(57)【要約】      （修正有）【課題】優れた光学特性を有する波長変換部材製造用積層体、およびその効率的な製造方法の提供。【解決手段】ガラス粉末の総モル数に基づいて、０．１〜１５モル％のＰ２Ｏ５、２０〜５０モル％のＺｎＯ、８〜４０モル％のＳｉＯ２、および１０〜３０モル％のＢ２Ｏ３を含んでなるガラスマトリックスと、該ガラスマトリックス中に分散された無機蛍光体粉末とを含んでなるグリーン・シートと、その両面に配置された、無機酸化物粉末としてのみシリカ粉末を含んでなる制限層Ａ用のグリーン・シート、および前記制限層Ａ用のグリーン・シートの両面に、接触せずに配置された制限層Ｂ用のグリーン・シートを含んでなる積層体。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長変換部材を製造するための積層体であって、
ガラス・マトリックスと前記ガラス・マトリックス内に分散された無機蛍光体粉末とを含んでなる前記波長変換部材を形成するためのグリーン・シート；無機酸化物粉末としてのみシリカ粉末を含んでなり、前記波長変換部材を形成するための前記グリーン・シートの両面に配置された制限層Ａ用のグリーン・シート；および前記波長変換部材を形成するための前記グリーン・シートと接触していない、前記制限層Ａ用の前記グリーン・シートの両面に配置された制限層Ｂ用のグリーン・シートを含んでなり、
前記ガラス・マトリックスは、ガラス粉末の総モル数に基づいて、０．１〜１５モル％のＰ２Ｏ５、２０〜５０モル％のＺｎＯ、８〜４０モル％のＳｉＯ２、および１０〜３０モル％のＢ２Ｏ３を含んでなる、波長変換部材製造用積層体。
【請求項２】
前記ガラス・マトリックスは、前記ガラス粉末の総モル数に基づいて、０．１〜２０モル％のＳｎＯ２および０．１〜２０モル％のＡｌ２Ｏ３をさらに含んでなる、請求項１に記載の波長変換部材製造用積層体。
【請求項３】
前記ガラス・マトリックスは、前記ガラス粉末の総モル数に基づいて、１〜３０モル％の量で、ＢａＯ、ＳｒＯ、およびＣａＯからなる群から選択される少なくとも１つのアルカリ土類金属酸化物をさらに含んでなる、請求項２に記載の波長変換部材製造用積層体。
【請求項４】
前記ガラス・マトリックスは、前記ガラス粉末の総モル数に基づいて、１〜３０モル％の量で、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、およびＬｉ２Ｏからなる群から選択される少なくとも１つのアルカリ金属酸化物をさらに含んでなる、請求項２または３に記載の波長変換部材製造用積層体。
【請求項５】
前記ガラス・マトリックスは、１．４〜１．７の屈折率を有し、４００〜７００℃の軟化点（Ｔｓ）および０．１〜２０μｍの平均粒径（Ｄ５０）を有するガラス粉末に由来する、請求項１に記載の波長変換部材製造用積層体。
【請求項６】
前記無機蛍光体粉末は、イットリウム−アルミニウム−ガーネット（ＹＡＧ）系、ルテニウム−アルミニウム−ガーネット（ＬｕＡＧ）系、窒化物系、硫化物系、およびケイ酸塩系の材料からなる群から選択される少なくとも１つの蛍光体粉末を含んでなる、請求項１に記載の波長変換部材製造用積層体。
【請求項７】
前記無機蛍光体粉末は、１〜５０μｍの平均粒径（Ｄ５０）を有する、請求項１に記載の波長変換部材製造用積層体。
【請求項８】
前記制限層Ａ用の前記グリーン・シートの前記シリカ粉末は、０．１〜３０μｍの平均粒径（Ｄ５０）を有し、前記制限層Ａ用の前記グリーン・シートは、５〜２００μｍの厚みを有する、請求項１に記載の波長変換部材製造用積層体。
【請求項９】
前記制限層Ｂ用の前記グリーン・シートは、アルミナ、シリカ、マグネシア、およびジルコニアからなる群から選択される少なくとも１つの無機酸化物粉末を含んでなり、
前記無機酸化物粉末は、０．１〜３０μｍの平均粒径（Ｄ５０）を有し、
制限層Ｂ用の前記グリーン・シートは、５〜２００μｍの厚みを有する、請求項１に記載の波長変換部材製造用積層体。
【請求項１０】
波長変換部材を製造する方法であって、
ガラス粉末および無機蛍光体粉末を含んでなる、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートを調製する第１ステップ；無機酸化物粉末としてのみシリカ粉末を含んでなる制限層Ａ用のグリーン・シートを、前記波長変換部材を形成するための前記グリーン・シートの両面に配置する第２ステップ；前記波長変換部材を形成するための前記グリーン・シートに接触していない、前記制限層Ａ用の前記グリーン・シートの両面に制限層Ｂ用のグリーン・シートを配置し、それらを積層して積層体を得る第３ステップ；前記積層体を焼成する第４ステップ；ならびに前記焼成された制限層Ａおよび制限層Ｂを前記焼成された積層体から取り除く第５ステップを含んでなる、波長変換部材の製造方法。
【請求項１１】
前記ガラス粉末は、前記ガラス粉末の総モル数に基づいて、０．１〜１５モル％のＰ２Ｏ５、２０〜５０モル％のＺｎＯ、８〜４０モル％のＳｉＯ２、１０〜３０モル％のＢ２Ｏ３、０．１〜２０モル％のＳｎＯ２、および０．１〜２０モル％のＡｌ２Ｏ３を含んでなる、請求項１０に記載の波長変換部材の製造方法。
【請求項１２】
前記ガラス粉末は、前記ガラス粉末の総モル数に基づいて１〜６０モル％の量で、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、およびＬｉ２Ｏからなる群から選択される少なくとも１つの酸化物をさらに含んでなる、請求項１１に記載の波長変換部材の製造方法。
【請求項１３】
前記ガラス粉末は、１．４〜１．７の屈折率、４００〜７００℃の軟化点（Ｔｓ）、および０．１〜２０μｍの平均粒径（Ｄ５０）を有する、請求項１０に記載の波長変換部材の製造方法。
【請求項１４】
前記無機蛍光体粉末は、イットリウム−アルミニウム−ガーネット（ＹＡＧ）系、ルテニウム−アルミニウム−ガーネット（ＬｕＡＧ）系、窒化物系、硫化物系、およびケイ酸塩系の材料からなる群から選択される少なくとも１つの蛍光体粉末を含んでなる、請求項１０に記載の波長変換部材の製造方法。
【請求項１５】
前記無機蛍光体粉末は、１〜５０μｍの平均粒径（Ｄ５０）を有する、請求項１０に記載の波長変換部材の製造方法。
【請求項１６】
前記制限層Ａ用の前記グリーン・シートの前記シリカ粉末は、０．１〜３０μｍの平均粒径（Ｄ５０）を有し、前記制限層Ａ用の前記グリーン・シートは、５〜２００μｍの厚みを有する、請求項１０に記載の波長変換部材の製造方法。
【請求項１７】
前記制限層Ｂ用の前記グリーン・シートは、アルミナ、シリカ、マグネシア、およびジルコニアからなる群から選択される少なくとも一つの無機酸化物粉末を含んでなり、
前記無機酸化物粉末は、０．１〜３０μｍの平均粒径（Ｄ５０）を有し、
制限層Ｂ用の前記グリーン・シートは、５〜２００μｍの厚みを有する、請求項１０に記載の波長変換部材の製造方法。
【請求項１８】
前記第３ステップにおける前記積層を１２〜２００ＭＰａの圧力および４０〜８０℃の温度で５〜９０秒間実行する、請求項１０に記載の波長変換部材の製造方法。
【請求項１９】
前記第４ステップにおける前記焼成を５００〜８００℃で１０分間〜７２時間実行する、請求項１０に記載の波長変換部材の製造方法。
【請求項２０】
超音波洗浄を用いて前記第５ステップを実行する、請求項１０に記載の波長変換部材用積層体の製造方法。
【請求項２１】
請求項１０〜２０のいずれか一項に記載の製造方法により製造された波長変換部材。
【請求項２２】
１００〜１，０００μｍの厚みを有する、請求項２１に記載の波長変換部材。
【請求項２３】
７０〜８０％の光超過率を有する、請求項２１に記載の波長変換部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長変換部材製造用積層体および波長変換部材の製造方法に関する。より具体的には、本発明は、高い全光線透過率および優れた光学特性を有する波長変換部材製造用積層体、および特定の成分から構成される制限層（または規制層または閉込層；confining layer）を用いて波長変換部材の効率的な製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の照明に使用される発光ダイオード（ＬＥＤ）等は、一般的に、青色ＬＥＤと、青色ＬＥＤから放出される青色光を吸収して、黄色、緑色、または赤色の光の放出を通して白色光を実現する波長変換部材とから構成されている。
【０００３】
波長変換部材は、一般に、ガラスを含んでなる波長変換部材を形成するためのグリーン・シートを調製した後、グリーン・シートの一方の面または両面にグリーン・シートの形状を制御するための制限層を積層し、積層体を焼成することによって製造することが可能である。しかしながら、制限層がグリーン・シートの一方の面に積層され焼成されると、グリーン・シートは、焼成の間に不均一に収縮し、それにより波長変換部材の形状が損なわれて、製造される。
【０００４】
従来の波長変換部材の製造方法の具体例として、韓国特許第１０−０９３０１６５号は、ガラス成分を含んでなるグリーン・シートの両面にアルミナ粉末を含んでなる第１制限層を配置し、第１制限層の露出面上に可燃性材料を含んでなる第２制限層を配置し、それにより、多層セラミック基材を調製するプロセスを開示している。しかしながら、上記特許の製造方法によれば、グリーン・シート溶融物、すなわち、ガラス溶融物は、積層後の焼成の間に高温で低粘度を有し、第１制限層の成分として使用されたアルミナ粒子間に浸透して、二層間に界面に薄い層を形成する。制限層は焼成後に研磨および／またはエッチングによって取り除かれるが、グリーン・シートと制限層との間に形成された層は、完全に取り除かれず、波長変換部材の表面に残り、それにより、光源から放出される光を反射する。よって、蛍光体に到達する光量が減少するという欠点を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】韓国特許第１０−０９３０１６５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、８００℃以下、好ましくは７００℃以下の温度で焼成可能であり、高い光透過率、高い屈折率、および焼成時に良好な形状を有する波長変換部材製造用積層体ならびに波長変換部材の効率的な製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートを含んでなる波長変換部材製造用積層体を提供し、
その積層体は、ガラス・マトリックスとガラス・マトリックス内に分散された無機蛍光体粉末とを含んでなる波長変換部材を形成するためのグリーン・シート；無機酸化物粉末としてのみシリカ粉末を含んでなり、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートの両面に配置された制限層Ａ用のグリーン・シート；および波長変換部材を形成するためのグリーンシートと接触していない、制限層Ａ用のグリーン・シートの両面に配置された制限層Ｂ用のグリーン・シートを含んでなり、
ガラス・マトリックスは、ガラス粉末の総モル数に基づいて、０．１〜１５モル％のＰ２Ｏ５、２０〜５０モル％のＺｎＯ、８〜４０モル％のＳｉＯ２、および１０〜３０モル％のＢ２Ｏ３を含んでなる。
【０００８】
加えて、本発明は、波長変換部材の製造方法を提供し、その製造方法は、ガラス粉末および無機蛍光体粉末を含んでなる、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートを調製する第１ステップ；無機酸化物粉末としてのみシリカ粉末を含んでなる制限層Ａ用のグリーン・シートを、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートの両面に配置する第２ステップ；波長変換部材を形成するためのグリーン・シートと接触していない制限層Ａ用のグリーン・シートの両面に制限層Ｂ用のグリーン・シートを配置し、それらを積層して積層体を得る第３ステップ；積層体を焼成する第４ステップ；ならびに焼成された制限層Ａおよび制限層Ｂを焼成された積層体から取り除く第５ステップを含んでなる。
【０００９】
加えて、本発明は、上記製造方法を通して製造された波長変換部材を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る波長変換部材は、８００℃以下、好ましくは７００℃以下の温度での焼成により製造され得、高い光透過率、高い屈折率、および焼成時に良好な形状を有する。よって、波長変換部材は、ＬＥＤ用に有利に使用され得る。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の波長変換部材製造用積層体は、ガラス・マトリックスとガラス・マトリックス内に分散された無機蛍光体粉末とを含んでなる波長変換部材を形成するためのグリーン・シート；無機酸化物粉末としてのみシリカ粉末を含んでなり、波長変換部材を形成するためのグリーンシートの両面に配置された制限層Ａ用のグリーン・シート；および波長変換部材を形成するためのグリーン・シートと接触していない制限層Ａ用のグリーン・シートの両面に配置された制限層Ｂ用のグリーン・シートを含んでなり、
ガラス・マトリックスは、ガラス粉末の総モル数に基づいて、０．１〜１５モル％のＰ２Ｏ５、２０〜５０モル％のＺｎＯ、８〜４０モル％のＳｉＯ２、および１０〜３０モル％のＢ２Ｏ３を含んでなる。
【００１２】
（ガラス・マトリックス）
ガラス・マトリックスは、ガラス粉末の総モル数に基づいて、０．１〜１５モル％のＰ２Ｏ５、２０〜５０モル％のＺｎＯ、８〜４０モル％のＳｉＯ２、および１０〜３０モル％のＢ２Ｏ３を含んでなる。具体的には、ガラス・マトリックスは、ガラス粉末の総モル数に基づいて、０．１〜１３モル％、０．１〜１０モル％、または０．２〜１０モル％のＰ２Ｏ５；２５〜５０モル％、２５〜４８モル％、または２８〜４８モル％のＺｎＯ；８〜３８モル％、８〜３６モル％、または８〜３５モル％のＳｉＯ２；および１１〜３０モル％、１１〜２８モル％，または１１〜２７モル％のＢ２Ｏ３を含んでなる。
【００１３】
ガラス・マトリックスは、ガラス粉末の総モル数に基づいて、０．１〜２０モル％のＳｎＯ２および０．１〜２０モル％のＡｌ２Ｏ３をさらに含んでなってもよい。具体的には、ガラス・マトリックスは、ガラス粉末の総モル数に基づいて、０．１〜１５モル％、０．１〜１０モル％、０．１〜８モル％、または０．１〜６モル％のＳｎＯ２；および０．１〜１５モル％、０．５〜１５モル％、１〜１３モル％、または１〜１１モル％のＡｌ２Ｏ３さらに含んでなってもよい。
【００１４】
ガラス・マトリックスは、ガラス粉末の総モル数に基づいて、１〜３０モル％の量で、ＢａＯ、ＳｒＯ、およびＣａＯからなる群から選択される少なくとも１つ（１種）のアルカリ土類金属酸化物をさらに含んでなってもよい。具体的には、ガラス・マトリックスは、ガラス粉末の総モル数に基づいて、１〜２０モル％、１〜１０モル％、または１〜８モル％の量で、ＢａＯ、ＳｒＯ、およびＣａＯからなる群から選択される少なくとも１つのアルカリ土類金属酸化物をさらに含んでなってもよい。
【００１５】
ガラス・マトリックスは、ガラス粉末の総モル数に基づいて、１〜３０モル％の量で、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、およびＬｉ２Ｏからなる群から選択される少なくとも１つのアルカリ金属酸化物をさらに含んでなってもよい。具体的には、ガラス・マトリックスは、ガラス粉末の総モル数に基づいて、１〜２０モル％、１〜１８モル％、または２〜１７モル％の量で、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、およびＬｉ２Ｏからなる群から選択される少なくとも１つのアルカリ金属酸化物をさらに含んでなってもよい。より具体的には、ガラス・マトリックスは、ガラス粉末の総モル数に基づいて、１〜１０モル％または１．５〜８モル％のＮａ２Ｏ；０〜１０モル％、０〜８モル％、または０〜７モル％のＫ２Ｏ；および０〜１０モル％、０〜８モル％、または０〜７モル％のＬｉ２Ｏを含んでなってもよい。
【００１６】
具体的には、アルカリ金属酸化物は、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏ；Ｎａ２ＯおよびＬｉ２Ｏ；またはＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、およびＬｉ２Ｏを含んでなる。
【００１７】
ガラス・マトリックスは、１．４〜１．７の屈折率を有してもよく、４００〜７００℃の軟化点（Ｔｓ）および０．１〜２０μｍの平均粒径（Ｄ５０）を有するガラス粉末に由来してもよい。具体的には、ガラス・マトリックスは、１．４５〜１．７、１．５〜１．６６、１．５５〜１．６５、または１．５８〜１．６６の屈折率を有してもよく、４００〜７００℃、５００〜７００℃、５５０〜７００℃、または５５０〜６５０℃の軟化点（Ｔｓ）、および０．１〜２０μｍ、１〜２０μｍ、または１〜１０μｍの平均粒径（Ｄ５０）を有するガラス粉末に由来してもよい。
【００１８】
（無機蛍光体粉末）
無機蛍光体粉末は、イットリウム−アルミニウム−ガーネット（ＹＡＧ）系、ルテニウム−アルミニウム−ガーネット（ＬｕＡＧ）系、窒化物系、硫化物系、およびケイ酸塩系の材料からなる群から選択される少なくとも１つの蛍光体粉末を含んでなってもよい。
【００１９】
無機蛍光体粉末は、１〜５０μｍの平均粒径（Ｄ５０）を有してもよい。具体的には、無機蛍光体粉末は、１〜５０μｍ、５〜４０μｍ、または１０〜３０μｍの平均粒径（Ｄ５０）を有してもよい。
【００２０】
（波長変換部材を形成するためのグリーン・シート）
波長変換部材を形成するためのグリーン・シートは、ガラス・マトリックスとガラス・マトリックス内に分散された無機蛍光体粉末とを含んでなる。
【００２１】
波長変換部材を形成するためのグリーン・シートは、ガラス粉末、無機蛍光体粉末、バインダー樹脂、および溶媒を含んでなるガラス組成物から製造されてもよい。具体的には、ガラス組成物は、バインダー樹脂１００重量部あたり、３〜１６０重量部の無機蛍光体粉末および１２０〜２８０重量部のガラス粉末を含んでなってもよい。
【００２２】
溶媒は、組成物の特性および乾燥条件に適した量で含まれてもよい。具体的には、溶媒は、ガラス組成物の総重量に基づいて、３０〜５０重量％含まれてもよい。
【００２３】
溶媒は、グリーン・シートの迅速な調製のため低沸点を有してもよい。具体的には、溶媒は、３０〜１５０℃の沸点を有してもよい。より具体的には、溶媒は、６０〜１３０℃の沸点を有してもよい。
【００２４】
加えて、溶媒は、トルエン、エタノール、ブタノール、アセトン、およびメタノールからなる群から選択される少なくとも１つを含んでなってもよい。具体的には、溶媒は、トルエン、エタノール、およびブタノールからなる群から選択される少なくとも１つを含んでなってもよい。より具体的には、溶媒は、トルエン、エタノール、およびブタノールを含んでなってもよい。
【００２５】
バインダー樹脂は、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、およびポリ（ビニルアセテート）（ＰＶＡｃ）からなる群から選択される少なくとも１つを含んでなってもよい。具体的には、バインダー樹脂は、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）またはポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を含んでなってもよい。
【００２６】
バインダー樹脂は、１，０００〜７０，０００ｇ／モルの重量平均分子量を有してもよい。具体的には、バインダー樹脂は、２０，０００〜６０，０００ｇ／モルの重量平均分子量を有してもよい。
【００２７】
ガラス組成物は、可塑剤をさらに含んでなってもよい。可塑剤は、ＤＯＰ（ジオクチルフタレート）、ＤＯＡ（ジオクチルアジペート）、およびＴＣＰ（トリクレジルフォスフェート）からなる群から選択される少なくとも１つを含んでなってもよい。具体的には、可塑剤は、ＤＯＰ（ジオクチルフタレート）またはＤＯＡ（ジオクチルアジペート）を含んでなってもよい。
【００２８】
加えて、可塑剤は、バインダー樹脂１００重量部あたり１０〜２００重量部の量で含まれてもよい。具体的には、可塑剤は、バインダー樹脂１００重量部あたり３０〜９０重量部の量で含まれてもよい。
【００２９】
ガラス組成物は、溶媒およびバインダー樹脂を混合し、気泡を取り除いた後、ガラス粉末、無機蛍光体粉末、および可塑剤等をそこに加えることにより調製されてもよい。低沸点を有する溶媒が本発明において使用されるため、バインダー樹脂および溶媒は、ガラス組成物の調製において室温で混合され得る。
【００３０】
波長変換部材を形成するためのグリーン・シートは、グリーン・シートの総重量に基づいて、３０〜１００重量％のガラス・マトリックスおよび５〜５０重量％の無機蛍光体粉末を含んでなってもよい。具体的には、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートは、グリーン・シートの総重量に基づいて、４０〜９０重量％のガラス・マトリックスおよび８〜３０重量％の無機蛍光体粉末を含んでなってもよい。
【００３１】
波長変換部材を形成するためのグリーン・シートは、１０〜２，０００μｍの厚みを有してもよい。具体的には、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートは、２０〜１，２００μｍの厚みを有してもよい。
【００３２】
無機蛍光体粉末は焼成温度で溶融も反応もしないため、無機蛍光体粉末は、制限層の材料として使用され得る。しかしながら、無機蛍光体粉末を制限層用の材料として作用するために高密度で濃縮する必要があり、圧縮された無機蛍光体粉末は、波長変換部材の内部に光が入らないようにすることにより、屈折率および光透過率が低下させる可能性がある。よって、制限層Ａ用のグリーン・シートおよび制限層Ｂ用のグリーン・シートは、無機蛍光体粉末を含まないことが好ましい。
【００３３】
（制限層Ａ用のグリーン・シート）
制限層Ａ用のグリーン・シートは、無機酸化物粉末としてのみシリカ粉末を含んでなる。加えて、制限層Ａ用のグリーン・シートは、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートの形状を焼成の間制御し、波長変換部材の機能を助けるのに役立つ。
【００３４】
グリーン・シート溶融物と反応して、光を反射して蛍光体に到達する光量を減少させる化学層を形成するアルミナと異なり、シリカ粉末は光透過特性に優れているため、光量の低下を引き起こさない。むしろ、シリカ粉末は、焼成時および研磨時に、波長変換部材の表面に残り、光拡散剤として作用し、それにより波長変換部材の光学特性を改善する。
【００３５】
シリカ粉末は、０．１〜３０μｍの平均粒径（Ｄ５０）を有してもよい。具体的には、シリカ粉末は、０．２〜２０μｍまたは０．５〜１０μｍの平均粒径（Ｄ５０）を有してもよい。
【００３６】
制限層Ａ用のグリーン・シートは、シリカ粉末、バインダー樹脂、および溶媒を含んでなる制限層Ａ用の組成物から調製してもよい。具体的には、制限層Ａ用の組成物は、バインダー樹脂１００重量部あたり、５００〜１，５００重量部のシリカ粉末を含んでなってもよい。
【００３７】
溶媒は、制限層Ａ用の組成物の総重量に基づいて、３０〜５０重量％の量で含まれてもよい。
【００３８】
バインダー樹脂および溶媒は、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートに関して上述したものと同じである。
【００３９】
制限層Ａ用の組成物は、可塑剤をさらに含んでなってもよい。可塑剤の種類および含有量は、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートに関して上述したものと同じである。
【００４０】
制限層Ａ用の組成物を、溶媒およびバインダー樹脂を混合し、気泡を取り除いた後、シリカ粉末および可塑剤等をそこに加えることにより調製してもよい。低沸点を有する溶媒を本発明において使用するため、バインダー樹脂および溶媒を、制限層Ａ用の組成物の調製において室温で混合することができる。
【００４１】
制限層Ａ用のグリーン・シートは、５〜２００μｍの厚みを有してもよい。具体的には、制限層Ａ用のグリーン・シートは、１０〜２００μｍ、１０〜１００μｍ、１０〜５０μｍ、２０〜１００μｍ、２０〜８０μｍ、または２０〜５０μｍの厚みを有してもよい。
【００４２】
制限層Ａ用のグリーン・シートを、波長変換部材を形成するためにグリーン・シートの両面に配置する必要がある。制限層Ａ用のグリーン・シートを波長変換部材を形成するためのグリーン・シートの一方の側面にのみ配置し、焼成すると、グリーン・シートが不均一に収縮して、それにより作製された波長変換部材の形状が曲がったり、または波長変換部材上にクラックが生じる場合がある。
【００４３】
（制限層Ｂ用のグリーン・シート）
制限層Ｂ用のグリーン・シートは、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートの形状を焼成の間に制御するのに役立つ。
【００４４】
制限層Ｂ用のグリーン・シートを、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートと接触していない制限層Ａ用のグリーン・シートの両面に配置する必要がある。制限層Ｂ用のグリーン・シートを、制限層Ａ用のグリーン・シートの一方の面にのみ配置し焼成すると、グリーン・シートは不均一に収縮し、それにより作製された波長変換部材の形状が曲がったり、または波長変換部材上にクラックが生じたりする場合がある。
【００４５】
制限層Ｂ用のグリーン・シートは、アルミナ、シリカ、マグネシア、およびジルコニアからなる群から選択される少なくとも一つの無機酸化物粉末を含んでなってもよい。具体的には、制限層Ｂ用のグリーン・シートは、アルミナまたはマグネシアを含んでなってもよい。
【００４６】
無機酸化物粉末は、０．１〜３０μｍの平均粒径（Ｄ５０）を有してもよい。具体的には、無機酸化物粉末は、０．５〜２５μｍ、０．５〜２０μｍ、または１〜１５μｍの平均粒径（Ｄ５０）を有してもよい。
【００４７】
制限層Ｂ用のグリーン・シートを、無機酸化物粉末、バインダー樹脂、および溶媒を含んでなる制限層Ｂ用の組成物から調製してもよい。具体的には、制限層Ｂ用の組成物は、バインダー樹脂１００重量部あたり、５００〜１，５００重量部の無機酸化物粉末を含んでなってもよい。
【００４８】
溶媒を、制限層Ｂ用の組成物の総重量に基づいて、３０〜５０重量％の量で含んでもよい。
【００４９】
バインダー樹脂および溶媒は、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートに関して上述したものと同じである。
【００５０】
制限層Ｂ用の組成物は、可塑剤をさらに含んでなってもよい。可塑剤の種類および含有量は、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートに関して上述したものと同じである。
【００５１】
制限層Ｂ用の組成物を、溶媒およびバインダー樹脂を混合し、気泡を取り除いた後、無機酸化物粉末および可塑剤等を加えることにより、調製してもよい。低沸点を有する溶媒を本発明で使用するため、バインダー樹脂および溶媒を、制限層Ｂ用の組成物の調製において室温で混合することができる。
【００５２】
制限層Ｂ用のグリーン・シートは、５〜２００μｍの厚みを有してもよい。具体的には、制限層Ｂ用のグリーン・シートは、１０〜２００μｍ、１０〜１００μｍ、１０〜５０μｍ、２０〜１００μｍ、２０〜８０μｍ、２０〜５０μｍ、または３０〜５０μｍの厚みを有してもよい。
【００５３】
制限層Ａ用のグリーン・シートおよび制限層Ｂ用のグリーン・シートの積層の総数は、４〜５０であってもよい。具体的には、制限層Ａ用のグリーン・シートおよび制限層Ｂ用のグリーン・シートの積層の総数は、４〜４０、８〜３０、または１０〜３０であってもよい。
【００５４】
（波長変換部材の製造方法）
本発明は、波長変換部材の製造方法を提供する。その製造方法は、ガラス粉末および無機蛍光体粉末を含んでなる、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートを調製する第１ステップ；無機酸化物粉末としてのみシリカ粉末を含んでなる制限層Ａ用のグリーン・シートを、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートの両面に配置する第２ステップ；波長変換部材を形成するためのグリーン・シートと接触していない、制限層Ａ用のグリーン・シートの両面に制限層Ｂ用のグリーン・シートを配置し、それらを積層して積層体を得る第３ステップ；積層体を焼成する第４ステップ；ならびに焼成した制限層Ａおよび制限層Ｂを焼成した積層体から取り除く第５ステップを含んでなる。
【００５５】
（第１ステップ）
このステップでは、ガラス粉末および無機蛍光体粉末を含んでなる、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートを調製する。
【００５６】
ガラス粉末は、ガラス粉末の総モル数に基づいて、０．１〜１５モル％のＰ２Ｏ５、２０〜５０モル％のＺｎＯ、８〜４０モル％のＳｉＯ２、１０〜３０モル％のＢ２Ｏ３、０．１〜２０モル％のＳｎＯ２、および０．１〜２０モル％のＡｌ２Ｏ３を含んでなる。具体的には、ガラス粉末は、ガラス粉末の総モル数に基づいて、０．１〜１３モル％、０．１〜１０モル％、または０．２〜１０モル％のＰ２Ｏ５；２５〜５０モル％、２５〜４８モル％、または２８〜４８モル％のＺｎＯ；８〜３８モル％、８〜３６モル％、または８〜３５モル％のＳｉＯ２；１１〜３０モル％、１１〜２８モル％、または１１〜２７モル％のＢ２Ｏ３；０．１〜２０モル％、０．１〜１５モル％、０．１〜１０モル％、０．１〜８モル％、または０．１〜６モル％のＳｎＯ２；および０．１〜２０モル％、０．１〜１５モル％、０．５〜１５モル％、１〜１３モル％、または１〜１１モル％のＡｌ２Ｏ３を含んでなる。
【００５７】
ガラス粉末は、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、およびＬｉ２Ｏからなる群から選択される少なくとも１つの酸化物をさらに含んでなってもよく、酸化物を、ガラス粉末の総モル数に基づいて１〜６０モル％の量で含んでもよい。
【００５８】
具体的には、ガラス粉末は、ガラス粉末の総モル数に基づいて１〜３０モル％の量で、ＢａＯ、ＳｒＯ、およびＣａＯからなる群から選択される少なくとも１つのアルカリ土類金属酸化物を、さらに含んでなってもよい。より具体的には、ガラス粉末は、ガラス粉末の総モル数に基づいて１〜２０モル％、１〜１０モル％、または１〜８モル％の量で、ＢａＯ、ＳｒＯ、およびＣａＯからなる群から選択される少なくとも１つのアルカリ土類金属酸化物をさらに含んでなってもよい。
【００５９】
具体的には、ガラス粉末は、ガラス粉末の総モル数に基づいて１〜３０モル％の量で、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、およびＬｉ２Ｏからなる群から選択される少なくとも１つのアルカリ金属酸化物をさらに含んでなってもよい。より具体的には、ガラス粉末は、ガラス粉末の総モル数に基づいて１〜２０モル％、１〜１８モル％、または２〜１７モル％の量で、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、およびＬｉ２Ｏからなる群から選択される少なくとも１つのアルカリ金属酸化物をさらに含んでなってもよい。さらに具体的には、ガラス粉末は、ガラス粉末の総モル数に基づいて、１〜１０モル％または１．５〜８モル％のＮａ２Ｏ；０〜１０モル％、０〜８モル％、または０〜７モル％のＫ２Ｏ；および０〜１０モル％、０〜８モル％、または０〜７モル％のＬｉ２Ｏを含んでなってもよい。
【００６０】
ガラス粉末は、１．４〜１．７の屈折率、４００〜７００℃の軟化点（Ｔｓ）、および０．１〜２０μｍの平均粒径（Ｄ５０）を有してもよい。具体的には、ガラス粉末は、１．４５〜１．７、１．５〜１．６６、１．５５〜１．６５、または１．５８〜１．６６の屈折率、４００〜７００℃、５００〜７００℃、５５０〜７００℃、または５５０〜６５０℃の軟化点（Ｔｓ）、および０．１〜２０μｍ、１〜２０μｍ、または１〜１０μｍの平均粒径（Ｄ５０）を有してもよい。
【００６１】
無機蛍光体粉末の種類および平均粒径は、波長変換部材用の積層体に関して上述したものと同じである。
【００６２】
波長変換部材を形成するためのグリーン・シートを、ガラス粉末および無機蛍光体粉末を含んでなるガラス組成物から調製してもよい。ガラス組成物は、波長変換部材用の積層体に関して上述したものと同じである。
【００６３】
波長変換部材を形成するグリーン・シートを、基材上にガラス組成物をキャストすることにより調製してもよい。具体的には、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートは、１つのシートであってもよく、またはキャストすることにより調製された複数層のグリーン・シートを積層しプレスすることにより得られたものであってもよい。この場合、グリーン・シートの積層数は、特に限定されない。例えば、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートのプレス時の厚みが５０〜１，５００μｍとなるように、グリーン・シートを積層してもよい。
【００６４】
プレッシングを、１〜１００ＭＰａの圧力で実行してもよい。具体的には、プレッシングを、２〜５０ＭＰａの圧力で実行してもよい。
【００６５】
（第２ステップ）
このステップでは、無機酸化物粉末としてのみシリカ粉末を含んでなる制限層Ａ用のグリーン・シートを、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートの両面に配置する。
【００６６】
シリカ粉末は、０．１〜３０μｍの平均粒径（Ｄ５０）を有してもよい。具体的には、シリカ粉末は、０．２〜２０μｍまたは０．５〜１０μｍの平均粒径（Ｄ５０）を有してもよい。
【００６７】
制限層Ａ用のグリーン・シートを、シリカ粉末、バインダー樹脂、および溶媒を含んでなる制限層Ａ用の組成物から調製してもよい。
【００６８】
制限層Ａ用の組成物、バインダー樹脂、および溶媒は、波長変換部材用の積層体に関して上述したものと同じである。
【００６９】
制限層Ａ用のグリーン・シートは、５〜２００μｍの厚みを有してもよい。具体的には、制限層Ａ用のグリーン・シートは、１０〜２００μｍ、１０〜１００μｍ、１０〜５０μｍ、２０〜１００μｍ、２０〜８０μｍ、または２０〜５０μｍの厚みを有してもよい。
【００７０】
（第３ステップ）
このステップでは、制限層Ｂ用のグリーン・シートを、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートに接触していない、制限層Ａ用のグリーン・シートの両面に配置して、それらを積層して積層体を得る。
【００７１】
制限層Ｂ用のグリーン・シートは、アルミナ、シリカ、マグネシア、およびジルコニアからなる群から選択される少なくとも一つの無機酸化物粉末を含んでなってもよい。具体的には、制限層Ｂ用のグリーン・シートは、アルミナ、またはジルコニアを含んでなってもよい。
【００７２】
無機酸化物粉末は、０．１〜３０μｍの平均粒径（Ｄ５０）を有してもよい。具体的には、無機酸化物粉末は、０．５〜２５μｍ、０．５〜２０μｍ、または１〜１５μｍの平均粒径（Ｄ５０）を有してもよい。
【００７３】
制限層Ｂ用のグリーン・シートを、無機酸化物粉末、バインダー樹脂、および溶媒を含んでなる制限層Ｂ用の組成物から調製してもよい。
【００７４】
制限層Ｂ用の組成物、バインダー樹脂、および溶媒は、波長変換部材製造用積層体に関して上述したものと同じである。
【００７５】
制限層Ｂ用のグリーン・シートは、５〜２００μｍの厚みを有してもよい。具体的には、制限層Ｂ用のグリーン・シートは、１０〜２００μｍ、１０〜１００μｍ、１０〜５０μｍ、２０〜１００μｍ、２０〜８０μｍ、２０〜５０μｍ、または３０〜５０μｍの厚みを有してもよい。
【００７６】
制限層Ａ用のグリーン・シートおよび制限層Ｂ用のグリーン・シートの積層の総数は、４〜５０であってもよい。具体的には、制限層Ａ用のグリーン・シートおよび制限層Ｂ用のグリーン・シートの積層の総数は、４〜３０、８〜３０、または１０〜３０であってもよい。
【００７７】
積層を、１２〜２００ＭＰａの圧力および４０〜８０℃の温度で５〜９０秒間実行してもよい。具体的には、積層を、１２〜１８０ＭＰａ、１２〜１６０ＭＰａ、または１３〜１５０ＭＰａの圧力、および４０〜７０℃の温度で５〜６０秒間実行してもよい。より具体的には、積層を、６０〜７０℃の上部温度および４０〜６０℃の下部温度を有するラミネータを用いて実行してもよい。
【００７８】
（第４ステップ）
このステップでは、積層体を焼成する。
【００７９】
焼成を、５００〜８００℃で１０分間〜７２時間実行してもよい。具体的には、焼成を、５００〜７００℃で１０分間〜５２時間実行してもよい。
【００８０】
（第５ステップ）
このステップでは、焼成した制限層Ａおよび制限層Ｂを、焼成した積層体から取り除く。具体的には、このステップでは、超音波洗浄により、焼成した制限層Ａおよび制限層Ｂを焼成した積層体から取り除く。この場合、超音波洗浄を、１０，０００〜１００，０００Ｈｚの超音波で５秒間〜２時間実行してもよい。具体的には、超音波洗浄を、３０，０００〜５０，０００Ｈｚの超音波で３０秒間〜１時間を実行してもよい。
【００８１】
波長変換部材は、１００〜１，０００μｍの厚みを有してもよい。具体的には、波長変換部材は、１００〜８００μｍ、１００〜５００μｍ、または１００〜３００μｍの厚みを有してもよい。
【００８２】
波長変換部材は、７０〜８０％の光透過率を有してもよい。具体的には、波長変換部材は、７２〜８０％、７４〜７８％、または７６〜７８％の光透過率を有してもよい。
【００８３】
上述したように、波長変換部材の製造方法は、特定の成分から構成される制限層を用いて波長変換部材を効率的に製造することができ、８００℃以下、好ましくは７００℃以下の温度での焼成により調製することができ、高い光透過率、高い屈折率、および焼成時の良好な形状を有し、それにより、ＬＥＤに有利に使用することができる。
【００８４】
以下、本発明を、以下の実施例を参照してより詳細に説明する。しかしながら、これらの実施例は、本発明を説明するために提供されるものであり、本発明の範囲はそれにのみ限定するものではない。
【００８５】
実施例
（調製例１：ガラス板の調製）
各成分を混合して、以下の表１に示す組成を有するようにし、１，２００〜１，４００℃で溶融してガラス材料を調製した。このように調製したガラス材料を粉砕して、５．９μｍの平均粒径を有するガラス粉末を調製した。このようにして調製したガラス粉末を金型に入れ、５トンの圧力で５分間圧縮成形した後、６２０℃で３０分間焼成した。その後、鏡面を研磨して表面粗さを０．２μｍにし、２００μｍの厚みのガラス板を調製した。
【００８６】
（調製例２〜１２）
各成分の含有量を以下の表１の組成物となるように変更した以外は、調製例１と同じ方法で各ガラス板を調製した。
【００８７】
（試験例１）
調製例１〜１２の調製のガラス板の物理特性を、以下の方法で評価した。その結果を以下の表に示す。
【００８８】
（１）ガラス転移温度（Ｔｇ）および軟化温度（Ｔｓ）
ガラス転移温度および軟化温度を、熱分析装置（SDT: Q600, TA Instruments, USA）を使用して室温から１，０００℃まで１０℃／分の昇温速度で測定した。
【００８９】
この場合、Ｔｄｓｐ（温度膨張計軟化点）は、膨張計軟化点の温度を指す。
【００９０】
（２）光透過率（％）
５５０ｎｍの参照波長を有する光透過率を、日立の磁気分光光度計（U-350、日本）を用いて測定した。試料が存在しない場合、光透過率は１００％であった。
【００９１】
（３）屈折率
屈折率を、プロフェッショナル・ジェムストーン屈折計（Kruess model ER601 LED,ドイツ）を用いて、測定した。測定のために、試料を１ｍｍ（１Ｔ）の厚みに加工した後、測定部に密着するように試料測定位置に一定量の屈折溶液を塗布した。
【表１】
2020045275.tif 000002
【００９２】
表１に示すように、調製例１〜１０のガラス板は高い透過率および優れた屈折率特性を示した。それらは、６５０℃以下のガラス転移温度で適切な軟化特性を有する。加えて、ガラス・マトリックスの光透過率および屈折率が波長変換部材の光学特性に影響するため、これらの結果に基づいて、波長変換部材の特性を検討した。
【００９３】
（実施例１：波長変換部材の調製）
１−１：波長変換部材を形成するためのグリーン・シートの調製
ポリビニルブチラール（ＰＶＢ、重量平均分子量：５０，０００ｇ／モル）２７ｇを溶媒（３：１：１の体積比でのトルエン、エタノール、およびブタノールの混合物）８１ｇに加え、室温で１時間溶解し、バインダー溶液を調製した。
ＹＡＧ系蛍光体粉末（平均粒径（Ｄ５０）：２５μｍ、メーカー：Daejoo Electronic Materials、製品名：DLP-Y62-25）１１重量部および調製例５のガラス粉末８９重量部を混合し、これにバインダー溶液８９重量部および可塑剤１１重量部を加えて、ガラス組成物を調製した。テープ・キャスティング法によりガラス組成物をＰＥＴフィルムに塗布し、シートに成形して、５０μｍの厚みを有するグリーン・シートを得た。上記グリーン・シート２１枚を積層し、１４ＭＰａの圧力でプレスして波長変換部材を形成するためのグリーン・シートを得た。
【００９４】
１−２：制限層Ａ用のグリーン・シートの調製
実施例１−１のバインダー溶液１６０ｇ、シリカ粉末（平均粒径（Ｄ５０）：４．９μｍ）５００ｇ、および可塑剤２０ｇを混合し、制限層Ａ用の組成物を調製した。その後、実施例１−１と同じテープ・キャスティング法により、３０μｍの厚みを有する制限層Ａ用のシートを、制限層Ａ用の組成物から調製した。
【００９５】
１−３：制限層Ｂ用のグリーン・シートの調製
実施例１−１のバインダー溶液１６０ｇ、アルミナ粉末（平均粒径（Ｄ５０）：２．２μｍ）５００ｇ、および可塑剤２０ｇを混合し、制限層Ｂ用の組成物を調製した。その後、実施例１−１と同じテープ・キャスティング法により、制限層Ｂ用の組成物から厚み３０μｍを有する、制限層Ｂ用のシートを調製した。
【００９６】
１−４：波長変換部材の調製
実施例１−２の制限層Ａ用のグリーン・シートを実施例１−１の波長変換部材を形成するためのグリーン・シートの両側に配置した。その後、実施例１−３の制限層Ｂ用のグリーン・シートを、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートと接触していない制限層Ａ用のグリーン・シートの両面に配置し、積層体を調製した。積層体を、６５℃の上部温度および５０℃の下部温度を有するラミネータに入れ、１４ＭＰａの圧力で３０秒間プレスした。その後、プレスした積層体を６００℃の炉に入れ、０．５時間焼成した後、４５，０００Ｈｚの超音波を用いて１０分間超音波洗浄し、焼成した制限層ＡおよびＢを取り除き、これにより１００μｍの平均厚みを有する波長変換部材を得た。
【００９７】
（実施例２〜６および比較例１〜４）
各波長変換部材を、以下の表２に示すように、制限層Ａ用のグリーン・シートおよび制限層Ｂ用のグリーン・シートに含まれるガラス粉末の種類および無機酸化物の種類を変更した以外は、実施例１と同じ方法で調製した。
【００９８】
（試験例２）
実施例１〜６および比較例１〜４の波長変換部材の特性を、以下の方法で測定した。その結果を表２に示す。
【００９９】
（１）焼成体の状態
波長変換部材の焼成状態を肉眼で評価した。
【０１００】
（２）光透過率（％）
日立の磁気分光光度計（Ｕ−３５０，日本）を用いて５５０ｎｍの参照波長を有する光透過率を測定した。試料が存在しない場合、光透過率は１００％であった。
【０１０１】
（３）色度分布（Ｃｘ，Ｃｙ，光束（Φｖ，ルーメン（ｌｍ）），および変換光束（％））
色度分布は、積分球測定装置（LMS-200, J & C Tech.）内の４５０ｎｍの励起光源に波長変換部材を配置することにより測定した。
【表２】
2020045275.tif 000003
【０１０２】
表２に示すように、こうして調製された波長変換部材は、ガラス組成物に応じた透過率の違いにより、光学特性に違いがあった。特に、実施例４〜６の波長変換部材は、顕著に優れた光学特性を示した。対照的に、比較例１〜４の波長変換部材は、著しく低い透過率および著しく低い光学特性を有していた。
【外国語明細書】
2020045275.tif 000004
2020045275.tif 000005
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2020045275.tif 000009
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