(57)【要約】【課題】低温で焼成することができ、且つ、耐候性に優れ、長期間に亘って使用しても劣化が少ない蛍光体複合部材とすることが可能な蛍光体複合材料及びこれを焼成して得られる蛍光体複合部材を提供する。【解決手段】本発明の蛍光体複合材料は、ガラス粉末と、蛍光体粉末とからなる蛍光体複合材料であって、前記ガラス粉末が、ＳｎＯ−Ｐ2Ｏ5−Ｂ2Ｏ3系ガラスであることを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス粉末と、蛍光体粉末とからなる蛍光体複合材料であって、前記ガラス粉末が、ＳｎＯ−Ｐ2Ｏ5−Ｂ2Ｏ3系ガラスであることを特徴とする蛍光体複合材料。
【請求項２】
ＳｎＯ−Ｐ2Ｏ5−Ｂ2Ｏ3系ガラスが、Ｂ2Ｏ3を１〜３０モル％含有することを特徴とする請求項１記載の蛍光体複合材料。
【請求項３】
ＳｎＯ−Ｐ2Ｏ5−Ｂ2Ｏ3系ガラスが、モル比で、ＳｎＯ／Ｐ2Ｏ5  ０．９〜１６であることを特徴とする請求項１または２に記載の蛍光体複合材料。
【請求項４】
ＳｎＯ−Ｐ2Ｏ5−Ｂ2Ｏ3系ガラスが、モル百分率で、ＳｎＯ  ３５〜８０％、Ｐ2Ｏ5  ５〜４０％、Ｂ2Ｏ3  １〜３０％、Ａｌ2Ｏ3  ０〜１０％、ＳｉＯ2  ０〜１０％、Ｌｉ2Ｏ  ０〜１０％、Ｎａ2Ｏ  ０〜１０％、Ｋ2Ｏ  ０〜１０％、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ  ０〜１０％、ＭｇＯ  ０〜１０％、ＣａＯ  ０〜１０％、ＳｒＯ  ０〜１０％、ＢａＯ  ０〜１０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ  ０〜１０％、ＳｎＯ／Ｐ2Ｏ5  ０．９〜１６であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の蛍光体複合材料。
【請求項５】
ＳｎＯ−Ｐ2Ｏ5−Ｂ2Ｏ3系ガラスが、４００℃以下の軟化点を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の蛍光体複合材料。
【請求項６】
前記ガラス粉末と前記蛍光体粉末の混合割合（ガラス粉末：蛍光体粉末）が、質量比で９９．９９：０．０１〜７０：３０の範囲であることを特徴とする請求１〜５のいずれかに記載の蛍光体複合材料。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の蛍光体複合材料を焼成してなることを特徴とする蛍光体複合部材。
【請求項８】
３００〜５００ｎｍの波長の光を可視光に変換することを特徴とする請求項７記載の蛍光体複合部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤやＬＤ等のデバイスに用いられる蛍光体複合材料及び蛍光体複合部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、白色ＬＥＤは、白熱電球や蛍光灯に代わる次世代の光源として照明用途への応用が期待されている。
【０００３】
蛍光体を用いて波長変換するＬＥＤ素子においては、ＬＥＤチップの発光面が蛍光体粉末を含む有機系バインダー樹脂によってモールドされている。このモールド部分をＬＥＤチップから発せられた光が通過する際に、その光の全部が蛍光体に吸収されて、別の波長に変換したり、または、光の一部が蛍光体に吸収され、変換された光と透過光とが合わさって、所望の光が発せられる。
【０００４】
しかしながら、上記ＬＥＤ素子を構成するモールド樹脂が、青色〜紫外線領域の高出力の短波長の光によって劣化し、変色を引き起こすという問題がある。
【０００５】
上記問題を解決するために、５００℃以上の軟化点を有する非鉛系ガラス粉末と蛍光体粉末を含む材料をガラスの軟化点以上の温度で焼成することで、ガラス中に蛍光体粉末を分散させた蛍光体複合部材が特許文献１で提案されている。
【０００６】
特許文献１で開示されている蛍光体複合部材は、蛍光体粉末が無機材料であるガラス中に分散されているため、化学的に安定で劣化が少なく、しかも、出力光による変色も少ないものを得ることができる。
【特許文献１】特開２００３−２５８３０８号公報
【特許文献２】特開２００５−１１９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、市販の蛍光体の中には、耐熱性の低いものがあり、これを５００℃以上の軟化点を有する非鉛系ガラス粉末と焼結すると、焼結する際の熱によって蛍光体が劣化して発光効率が低下するという問題がある。
【０００８】
上記問題を解決するために、特許文献２に開示されているように、低融点ガラスに蛍光体を分散させることも考えられるが、一般に、ガラスが低融点化する程、焼結させる際にガラスは蛍光体と反応して焼結体が変色し、焼結体の透過率が低下して、発光効率が大幅に低下する問題がある。また、ガラスの耐候性も低いため、湿気の多い環境では使用中に表面が変質し、焼結体の透過率が低下して、発光効率が大幅に低下する問題もある。
【０００９】
本発明の目的は、低温で焼成することができ、蛍光体と反応し難く、しかも、耐候性に優れ、長期間に亘って使用しても劣化が少ない蛍光体複合部材とすることが可能な蛍光体複合材料及びこれを焼成して得られる蛍光体複合部材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の蛍光体複合材料は、ガラス粉末と、蛍光体粉末とからなる蛍光体複合材料であって、前記ガラス粉末が、ＳｎＯ−Ｐ2Ｏ5−Ｂ2Ｏ3系ガラスであることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の蛍光体複合部材は、上記蛍光体複合材料を焼成してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の蛍光体複合材料は、軟化点が低く、蛍光体と反応し難く、しかも、耐候性に優れたガラス粉末と、蛍光体粉末とからなる。それ故、本発明の蛍光体複合材料を焼成して得られる蛍光体複合部材は、低温で焼成することができ、蛍光体と反応し難く、しかも、耐候性に優れ、長期間に亘って使用しても劣化が少ない蛍光体複合部材とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の蛍光体複合材料におけるガラス粉末は、低融点ガラスであるＳｎＯ−Ｐ2Ｏ5系ガラスに、Ｂ2Ｏ3を含有させたＳｎＯ−Ｐ2Ｏ5−Ｂ2Ｏ3系ガラスを基本組成としている。一般に、低融点ガラスであるＳｎＯ−Ｐ2Ｏ5系ガラスは、耐候性が低く、また、蛍光体と混合して焼成する際に、蛍光体と反応して、発光効率を低下させるが、本発明のガラスでは、蛍光体との反応を抑えるとともに耐候性を向上させる成分であるＢ2Ｏ3を含有させている。そのため、低融点ガラス粉末からなる蛍光体複合材料であっても、蛍光体との反応が少なく、耐候性に優れた蛍光体複合部材を得ることができる。
【００１４】
尚、蛍光体との反応を抑えると共に、耐候性を向上させるには、Ｂ2Ｏ3を１モル％以上含有させることが好ましい。しかし、Ｂ2Ｏ3の含有量が多くなると、ガラスの軟化点が上昇する傾向にあり、蛍光体複合材料を低温で焼成し難くなる。また、逆に、蛍光体と反応したり、耐候性が低下しやすくなるため、３０モル％以下にすることが好ましい。Ｂ2Ｏ3のより好ましい範囲は２〜２０％であり、さらに好ましくは４〜２０％であり、最も好ましくは４〜１８％である。
【００１５】
また、本発明におけるガラス粉末は、ＳｎＯ／Ｐ2Ｏ5の値をモル比で、０．９〜１６の範囲にすることが好ましい。ＳｎＯ／Ｐ2Ｏ5の値が０．９より小さくなると、ガラスの軟化点が上昇する傾向にあり、蛍光体複合材料を低温で焼成し難くなり、蛍光体が劣化し易くなる。また、耐候性が著しく低下する傾向にある。一方、ＳｎＯ／Ｐ2Ｏ5の値が１６より大きくなると、ガラス中にＳｎに起因する失透ブツが析出し、ガラスの透過率が低下する傾向にあり、結果として、高い発光効率を有する蛍光体複合部材が得難くなる。ＳｎＯ／Ｐ2Ｏ5のより好ましい範囲は１．５〜１６であり、さらに好ましくは１．５〜１０であり、最も好ましくは２〜５である。
【００１６】
また、本発明におけるガラス粉末は、厚さ１ｍｍ、波長５８８ｎｍにおいて８０％以上の内部透過率を有するガラスからなることが好ましい。ガラスの内部透過率を８０％以上にすることにより、励起光及び励起光によって発せられる変換光の透過率が高くなり、蛍光体複合部材の発光効率を向上させることができる。ガラスの内部透過率が８０％より低くなると、高い発光効率を有する蛍光体複合部材が得難くなる。ガラスの内部透過率のより好ましい範囲は９２％以上であり、さらに好ましくは９３％以上である。
【００１７】
尚、高い内部透過率を有するガラスを得るには、光吸収による透過率の低下を抑えるために、鉄、クロム、コバルト、銅、ニッケル等の着色不純物の少ないガラス原料を用いて溶融したり、Ｓｎに起因する失透ブツの析出による内部透過率の低下を抑えるために、還元雰囲気（Ｎ２ガス、Ａｒガス等の非酸化性雰囲気）中でガラスを溶融したり、ガラス原料中に金属アルミニウム等の還元剤を少量添加して溶融することで得ることができる。
【００１８】
さらに、本発明におけるガラス粉末は、４００℃以下の軟化点を有することが好ましい。軟化点を４００℃以下とすることにより、耐熱性の低い蛍光体を用いた場合でも、蛍光体の劣化が少ない蛍光体複合部材とすることができる。軟化点が４００℃を超えると、耐熱性の低い蛍光体を用いた場合、蛍光体が劣化する傾向にあり、蛍光体複合部材の発光効率が低下し易くなる。軟化点のより好ましい範囲は３８０℃以下である。
【００１９】
また、本発明におけるＳｎＯ−Ｐ2Ｏ5−Ｂ2Ｏ3系ガラス粉末は、内部透過率が高く、ガラスの軟化点が低く、蛍光体と反応し難く、優れた耐候性を有するガラスであれば、制限はないが、特に、モル百分率で、ＳｎＯ  ３５〜８０％、Ｐ2Ｏ5  ５〜４０％、Ｂ2Ｏ3  １〜３０％、Ａｌ2Ｏ3  ０〜１０％、ＳｉＯ2  ０〜１０％、Ｌｉ2Ｏ  ０〜１０％、Ｎａ2Ｏ  ０〜１０％、Ｋ2Ｏ  ０〜１０％、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ  ０〜１０％、ＭｇＯ  ０〜１０％、ＣａＯ  ０〜１０％、ＳｒＯ  ０〜１０％、ＢａＯ  ０〜１０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ  ０〜１０％を含有し、ＳｎＯ／Ｐ2Ｏ5が０．９〜１６であるガラスを使用することが好ましい。
【００２０】
本発明においてガラスの組成を上記のように限定した理由は、次のとおりである。
【００２１】
ＳｎＯはガラスの骨格を形成すると共に、軟化点を下げる成分である。その含有量は３５〜８０％である。ＳｎＯの含有量が少なくなると、ガラスの軟化点が上昇する傾向にあり、蛍光体複合材料を低温で焼成し難くなり、蛍光体が劣化し易くなる。一方、含有量が多くなると、ガラス中にＳｎに起因する失透ブツが析出し、ガラスの透過率が低下する傾向にあり、結果として、高い発光効率を有する蛍光体複合部材が得難くなる。また、ガラス化し難くなる。ＳｎＯのより好ましい範囲は４０〜７０％であり、さらに好ましくは５０〜７０％、最も好ましくは５５〜６５％である。
【００２２】
Ｐ2Ｏ5はガラスの骨格を形成する成分である。その含有量は５〜４０％である。Ｐ2Ｏ5の含有量が少なくなると、ガラス化し難くなる。一方、含有量が多くなると、ガラスの軟化点が上昇する傾向にあり、蛍光体複合材料を低温で焼成し難くなり、蛍光体が劣化し易くなる。また、耐候性が著しく低下する傾向にある。Ｐ2Ｏ5のより好ましい範囲は１０〜３０％であり、さらに好ましくは１５〜２４％である。
【００２３】
尚、軟化点を低下させ、しかも、ガラスを安定化させるには、ＳｎＯ／Ｐ2Ｏ5の値を、モル比で、０．９〜１６の範囲にすることが好ましい。ＳｎＯ／Ｐ2Ｏ5の値が０．９より小さくなると、ガラスの軟化点が上昇する傾向にあり、蛍光体複合材料を低温で焼成し難くなり、蛍光体が劣化し易くなる。また、耐候性が著しく低下する傾向にある。一方、ＳｎＯ／Ｐ2Ｏ5の値が１６より大きくなると、ガラス中にＳｎに起因する失透ブツが析出し、ガラスの透過率が低下する傾向にあり、結果として、高い発光効率を有する蛍光体複合部材が得難くなる。ＳｎＯ／Ｐ2Ｏ5のより好ましい範囲は１．５〜１６であり、さらに好ましくは１．５〜１０であり、最も好ましくは２〜５である。
【００２４】
Ｂ2Ｏ3は蛍光体との反応を抑えると共に、耐候性を向上させる成分である。また、ガラスを安定化させる成分でもある。その含有量は１〜３０％である。Ｂ2Ｏ3の含有量が少なくなると、上記効果が得難くなる。一方、含有量が多くなると、逆に、蛍光体と反応したり、耐候性が低下しやすくなる。また、ガラスの軟化点が上昇する傾向にあり、蛍光体複合材料を低温で焼成し難くなり、蛍光体が劣化し易くなる。Ｂ2Ｏ3のより好ましい範囲は２〜２０％であり、さらに好ましくは４〜１８％である。
【００２５】
Ａｌ2Ｏ3はガラスを安定化させる成分である。その含有量は０〜１０％である。Ａｌ2Ｏ3の含有量が多くなると、ガラスの軟化点が上昇する傾向にあり、蛍光体複合材料を低温で焼成し難くなり、蛍光体が劣化し易くなる。Ａｌ2Ｏ3のより好ましい範囲は０〜７％であり、さらに好ましくは１〜５％である。
【００２６】
ＳｉＯ2はＡｌ2Ｏ3と同様にガラスを安定化させる成分である。その含有量は０〜１０％である。ＳｉＯ2の含有量が多くなると、ガラスの軟化点が上昇する傾向にあり、蛍光体複合材料を低温で焼成し難くなり、蛍光体が劣化し易くなる。また、ガラスが分相しやすくなる。ＳｉＯ2のより好ましい範囲は０〜７％であり、さらに好ましくは０〜５％である。
【００２７】
Ｌｉ2Ｏはガラスの軟化点を著しく低下させると共に、蛍光体複合部材にした際に蛍光体の発光効率を向上させる成分である。その含有量は０〜１０％である。Ｌｉ2Ｏの含有量が多くなると、ガラスが著しく不安定になりやすくガラス化し難くなる。Ｌｉ2Ｏのより好ましい範囲は０〜７％であり、さらに好ましくは１〜５％である。
【００２８】
Ｎａ2Ｏはガラスの軟化点を低下させると共に、蛍光体複合部材にした際に蛍光体の発光効率を若干向上させる成分である。その含有量は０〜１０％である。Ｎａ2Ｏの含有量が多くなると、ガラスが不安定になりやすくガラス化し難くなる。Ｎａ2Ｏのより好ましい範囲は０〜７％であり、さらに好ましくは０〜５％である。
【００２９】
Ｋ2Ｏは、ガラスの軟化点を若干低下させると共に、蛍光体複合部材にした際に、蛍光体の発光効率を向上させる成分である。その含有量は０〜１０％である。Ｋ2Ｏの含有量が多くなると、ガラスが不安定になりやすくガラス化し難くなる。Ｋ2Ｏのより好ましい範囲は０〜７％であり、さらに好ましくは１〜５％である。
【００３０】
尚、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏを合量で０〜１０％にすることが好ましい。これら成分の合量が１０％より多くなると、ガラスが不安定になりやすくガラス化し難くなる。Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏのより好ましい範囲は０〜７％であり、さらに好ましくは１〜５％である。
【００３１】
ＭｇＯはガラスを安定化させてガラス化しやすくすると共に、蛍光体複合部材にした際に、蛍光体の発光効率を著しく向上させる成分である。その含有量は０〜１０％である。ＭｇＯの含有量が多くなると、ガラスが失透しやすく、ガラスの透過率が低下する傾向にあり、結果として、高い発光効率を有する蛍光体複合部材が得難くなる。ＭｇＯのより好ましい範囲は０〜７％であり、さらに好ましくは１〜５％である。
【００３２】
ＣａＯはガラスを安定化させてガラス化しやすくする成分である。その含有量は０〜１０％である。ＣａＯの含有量が多くなると、ガラスが失透しやすく、ガラスの透過率が低下する傾向にあり、結果として、高い発光効率を有する蛍光体複合部材が得難くなる。ＣａＯのより好ましい範囲は０〜７％であり、さらに好ましくは０〜５％である。
【００３３】
ＳｒＯはガラスを安定化させてガラス化しやすくする成分である。その含有量は０〜１０％である。ＳｒＯの含有量が多くなると、ガラスが失透しやすく、ガラスの透過率が低下する傾向にあり、結果として、高い発光効率を有する蛍光体複合部材が得難くなる。ＳｒＯのより好ましい範囲は０〜７％であり、さらに好ましくは０〜５％である。
【００３４】
ＢａＯはガラスを安定化させてガラス化しやすくする成分である。その含有量は０〜５％である。ＢａＯの含有量が多くなると、ガラスが著しく失透しやすく、ガラスの透過率が低下する傾向にあり、結果として、高い発光効率を有する蛍光体複合部材が得難くなる。ＢａＯのより好ましい範囲は０〜３％であり、さらに好ましくは０〜１％である。
【００３５】
尚、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯを合量で０〜１０％にすることが好ましい。これら成分の合量が１０％より多くなると、ガラスが失透しやすく、ガラスの透過率が低下する傾向にあり、結果として、高い発光効率を有する蛍光体複合部材が得難くなる。ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯのより好ましい範囲は０〜７％であり、さらに好ましくは１〜５％である。
【００３６】
また、上記成分以外にも、本発明の主旨を損なわない範囲で種々の成分を添加することができる。例えば、耐候性を向上させるために、ＺｎＯ、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ｇｄ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3を合量で１０％まで添加してもよい。
【００３７】
但し、Ｆｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＣｕＯ、ＮｉＯ等の着色成分は、ガラスを着色させて、ガラスの内部透過率を低下させるため、これら成分は合量で０．０２％以下に抑えることが好ましい。
【００３８】
尚、本発明の蛍光体複合材料におけるガラス粉末は、ガラス中の着色成分の含有量が０．０２％以下となるように着色不純物の少ないガラス原料を選択して上記のガラス組成範囲となるようにガラス原料を調合した後、調合したガラス原料を坩堝に入れ還元雰囲気中で溶融してガラス塊を得て、粉砕、分級することで得ることができる。
【００３９】
本発明の蛍光体複合材料における蛍光体粉末は、可視域に発光ピークを有するものであれば、特に限定されるものではない。尚、本発明において可視域とは、３８０〜７８０ｎｍを示す。このような蛍光体として、酸化物、窒化物、酸窒化物、塩化物、酸塩化物、硫化物、酸硫化物、ハロゲン化物、カルコゲン化物、アルミン酸塩、ハロリン酸塩化物、ＹＡＧ系化合物などが挙げられる。窒化物、酸窒化物、塩化物、酸塩化物、硫化物、酸硫化物、ハロゲン化物、カルコゲン化物、アルミン酸塩、ハロリン酸塩化物などの蛍光体は、焼成時の加熱により、ガラスと反応し、発泡や変色などの異常反応を起こしやすく、その程度は、焼成温度が高温であればあるほど著しくなる。本発明では、このような蛍光体を用いる場合でも、ガラスの軟化点が低く、４００℃以下の低温で焼成できるため、使用することができる。
【００４０】
蛍光体複合部材の発光効率は、ガラス中に分散した蛍光体粒子の種類や含有量、及び蛍光体複合部材の厚みなどによって変化する。蛍光体の含有量と蛍光体複合部材の厚みは、発光効率が最適になるように調整すればよいが、蛍光体が多くなりすぎると、焼結しにくくなったり、気孔率が大きくなって、励起光が効率良く蛍光体に照射されにくくなったり、蛍光体複合部材の機械的強度が低下しやすくなるなどの問題を生じる。一方、少なすぎると、十分に発光させることが難しくなる。従って、蛍光体複合材料におけるガラス粉末と蛍光体粉末の混合割合（ガラス粉末：蛍光体粉末）は、質量比で、９９．９９：０．０１〜７０：３０の範囲であることが好ましく、より好ましくは９９．９５：０．０５〜８０：２０であり、特に好ましくは、９９．９２：０．０８〜８５：１５の範囲である。
【００４１】
本発明の蛍光体複合部材は、上記本発明の蛍光体複合材料を焼成することで得ることができる。
【００４２】
焼成雰囲気としては大気中で焼成してもよいが、さらに緻密な焼結体を得る場合やガラスと蛍光体の反応を少なくする場合には、減圧または真空の雰囲気中、あるいは窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気中で焼成することが好ましい。
【００４３】
焼成温度としては、３００℃〜４００℃の範囲であることが好ましい。焼成温度が４００℃より高くなると、蛍光体が劣化したり、ガラスと蛍光体が反応し、発光効率が著しく低下する場合がある。また、焼成温度が３００℃より低くなると、焼結体の気孔率が増加し、光の透過性が低下する場合がある。
【００４４】
本発明の蛍光体複合材料を焼成し、蛍光体複合部材を得る際の蛍光体複合材料の形態は、特に限定されるものではなく、例えば、蛍光体複合材料の粉末を所望の形状に加圧成型した成型体であってもよいし、ペーストの形態であってもよいし、グリーンシートの形態であってもよい。
【００４５】
本発明の蛍光体複合材料の粉末を加圧成型して蛍光体複合部材とする場合には、ガラス粉末及び蛍光体粉末からなる蛍光体複合材料に樹脂バインダーを０〜５質量％添加して金型で加圧成型し、予備成型体を作製する。続けて、予備成型体を２５０℃以下の温度で脱バインダーを行った後、３００〜４００℃程度で焼成することにより、蛍光体複合部材とすることができる。
【００４６】
なお、樹脂バインダーとしては、樹脂の分解終了温度が２５０℃以下のものを用いることが望ましく、例えば、ニトロセルロース、ポリイソブチルアクリレート、ポリエチルカーボネート等が挙げられる。これらを単独または混合して使用することができる。
【００４７】
また、ペーストの形態で使用する場合には、ガラス粉末及び蛍光体粉末からなる蛍光体複合材料と共に、結合剤、溶剤等を使用してペースト化することが好ましい。ペースト全体に占める蛍光体複合材料の割合としては、３０〜９０質量％が一般的である。
【００４８】
結合剤は、乾燥後の膜強度を高め、また柔軟性を付与する成分であり、その含有量は、０．１〜２０質量％程度が一般的である。結合剤としては、ポリブチルメタクリレート、ポリビニルブチラール、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、エチルセルロース、ニトロセルロース等が挙げられ、これらを単独または混合して使用することができる。
【００４９】
溶剤は、材料をペースト化するために用いられ、その含有量は１０〜５０質量％程度が一般的である。溶剤としては、テルピネオール、酢酸イソアミル、トルエン、メチルエチルケトン、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、２，２，４−トリメチル−１，３ペンタジオールモノイソブチレート等が挙げられ、これらを単独または混合して使用することができる。
【００５０】
ペーストの作製は、蛍光体複合材料、結合剤、溶剤等を用意し、これらを所定の割合で混練することにより行うことができる。
【００５１】
このようなペーストを用いて、蛍光体複合部材を形成するには、蛍光体複合部材と同程度の熱膨張係数を有する無機材料の基材を用意し、その基材上にスクリーン印刷法や一括コート法等を用いてペーストを塗布し、所定の膜厚の塗布層を形成した後、乾燥させ、３００〜４００℃程度で焼成し、無機材料の基材を取り外すことにより、所定の蛍光体複合部材を形成することができる。
【００５２】
本発明の蛍光体複合材料をグリーンシートの形態で使用する場合、グリーンシートは、ガラス粉末及び蛍光体粉末からなる蛍光体複合材料と共に、結合剤、可塑剤、溶剤等を用いてグリーンシート化する。
【００５３】
グリーンシート中に占める蛍光体複合材料の割合は、５０〜８０質量％程度が一般的である。
【００５４】
結合剤及び溶剤としては、上記ペーストの調製に用いられるのと同様の結合剤及び溶剤を用いることができる。結合剤の混合割合としては、０．１〜３０質量％程度が一般的であり、溶剤の混合割合としては、１〜４０質量％程度が一般的である。
【００５５】
可塑剤は、乾燥速度をコントロールすると共に、乾燥させた膜に柔軟性を与える成分であり、その含有量は、０〜１０質量％程度が一般的である。可塑剤としは、フタル酸ジブチル、ブチルベンジルフタレート、ジオクチルフタレート、ジイソオクチルフタレート、ジカプリルフタレート、ジブチルフタレート等が挙げられ、これらを単独または混合して使用することができる。
【００５６】
グリーンシートを作製する一般的な方法としては、上記蛍光体複合材料、結合剤、可塑剤等を用意し、これらに溶剤を添加してスラリーとし、このスラリーをドクターブレード法によって、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のフィルムの上にシート状に成型する。シートを成型した後、乾燥させることによって、有機系溶剤等を除去し、グリーンシートとすることができる。
【００５７】
以上のようにして得られたグリーンシートを用いて、蛍光体複合部材を形成するには、蛍光体複合部材と同程度の熱膨張係数を有する無機材料の基材を用意し、その基材上にグリーンシートを積層し、熱圧着して塗布層を形成した後、上述のペーストの場合と同様に焼成し無機材料の基材を取り外すことにより、蛍光体複合部材とすることができる。
【００５８】
尚、上記のようにして得られた蛍光体複合部材をＬＥＤの発光チップの発光面側に配置することで、発光チップから発せられた光を別の波長の光に変換することができる。
【００５９】
本発明の蛍光体複合部材としては、例えば、３００〜５００ｎｍの波長の光を可視光に変換するものが挙げられる。変換特性については、使用する蛍光体の種類により種々調整することが可能である。
【実施例】
【００６０】
以下、実施例に基づき本発明を説明する。
【００６１】
表１〜表４は、本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜２４）及び比較例（試料Ｎｏ．２５、２６）をそれぞれ示している。
【００６２】
【表１】
2008019421.tif 000002
【００６３】
【表２】
2008019421.tif 000003
【００６４】
【表３】
2008019421.tif 000004
【００６５】
【表４】
2008019421.tif 000005
【００６６】
表の各試料は、次のようにして調製した。
【００６７】
まず、表に示すガラス組成となるように原料を調合し、均一に混合した。次いで、調合した原料をアルミナ坩堝に入れてＮ2雰囲気中で、９００℃、２時間溶融（Ｎｏ．２６のみ１２００℃で２時間溶融）した後、ガラス融液の一部をカーボン板の上に流し出して、板状に成形し、残りをローラー成型器を用いてフィルム状に成形した。続いて、得られたフィルム状のガラスをらいかい機で粉砕した後、３２５メッシュの篩に通して分級し、ガラス粉末を得た。得られた板状ガラスについては、アニール後、切断、研磨加工を行い、ガラスの内部透過率を測定し、ガラス粉末については、軟化点を測定した。これらの測定結果を表に示した。
【００６８】
次に、得られたガラス粉末９９質量％に対し、１質量％のＳｒＢａＳｉＯ4：Ｅｕ2+粉末（耐熱性が５００℃程度の蛍光体）を添加し、混合して蛍光体複合材料を得た。次に、得られた蛍光体複合材料を金型に入れて加圧成形し、大きさ１５ｍｍ×１５ｍｍ、厚さ５ｍｍの予備成型体を作製した。この予備成型体を、１００Ｐａの減圧下（１気圧＝１．０１３×１０5Ｐａ）、表に示す焼成温度で焼成した後、加工し、大きさ１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚み１ｍｍの蛍光体複合部材を得た。得られた蛍光体複合部材について、ガラスと蛍光体の反応、発光効率、及び耐候性を評価し、結果を表に示した。
【００６９】
表から明らかなように、実施例である試料Ｎｏ．１〜１９及び２１〜２３は、ガラスの軟化点が４００℃以下と低いため、４００℃以下の温度で焼成することができた。また、ガラスの内部透過率が８２％以上と高く、ガラスと蛍光体との反応評価においても、焼結体に着色はなく、発光効率は、７ｌｍ／Ｗ以上と高かった。さらに、耐候性試験後の発光効率は４ｌｍ／Ｗ以上あり、耐候性試験による発光効率の低下率（１−試験前の発光効率／試験後の発光効率）も４３％以下と低く、試験後の焼結体表面は、目視観察で白濁は認められず、耐候性に優れていた。尚、試料Ｎｏ．２０は、ガラスの内部透過率が９８％と高いものの、ガラスの軟化点が４１０℃と高いため、蛍光体との反応を抑えるためにＢ2Ｏ3を同程度含有させた他の実施例よりも発光効率が低かった。また、試料Ｎｏ．２４は、ガラスと蛍光体との反応評価において、焼結体に着色はなく、ガラスと蛍光体が反応し難いものの、ガラスの内部透過率が７３％と低いため、発光効率が他の実施例よりも低かった。
【００７０】
これに対して、比較例である試料Ｎｏ．２５は、焼成時にガラスと蛍光体が反応したため、焼結体が着色し、発光効率が３ｌｍ／Ｗと低かった。また、耐候性試験後の発光効率は１ｌｍ／Ｗとなり、耐候性試験による発光効率の低下率は６７％と大きく、さらに、試験後の焼結体表面は、目視で観察したところ白濁しており、顕微鏡で観察でしたところ微小クラック及びガラス成分の溶出が認められ、耐候性が低かった。また、試料Ｎｏ．２６は、ガラスの軟化点が５７０℃と高いため、焼成温度も高くなり、焼成時に蛍光体が劣化し、発光効率が著しく低かった。
【００７１】
尚、ガラス粉末の軟化点については、マクロ型示差熱分析計を用いて測定し、第四の変曲点の値を軟化点とした。
【００７２】
ガラスの内部透過率については、板状に成形したガラスを肉厚が１ｍｍになるように光学研磨加工を行って、分光光度計を用いて波長５８８ｎｍにおける透過率及び反射率を測定し、内部透過率（透過率に試料両面での反射率を加えた値）を求めた。
【００７３】
ガラスと蛍光体の反応の評価については、焼成して得られた試料（蛍光体複合部材）の着色の有無を観察することで行った。各試料を目視で観察し、試料が蛍光体粉末の色（黄色）と同じものを「○」とし、試料が蛍光体粉末と異なる色に着色したものを「×」とした。尚、試料が蛍光体粉末と異なる色に着色するということは、焼成する際の熱によりガラスと蛍光体が反応し、蛍光体が劣化していることを示す。
【００７４】
発光効率については、電流２０ｍＡで操作した青色ＬＥＤ（波長４６５ｎｍ）上に試料を設置し、積分球内で、試料上面から発せられる光のエネルギー分布スペクトルを測定し、得られたスペクトルに標準比視感度を掛け合わせて全光束を計算し、得られた全光束を光源の電力（０．０７２Ｗ）で除して算出した。
【００７５】
また、耐候性の評価については、蛍光体複合部材をプレッシャークッカー試験機にて気圧２気圧、湿度９５％、温度１２１℃の条件下に２４時間放置し、試験後の試料の発光効率及び表面の白濁の有無を観察することで行った。尚、試験後の発光効率は、上記と同様にして測定して求めた。また、試験後の試料表面の白濁の有無は、各試料の表面を目視及び顕微鏡で観察し、目視及び顕微鏡で微小クラックまたはガラス成分等の溶出による白濁が認められなかったものを「◎」、目視では白濁が認められなかったものの顕微鏡で白濁が認められたもの「○」、目視及び顕微鏡で白濁が認められたものを「×」とした。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明の蛍光体複合材料及び蛍光体複合部材は、ＬＥＤ用途に限られるものではなく、レーザーダイオード等のように、ハイパワーの励起光を発するものに用いることも可能である。