(57)【要約】【課題】高出力化および高演色性を得ることができる蛍光体成形材料およびその製造方法、並びにそれを用いた発光装置を提供する。【解決手段】蛍光体成形材料１０は、ペルヒドロポリシラザンを酸化させた二酸化ケイ素よりなる結合体１１と、粒子状の蛍光体材料１２とを含んでいる。ペルヒドロポリシラザンは、例えば、ケイ素（Ｓｉ）と窒素（Ｎ）と水素（Ｈ）とからなる無機高分子であり、例えば、常圧、常温で水を反応し二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）に転化する特性を有している。【選択図】図１
2013035953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化により二酸化ケイ素となる二酸化ケイ素前駆体を酸化させた二酸化ケイ素よりなる結合体と、粒子状の蛍光体材料とを含むことを特徴とする蛍光体成形材料。
【請求項２】
前記二酸化ケイ素前駆体はペルヒドロポリシラザンであることを特徴とする請求項１記載の蛍光体成形材料。
【請求項３】
前記結合体により前記蛍光体材料を接着して成形したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蛍光体成形材料。
【請求項４】
可視光を透過可能な無機材料よりなり、前記蛍光体材料の含有量を調整する濃度調整材料を含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１に記載の蛍光体成形材料。
【請求項５】
前記濃度調整材料として、二酸化ケイ素粒子を含むことを特徴とする請求項４記載の蛍光体成形材料。
【請求項６】
酸化により二酸化ケイ素となる二酸化ケイ素前駆体と、粒子状の蛍光体材料と、溶媒とを含む混合物を調製したのち、溶媒を除去すると共に、ペルヒドロポリシラザンを酸化することを特徴とする蛍光体成形材料の製造方法。
【請求項７】
前記二酸化ケイ素前駆体として、ペルヒドロポリシラザンを用いることを特徴とする請求項６記載の蛍光体成形材料の製造方法。
【請求項８】
前記混合物は、可視光を透過可能な無機材料よりなる濃度調整材料を添加して調製することにより、前記蛍光体材料の含有量を調整することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の蛍光体成形材料の製造方法。
【請求項９】
前記濃度調整材料として、二酸化ケイ素粒子を添加することを特徴とする請求項８記載の蛍光体成形材料の製造方法。
【請求項１０】
請求項１から請求項５のいずれか１に記載の蛍光体成形材料を有することを特徴とする発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光体材料を含む蛍光体成形材料およびその製造方法、並びにそれを用いた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光体を用いた発光装置としては、例えば、ＬＥＤの周囲に、蛍光体をエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂に分散させて配置したものが知られている（例えば、特許文献１または特許文献２参照）。しかし、この発光装置では、ＬＥＤの高出力化やＬＥＤの発熱に伴い、エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂が劣化したり、変形したりして、高出力化を図ることが難しいという問題があった。そこで、エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂に代えて、例えば、ガラスにより蛍光体を封止した発光装置が開発されている（例えば、特許文献３から特許文献５参照）。この発光装置によれば、無機材料を用いているので、耐熱性を向上させることができ、高出力化を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３３６４２２９号公報
【特許文献２】特許第３８２４９１７号公報
【特許文献３】特開２００９−９１５４６号公報
【特許文献４】特開２００８−１４３９７８号公報
【特許文献５】特開２００８−１１５２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の無機材料を用いた発光装置では、蛍光体粒子とガラス粉末とを混合して焼結するので、蛍光体粒子もガラスの融点温度まで昇温されてしまうという問題があった。一般に、高演色性を有する蛍光体は熱に対して弱く、ガラスの融点温度まで昇温されると、劣化してしまい、目的とする特性を得ることが難しい。なお、低融点ガラスを用いれば温度を低くすることはできるが、低融点ガラスには鉛が含まれることが多く、環境面から好ましくない。
【０００５】
本発明は、このような問題に基づきなされたものであり、高出力化および高演色性を得ることができる蛍光体成形材料およびその製造方法、並びにそれを用いた発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の蛍光体成形材料は、酸化により二酸化ケイ素となる二酸化ケイ素前駆体を酸化させた二酸化ケイ素よりなる結合体と、粒子状の蛍光体材料とを含むものである。
【０００７】
本発明の蛍光体成形材料の製造方法は、酸化により二酸化ケイ素となる二酸化ケイ素前駆体と、粒子状の蛍光体材料と、溶媒とを含む混合物を調製したのち、溶媒を除去すると共に、ペルヒドロポリシラザンを酸化するものである。
【０００８】
本発明の発光装置は、本発明の蛍光体成形材料を有するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の蛍光体成形材料によれば、二酸化ケイ素前駆体を酸化させた二酸化ケイ素よりなる結合体と、粒子状の蛍光体材料とを含むようにしたので、無機材料により成形することができ、発光素子を高出力化しても、特性の劣化を抑制することができる。よって、本発明の蛍光体成形材料を用いた発光装置によれば、高出力を得ることができる。
【００１０】
また、二酸化ケイ素前駆体としてペルヒドロポリシラザンを用いるようにすれば、低温で成形することができ、蛍光体材料の特性劣化を抑制し、高い演色性を得ることができると共に、鉛を含まないので、環境面からも優れている。よって、本発明の蛍光体成形材料を用いた発光装置によれば、高演色性を得ることができる。
【００１１】
更に、可視光を透過可能な無機材料よりなり、蛍光体材料の含有量を調整する濃度調整材料を含むようにすれば、蛍光体材料の含有量を容易に調整することができる。
【００１２】
本発明の蛍光体成形材料の製造方法によれば、酸化により二酸化ケイ素となる二酸化ケイ素前駆体と、粒子状の蛍光体材料と、溶媒とを含む混合物を調製したのち、溶媒を除去すると共に、ペルヒドロポリシラザンを酸化するので、容易に本発明の蛍光体成形材料を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る蛍光体成形材料の構成を表す模式図である。
【図２】図１の蛍光体成形材料を用いた発光装置の構成を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施の形態に係る蛍光体成形材料１０を模式的に表したものである。この蛍光体成形材料１０は、酸化により二酸化ケイ素となる二酸化ケイ素前駆体を酸化させた二酸化ケイ素よりなる結合体１１と、粒子状の蛍光体材料１２とを含んでいる。二酸化ケイ素前駆体は、有機成分を含まないものが好ましい。未反応部分が残存すると有機成分が含まれてしまうからである。二酸化ケイ素前駆体としては、例えば、無機高分子よりなるものが好ましく挙げられ、具体的には、ペルヒドロポリシラザンが好ましい。ペルヒドロポリシラザンは、例えば、化１に示したように、ケイ素（Ｓｉ）と窒素（Ｎ）と水素（Ｈ）とからなる無機高分子であり、例えば、常圧、常温で水と反応し二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）に転化する特性を有している。この転化反応は、例えば、化２に示した反応式により表わされる。これにより、結合体１１は、例えば、蛍光体材料１２を接着してシート状などに成形することができる。
【００１６】
【化１】
2013035953.tif 000003
【００１７】
【化２】
2013035953.tif 000004
【００１８】
蛍光体材料１２は、例えば、蛍光体粒子を含んでいる。蛍光体粒子としては、例えば、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ，ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ，ＢａＡｌ２Ｓ４：ＥｕあるいはＣａＭｇＳｉ２Ｏ６：Ｅｕなどの青色系蛍光体、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ，（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｔｂ，ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ，Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ，(Ｍ)２ＳｉＯ４：Ｅｕ（Ｍは、Ｂａ，Ｃａ，ＳｒおよびＭｇからなる群のうちの少なくとも１つが含まれる）あるいは（Ｂａ，Ｓｒ，Ｍｇ）Ｏ・ａＡｌ２Ｏ３：Ｍｎなどの黄色または緑色系蛍光体、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ，Ｙ２Ｏ２Ｓ：ＥｕあるいはＹＰＶＯ４：Ｅｕなどの赤色系蛍光体が挙げられる。蛍光体材料１２には、これらの１種または２種以上が混合して用いられる。蛍光体粒子の粒子径は、基本的には問わないが、平均粒子径が５μｍから２０μｍ程度で、粒子径はできるだけ揃っていた方が好ましい。特性を安定させることができるからである。
【００１９】
また、蛍光体材料１２は、例えば、蛍光体粒子に代えて、または、蛍光体粒子と共に、蛍光体粒子の表面を被覆層で被覆したものを含んでいてもよい。被覆層は、例えば、希土類酸化物，酸化ジルコニウム，酸化チタン，酸化亜鉛，酸化アルミニウム，イットリウム・アルミニウム・ガーネットなどのイットリウムとアルミニウムの複合酸化物，酸化マグネシウム，およびＭｇＡｌ２Ｏ４などのアルミニウムとマグネシウムの複合酸化物からなる群のうちの少なくとも１種の金属酸化物を主成分として含んでいることが好ましい。耐水性および耐紫外光などの特性を向上させることができるからである。中でも、希土類酸化物が好ましく、イットリウム，ガドリニウム，セリウムおよびランタンからなる群のうちの少なくとも１種の元素を含む希土類酸化物がより好ましく、特にＹ２Ｏ３が望ましい。より高い効果を得ることができ、また、コストを抑制することができるからである。
【００２０】
蛍光体成形材料１０は、更に、可視光を透過可能な無機材料よりなり、蛍光体材料の含有量を調整する濃度調整材料１３を含んでいてもよい。濃度調整材料１３としては、例えば、二酸化ケイ素粒子が好ましく挙げられる。二酸化ケイ素粒子は、結晶でもガラスでもよい。なお、図１では、蛍光体材料１２と濃度調整材料１３とを等配して表しているが、実際には、ランダムに配置されている。また、図１では、蛍光体材料１２と濃度調整材料１３との間に、完全に、結合体１１が充填されているように表しているが、蛍光体材料１２および濃度調整材料１３が接着されて入ればよく、空隙（隙間）が存在していてもよい。
【００２１】
この蛍光体成形材料１０は、例えば、次のようにして製造するこができる。まず、酸化により二酸化ケイ素となる二酸化ケイ素前駆体と、粒子状の蛍光体材料１２と、溶媒とを含む混合物を調製する。その際、二酸化ケイ素前駆体と、蛍光体材料１２と、溶媒とを混合するようにしてもよく、また、二酸化ケイ素前駆体と溶媒とを混合したものに、蛍光体材料１２を混合するようにしてもよい。溶媒には、例えば、有機溶媒を用いる。この混合物には、更に、二酸化ケイ素粒子などよりなる濃度調整材料１３を添加して蛍光体材料１２の含有量を調整するようにしてもよい。次いで、この混合物から溶媒を除去すると共に、二酸化ケイ素前駆体を酸化し、二酸化ケイ素に転化する。この酸化は、例えば、二酸化ケイ素前駆体としてペルヒドロポリシラザンを用いる場合には、大気中において、常圧、常温で行うことが可能である。これにより蛍光体成形材料１０が得られる。
【００２２】
図２は、この蛍光体成形材料１０を用いた発光装置２０の一構成例を表わすものである。この発光装置２０は、基板２１の上にＬＥＤなどの発光素子２２が搭載されており、発光素子２２の上にシート状の蛍光体成形材料１０が積層されている。発光素子２２には、例えば、励起光として紫外光、青色光、または緑色光を発するものが用いられ、それに応じて、蛍光体成形材料１０の蛍光体材料１２の種類が選択される。また、発光素子２２は基板２１の上に形成された配線２３とワイヤ２４により電気的に接続され、発光素子２２の周りには例えばリフレクタ枠２５が形成されている。発光素子２２および蛍光体成形材料１０の上には、これらを覆うように封止層２６が形成されている。封止層２６は、例えば、樹脂により構成されている。
【００２３】
このように本実施の形態によれば、酸化により二酸化ケイ素となる二酸化ケイ素前駆体を酸化させた二酸化ケイ素よりなる結合体１１と、粒子状の蛍光体材料１２とを含むようにしたので、蛍光体成形材料１０を無機材料により成形することができ、発光素子２２を高出力化しても、特性の劣化を抑制することができる。よって、高出力を得ることができる。
【００２４】
また、二酸化ケイ素前駆体としてペルヒドロポリシラザンを用いるようにすれば、低温で成形することができ、蛍光体材料１２の特性劣化を抑制し、高い演色性を得ることができると共に、鉛を含まないので、環境面からも優れている。よって、高演色性を得ることができる。
【００２５】
更に、蛍光体成形材料１０に濃度調整材料１３を含むようにすれば、蛍光体材料１２の含有量を容易に調整することができる。
【００２６】
加えて、酸化により二酸化ケイ素となる二酸化ケイ素前駆体と、粒子状の蛍光体材料１２と、溶媒とを含む混合物を調製したのち、溶媒を除去すると共に、ペルヒドロポリシラザンを酸化するようにしたので、容易に蛍光体成形材料１０を得ることができる。
【実施例】
【００２７】
（実施例１）
ペルヒドロポリシラザンと溶媒とを混合したものに、蛍光体材料１２を混合し、混合物を調整した。蛍光体材料１２には、平均粒子径が１０μｍ程度の緑色系の蛍光体粒子を用い、溶媒にはジブチルエーテルを用いた。この混合物を乾燥させ、溶媒を除去すると共に、ペルヒドロポリシラザンを酸化させた。これにより、シート状の蛍光体成形材料１０を得た。得られた蛍光体成形材料１０を用い、図２に示したような発光装置２０を作製した。発光素子２２には紫外光を発するものを用いた。この発光装置２０について通電を行ったところ、蛍光体成形材料１０からの発光が確認された。
【００２８】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態では、発光装置２０の構造について具体的に説明したが、他の構造を有するように構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
ＬＥＤなどの発光装置に用いることができる。
【符号の説明】
【００３０】
１０…蛍光体成形材料、１１…結合体、１２…蛍光体材料、１３…濃度調整材料、２０…発光装置、２１…基板、２２…発光素子、２３…配線、２４…ワイヤ、２５…リフレクタ枠、２６…封止層
【図１】
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【図２】
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