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JP2009270091A - Fluorescent glass, method of manufacturing fluorescent glass, semiconductor light-emitting device, and method of manufacturing semiconductor light-emitting device - Google Patents

Fluorescent glass, method of manufacturing fluorescent glass, semiconductor light-emitting device, and method of manufacturing semiconductor light-emitting device Download PDF

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JP2009270091A
JP2009270091A JP2009046687A JP2009046687A JP2009270091A JP 2009270091 A JP2009270091 A JP 2009270091A JP 2009046687 A JP2009046687 A JP 2009046687A JP 2009046687 A JP2009046687 A JP 2009046687A JP 2009270091 A JP2009270091 A JP 2009270091A
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Japan
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semiconductor light
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fluorescent glass
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JP2009046687A
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Japanese (ja)
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Rudolf E Cais
E.カイス ルドルフ
Jeffrey A Gerbec
A.ガーベック ジェフリー
Masato Niihara
正人 新原
Kenichi Takizawa
健一 滝沢
Hiroyuki Imura
宏之 伊村
Hiroshi Mori
寛 森
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sealing material excellent in transmittance of light in a wavelength region from the ultraviolet ray to the visible ray (achromatic transparency), light fastness, heat resistance, hydrothermal resistance, resistance to ultraviolet ray, scratch resistance, and chemical resistance. <P>SOLUTION: The fluorescent glass includes glass and a phosphor, and is characterized in that it has an L<SB>*</SB>value of 65 or more in the chromaticity coordinate of an L<SB>*</SB>a<SB>*</SB>b<SB>*</SB>color system, or the fluorescent glass is characterized in that it includes the glass having characteristics described below and the phosphor. [The characteristics of the glass]: the L<SB>*</SB>value in the chromaticity coordinate of the L<SB>*</SB>a<SB>*</SB>b<SB>*</SB>color model is 50 or more when the glass has been pulverized so as to have an average particle size of 60 μm or less and has been sintered at a temperature of (surrender point +50)°C for one hour. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、その優れた耐熱性と耐UV性能を示す蛍光ガラスに関する。かかる蛍光ガラスは、例えば半導体発光デバイス用封止材の分野に好適に用いられる。
また、本発明は、前記蛍光ガラスの効率的な製造方法に関する。
本明細書において、「無色」とは、近紫外光から可視光の波長域(350〜800nm)の光線を実質的に吸収しないということを意味し、具体的には、色差計の測定値においてa*値とb*値がゼロでL*値が正の値を示すということで確認が出来る。
The present invention relates to a fluorescent glass exhibiting excellent heat resistance and UV resistance. Such fluorescent glass is suitably used, for example, in the field of sealing materials for semiconductor light emitting devices.
The present invention also relates to an efficient method for producing the fluorescent glass.
In this specification, “colorless” means that light in the wavelength range of visible light from near ultraviolet light (350 to 800 nm) is not substantially absorbed. Specifically, in the measured value of a color difference meter This can be confirmed by the fact that the a * value and b * value are zero and the L * value is positive.

現在、白色発光ダイオード(Light Emitting Diode、以下、「LED」という。)を発光素子として用いた照明機器が実用化されつつある。白色LEDを照明用光源として用いた場合の利点としては、1)白熱灯や蛍光灯に比べて消費電力が小さくランニングコストが安い、2)寿命が長いために交換の手間が省ける、3)小型化できる、4)蛍光灯における水銀のような有害物質を使用しない、などが挙げられる。
一般的な白色LEDは、透明な樹脂によってLEDが透光性を維持しつつ封止(以下透光封止)された構造を有する。例えば、旧来の典型的な1チップ型白色LEDでは、青色LED、例えば、GaNにInが添加されたInGaNを発光層とする青色LEDが、LEDから放出された青色光によって黄色を発する蛍光体、例えば、YAG蛍光体を含有する透明な樹脂によって封止されている。当該封止に使用する透明な樹脂としては、エポキシ系の樹脂が従来から使用されてきた。(特許文献1、2)この青色LEDに電流を流すと、LEDから青色光(波長450〜460nm)が放出される。次いで、青色光の一部によってYAG蛍光体が励起されて、この蛍光体から黄色光が放出される。青色光と黄色光は補色の関係にあるので、これらが入り混じると人間の目には擬似白色光として認識される。
Currently, lighting equipment using a white light emitting diode (hereinafter referred to as “LED”) as a light emitting element is being put into practical use. Advantages of using a white LED as a light source for illumination are: 1) lower power consumption and lower running costs compared to incandescent and fluorescent lamps, 2) long life and saves time and effort for replacement 3) small size 4) Do not use harmful substances such as mercury in fluorescent lamps.
A general white LED has a structure in which the LED is sealed (hereinafter referred to as “translucent sealing”) with a transparent resin while maintaining the transparency. For example, in a classic one-chip type white LED, a blue LED, for example, a blue LED having an emission layer of InGaN in which GaN is added with In, a phosphor that emits yellow light by blue light emitted from the LED, For example, it is sealed with a transparent resin containing a YAG phosphor. As a transparent resin used for the sealing, an epoxy resin has been conventionally used. (Patent Documents 1 and 2) When a current is passed through the blue LED, blue light (wavelength 450 to 460 nm) is emitted from the LED. Next, the YAG phosphor is excited by part of the blue light, and yellow light is emitted from the phosphor. Since blue light and yellow light are in a complementary color relationship, when they are mixed, they are recognized as pseudo white light by human eyes.

しかしながら、青色LEDとYAG蛍光体の組み合わせによって出来る擬似白色光は、演色性が低く、当該擬似白色にて照らされた物体の色は鮮やかに見えない上、特に赤色領域において太陽光の下で照らされて得られる色調との間に相当のズレが生じるという問題があった。
そこで、LEDチップから出る光をより短波長の近紫外にし、RGBの三色蛍光体を用いて白色光を出す光源を開発する研究が盛んになってきた。
しかるに、従来より使用してきたエポキシ系の樹脂は、耐熱性および耐光性(特に、耐紫外線性)に極めて劣るため、使用時に、エポキシ系の樹脂が熱劣化または光劣化して、封止部分から水分が浸入してLEDの動作が阻害されたり、LEDから放出される紫外線によって樹脂が変色して、透光封止部分の光透過率が低下する問題が明るみに出てきた。
However, the pseudo white light produced by the combination of the blue LED and the YAG phosphor has low color rendering, and the color of the object illuminated with the pseudo white does not look vivid, and it is illuminated under sunlight, particularly in the red region. There is a problem that a considerable shift occurs between the obtained color tone and the color tone.
Therefore, research has been actively conducted to develop a light source that emits white light using RGB tricolor phosphors by making light emitted from the LED chip shorter near-ultraviolet.
However, since epoxy resins that have been used in the past are extremely inferior in heat resistance and light resistance (particularly, UV resistance), the epoxy resin is subject to thermal degradation or light degradation at the time of use. There has been a problem that light penetration of the light-transmitting sealed portion is reduced due to moisture entering the LED and hindering the operation of the LED, or the resin being discolored by ultraviolet rays emitted from the LED.

また、LEDは、実装基板から発光部までの熱抵抗が小さくて耐熱温度が高いほど、高い周囲温度および大入力で使用することが可能となる。したがって、熱抵抗および耐熱性は、LEDを高出力化するためのキーポイントとなる。しかし、エポキシ系の樹脂は、耐熱性に劣るために、高出力での使用に適さないという問題があった。例えば、一般のエポキシ系の樹脂は、130℃以上の温度では黄変する。   Further, the LED can be used at a higher ambient temperature and a larger input as the heat resistance from the mounting substrate to the light emitting portion is smaller and the heat resistant temperature is higher. Therefore, thermal resistance and heat resistance are key points for increasing the output of the LED. However, since the epoxy resin is inferior in heat resistance, there is a problem that it is not suitable for use at high output. For example, a general epoxy resin is yellowed at a temperature of 130 ° C. or higher.

上記の問題点を解決するため、発光素子の透光封止に含フッ素硬化物を用いることが開示されている(特許文献3)。含フッ素硬化物は、エポキシ系の樹脂に比べて無色透明性、耐光性および耐熱性に優れているが、被封止体との密着性に劣るため、被封止体から剥離しやすいという問題がある。また、LEDチップの材料、具体的にはLEDチップの発光層の材料は、屈折率、具体的には可視光域の光の屈折率が、2.5〜3.0と高いが、含フッ素硬化物は、同波長域の光の屈折率が低いため、同波長域の光線の取り出し効率が必ずしも十分ではなかった。   In order to solve the above-described problems, it has been disclosed to use a fluorinated cured product for translucent sealing of a light emitting element (Patent Document 3). Fluorine-containing cured products are superior in colorless transparency, light resistance and heat resistance compared to epoxy resins, but are inferior in adhesion to the object to be encapsulated, and therefore easily peel off from the object to be encapsulated. There is. In addition, the material of the LED chip, specifically the material of the light emitting layer of the LED chip, has a refractive index, specifically, the refractive index of light in the visible light region is as high as 2.5 to 3.0, but it contains fluorine. Since the cured product has a low refractive index of light in the same wavelength region, extraction efficiency of light in the same wavelength region is not always sufficient.

これに対して、従来より、ゾルゲル法によって作製したガラスで封止したLEDが提案されている(特許文献4)。このLEDによれば、封止材を通しての吸湿性や、封止材の変色による光透過性の低下を低減できるとともに、耐熱性を向上させることもできる。
しかしながら、ゾルゲルガラスには細孔が残存しやすく、またクラックが容易に発生することから、この細孔もしくはクラック部位に水分が浸入するとLEDの動作に支障を来たすという問題があった。また、一般に、ガラスは樹脂に比べると基板や配線金属との接着性に劣るため、封止ガラスと基板や配線金属との界面から水分が浸入するという問題もあった。
On the other hand, LED sealed with the glass produced by the sol-gel method is proposed conventionally (patent document 4). According to this LED, it is possible to reduce the hygroscopicity through the sealing material and the light transmission deterioration due to the discoloration of the sealing material, and it is also possible to improve the heat resistance.
However, since the sol-gel glass easily has pores and cracks are easily generated, there is a problem that the operation of the LED is hindered when moisture enters the pores or cracks. In general, glass is inferior in adhesiveness to a substrate or a wiring metal as compared with a resin, so that there is a problem that moisture enters from an interface between the sealing glass and the substrate or the wiring metal.

また、エポキシ樹脂の代替品として耐熱性、紫外耐光性に優れるシリコーン樹脂(ポリオルガノシロキサン)が使用されるようになった。しかし、現在までのシリコーン樹脂はいずれも傷がつきやすく、密着性、無色透明性、耐熱性、耐水熱性、耐UV性はいまだ不十分であった(特許文献5〜10)。   In addition, silicone resins (polyorganosiloxane), which are excellent in heat resistance and ultraviolet light resistance, have been used as substitutes for epoxy resins. However, all of the silicone resins up to now are easily scratched, and adhesion, colorless transparency, heat resistance, hydrothermal resistance, and UV resistance are still insufficient (Patent Documents 5 to 10).

また、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂は通常、液状媒体として蛍光体と混合して、蛍光体ペーストとして用いるが、以下の点で問題があった。
まず第一に、ミクロンサイズの蛍光体粒子を液体に均一に分散させることが難しかった。第二に、硬化前もしくは硬化中に重力によって沈殿してしまい、均一な発光が得られないことが多かった。第三に、複数の色の蛍光体を混合して使用した場合、それらの沈殿具合が各々異なるために色にその沈殿具合の差異による影響が出てしまうことがあった。第四に、分散混合による粘度調整が難しく、均一な状況を再現性良く得ることが難しかった。さらに第五に、蛍光体を混合した液状ペーストは比較的短時間で増粘してしまうことが多く、可使時間が短く貯蔵安定性が良くないという問題点も指摘されていた。
Moreover, although an epoxy resin and a silicone resin are usually mixed with a phosphor as a liquid medium and used as a phosphor paste, there are problems in the following points.
First of all, it was difficult to uniformly disperse micron-sized phosphor particles in a liquid. Secondly, precipitation was often caused by gravity before or during curing, and uniform light emission was often not obtained. Third, when phosphors of a plurality of colors are mixed and used, their precipitation conditions are different from each other, so that the color may be influenced by the difference in the precipitation condition. Fourth, it is difficult to adjust the viscosity by dispersion mixing, and it is difficult to obtain a uniform situation with good reproducibility. Fifth, the liquid paste mixed with the phosphor often thickens in a relatively short time, and it has been pointed out that the pot life is short and the storage stability is not good.

また、この封止ガラスを高屈折率化してLEDからの光取り出し効率を高めたり、物理特性を向上させる目的から、昨今では無機ナノ粒子とシリコーンとのハイブリッド系材料が使用されてきている。このような系は通常10nm径以下のナノ粒子を硬化前のシリコーンに均一に分散させて光学的に透明な配合物を調製するが、LEDデバイスとしての性能や耐久性が大きく向上したという証拠は特段つかめていないのが実状である。   In addition, hybrid materials of inorganic nanoparticles and silicone have been used recently for the purpose of increasing the refractive index of this sealing glass to increase the light extraction efficiency from the LED and to improve physical properties. Such a system usually prepares an optically transparent formulation by uniformly dispersing nanoparticles with a diameter of 10 nm or less in the silicone before curing, but the evidence that the performance and durability as an LED device has been greatly improved. The reality is that I haven't caught it.

これらの課題に対して、低融点ガラスを加熱溶融して、LEDを透光封止することも提案されている(特許文献5、10)。しかしながら、低融点ガラスは、加熱溶融の工程で、無色透明性が損なわれるため、半導体発光デバイスに供すると、発光強度が十分でないという問題があった。   In response to these problems, it has also been proposed that the low melting point glass is heated and melted to translucently seal the LED (Patent Documents 5 and 10). However, the low-melting glass has a problem that the emission intensity is not sufficient when it is used for a semiconductor light-emitting device because colorless transparency is impaired in the heating and melting step.

米国公開特許US2004/0063840号明細書US Published Patent US2004 / 0063840 Specification 国際公開WO2005/085303号パンフレットInternational Publication WO2005 / 085303 Pamphlet 特開2002−203989号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-203989 特開2004−356506号公報JP 2004-356506 A 米国特許US5648687号明細書US Pat. No. 5,648,687 国際公開WO2006/055456号パンフレットInternational Publication WO2006 / 055456 Pamphlet 米国特許US7160972号明細書US Patent US7160972 米国特許US6204523号明細書US Pat. No. 6,204,523 米国特許US6590235号明細書US Pat. No. 6,590,235 特開2008−41844号公報JP 2008-41844 A

本発明は、上記した従来技術における問題点を解決するために、紫外光から可視光の波長領域の光線透過性すなわち無色透明性、耐光性、耐熱性、耐水熱性、耐UV性、耐キズ性、耐薬品性に優れた封止材を提供することを目的とする。   In order to solve the above-mentioned problems in the prior art, the present invention is transparent to light in the wavelength region from ultraviolet light to visible light, that is, colorless transparency, light resistance, heat resistance, hydrothermal resistance, UV resistance, scratch resistance. It aims at providing the sealing material excellent in chemical resistance.

本発明者らは、鋭意研究を行ったところ、低融点ガラスは、加熱溶融により不純物として含有される炭素成分が炭化されることにより色変化を生じ、無色性を損なうことを見出した。そして、かかる炭素成分を予め除去する工程を導入することにより、無色透明性を十分に満たした蛍光ガラスが得られることを見出した。本発明の要旨は、以下に存する。   As a result of intensive studies, the present inventors have found that the low-melting glass causes a color change due to carbonization of a carbon component contained as an impurity by heating and melting and impairs the colorlessness. And it discovered that fluorescent glass fully satisfying colorless transparency was obtained by introducing the process of removing this carbon component beforehand. The gist of the present invention is as follows.

(1)ガラスと、前記ガラス中に分散された蛍光体とを含有する蛍光ガラスであって、L*a*b*表色系の色度座標におけるL*の値が65以上である蛍光ガラス。
(2)下記の特性を有するガラスと、前記ガラス中に分散された蛍光体とを含有する蛍光ガラス。
[ガラスの特性]
平均粒径60μm以下に粉砕した前記ガラスを、(屈伏点+50)℃の温度で、1時間焼結させた際に、L*a*b*表色系の色度座標におけるL*の値が50以上である。
(3)前記ガラスの炭素成分が100ppm以下である(1)または(2)に記載の蛍光ガラス。
(4)表面が疎水化処理をされている(1)〜(3)のいずれかに記載の蛍光ガラス。
(5)前記蛍光体が、母体結晶としてMSiO、MS、MGa、MAlSiN、MSi、MSiからなる群(ただし、Mは、Ca,Sr,Baからなる群から選ばれる1種、または2種以上を表す)の少なくとも一つを含有し、かつ付活剤としてCr,Mn,Fe,Bi,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Ybの少なくとも一つを含有する蛍光体、または付活剤としてMn4+を含む蛍光体である(1)〜(4)のいずれか1項に記載の蛍光ガラス。
(6)比重が、4以下である(1)〜(5)のいずれか1項に記載の蛍光ガラス。
(7)(1)〜(6)のいずれか1に記載の蛍光ガラスの製造方法であって、前記ガラスを用意する工程と、前記ガラスと、前記蛍光体または蛍光体前駆体とを、混合する工程と、前記混合する工程で得られた混合物を焼結する工程を有する蛍光ガラスの製造方法。
(8)(7)に記載の蛍光ガラスの製造方法であって、前記ガラスを用意する工程は、
前記ガラスを、焼成、粉砕する工程を含む蛍光ガラスの製造方法。
(9)(7)または(8)に記載の蛍光ガラスの製造方法であって、前記混合する工程は、前記粉砕する工程で得られたガラス粉末と前記蛍光体とを混合する工程とを有する蛍光ガラスの製造方法。
(10)(7)〜(9)のいずれかに記載の蛍光ガラスの製造方法であって、前記焼結する工程で得られた蛍光体とガラスとの焼結体表面に、前記蛍光体と前記ガラスの粉末との混合粉末を少量付着させて高温で焼結させて母体の焼結体に一体化させ、また混合粉末を少量付着させて焼結させる工程を繰り返す過程を有することを特徴とする蛍光ガラスの製造方法。
(11)(1)〜(6)のいずれか1項に記載の蛍光ガラスを含む封止部材で、半導体発光素子を封止する封止部材を具備した半導体発光デバイスであって、前記蛍光ガラスが前記半導体発光素子の光路上に配置された半導体発光デバイス。
(12)(11)に記載の半導体発光デバイスであって、前記蛍光ガラスが、比重が異なる部位を有し、前記半導体発光素子に近い部位の比重よりも半導体発光素子から遠い部位の比重の方が大きくなるように配置された半導体発光デバイス。
(13)(11)または(12)に記載の半導体発光デバイスであって、前記蛍光ガラスが、気泡を含む半導体発光デバイス。
(14)(11)〜(13)のいずれかに記載の半導体発光デバイスの製造方法であって、ガラスと蛍光体または蛍光体前駆体とを混合する工程と、前記混合する工程で得られた混合物を、半導体発光素子を覆うように配し、前記混合物を半導体発光素子とともに焼結する工程とを含む半導体発光デバイスの製造方法。
(15)(14)に記載の半導体発光デバイスの製造方法であって、前記焼結する工程は、酸化性雰囲気中で加熱する工程を含む半導体発光デバイスの製造方法。
(16)(11)〜(13)に記載の半導体発光デバイスの製造方法であって、配線部を含む基台上に半導体発光素子を載置する工程と、前記基台上に前記半導体発光素子を覆うように蛍光ガラスを配する工程と、前記蛍光ガラスと前記基台とをシール部材を介して気密封止する工程とを含む半導体発光デバイスの製造方法。
(1) A fluorescent glass containing glass and a phosphor dispersed in the glass, wherein the L * value in the chromaticity coordinates of the L * a * b * color system is 65 or more .
(2) A fluorescent glass containing a glass having the following characteristics and a phosphor dispersed in the glass.
[Characteristics of glass]
The glass was ground to average particle size of not more than 60 [mu] m, at a temperature of (sag +50) ° C., when 1 hour of sintering, the value of L * is in the L * a * b * color system chromaticity coordinates 50 or more.
(3) The fluorescent glass according to (1) or (2), wherein a carbon component of the glass is 100 ppm or less.
(4) The fluorescent glass according to any one of (1) to (3), wherein the surface is hydrophobized.
(5) The phosphor is a group consisting of M 3 SiO 5 , MS, MGa 2 S 4 , MAlSiN 3 , M 2 Si 5 N 8 , MSi 2 N 2 O 2 as a base crystal (where M is Ca, At least one selected from the group consisting of Sr and Ba, and Cr, Mn, Fe, Bi, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, The fluorescence according to any one of (1) to (4), which is a phosphor containing at least one of Tb, Dy, Ho, Er, Tm, and Yb, or a phosphor containing Mn 4+ as an activator. Glass.
(6) The fluorescent glass according to any one of (1) to (5), wherein the specific gravity is 4 or less.
(7) The method for producing a fluorescent glass according to any one of (1) to (6), wherein the step of preparing the glass, the glass, and the phosphor or phosphor precursor are mixed. And a method for producing fluorescent glass, comprising a step of sintering and a step of sintering the mixture obtained in the step of mixing.
(8) The method for producing a fluorescent glass according to (7), wherein the step of preparing the glass comprises:
A method for producing fluorescent glass, comprising a step of firing and pulverizing the glass.
(9) The method for producing a fluorescent glass according to (7) or (8), wherein the mixing step includes a step of mixing the glass powder obtained in the crushing step and the phosphor. A method for producing fluorescent glass.
(10) The method for producing a fluorescent glass according to any one of (7) to (9), wherein the phosphor and the sintered body surface of the phosphor and glass obtained in the sintering step are bonded to the phosphor. A process of repeating a step of adhering a small amount of the mixed powder with the glass powder and sintering it at a high temperature so as to be integrated with the sintered body of the base material, and a step of adhering and sintering the mixed powder in a small amount. To produce fluorescent glass.
(11) A semiconductor light-emitting device comprising a sealing member containing the fluorescent glass according to any one of (1) to (6), wherein the semiconductor light-emitting device includes a sealing member for sealing a semiconductor light-emitting element, and the fluorescent glass Is a semiconductor light emitting device arranged on the optical path of the semiconductor light emitting element.
(12) The semiconductor light-emitting device according to (11), wherein the fluorescent glass has a part having a different specific gravity, and a specific gravity at a part far from the semiconductor light-emitting element than a specific gravity at a part near the semiconductor light-emitting element. Semiconductor light-emitting device arranged so that becomes larger.
(13) The semiconductor light-emitting device according to (11) or (12), wherein the fluorescent glass contains bubbles.
(14) A method for manufacturing a semiconductor light-emitting device according to any one of (11) to (13), which is obtained in a step of mixing glass and a phosphor or a phosphor precursor, and the step of mixing. A method of manufacturing a semiconductor light emitting device, comprising: arranging a mixture so as to cover the semiconductor light emitting element, and sintering the mixture together with the semiconductor light emitting element.
(15) The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to (14), wherein the sintering step includes a step of heating in an oxidizing atmosphere.
(16) A method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to (11) to (13), wherein a step of placing a semiconductor light emitting element on a base including a wiring portion, and the semiconductor light emitting element on the base A method for manufacturing a semiconductor light emitting device, comprising: a step of arranging fluorescent glass so as to cover the substrate; and a step of hermetically sealing the fluorescent glass and the base via a sealing member.

本発明の蛍光ガラスの断面のSEM写真である。It is a SEM photograph of the section of fluorescent glass of the present invention. 実施形態1を示す概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing a first embodiment. 実施形態2を示す概略断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a second embodiment. 実施形態2について示す要部断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part shown in the second embodiment. 実施形態3を示す概略断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a third embodiment. 実施形態3について示す要部断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part shown in the third embodiment. 実施形態4を示す概略断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a fourth embodiment. 実施形態4について示す要部断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of a main part shown in the fourth embodiment. 実施形態4について示す要部斜視図である。FIG. 10 is a perspective view of a main part shown in the fourth embodiment. 本発明の蛍光ガラスを用いた半導体発光デバイスの点灯寿命試験の結果である。It is a result of the lighting life test of the semiconductor light-emitting device using the fluorescent glass of this invention. 本発明の蛍光ガラスを用いた半導体発光デバイスの重量変化試験の結果である。It is a result of the weight change test of the semiconductor light-emitting device using the fluorescent glass of this invention. 本発明の蛍光ガラスを用いた半導体発光デバイスの発光特性(発光スペクトラム)である。It is the light emission characteristic (light emission spectrum) of the semiconductor light-emitting device using the fluorescent glass of this invention. 本発明の蛍光ガラスを用いた半導体発光デバイスの発光特性(発光スペクトラム)である。It is the light emission characteristic (light emission spectrum) of the semiconductor light-emitting device using the fluorescent glass of this invention.

本願発明の蛍光ガラスは、ガラス、蛍光体を含有する蛍光ガラスであって、L*a*b*表色系の色度座標におけるL*の値が65以上であることを特徴とする。
本願発明の蛍光ガラスは、下記に記載のガラス、蛍光体を用いて、下記に記載の製造方法により作成することができる。
本願発明の蛍光ガラス(ガラス、蛍光体を含有する蛍光ガラスであって、L*a*b*表色系の色度座標におけるL*の値が65以上)を用いることにより、封止部材の無色透明化をはかることができ、光取出し効率が向上する。従って、半導体発光デバイスの高輝度化をはかることが可能となる。なお本明細書において、無色透明とは、ある特定発光波長の光のみを透過しうる状態を含むものとする。
The fluorescent glass of the present invention is a fluorescent glass containing glass and phosphor, and is characterized in that the value of L * in the chromaticity coordinates of the L * a * b * color system is 65 or more.
The fluorescent glass of the present invention can be prepared by the following production method using the glass and phosphor described below.
By using the fluorescent glass of the present invention (fluorescent glass containing glass or phosphor, and the value of L * in the chromaticity coordinates of the L * a * b * color system is 65 or more), It can be made colorless and transparent, and the light extraction efficiency is improved. Therefore, it is possible to increase the brightness of the semiconductor light emitting device. In this specification, colorless and transparent includes a state in which only light having a specific emission wavelength can be transmitted.

[1]ガラス
[1−1]L*a*b*表色系における色度座標におけるL*
本発明の蛍光ガラスに用いられるガラスは、平均粒径60μm以下に粉砕した前記ガラスを、(屈伏点+50)℃の温度で、1時間焼結させた際に、L*a*b*表色系の色度座標におけるL*の値が、50以上、好ましくは、55以上、更に好ましくは60以上であり、通常100以下、好ましくは99.8以下、更に好ましくは99.5以下である。L*値を上記範囲内とする方法としては、後述するように、A)焼成、粉砕工程を経て得られたガラスを用いる、B)還元性金属成分等の不純物の少ないガラスを用いる、C)クリーンな環境下にて製作工程を行う、D)表面積の小さく各種物質に対する吸着能の低いガラスを用いることなどが好ましい。ここでA)からD)は単独でもよいし、複数要件を備えたものでもよい。なお、以下詳述するが還元性金属成分を少なくすることで、蛍光体とあわせて焼結する際にも、炭素成分が酸化されて除去され易くし、炭素成分の残留を防止し、L*値が低くなり、無色透明性が低下するのを抑制することが可能となる。
[1] Glass [1-1] L * a * b * L * value in chromaticity coordinates in the color system The glass used in the fluorescent glass of the present invention is obtained by pulverizing the glass to an average particle size of 60 μm or less ( When sintered for 1 hour at a temperature of yield point +50) ° C., the value of L * in the chromaticity coordinates of the L * a * b * color system is 50 or more, preferably 55 or more, more preferably It is 60 or more, and is usually 100 or less, preferably 99.8 or less, more preferably 99.5 or less. As a method for setting the L * value within the above range, as described later, A) using a glass obtained through firing and pulverizing steps, B) using a glass having less impurities such as a reducing metal component, etc. C) The production process is preferably performed in a clean environment. D) It is preferable to use a glass having a small surface area and low adsorption ability to various substances. Here, A) to D) may be singular or may have a plurality of requirements. As will be described in detail below, by reducing the reducing metal component, the carbon component is easily oxidized and removed when sintered together with the phosphor, preventing the carbon component from remaining, L * A value becomes low and it becomes possible to suppress that colorless transparency falls.

[1−2]屈伏点
本発明に用いられるガラスは、屈伏点が700℃以下、好ましくは600℃以下、更に好ましくは500℃以下であり、通常200℃以上、好ましくは250℃以上である。
[1-2] Bending Point The glass used in the present invention has a yield point of 700 ° C. or lower, preferably 600 ° C. or lower, more preferably 500 ° C. or lower, and is usually 200 ° C. or higher, preferably 250 ° C. or higher.

[1−3]微量成分
本発明に用いられるガラスの炭素成分は通常100ppm以下、好ましくは60ppm以下、更に好ましくは30ppm以下、特に好ましくは10ppm以下である。炭素成分は少ない程好ましいが、多すぎるとL*値が低くなり、無色透明性を十分担保できなくなる。炭素成分を減少させる方法としては、後述するように、焼成、粉砕工程を経て得られたガラスを用いる方法が好ましい。
[1-3] Trace component The carbon component of the glass used in the present invention is usually 100 ppm or less, preferably 60 ppm or less, more preferably 30 ppm or less, and particularly preferably 10 ppm or less. The smaller the carbon component, the better. However, if the amount is too large, the L * value becomes low, and colorless transparency cannot be sufficiently secured. As a method for reducing the carbon component, a method using glass obtained through firing and pulverizing steps is preferable as described later.

本発明に用いられるガラスは鉛を実質的に含まないものが好ましい。即ち、鉛の含有量が通常0.1重量%以下、好ましくは0.01重量%以下、さらに好ましくは0.001重量%以下である。鉛の含有量は少なすぎるほど好ましく、多すぎると廃棄時に有害元素による汚染の可能性がある。   The glass used in the present invention is preferably substantially free of lead. That is, the lead content is usually 0.1% by weight or less, preferably 0.01% by weight or less, and more preferably 0.001% by weight or less. The lead content is preferably as low as possible, and if it is too high, there is a possibility of contamination by harmful elements during disposal.

本発明に用いられるガラスは、さらに無色透明性を高めるという観点から下記の金属成分の含有量は極力少ないものが好ましい。
酸素分圧が5%以下の状態で800℃以下の温度にて加温した際に、その重量において1重量%以上が還元されて価数がゼロとなる金属成分
即ち、前記金属の含有量は、通常10重量%以下、好ましくは1重量%以下、さらに好ましくは0.1重量%以下である。前記金属の含有量は少なすぎるほど好ましく、多すぎると焼結後の蛍光ガラスにおけるガラス成分のL*値低下につながる。このような金属成分としては、Ti等を挙げることができる。
The glass used in the present invention is preferably one having as little content of the following metal component as possible from the viewpoint of further enhancing colorless transparency.
When the oxygen partial pressure is 5% or less, when heated at a temperature of 800 ° C. or less, a metal component in which 1% by weight or more is reduced and its valence becomes zero in that weight. That is, the content of the metal is The amount is usually 10% by weight or less, preferably 1% by weight or less, and more preferably 0.1% by weight or less. It is preferable that the content of the metal is too small. If the content is too large, the L * value of the glass component in the fluorescent glass after sintering is lowered. Examples of such a metal component include Ti.

さらに、無色性を高めるという観点からは、ZnおよびBaの含有量も重要である。ZnおよびBaは所望の物性を有するガラスを構成する上で例えば酸化物のような形で必須な成分である場合も多く、量を低減させることが難しい場合もあるが、無色性を高める観点からは、ZnおよびBaは、それぞれ通常50重量%以下、好ましくは30重量%以下、さらに好ましくは15重量%以下である。好ましくは、その合計含有量が、通常60重量%以下、好ましくは40重量%以下、さらに好ましくは20重量%以下である。   Furthermore, the content of Zn and Ba is also important from the viewpoint of enhancing colorlessness. Zn and Ba are often essential components in the form of an oxide, for example, for constituting a glass having desired physical properties, and there are cases where it is difficult to reduce the amount, but from the viewpoint of increasing colorlessness. Zn and Ba are each usually 50% by weight or less, preferably 30% by weight or less, more preferably 15% by weight or less. Preferably, the total content is usually 60% by weight or less, preferably 40% by weight or less, more preferably 20% by weight or less.

[1−4]好ましいガラスの態様
本発明に用いられるガラスとしては、アルカリ金属、アルカリ土類金属およびZnから選択される1以上を含有するガラス組成物(以下、単に「ガラス組成物」と称する。)が好ましい。好ましくは下記(I)および(II)の化合物を含有する。
(I)SiO、B、P、GeO、TeO、Al、Ga、およびBiから選択される1以上を含む、Zachariasenによるガラス形成酸化物
(II)アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、およびZnから選択される1以上を含む網目修飾酸化物
前記(I)成分における「Zachariasenによるガラス形成酸化物」とは、非特許文献W.H. Zachariasen, J. Am. Chem. Soc. , 54, 3841−3851(1932)において提唱された概念である、ガラスの基本骨格であるガラス形成酸化物をいう。これらの中では、SiO、B、P、Alを含むガラス形成酸化物が好ましく、Al、SiO、Pを含むガラス形成酸化物が特に好ましく、Al、Pをともに含むものが最も好ましい。
前記(I)成分の配合量は、ガラス組成物全体に対して、通常20重量%以上、好ましくは30重量%以上、さらに好ましくは33重量%以上であり、通常90重量%以下、好ましくは80重量%以下、さらに好ましくは70重量%以下である。前記(I)成分の配合量が少なすぎると機械的強度が低下したり、耐水性が劣ったりする場合がある、多すぎると、屈伏点が高くなる場合がある。
[1-4] Preferred Glass Mode As the glass used in the present invention, a glass composition containing at least one selected from alkali metals, alkaline earth metals and Zn (hereinafter simply referred to as “glass composition”). .) Is preferred. Preferably, the following compounds (I) and (II) are contained.
(I) Glass formation with Zachariasen comprising one or more selected from SiO 2 , B 2 O 3 , P 2 O 5 , GeO 2 , TeO 2 , Al 2 O 3 , Ga 2 O 3 , and Bi 2 O 3 Oxide
(II) A network-modified oxide containing one or more selected from alkali metal atoms, alkaline earth metal atoms, and Zn
The “glass-forming oxide by Zachariasen” in the component (I) is a concept proposed in the non-patent document W.H. Zachariasen, J. Am. Chem. Soc., 54, 3841-3851 (1932). The glass-forming oxide which is the basic skeleton of glass. Among these, preferably glass forming oxides including SiO 2, B 2 O 3, P 2 O 5, Al 2 O 3, Al 2 O 3, glass-forming oxides containing SiO 2, P 2 O 5 is Particularly preferred are those containing both Al 2 O 3 and P 2 O 5 .
The blending amount of the component (I) is usually 20% by weight or more, preferably 30% by weight or more, more preferably 33% by weight or more, and usually 90% by weight or less, preferably 80% with respect to the entire glass composition. % By weight or less, more preferably 70% by weight or less. If the blending amount of the component (I) is too small, the mechanical strength may be lowered or the water resistance may be inferior. If it is too much, the yield point may be increased.

また、本発明において、(II)アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、およびZnから選択される1以上を含む網目修飾酸化物とは、屈伏点を低下させたり、耐久性を向上させるはたらきがある。これらの中ではBaO、SrO,ZnO、LiO,NaO,KO,MgOを含む網目修飾酸化物が好ましく、LiO,NaO,KO,ZnO,CaOを含む網目修飾酸化物が特に好ましい。
前記(II)成分の配合量は、ガラス組成物全体に対して、通常10重量%以上、好ましくは20重量%以上、さらに好ましくは30重量%以上であり、通常80重量%以下、好ましくは70重量%以下、さらに好ましくは67重量%以下である。前記(II)成分の配合量が多すぎると耐久性が低下する場合があり、少なすぎると、屈伏点が高くなる場合がある。
In the present invention, (II) a network-modified oxide containing one or more selected from an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom, and Zn serves to lower the yield point or improve the durability. is there. Among these, a network modification oxide containing BaO, SrO, ZnO, Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, and MgO is preferable, and a network containing Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, ZnO, and CaO is preferable. Modified oxides are particularly preferred.
The amount of the component (II) is usually 10% by weight or more, preferably 20% by weight or more, more preferably 30% by weight or more, and usually 80% by weight or less, preferably 70%, based on the entire glass composition. % By weight or less, more preferably 67% by weight or less. If the amount of the component (II) is too large, the durability may decrease, and if it is too small, the yield point may be increased.

(I)および(II)の組み合わせとしては、例えばPを含むガラス形成酸化物およびNaOを含む網目修飾酸化物の組み合わせを挙げることができる。
また、(I)および(II)の重量比としては、通常90:10〜20:80好ましくは80:20〜20:80である。
また、本発明の蛍光ガラスにおいては、ガラス組成物の屈伏点が700℃以下、好ましくは600℃以下、さらに好ましくは500℃以下である。また、通常200℃以上、好ましくは250℃以上、さらに好ましくは300℃以上である。屈伏点が大きすぎると焼結する際に高温になり過ぎ、蛍光体そのものの劣化あるいは、蛍光体とガラス組成物との反応により蛍光体の発光特性の低下が起こる場合がある。屈伏点が小さすぎると被覆の安定性が低下し、製品の使用時に軟化するという不具合を生じる場合がある。
Examples of the combination of (I) and (II), and a combination of network-modifying oxide containing glass-forming oxides and Na 2 O including, for example, P 2 O 5.
The weight ratio of (I) and (II) is usually 90:10 to 20:80, preferably 80:20 to 20:80.
Moreover, in the fluorescent glass of this invention, the yield point of a glass composition is 700 degrees C or less, Preferably it is 600 degrees C or less, More preferably, it is 500 degrees C or less. Moreover, it is 200 degreeC or more normally, Preferably it is 250 degreeC or more, More preferably, it is 300 degreeC or more. If the yield point is too large, the temperature becomes too high during sintering, and the phosphor itself may deteriorate or the emission characteristics of the phosphor may deteriorate due to the reaction between the phosphor and the glass composition. If the yield point is too small, the stability of the coating is lowered, and there may be a problem that the product is softened during use.

また、本発明の蛍光ガラスにおける屈伏点の低い、いわゆる低融点ガラスはリン酸系(Pを含有する)ガラス組成物であることが好ましい。
また、ガラスの屈伏点を低下させ、耐久性を向上させる目的で、フッ素原子を含有していることが更に好ましい。前記フッ素原子はガラスに含有されていなくても、ガラス組成物被覆時(原料混合時および/または焼成時)にAlF,LiF、NaF,CaF、SrF,BaF,ZnF、MgFなどのフッ素化合物を添加してもよい。
Also, a low yield point in the fluorescent glass of the present invention, a so-called low-melting glass (containing P 2 O 5) phosphoric acid is preferably a glass composition.
Further, it is more preferable to contain a fluorine atom for the purpose of reducing the yield point of the glass and improving the durability. Even if the fluorine atom is not contained in the glass, it is AlF 3 , LiF, NaF, CaF 2 , SrF 2 , BaF 2 , ZnF 2 , MgF 2 when the glass composition is coated (at the time of raw material mixing and / or firing). You may add fluorine compounds, such as.

なお、フッ素原子は、ガラス組成物の屈伏点低下、耐久性向上の効果の他に、蛍光体表面との親和性を向上させる効果も併せて奏するものと推測される。すなわち、蛍光体とガラスとの膨張係数のマッチングと密着性向上のための界面層形成機能があると推察される。蛍光体とガラス層の界面で、密着性が増していることから、ガラス成分の少なくとも一部が、蛍光体とガラスとの界面から浸透していると推測される。フッ化物イオンはこの浸透を促進すると推察される。蛍光体表面との親和性が増加する限りにおいては、添加物の種類に制限は無く、塩素、ヨウ素、臭素も使用できるが、安定性の点でフッ素が好ましい。   In addition to the effects of lowering the yield point and improving the durability of the glass composition, the fluorine atom is presumed to have the effect of improving the affinity with the phosphor surface. That is, it is presumed that there is an interface layer forming function for matching expansion coefficients and improving adhesion between the phosphor and the glass. Since adhesion is increased at the interface between the phosphor and the glass layer, it is estimated that at least a part of the glass component penetrates from the interface between the phosphor and the glass. It is speculated that fluoride ions promote this penetration. As long as the affinity with the phosphor surface increases, the type of additive is not limited, and chlorine, iodine, and bromine can be used, but fluorine is preferred from the viewpoint of stability.

また、本発明の蛍光ガラスにおけるガラス組成物は、鉛の含有量が通常0.1重量%以下、好ましくは0.01重量%以下、さらに好ましくは0.001重量%以下である。鉛の含有量は少なすぎるほど好ましく、多すぎると廃棄時に有害元素による汚染の可能性がある。   In the glass composition of the fluorescent glass of the present invention, the lead content is usually 0.1% by weight or less, preferably 0.01% by weight or less, and more preferably 0.001% by weight or less. The lead content is preferably as low as possible, and if it is too high, there is a possibility of contamination by harmful elements during disposal.

本発明の蛍光ガラスにおけるガラス組成物の好ましい具体例としては、例えばPが34重量%以上50重量%以下、LiOが2重量%以上9重量%以下、NaOが7重量%以上28重量%以下、RO(但し、Rはアルカリ金属)が17重量%以上41重量%以下、Alが6.5重量%以上30重量%以下、ZnOが0重量%以上22重量%以下、BaOが0重量%以上21重量%以下、SrOが0重量%以上18重量%以下、CaOが0重量%以上16重量%以下、RO(但し、Rはアルカリ土類金属)が0重量%以上34重量%以下、Fが0重量%以上32重量%以下の組成であるガラス組成物を挙げることができる。ROは、好ましくは、KOが挙げられ、3重量%以上27重量%以下であることが好ましい。ROは、MgOが好ましく、0重量%以上14重量%以下であることが好ましい。Fは1.5−32%であることが好ましい。 Preferable specific examples of the glass composition in the fluorescent glass of the present invention include, for example, P 2 O 5 of 34 wt% to 50 wt%, Li 2 O of 2 wt% to 9 wt%, and Na 2 O of 7 wt%. % To 28% by weight, R 2 O (where R is an alkali metal) is 17% to 41% by weight, Al 2 O 3 is 6.5% to 30% by weight, and ZnO is 0% by weight or more. 22% by weight or less, BaO from 0% by weight to 21% by weight, SrO from 0% by weight to 18% by weight, CaO from 0% by weight to 16% by weight, RO (where R is an alkaline earth metal) A glass composition having a composition of 0% by weight to 34% by weight and F of 0% by weight to 32% by weight can be given. R 2 O is preferably K 2 O, and preferably 3 wt% or more and 27 wt% or less. RO is preferably MgO, and preferably 0 wt% or more and 14 wt% or less. F is preferably 1.5-32%.

本発明に用いるガラス組成物は、公知のものを使用することができる。例えば国際公開2003/037813号パンフレット、特開2003−26439号公報、特開平5−193979号公報に記載の公知のガラス組成物を挙げることができる。
また、市販のガラス組成物を使用することができる。具体的には、OPTICAL GLASS DATA BOOK(Version 5.00 2005年4月28日発行、2005年7月5日改定)に記載の住田光学ガラス社製「K−PG325」、「K−PG375」、「K−PG395」、「K−PMK10」、「K−PMK10」、「K−PSKn2」、「K−BK7」、「K−BPG2」、「K−SKF6」、「K−LaK7」、「K−CaFK95」、「K−PFK85」、「K−PFK80」、「K−GFK70」、「K−GFK68」、「K−CD45」、「K−CD120」、「K−LaFK55」、「K−LaFK60」、「K−PSK200」、「K−PSFn1」、「K−PSFn2」、「K−PSFn3」、「K−PSFn4」、「K−PSFn5」、「K−PMK10」、「K−PSK100」、「K−VC80」、「K−VC81」、「K−VC82」、「K−VC89」、光ガラス社製「P−SK5S」、「P−SK12S」、「P−LAK13S」、「P−LAF010S」、「P−FKH2S」、「P−LASF03S」、「P−FK01S」、旭ファイバーガラス社製「ZP150」、旭テクノグラス社製「SK−231」、「SK−360」、「K801」、「K805」、「K806」、「K807」、「K808」、「LS−5」、「BS−7」、「FF201」、「FF209」、2007年旭硝子 エレクトロニクス用ASF粉末ガラス,ATG粉末ガラスカタログに記載の旭硝子社製「IWF−7574」、「FF201」、「FF209」、「K301」、「K303」、「K304」、「K805」、「K807」、「K808」、「K834」、「K835」、「K836」、「LS−5」、「KF9079」、「ASF1495」、「ASF1560」、「ASF1561」、「ASF1620B」、「ASF1620M」、「ASF1700」、「ASF1702」、「ASF1710」、「ASF1765B」、「ASF1768」、「ASF1771」、「ASF1800」、「ASF1891」、「ASF1891F」、「ASF1898」、「ASF1939」、「ASF1941」、「ASF1941B」、「開発品1991」等を挙げることができる。
また、本発明の蛍光ガラスに用いることが出来るガラスとしては、例えば、ガラス軟化点が550℃前後であるBi−SiO−B系ガラス、ガラス転移点が約500〜700℃であるSiO−B−RO、SiO−B−RO−RO系ガラス(但し、Rはアルカリ金属、またはアルカリ土類金属を示す。)を用いた無鉛ガラスセラミックスが挙げられる。
Known glass compositions can be used for the glass composition used in the present invention. Examples thereof include known glass compositions described in International Publication No. 2003/037813, JP-A No. 2003-26439, and JP-A No. 5-199379.
Moreover, a commercially available glass composition can be used. Specifically, “K-PG325”, “K-PG375” manufactured by Sumita Optical Glass Co., Ltd. described in OPTICAL GLASS DATA BOOK (Version 5.00 issued on April 28, 2005, revised on July 5, 2005), “K-PG395”, “K-PMK10”, “K-PMK10”, “K-PSKn2”, “K-BK7”, “K-BPG2”, “K-SKF6”, “K-LaK7”, “K -CaFK95 "," K-PFK85 "," K-PFK80 "," K-GFK70 "," K-GFK68 "," K-CD45 "," K-CD120 "," K-LaFK55 "," K-LaFK60 " ”,“ K-PSK200 ”,“ K-PSFn1 ”,“ K-PSFn2 ”,“ K-PSFn3 ”,“ K-PSFn4 ”,“ K-PSFn5 ”,“ K-PMK1 ” ”,“ K-PSK100 ”,“ K-VC80 ”,“ K-VC81 ”,“ K-VC82 ”,“ K-VC89 ”,“ P-SK5S ”,“ P-SK12S ”,“ P ”manufactured by Hikari Glass Co., Ltd. -LAK13S "," P-LAF010S "," P-FKH2S "," P-LASF03S "," P-FK01S ", Asahi Fiber Glass" ZP150 ", Asahi Techno Glass" SK-231 "," SK -360 "," K801 "," K805 "," K806 "," K807 "," K808 "," LS-5 "," BS-7 "," FF201 "," FF209 ", 2007 ASF for Asahi Glass Electronics “IWF-7574”, “FF201”, “FF209”, “K301”, “K303”, “K30” manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. ”,“ K805 ”,“ K807 ”,“ K808 ”,“ K834 ”,“ K835 ”,“ K836 ”,“ LS-5 ”,“ KF9079 ”,“ ASF1495 ”,“ ASF1560 ”,“ ASF1561 ”,“ ASF1620B ” "," ASF1620M "," ASF1700 "," ASF1702 "," ASF1710 "," ASF1765B "," ASF1768 "," ASF1771 "," ASF1800 "," ASF1891 "," ASF1891F "," ASF1898 "," ASF1939 " “ASF1941”, “ASF1941B”, “developed product 1991” and the like can be mentioned.
Examples of the glass that can be used for the fluorescent glass of the present invention include Bi 2 O 3 —SiO 2 —B 2 O 3 glass having a glass softening point of about 550 ° C., and a glass transition point of about 500 to 700. SiO 2 —B 2 O 3 —R 2 O, SiO 2 —B 2 O 3 —RO—R 2 O-based glass (wherein R represents an alkali metal or an alkaline earth metal) at a temperature of 0 ° C. was used. Examples include lead-free glass ceramics.

その他、従来使用されてきた用途に着目すると、ガラス、セラミックス、金属の接着、封着に用いられる粉末ガラス、各種セラミックス、金属粉末の焼結温度を低下させるための添加剤として使用されているBi−B−SiO、B−ZnO、SiO−B−RO、SiO−B−RO系などの粉末ガラス(但し、ROは、アルカリ金属酸化物、ROは、アルカリ土類金属酸化物を示す。)が挙げられる。 In addition, focusing on the applications that have been used in the past, Bi used as an additive for lowering the sintering temperature of glass, ceramics, powdered glass used for adhesion and sealing, various ceramics, and metal powder. 2 O 3 -B 2 O 3 -SiO 2, B 2 O 3 -ZnO, SiO 2 -B 2 O 3 -R 2 O, powdered glass such as SiO 2 -B 2 O 3 -RO based (wherein, R 2 O represents an alkali metal oxide, and RO represents an alkaline earth metal oxide.).

以下、さらにガラスの構成元素に着目して詳しく例示する。
本発明で好ましく用いられるガラスは、非Pb含有低融点ガラスであり、このガラスは従来のPb含有低融点ガラスにおいて、PbをBiに置き換える、ZnあるいはSnを採用する、ガラスの基礎組成をリン酸塩系ガラスに変える、アルカリ・ホウ酸成分を増やす、フッ化物を導入する、などの方法により、非Pb化を実現したものである。
Hereinafter, further detailed examples will be given focusing on the constituent elements of the glass.
The glass preferably used in the present invention is a non-Pb-containing low-melting glass, and this glass is a conventional Pb-containing low-melting glass. Non-Pb conversion is achieved by changing to salt glass, increasing alkali / boric acid components, or introducing fluoride.

ビスマス(Bi)導入ガラスの例としては、Bi−B系ガラス組成物が挙げられる。具体的には、37Bi−39.3B−7.2BaO−16.7CuO、 65Bi−25ZnO−7.5B−2.0Al、Biを27重量%以上55重量%以下含有するBi−ZnO−B系ガラス組成物、Bi−SiO系ベースの結晶化ガラス粉末(Bi含有量は50−62重量%)、SiO−B−Bi−ZnO 系ガラス組成物などが挙げられる。 Examples of bismuth (Bi) -introduced glass include Bi 2 O 3 —B 2 O 3 -based glass compositions. Specifically, 37Bi 2 O 3 -39.3B 2 O 3 -7.2BaO-16.7CuO, 65Bi 2 O 3 -25ZnO-7.5B 2 O 3 -2.0Al 2 O 3, Bi 2 O 3 Bi 2 O 3 —ZnO—B 2 O 3 -based glass composition containing 27 wt% or more and 55 wt% or less, Bi 2 O 3 —SiO 2 -based crystallized glass powder (Bi 2 O 3 content is 50 -62 wt%), SiO 2 -B 2 O 3 -Bi 2 O 3 -ZnO based glass composition, and the like.

リン酸塩ガラスの例としては、リン酸塩ガラスは他成分に対する溶解度も大きく,低い焼成温度をもつため好ましく用いられる。具体例として、P:NaO:CaO:BaO:Al:B=30〜40:10〜20:10〜20:10〜20:2〜8:1〜5のガラス組成物を挙げることができる。 As an example of phosphate glass, phosphate glass is preferably used because it has high solubility in other components and has a low firing temperature. Examples, P 2 O 5: Na 2 O: CaO: BaO: Al 2 O 3: B 2 O 3 = 30~40: 10~20: 10~20: 10~20: 2~8: 1~5 Can be mentioned.

アルミナの添加は化学的耐久性向上に効果的だが,低融点性にマイナスに影響する場合がある。リン酸塩ガラスをベースとして、SnOが加えられ、更に通常のガラス形成酸化物であるBまたはSiOが添加される場合もある。P−SnO系ガラス組成物、P−SnO−B系ガラス組成物、P−SnO−SiO系ガラス組成物を挙げることができる。その他、CuO−P−RO系ガラス組成物(但し、Rは、Zn、Ba、Ca、Mg、Sr、Sn、Ni、Fe、Mnのいずれかを示す。)が挙げられる。その他、P−ZnO−SnO−RO−RO(但し、ROは、アルカリ金属酸化物、ROは、アルカリ土類金属酸化物を示す。)、SrO−ZnO−P、10SrO−50ZnO−40Pのガラス組成物が挙げられる。 Addition of alumina is effective in improving chemical durability, but it may negatively affect low melting point. SnO is added based on phosphate glass, and B 2 O 3 or SiO 2 , which is a normal glass forming oxide, may also be added. P 2 O 5 -SnO-based glass compositions, P 2 O 5 -SnO-B 2 O 3 based glass composition, mention may be made of P 2 O 5 -SnO-SiO 2 based glass composition. In addition, a CuO—P 2 O 5 —RO-based glass composition (where R represents any one of Zn, Ba, Ca, Mg, Sr, Sn, Ni, Fe, and Mn) can be given. In addition, P 2 O 5 —ZnO—SnO—R 2 O—RO (where R 2 O represents an alkali metal oxide, and RO represents an alkaline earth metal oxide), SrO—ZnO—P 2 O 5 , 10SrO-50ZnO-40P 2 O 5 glass composition.

アルカリ・ホウケイ酸塩ガラスの例としては、RO−RO−B−SiO系ガラス組成物(但し、ROは、アルカリ金属酸化物、ROは、アルカリ土類金属酸化物を示す。)が挙げられる。具体的には、B−SiO−Al−ZrO系ガラス組成物、SiO−B−ZnO−RO−RO系ガラス組成物(但し、ROは、アルカリ金属酸化物、ROは、アルカリ土類金属酸化物を示す。)、SiO−B−Al−RO−RO系ガラス組成物(但し、ROは、アルカリ金属酸化物、ROは、アルカリ土類金属酸化物を示す。)などが挙げられる。 Examples of alkali borosilicate glass include R 2 O—RO—B 2 O 3 —SiO 2 glass composition (where R 2 O is an alkali metal oxide, RO is an alkaline earth metal oxide) Is shown.). Specifically, B 2 O 3 —SiO 2 —Al 2 O 3 —ZrO 2 glass composition, SiO 2 —B 2 O 3 —ZnO—R 2 O—RO glass composition (provided that R 2 O Represents an alkali metal oxide, RO represents an alkaline earth metal oxide), SiO 2 —B 2 O 3 —Al 2 O 3 —RO—R 2 O-based glass composition (where R 2 O represents , Alkali metal oxides, and RO are alkaline earth metal oxides).

[2]蛍光体
本発明に用いられる蛍光体としては、限定は無いが、特に、(i)発光特性が優れているが耐湿性が低い蛍光体粒子、(ii)酸素の暴露により劣化しやすい蛍光体粒子、(iii)イオンの溶出が起こりやすい蛍光体粒子、(iv)電気分解により劣化しやすい蛍光体粒子、(v)臭気のある蛍光体粒子である、下記蛍光体を用いる場合に特に有効である。本発明の蛍光ガラスは、前記ガラスによりガスバリヤ性が担保され、水蒸気、酸素、臭気原因物質がブロックされる。また、蛍光体由来のイオンの溶出によるパッケージ、封止材などの周辺部材の劣化が抑制される。また、漏れ電流による蛍光体の劣化を抑制することができる。以下、蛍光体の具体例を例示するが、例示の一般式においては、構造の一部のみが異なる蛍光体を、適宜省略して示している。例えば、「YSiO:Ce3+」、「YSiO:Tb3+」及び「YSiO:Ce3+,Tb3+」を「YSiO:Ce3+,Tb3+」と、「LaS:Eu」、「YS:Eu」及び「(La,Y)S:Eu」を「(La,Y)S:Eu」とまとめて示している。省略箇所はカンマ(,)で区切って示す。
[2] Phosphor The phosphor used in the present invention is not limited, but in particular, (i) phosphor particles having excellent light emission characteristics but low moisture resistance, and (ii) easily deteriorated by exposure to oxygen. Particularly when using the following phosphors: (iii) phosphor particles that are likely to elute ions, (iv) phosphor particles that are easily degraded by electrolysis, and (v) phosphor particles that have an odor. It is valid. In the fluorescent glass of the present invention, gas barrier properties are secured by the glass, and water vapor, oxygen, and odor-causing substances are blocked. Further, deterioration of peripheral members such as a package and a sealing material due to elution of ions derived from the phosphor is suppressed. Moreover, deterioration of the phosphor due to leakage current can be suppressed. Hereinafter, specific examples of the phosphor are illustrated, but in the illustrated general formula, phosphors that are different only in a part of the structure are appropriately omitted. For example, “Y 2 SiO 5 : Ce 3+ ”, “Y 2 SiO 5 : Tb 3+ ” and “Y 2 SiO 5 : Ce 3+ , Tb 3+ ” are changed to “Y 2 SiO 5 : Ce 3+ , Tb 3+ ”, “ “La 2 O 2 S: Eu”, “Y 2 O 2 S: Eu” and “(La, Y) 2 O 2 S: Eu” are collectively shown as “(La, Y) 2 O 2 S: Eu”. ing. Omitted parts are shown separated by commas (,).

[2−1]好ましい蛍光体
前述の(i)〜(v)の観点から、好ましい蛍光体としては、無機蛍光体と有機蛍光体が挙げられる。本発明においては、比較的高温度でガラスとともに焼結する工程を有する場合があるため、耐熱性の観点から無機蛍光体を用いるのが好ましい。
無機蛍光体としては、例えば(イ)母体結晶としてMSiO、MS、MGa、MAlSiN、MSi、MSiからなる群(ただし、Mは、Ca,Sr,Baからなる群から選ばれる1種、または2種以上を表す)の少なくとも一つを含有し、かつ付活剤としてCr,Mn,Fe,Bi,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Ybの少なくとも一つを含有する蛍光体、および(ロ)付活剤としてMn4+を含む蛍光体が挙げられる。
[2-1] Preferred phosphor From the viewpoints of (i) to (v) described above, preferred phosphors include inorganic phosphors and organic phosphors. In the present invention, since there may be a step of sintering together with glass at a relatively high temperature, it is preferable to use an inorganic phosphor from the viewpoint of heat resistance.
As the inorganic phosphor, for example, (a) a group consisting of M 3 SiO 5 , MS, MGa 2 S 4 , MAlSiN 3 , M 2 Si 5 N 8 , MSi 2 N 2 O 2 as a host crystal (where M is At least one selected from the group consisting of Ca, Sr, and Ba), and Cr, Mn, Fe, Bi, Ce, Pr, Nd, Sm, Examples include phosphors containing at least one of Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, and Yb, and (b) a phosphor containing Mn 4+ as an activator.

上記(イ)の蛍光体の具体例としては、たとえば、BaSiO:Eu、(Sr1-aBaSiO:Eu、SrSiO:Eu、CaS:Eu、SrS:Eu、BaS:Eu、CaS:Ce、SrS:Ce、BaS:Ce、CaGa:Eu、SrGa:Eu、BaGa:Eu、CaGa:Ce、SrGa:Ce、BaGa:Ce、CaAlSiN:Eu、SrAlSiN:Eu、(Ca1-aSr)AlSiN:Eu、CaAlSiN:Ce、SrAlSiN:Ce、(Ca1-aSr)AlSiN:Ce、CaSi:Eu、SrSi:Eu、BaSi:Eu、(Ca1-aSr)Si:Eu、CaSi:Ce、SrSi:Ce、BaSi:Ce、(Ca1-aSr)Si:Ce、CaSi:Eu、SrSi:Eu、BaSi:Eu、CaSi:Ce、SrSi:Ce、BaSi:Ce、(Ba,Sr,Ca)SiO:Eu、BaSi:Eu、(以上に関し、aは0≦a≦1を満たす。)が挙げられる。 Specific examples of the phosphor of (a) include, for example, Ba 3 SiO 5 : Eu, (Sr 1-a Ba a ) 3 SiO 5 : Eu, Sr 3 SiO 5 : Eu, CaS: Eu, SrS: Eu. , BaS: Eu, CaS: Ce , SrS: Ce, BaS: Ce, CaGa 2 S 4: Eu, SrGa 2 S 4: Eu, BaGa 2 S 4: Eu, CaGa 2 S 4: Ce, SrGa 2 S 4: Ce, BaGa 2 S 4: Ce , CaAlSiN 3: Eu, SrAlSiN 3: Eu, (Ca 1-a Sr a) AlSiN 3: Eu, CaAlSiN 3: Ce, SrAlSiN 3: Ce, (Ca 1-a Sr a) AlSiN 3: Ce, Ca 2 Si 5 N 8: Eu, Sr 2 Si 5 N 8: Eu, Ba 2 Si 5 N 8: Eu, (Ca 1-a Sr a) 2 Si 5 N 8: Eu, Ca 2 Si 5 N 8: Ce, Sr 2 Si 5 N 8: Ce, Ba 2 Si 5 N 8: Ce, (Ca 1-a Sr a) 2 Si 5 N 8: Ce, CaSi 2 N 2 O 2 : Eu, SrSi 2 N 2 O 2 : Eu, BaSi 2 N 2 O 2 : Eu, CaSi 2 N 2 O 2 : Ce, SrSi 2 N 2 O 2 : Ce, BaSi 2 N 2 O 2 : Ce (Ba, Sr, Ca) 2 SiO 4 : Eu, Ba 3 Si 6 O 9 N 4 : Eu (in relation to the above, a satisfies 0 ≦ a ≦ 1).

中でも、CaS、CaGa:Eu、SrGa:Eu、(Sr0.8Ca0.2)AlSiN:Eu、(Ba,Sr,Ca)SiO:Eu、BaSi:Eu、(Sr,Ca)AlSiN:Eu、を好ましいものとして挙げることが出来る。 Among them, CaS, CaGa 2 S 4 : Eu, SrGa 2 S 4 : Eu, (Sr 0.8 Ca 0.2 ) AlSiN 3 : Eu, (Ba, Sr, Ca) 2 SiO 4 : Eu, Ba 3 Si 6 Preferred examples include O 9 N 4 : Eu and (Sr, Ca) AlSiN 3 : Eu.

上記(ロ)の蛍光体は、好ましくは、アルカリ金属元素及びアルカリ土類金属元素及びZnから選ばれる少なくとも1種類の元素、Si、Ti、Zr、Hf、Sn、Al、Ga、及びInから選ばれる少なくとも1種類の元素、並びにハロゲン元素から選ばれる少なくとも1種類を含有する蛍光体が挙げられる。さらに好ましくは、下記の式(r1)〜(r8)で示される蛍光体が挙げられる。
[L1F]:Mn4+ ・・・(r1)
[L1F6]:Mn4+ ・・・(r2)
Zn[L1F]:Mn4+ ・・・(r3)
A[L1]:Mn4+ ・・・(r4)
2[L2F6]:Mn4+ ・・・(r5)
E[L2F6]:Mn4+ ・・・(r6)
Ba0.65Zr0.352.70:Mn4+ ・・・(r7)
[L2F]:Mn4+ ・・・(r8)
The phosphor of (b) is preferably selected from at least one element selected from alkali metal elements, alkaline earth metal elements and Zn, Si, Ti, Zr, Hf, Sn, Al, Ga, and In. Phosphors containing at least one element selected from halogen elements and at least one element selected from halogen elements. More preferably, phosphors represented by the following formulas (r1) to (r8) are exemplified.
A 2 [L1F 5 ]: Mn 4+ (r1)
A 3 [L1F 6 ]: Mn 4+ (r2)
Zn 2 [L1F 7 ]: Mn 4+ (r3)
A [L1 2 F 7 ]: Mn 4+ (r4)
A 2 [L2F 6 ]: Mn 4+ (r5)
E [L2F 6 ]: Mn 4+ (r6)
Ba 0.65 Zr 0.35 F 2.70 : Mn 4+ (r7)
A 3 [L2F 7 ]: Mn 4+ (r8)

上記式(r1)〜(r8)中、AはLi、Na、K、Rb、Cs、NHおよびこれらの組み合わせを示し、L1はAl、Ga、Inおよびこれらの組み合わせを示し、L2はGe、Si、Sn、Ti、Zrおよびこれらの組み合わせを示す。 In the above formulas (r1) to (r8), A represents Li, Na, K, Rb, Cs, NH 4 and combinations thereof, L1 represents Al, Ga, In, and combinations thereof, and L2 represents Ge, Si, Sn, Ti, Zr and combinations thereof are shown.

これらの中でも本発明で特に好ましく用いることのできる蛍光体としては、K[AlF]:Mn4+、K[AlF]:Mn4+、K[GaF]:Mn4+、Zn[AlF]:Mn4+、K[In]:Mn4+、K[SiF]:Mn4+、K[TiF]:Mn4+、K[ZrF]:Mn4+、Ba[TiF]:Mn4+、K[SnF]:Mn4+、Na[TiF]:Mn4+、Na[ZrF]:Mn4+、KRb[TiF]:Mn4+、K[Si0.5Ge0.5]:Mn4+を挙げることができる。 Among these, phosphors that can be particularly preferably used in the present invention include K 2 [AlF 5 ]: Mn 4+ , K 3 [AlF 6 ]: Mn 4+ , K 3 [GaF 6 ]: Mn 4+ , Zn 2 [ AlF 7 ]: Mn 4+ , K [In 2 F 7 ]: Mn 4+ , K 2 [SiF 6 ]: Mn 4+ , K 2 [TiF 6 ]: Mn 4+ , K 3 [ZrF 7 ]: Mn 4+ , Ba [ TiF 6]: Mn 4+, K 2 [SnF 6]: Mn 4+, Na 2 [TiF 6]: Mn 4+, Na 2 [ZrF 5]: Mn 4+, KRb [TiF 6]: Mn 4+, K 2 [Si 0.5 Ge 0.5 F 6 ]: Mn 4+ .

[2−2]その他の蛍光体粒子
また、上記蛍光体以外にも、耐久性向上、分散性向上等、目的に応じてその他の蛍光体を用いることもできる。
かかる蛍光体の組成には特に制限はないが、結晶母体であるY、ZnSiO等に代表される金属酸化物、SrSi等に代表される金属窒化物、Ca(PO)Cl等に代表されるリン酸塩及びZnS、SrS、CaS等に代表される硫化物に、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb等の希土類金属のイオンやAg、Cu、Au、Al、Mn、Sb等の金属のイオンを付活元素又は共付活元素として組み合わせたものが好ましい。
[2-2] Other phosphor particles
In addition to the above phosphors, other phosphors can be used depending on the purpose, such as improved durability and improved dispersibility.
The composition of the phosphor is not particularly limited, but a metal oxide represented by Y 2 O 3 , Zn 2 SiO 4 or the like that is a crystal matrix, a metal nitride represented by Sr 2 Si 5 N 8 or the like, Phosphates represented by Ca 5 (PO 4 ) 3 Cl and the like and sulfides represented by ZnS, SrS, CaS and the like, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er , Ions of rare earth metals such as Tm and Yb, and ions of metals such as Ag, Cu, Au, Al, Mn, and Sb are preferably combined as activators or coactivators.

結晶母体の好ましい例としては、例えば、(Zn,Cd)S、SrGa、SrS、ZnS等の硫化物、YS等の酸硫化物、(Y,Gd)Al12、YAlO、BaMgAl1017、(Ba,Sr)(Mg,Mn)Al1017、(Ba,Sr,Ca)(Mg,Zn,Mn)Al1017、BaAl1219、CeMgAl1119、(Ba,Sr,Mg)O・Al、BaAlSi、SrAl、SrAl1425、YAl12等のアルミン酸塩、YSiO、ZnSiO等の珪酸塩、SnO、Y等の酸化物、GdMgB10、(Y,Gd)BO等の硼酸塩、Ca10(PO)(F,Cl)、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO)Cl等のハロリン酸塩、Sr、(La,Ce)PO等のリン酸塩等を挙げることができる。 Preferred examples of the crystal matrix include sulfides such as (Zn, Cd) S, SrGa 2 S 4 , SrS, and ZnS, oxysulfides such as Y 2 O 2 S, and (Y, Gd) 3 Al 5 O. 12 , YAlO 3 , BaMgAl 10 O 17 , (Ba, Sr) (Mg, Mn) Al 10 O 17 , (Ba, Sr, Ca) (Mg, Zn, Mn) Al 10 O 17 , BaAl 12 O 19 , CeMgAl 11 O 19 , (Ba, Sr, Mg) O.Al 2 O 3 , BaAl 2 Si 2 O 8 , SrAl 2 O 4 , Sr 4 Al 14 O 25 , aluminate such as Y 3 Al 5 O 12 , Y Silicates such as 2 SiO 5 and Zn 2 SiO 4 , oxides such as SnO 2 and Y 2 O 3 , borates such as GdMgB 5 O 10 and (Y, Gd) BO 3 , Ca 10 (PO 4 ) 6 ( F, Cl) 2, (Sr , Ca, Ba, g) 10 (PO 4) such as 6 Cl 2 halophosphate, Sr 2 P 2 O 7, can be cited (La, Ce) phosphate PO 4, etc. and the like.

ただし、上記の結晶母体及び付活元素又は共付活元素は、元素組成には特に制限はなく、同族の元素と一部置き換えることもでき、得られた蛍光体は近紫外から可視領域の光を吸収して可視光を発するものであれば用いることが可能である。
具体的には、蛍光体として以下に挙げるものを用いることが可能であるが、これらはあくまでも例示であり、本発明で使用できる蛍光体はこれらに限られるものではない。
However, the crystal matrix and the activator element or coactivator element are not particularly limited in element composition, and can be partially replaced with elements of the same family, and the obtained phosphor is light in the near ultraviolet to visible region. Any material that absorbs and emits visible light can be used.
Specifically, the following phosphors can be used, but these are merely examples, and phosphors that can be used in the present invention are not limited to these.

[2−2−1]橙色ないし赤色蛍光体
橙色ないし赤色の蛍光を発する蛍光体(以下適宜、「橙色ないし赤色蛍光体」という。)としては、以下のものが挙げられる。橙色ないし赤色蛍光体の発光ピーク波長は、通常580nm以上、好ましくは585nm以上、また通常780nm以下、好ましくは700nm以下の波長範囲にあることが好適である。このような橙色ないし赤色蛍光体としては、例えば、赤色破断面を有する破断粒子から構成され、赤色領域の発光を行なう(Mg,Ca,Sr,Ba)Si:Euで表わされるユウロピウム付活アルカリ土類シリコンナイトライド系蛍光体、規則的な結晶成長形状としてほぼ球形状を有する成長粒子から構成され、赤色領域の発光を行なう(Y,La,Gd,Lu)S:Euで表わされるユウロピウム付活希土類オキシカルコゲナイド系蛍光体等が挙げられる。
[2-2-1] Orange to red phosphor
Examples of phosphors that emit orange to red fluorescence (hereinafter appropriately referred to as “orange to red phosphors”) include the following. The emission peak wavelength of the orange to red phosphor is preferably in the wavelength range of usually 580 nm or more, preferably 585 nm or more, and usually 780 nm or less, preferably 700 nm or less. Examples of such orange to red phosphors include europium composed of broken particles having a red fracture surface and emitting red region (Mg, Ca, Sr, Ba) 2 Si 5 N 8 : Eu. The activated alkaline earth silicon nitride phosphor is composed of growing particles having a substantially spherical shape as a regular crystal growth shape, and emits light in the red region (Y, La, Gd, Lu) 2 O 2 S: Examples include europium activated rare earth oxychalcogenide phosphors represented by Eu.

更に、特開2004−300247号公報に記載された、Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、W、及びMoよりなる群から選ばれる少なくも1種の元素を含有する酸窒化物及び/又は酸硫化物を含有する蛍光体であって、Al元素の一部又は全てがGa元素で置換されたアルファサイアロン構造をもつ酸窒化物を含有する蛍光体も、本実施形態において用いることができる。なお、これらは酸窒化物及び/又は酸硫化物を含有する蛍光体である。   Furthermore, the oxynitride and / or acid containing at least one element selected from the group consisting of Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, W, and Mo described in JP-A No. 2004-300247 A phosphor containing a sulfide and containing an oxynitride having an alpha sialon structure in which a part or all of the Al element is substituted with a Ga element can also be used in this embodiment. These are phosphors containing oxynitride and / or oxysulfide.

また、その他、赤色蛍光体としては、(La,Y)S:Eu等のEu付活酸硫化物蛍光体、Y(V,P)O:Eu、Y:Eu等のEu付活酸化物蛍光体、(Ba,Sr,Ca,Mg)SiO:Eu,Mn、(Ba,Mg)SiO:Eu,Mn等のEu,Mn付活珪酸塩蛍光体、LiW:Eu、LiW:Eu,Sm、Eu、Eu:Nb、Eu:Sm等のEu付活タングステン酸塩蛍光体、(Ca,Sr)S:Eu等のEu付活硫化物蛍光体、YAlO:Eu等のEu付活アルミン酸塩蛍光体、LiY(SiO:Eu、Ca(SiO:Eu、(Sr,Ba,Ca)SiO:Eu、SrBaSiO:Eu等のEu付活珪酸塩蛍光体、(Y,Gd)Al12:Ce、(Tb,Gd)Al12:Ce等のCe付活アルミン酸塩蛍光体、(Mg,Ca,Sr,Ba)Si:Eu、(Mg,Ca,Sr,Ba)SiN:Eu、(Mg,Ca,Sr,Ba)AlSiN:Eu等のEu付活窒化物蛍光体、(Mg,Ca,Sr,Ba)AlSiN:Ce等のCe付活窒化物蛍光体、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(POCl:Eu,Mn等のEu,Mn付活ハロリン酸塩蛍光体、BaMgSi:Eu,Mn、(Ba,Sr,Ca,Mg)(Zn,Mg)Si:Eu,Mn等のEu,Mn付活珪酸塩蛍光体、3.5MgO・0.5MgF・GeO:Mn等のMn付活ゲルマン酸塩蛍光体、Eu付活αサイアロン等のEu付活酸窒化物蛍光体、(Gd,Y,Lu,La):Eu,Bi等のEu,Bi付活酸化物蛍光体、(Gd,Y,Lu,La)S:Eu,Bi等のEu,Bi付活酸硫化物蛍光体、(Gd,Y,Lu,La)VO:Eu,Bi等のEu,Bi付活バナジン酸塩蛍光体、SrY:Eu,Ce等のEu,Ce付活硫化物蛍光体、CaLa:Ce等のCe付活硫化物蛍光体、(Ba,Sr,Ca)MgP:Eu,Mn、(Sr,Ca,Ba,Mg,Zn):Eu,Mn等のEu,Mn付活リン酸塩蛍光体、(Y,Lu)WO:Eu,Mo等のEu,Mo付活タングステン酸塩蛍光体、(Ba,Sr,Ca)SiNz:Eu,Ce(但し、x、y、zは、1以上の整数を表わす。)等のEu,Ce付活窒化物蛍光体、(Ca,Sr,Ba,Mg)10(PO(F,Cl,Br,OH):Eu,Mn等のEu,Mn付活ハロリン酸塩蛍光体、((Y,Lu,Gd,Tb)1−x−yScCe(Ca,Mg)1−r(Mg,Zn)2+rSiz−qGe12+δ等のCe付活珪酸塩蛍光体等を用いることも可能である。 Also, other examples of the red phosphor, (La, Y) 2 O 2 S: Eu Tsukekatsusan sulfide phosphor such as Eu, Y (V, P) O 4: Eu, Y 2 O 3: Eu , etc. Eu-activated oxide phosphor, (Ba, Sr, Ca, Mg) 2 SiO 4: Eu, Mn, (Ba, Mg) 2 SiO 4: Eu, Eu such as Mn, Mn-activated silicate phosphor, Eu-activated tungstate phosphors such as LiW 2 O 8 : Eu, LiW 2 O 8 : Eu, Sm, Eu 2 W 2 O 9 , Eu 2 W 2 O 9 : Nb, Eu 2 W 2 O 9 : Sm (Ca, Sr) S: Eu-activated sulfide phosphors such as Eu, YAlO 3 : Eu-activated aluminate phosphors such as Eu, LiY 9 (SiO 4 ) 6 O 2 : Eu, Ca 2 Y 8 (SiO 4 ) 6 O 2 : Eu, (Sr, Ba, Ca) 3 SiO 5 : Eu, Sr 2 Ba-activated silicate phosphors such as BaSiO 5 : Eu, (Y, Gd) 3 Al 5 O 12 : Ce, (Tb, Gd) 3 Al 5 O 12 : Ce-activated aluminate phosphors such as Ce, (Mg, Ca, Sr, Ba ) 2 Si 5 N 8: Eu, (Mg, Ca, Sr, Ba) SiN 2: Eu, (Mg, Ca, Sr, Ba) AlSiN 3: Eu -activated nitride such as Eu Phosphors, Ce-activated nitride phosphors such as (Mg, Ca, Sr, Ba) AlSiN 3 : Ce, (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu, Mn, etc. Eu, Mn-activated halophosphate phosphor, Ba 3 MgSi 2 O 8 : Eu, Mn, (Ba, Sr, Ca, Mg) 3 (Zn, Mg) Si 2 O 8 : Eu, Mn, etc. activated silicate phosphor, 3.5MgO · 0.5MgF 2 · Ge 2: Mn activated germanate salt phosphors such as Mn, Eu Tsukekatsusan nitride phosphor such as Eu-activated α-sialon, (Gd, Y, Lu, La) 2 O 3: Eu, Bi, etc. Eu, Bi-activated oxide phosphor, (Gd, Y, Lu, La) 2 O 2 S: Eu, Bi-activated oxysulfide phosphor such as Eu, Bi, (Gd, Y, Lu, La) VO 4 : Eu, Bi activated vanadate phosphors such as Eu, Bi, etc., SrY 2 S 4 : Eu, Ce activated sulfide phosphors such as Eu, Ce, etc., Ce activated sulfide fluorescence such as CaLa 2 S 4 : Ce, etc. (Ba, Sr, Ca) MgP 2 O 7 : Eu, Mn, (Sr, Ca, Ba, Mg, Zn) 2 P 2 O 7 : Eu, Mn-activated phosphate phosphors such as Eu and Mn , (Y, Lu) 2 WO 6 : Eu, Mo-activated tungstate phosphor such as Eu, Mo, (Ba, Sr, Ca) x Si y Nz: Eu, Ce (where x, y, z represent an integer of 1 or more. Eu, Ce activated nitride phosphors such as (Ca, Sr, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 (F, Cl, Br, OH) 2 : Eu, Mn activated halophosphorus such as Eu, Mn Acid salt phosphor, ((Y, Lu, Gd, Tb) 1-xy Sc x Ce y ) 2 (Ca, Mg) 1-r (Mg, Zn) 2 + r Siz -q Ge q O 12 + δ It is also possible to use a Ce-activated silicate phosphor or the like.

また、赤色蛍光体のうち、ピーク波長が580nm以上、好ましくは590nm以上、また、620nm以下、好ましくは610nm以下の範囲内にあるものは、橙色蛍光体として好適に用いることができる。このような橙色蛍光体の例としては、(Sr,Ba,Ca)SiO:Eu、SrBaSiO:Eu等のEu付活珪酸塩蛍光体、(Sr,Mg)(PO:Sn2+等のSn付活リン酸塩蛍光体等が挙げられる。 Among the red phosphors, those having a peak wavelength in the range of 580 nm or more, preferably 590 nm or more, and 620 nm or less, preferably 610 nm or less can be suitably used as the orange phosphor. Examples of such orange phosphors include Eu-activated silicate phosphors such as (Sr, Ba, Ca) 3 SiO 5 : Eu, Sr 2 BaSiO 5 : Eu, (Sr, Mg) 3 (PO 4 ). 2 : Sn-activated phosphate phosphors such as Sn 2+ and the like.

以上例示した赤色蛍光体は、何れか一種を単独で使用してもよく、二種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
以上の例示の中でも、赤色蛍光体としては、(Ca,Sr,Ba)AlSiN:Eu、(Ca,Sr,Ba)AlSiN:Ce、(La,Y)S:Euが好ましく、(Sr,Ca)AlSiN:Eu、(La,Y)S:Euが特に好ましい。
また、以上例示の中でも、橙色蛍光体としては(Sr,Ba)SiO:Euが好ましい。
Any one of the red phosphors exemplified above may be used alone, or two or more may be used in any combination and ratio.
Among the above examples, as the red phosphor, (Ca, Sr, Ba) AlSiN 3 : Eu, (Ca, Sr, Ba) AlSiN 3 : Ce, (La, Y) 2 O 2 S: Eu are preferable, (Sr, Ca) AlSiN 3 : Eu and (La, Y) 2 O 2 S: Eu are particularly preferable.
Moreover, among the above examples, (Sr, Ba) 3 SiO 5 : Eu is preferable as the orange phosphor.

[2−2−2]緑色蛍光体
緑色の蛍光を発する蛍光体(以下適宜、「緑色蛍光体」という。)としては、以下のものが挙げられる。緑色蛍光体の発光ピーク波長は、通常490nm以上、好ましくは510nm以上、より好ましくは515nm以上、また、通常560nm以下、好ましくは540nm以下、より好ましくは535nm以下の波長範囲にあることが好適である。
[2-2-2] Green phosphor
Examples of phosphors that emit green fluorescence (hereinafter referred to as “green phosphors” as appropriate) include the following. The emission peak wavelength of the green phosphor is usually in the wavelength range of 490 nm or more, preferably 510 nm or more, more preferably 515 nm or more, and usually 560 nm or less, preferably 540 nm or less, more preferably 535 nm or less. .

このような緑色蛍光体として、例えば、破断面を有する破断粒子から構成され、緑色領域の発光を行なう(Mg,Ca,Sr,Ba)Si:Euで表わされるユウロピウム付活アルカリ土類シリコンオキシナイトライド系蛍光体、破断面を有する破断粒子から構成され、緑色領域の発光を行なう(Ba,Ca,Sr,Mg)SiO:Euで表わされるユウロピウム付活アルカリ土類シリケート系蛍光体等が挙げられる。 As such a green phosphor, for example, a europium-activated alkali represented by (Mg, Ca, Sr, Ba) Si 2 O 2 N 2 : Eu that is composed of fractured particles having a fracture surface and emits light in the green region. Europium-activated alkaline earth silicate composed of an earth silicon oxynitride phosphor, broken particles having a fracture surface, and emitting green light (Ba, Ca, Sr, Mg) 2 SiO 4 : Eu System phosphors and the like.

また、その他、緑色蛍光体としては、SrAl1425:Eu、(Ba,Sr,Ca)Al:Eu等のEu付活アルミン酸塩蛍光体、(Sr,Ba)AlSi:Eu、(Ba,Mg)SiO:Eu、(Ba,Sr,Ca,Mg)SiO:Eu、(Ba,Sr,Ca)(Mg,Zn)Si:Eu、(Ba,Ca,Sr,Mg)(Sc,Y,Lu,Gd)(Si,Ge)24:Eu等のEu付活珪酸塩蛍光体、YSiO:Ce,Tb等のCe,Tb付活珪酸塩蛍光体、Sr−Sr:Eu等のEu付活硼酸リン酸塩蛍光体、SrSi−2SrCl:Eu等のEu付活ハロ珪酸塩蛍光体、ZnSiO:Mn等のMn付活珪酸塩蛍光体、CeMgAl1119:Tb、YAl12:Tb等のTb付活アルミン酸塩蛍光体、Ca(SiO:Tb、LaGaSiO14:Tb等のTb付活珪酸塩蛍光体、(Sr,Ba,Ca)Ga:Eu,Tb,Sm等のEu,Tb,Sm付活チオガレート蛍光体、Y(Al,Ga)12:Ce、(Y,Ga,Tb,La,Sm, Pr,Lu)(Al,Ga)12:Ce等のCe付活アルミン酸塩蛍光体、CaScSi12:Ce、Ca(Sc,Mg,Na,Li)Si12:Ce等のCe付活珪酸塩蛍光体、CaSc:Ce等のCe付活酸化物蛍光体、SrSi:Eu、(Mg,Sr,Ba,Ca)Si:Eu、Eu付活βサイアロン等のEu付活酸窒化物蛍光体、BaMgAl1017:Eu,Mn等のEu,Mn付活アルミン酸塩蛍光体、SrAl:Eu等のEu付活アルミン酸塩蛍光体、(La,Gd,Y)S:Tb等のTb付活酸硫化物蛍光体、LaPO:Ce,Tb等のCe,Tb付活リン酸塩蛍光体、ZnS:Cu,Al、ZnS:Cu,Au,Al等の硫化物蛍光体、(Y,Ga,Lu,Sc,La)BO:Ce,Tb、NaGd:Ce,Tb、(Ba,Sr)(Ca,Mg,Zn)B:K,Ce,Tb等のCe,Tb付活硼酸塩蛍光体、CaMg(SiOCl:Eu,Mn等のEu,Mn付活ハロ珪酸塩蛍光体、(Sr,Ca,Ba)(Al,Ga,In):Eu等のEu付活チオアルミネート蛍光体やチオガレート蛍光体、(Ca,Sr)(Mg,Zn)(SiOCl:Eu,Mn等のEu,Mn付活ハロ珪酸塩蛍光体、MSi:Eu、MSi:Eu、MSi10:Eu(但し、Mはアルカリ土類金属元素を表わす。)等のEu付活酸窒化物蛍光体等を用いることも可能である。 Other green phosphors include Eu-activated aluminate phosphors such as Sr 4 Al 14 O 25 : Eu, (Ba, Sr, Ca) Al 2 O 4 : Eu, and (Sr, Ba) Al 2. Si 2 O 8 : Eu, (Ba, Mg) 2 SiO 4 : Eu, (Ba, Sr, Ca, Mg) 2 SiO 4 : Eu, (Ba, Sr, Ca) 2 (Mg, Zn) Si 2 O 7 : Eu, (Ba, Ca, Sr, Mg) 9 (Sc, Y, Lu, Gd) 2 (Si, Ge) 6 O 24 : Eu-activated silicate phosphor such as Eu, Y 2 SiO 5 : Ce, Ce, Tb-activated silicate phosphors such as Tb, Sr 2 P 2 O 7 —Sr 2 B 2 O 5 : Eu-activated borate phosphate phosphors such as Eu, Sr 2 Si 3 O 8 -2SrCl 2 : Eu-activated halo silicate phosphor such as Eu, Zn 2 SiO 4: M such as Mn Activated silicate phosphors, CeMgAl 11 O 19: Tb, Y 3 Al 5 O 12: Tb -activated aluminate phosphors such as Tb, Ca 2 Y 8 (SiO 4) 6 O 2: Tb, La 3 Ga 5 SiO 14 : Tb-activated silicate phosphor such as Tb, (Sr, Ba, Ca) Ga 2 S 4 : Eu, Tb, Sm-activated thiogallate phosphor such as Eu, Tb, Sm, Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce, (Y, Ga, Tb, La, Sm, Pr, Lu) 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce-activated aluminate phosphor such as Ce, Ca 3 Sc 2 Si 3 O 12 : Ce, Ca 3 (Sc, Mg, Na, Li) 2 Si 3 O 12 : Ce activated silicate phosphor such as Ce, Ce activated oxide phosphor such as CaSc 2 O 4 : Ce, SrSi 2 O 2 N 2: Eu , (Mg, Sr, B , Ca) Si 2 O 2 N 2: Eu, Eu Tsukekatsusan nitride phosphor such as Eu-activated β-sialon, BaMgAl 10 O 17: Eu, Eu such as Mn, Mn-activated aluminate phosphor, SrAl 2 O 4 : Eu-activated aluminate phosphor such as Eu, (La, Gd, Y) 2 O 2 S: Tb-activated oxysulfide phosphor such as Tb, LaPO 4 : Ce such as Ce, Tb, Tb-activated phosphate phosphor, ZnS: Cu, Al, ZnS : Cu, Au, sulfide phosphor such as Al, (Y, Ga, Lu , Sc, La) BO 3: Ce, Tb, Na 2 Gd 2 B 2 O 7 : Ce, Tb, (Ba, Sr) 2 (Ca, Mg, Zn) B 2 O 6 : Ce, Tb activated borate phosphor such as K, Ce, Tb, Ca 8 Mg (SiO 2 4) 4 Cl 2: Eu, Eu such as Mn, Mn-activated halo silicate phosphor, ( r, Ca, Ba) (Al , Ga, In) 2 S 4: Eu activated thioaluminate phosphor or thiogallate phosphor such as Eu, (Ca, Sr) 8 (Mg, Zn) (SiO 4) 4 Cl 2 : Eu, Mn activated halosilicate phosphor such as Eu, Mn, etc., MSi 2 O 2 N 2 : Eu, M 3 Si 6 O 9 N 4 : Eu, M 2 Si 7 O 10 N 4 : Eu , M represents an alkaline earth metal element. It is also possible to use Eu-activated oxynitride phosphors such as

[2−2−3]青色蛍光体
青色の蛍光を発する蛍光体(以下適宜、「青色蛍光体」という。)としては以下のものが挙げられる。青色蛍光体の発光ピーク波長は、通常420nm以上、好ましくは430nm以上、より好ましくは440nm以上、また、通常490nm以下、好ましくは470nm以下、より好ましくは460nm以下の波長範囲にあることが好適である。
[2-2-3] Blue phosphor
Examples of phosphors emitting blue fluorescence (hereinafter referred to as “blue phosphors” as appropriate) include the following. The emission peak wavelength of the blue phosphor is usually 420 nm or more, preferably 430 nm or more, more preferably 440 nm or more, and usually 490 nm or less, preferably 470 nm or less, more preferably 460 nm or less. .

このような青色蛍光体としては、規則的な結晶成長形状としてほぼ六角形状を有する成長粒子から構成され、青色領域の発光を行なうBaMgAl1017:Euで表わされるユウロピウム付活バリウムマグネシウムアルミネート系蛍光体、規則的な結晶成長形状としてほぼ球形状を有する成長粒子から構成され、青色領域の発光を行なう(Ca,Sr,Ba)(POCl:Euで表わされるユウロピウム付活ハロリン酸カルシウム系蛍光体、規則的な結晶成長形状としてほぼ立方体形状を有する成長粒子から構成され、青色領域の発光を行なう(Ca,Sr,Ba)Cl:Euで表わされるユウロピウム付活アルカリ土類クロロボレート系蛍光体、破断面を有する破断粒子から構成され、青緑色領域の発光を行なう(Sr,Ca,Ba)Al:Eu又は(Sr,Ca,Ba)Al1425:Euで表わされるユウロピウム付活アルカリ土類アルミネート系蛍光体等が挙げられる。 As such a blue phosphor, a europium-activated barium magnesium aluminate system represented by BaMgAl 10 O 17 : Eu composed of growing particles having a substantially hexagonal shape as a regular crystal growth shape and emitting light in a blue region. Europium activated halo represented by (Ca, Sr, Ba) 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu, which is composed of phosphors and growing particles having a substantially spherical shape as a regular crystal growth shape, and emits light in a blue region. Calcium phosphate phosphor, composed of growing particles having a substantially cubic shape as a regular crystal growth shape, emits light in the blue region, and is activated by europium represented by (Ca, Sr, Ba) 2 B 5 O 9 Cl: Eu Consists of alkaline earth chloroborate phosphors, fractured particles with fractured surfaces, and light emission in the blue-green region And (Sr, Ca, Ba) Al 2 O 4 : Eu or (Sr, Ca, Ba) 4 Al 14 O 25 : Eu are europium activated alkaline earth aluminate phosphors.

また、その他、青色蛍光体としては、Sr:Sn等のSn付活リン酸塩蛍光体、(Sr,Ca,Ba)Al:Eu又は(Sr,Ca,Ba)Al1425:Eu、BaMgAl1017:Eu、BaAl13:Eu等のEu付活アルミン酸塩蛍光体、SrGa:Ce、CaGa:Ce等のCe付活チオガレート蛍光体、(Ba,Sr,Ca)MgAl1017:Eu、BaMgAl1017:Eu,Tb,Sm等のEu付活アルミン酸塩蛍光体、(Ba,Sr,Ca)MgAl1017:Eu,Mn等のEu,Mn付活アルミン酸塩蛍光体、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(POCl:Eu、(Ba,Sr,Ca)(PO(Cl,F,Br,OH):Eu,Mn,Sb等のEu付活ハロリン酸塩蛍光体、BaAlSi:Eu、(Sr,Ba)MgSi:Eu等のEu付活珪酸塩蛍光体、Sr:Eu等のEu付活リン酸塩蛍光体、ZnS:Ag、ZnS:Ag,Al等の硫化物蛍光体、YSiO:Ce等のCe付活珪酸塩蛍光体、CaWO等のタングステン酸塩蛍光体、(Ba,Sr,Ca)BPO:Eu,Mn、(Sr,Ca)10(PO・nB:Eu、2SrO・0.84P・0.16B:Eu等のEu,Mn付活硼酸リン酸塩蛍光体、SrSi・2SrCl:Eu等のEu付活ハロ珪酸塩蛍光体等を用いることも可能である。 Other blue phosphors include Sn-activated phosphate phosphors such as Sr 2 P 2 O 7 : Sn, (Sr, Ca, Ba) Al 2 O 4 : Eu or (Sr, Ca, Ba). 4 Al 14 O 25 : Eu, BaMgAl 10 O 17 : Eu, BaAl 8 O 13 : Eu-activated aluminate phosphors such as Eu, SrGa 2 S 4 : Ce, CaGa 2 S 4 : Ce-activated such as Ce Thiogallate phosphor, (Ba, Sr, Ca) MgAl 10 O 17 : Eu, BaMgAl 10 O 17 : Eu-activated aluminate phosphor such as Eu, Tb, Sm, (Ba, Sr, Ca) MgAl 10 O 17 : Eu, Mn activated aluminate phosphor such as Eu, Mn, (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu, (Ba, Sr, Ca) 5 (PO 4 ) 3 (Cl, F, Br, OH): Eu , Mn, Eu -activated halophosphate phosphors such as Sb, BaAl 2 Si 2 O 8 : Eu, (Sr, Ba) 3 MgSi 2 O 8: Eu -activated silicate such as Eu Salt phosphors, Eu-activated phosphate phosphors such as Sr 2 P 2 O 7 : Eu, sulfide phosphors such as ZnS: Ag, ZnS: Ag, Al, and Ce-activated such as Y 2 SiO 5 : Ce Silicate phosphor, tungstate phosphor such as CaWO 4 , (Ba, Sr, Ca) BPO 5 : Eu, Mn, (Sr, Ca) 10 (PO 4 ) 6 .nB 2 O 3 : Eu, 2SrO. 0.84P 2 O 5 .0.16B 2 O 3 : Eu, Mn-activated borate phosphate phosphor such as Eu, Eu-activated halosilicate phosphor such as Sr 2 Si 3 O 8 · 2SrCl 2 : Eu Etc. can also be used.

以上の例示の中でも、青色蛍光体としては、BaMgAl1017:Eu、(Ba,Ca,Mg)SiO:Eu、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(POCl:Euが好ましく、BaMgAl1017:Euが特に好ましい。 Among the above examples, as the blue phosphor, BaMgAl 10 O 17 : Eu, (Ba, Ca, Mg) 2 SiO 4 : Eu, (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu is preferred, and BaMgAl 10 O 17 : Eu is particularly preferred.

[2−2−4]黄色蛍光体
黄色の蛍光を発する蛍光体(以下適宜、「黄色蛍光体」という。)としては、以下のものが挙げられる。黄色蛍光体の発光ピーク波長は、通常530nm以上、好ましくは540nm以上、より好ましくは550nm以上、また、通常620nm以下、好ましくは600nm以下、より好ましくは580nm以下の波長範囲にあることが好適である。
[2-2-4] Yellow phosphor
Examples of the phosphor that emits yellow fluorescence (hereinafter, appropriately referred to as “yellow phosphor”) include the following. The emission peak wavelength of the yellow phosphor is usually in the wavelength range of 530 nm or more, preferably 540 nm or more, more preferably 550 nm or more, and usually 620 nm or less, preferably 600 nm or less, more preferably 580 nm or less. .

このような黄色蛍光体としては、各種の酸化物系、窒化物系、酸窒化物系、硫化物系、酸硫化物系等の蛍光体が挙げられる。
特に、RE12:Ce(ここで、REは、Y、Tb、Gd、Lu、及びSmからなる群から選ばれる少なくとも1種類の元素を表わし、Mは、Al、Ga、及びScからなる群から選ばれる少なくとも1種類の元素を表わす。)やM 12:Ce(ここで、Mは2価の金属元素、Mは3価の金属元素、Mは4価の金属元素を表わす。)等で表わされるガーネット構造を有するガーネット系蛍光体、AE:Eu(ここで、AEは、Ba、Sr、Ca、Mg、及びZnからなる群から選ばれる少なくとも1種類の元素を表わし、Mは、Si、及び/又はGeを表わす。)等で表わされるオルソシリケート系蛍光体、これらの系の蛍光体の構成元素の酸素の一部を窒素で置換した酸窒化物系蛍光体、AEAlSiN:Ce(ここで、AEは、Ba、Sr、Ca、Mg及びZnからなる群から選ばれる少なくとも1種類の元素を表わす。)等のCaAlSiN構造を有する窒化物系蛍光体等のCeで付活した蛍光体が挙げられる。
Examples of such yellow phosphors include various oxide-based, nitride-based, oxynitride-based, sulfide-based, and oxysulfide-based phosphors.
In particular, RE 3 M 5 O 12 : Ce (where RE represents at least one element selected from the group consisting of Y, Tb, Gd, Lu, and Sm, and M represents Al, Ga, and Sc. And M a 3 M b 2 M c 3 O 12 : Ce (where M a is a divalent metal element and M b is a trivalent metal element) , M c represents a tetravalent metal element) garnet phosphor having a garnet structure represented by like, AE 2 M d O 4: . Eu ( where, AE is, Ba, Sr, Ca, Mg , and An orthosilicate phosphor represented by at least one element selected from the group consisting of Zn, M d represents Si and / or Ge, and the like, oxygen of constituent elements of the phosphors of these systems Acid in which a part of Compound phosphor, AEAlSiN 3: Ce (., Where, AE is, Ba, Sr, Ca, represents at least one element selected from the group consisting of Mg and Zn) nitride having CaAlSiN 3 structures such as system Examples thereof include phosphors activated with Ce such as phosphors.

また、その他、黄色蛍光体としては、CaGa:Eu、(Ca,Sr)Ga:Eu、(Ca,Sr)(Ga,Al):Eu等の硫化物系蛍光体、Cax(Si,Al)12(O,N)16:Eu等のSiAlON構造を有する酸窒化物系蛍光体等のEuで付活した蛍光体を用いることも可能である。 In addition, as yellow phosphors, sulfide-based fluorescence such as CaGa 2 S 4 : Eu, (Ca, Sr) Ga 2 S 4 : Eu, (Ca, Sr) (Ga, Al) 2 S 4 : Eu, etc. It is also possible to use a phosphor activated by Eu, such as an oxynitride phosphor having a SiAlON structure such as a body, Cax (Si, Al) 12 (O, N) 16 : Eu.

[2−4]蛍光体粒子の物性
本発明の蛍光体に使用する蛍光体の粒径には特に制限はないが、中央粒径(D50)で通常0.1μm以上、好ましくは2μm以上、さらに好ましくは10μm以上である。また、通常100μm以下、好ましくは50μm以下、さらに好ましくは25μm以下である。D50が小さすぎると、輝度が低下し、蛍光体粒子が凝集してしまう虞がある。
蛍光体粒子の粒度分布(QD)は、蛍光体含有組成物中での粒子の分散状態をそろえるために小さい方が好ましいが、小さくするためには分級収率が下がってコストアップにつながるので、通常0.03以上、好ましくは0.05以上、更に好ましくは0.07以上である。また、通常0.4以下、好ましくは0.3以下、更に好ましくは0.2以下である。また、蛍光体粒子の形状は、特に限定されない。
[2-4] Physical properties of phosphor particles
There is no particular limitation on the particle size of the phosphors used in the phosphor of the present invention, the median particle diameter (D 50) in a conventional 0.1μm or more, preferably 2μm or more, more preferably 10μm or more. Moreover, it is 100 micrometers or less normally, Preferably it is 50 micrometers or less, More preferably, it is 25 micrometers or less. If D 50 is too small, and the luminance decreases, there is a possibility that phosphor particles tend to aggregate.
The particle size distribution (QD) of the phosphor particles is preferably smaller in order to align the dispersed state of the particles in the phosphor-containing composition, but in order to reduce the particle size, the classification yield is lowered, leading to an increase in cost. Usually, it is 0.03 or more, preferably 0.05 or more, more preferably 0.07 or more. Moreover, it is 0.4 or less normally, Preferably it is 0.3 or less, More preferably, it is 0.2 or less. Further, the shape of the phosphor particles is not particularly limited.

なお、本発明において、中央粒径(D50)、粒度分布(QD)は、重量基準粒度分布曲線から得ることが出来る。前記重量基準粒度分布曲線は、レーザ回折・散乱法により粒度分布を測定し得られるもので、具体的には、例えば以下のように測定することが出来る。
温度25℃、湿度70%の環境下において、エチレングリコールなどの溶媒に蛍光体を分散させる。
レーザ回折式粒度分布測定装置(堀場製作所 LA−300)により、粒径範囲0.1μm〜600μmにて測定する。
In the present invention, the median particle size (D 50 ) and particle size distribution (QD) can be obtained from a weight-based particle size distribution curve. The weight-based particle size distribution curve is obtained by measuring the particle size distribution by a laser diffraction / scattering method, and specifically, for example, can be measured as follows.
The phosphor is dispersed in a solvent such as ethylene glycol in an environment of a temperature of 25 ° C. and a humidity of 70%.
Measurement is performed with a laser diffraction particle size distribution measuring apparatus (Horiba, Ltd. LA-300) in a particle size range of 0.1 μm to 600 μm.

この重量基準粒度分布曲線において積算値が50%のときの粒径値を中央粒径D50と表記する。また、積算値が25%及び75%の時の粒径値をそれぞれD25、D75と表記し、QD=(D75−D25)/(D75+D25)と定義する。QDが小さいことは粒度分布が狭いことを意味する。 Integrated value in the weight particle size distribution curve is denoted a particle size value when the 50% and median particle diameter D 50. Further, the particle size values when the integrated values are 25% and 75% are expressed as D 25 and D 75 , respectively, and defined as QD = (D 75 −D 25 ) / (D 75 + D 25 ). A small QD means a narrow particle size distribution.

[2−5]蛍光体の表面処理
本発明に使用する蛍光体粒子は、更に、耐水性を高める目的で、表面処理が行われていてもよい。
かかる表面処理の例としては、例えば特開2002−223008号公報に記載の有機材料、無機材料、ガラス材料などを用いた表面処理、特開2000−96045号公報等に記載の金属リン酸塩による被覆処理、金属酸化物による被覆処理、シリカコート等の公知の表面処理が挙げられる。シリカコートとしては、水ガラスを中和してSiO2を析出させる方法、アルコキシシランを加水分解したものを表面処理する方法(例えば、特開平3−231987号公報)等が挙げられ、分散性を高める点においてはアルコキシシランを加水分解したものを表面処理する方法が好適である。
[2-5] Surface treatment of phosphor
The phosphor particles used in the present invention may be further subjected to a surface treatment for the purpose of improving water resistance.
Examples of such surface treatments include surface treatments using organic materials, inorganic materials, glass materials, and the like described in JP-A No. 2002-223008, and metal phosphates described in JP-A No. 2000-96045. Known surface treatments such as coating treatment, coating treatment with metal oxide, and silica coating can be used. Examples of the silica coat include a method of precipitating SiO 2 by neutralizing water glass, a method of treating the surface of hydrolyzed alkoxysilane (for example, JP-A-3-231987), and the like. In terms of enhancement, a method of treating the surface of hydrolyzed alkoxysilane is preferred.

また、例えば、特願2007−172930号明細書に記載される、ガラス組成物を加熱溶融して蛍光体に被覆する方法も好適である。この場合、用いるガラス組成物は、前述の本発明に用いられるガラス組成物を使用することができる。
また、特表2006−523245号公報に記載されるような、蛍光体粒子を熱処理などを行うことにより、蛍光体粒子の元来の成分を化学的に変性させることによって被覆物を形成させる等の公知の表面処理も好適である。
Further, for example, a method described in Japanese Patent Application No. 2007-172930 is also preferable in which a glass composition is heated and melted to coat a phosphor. In this case, the glass composition used can be the glass composition used in the above-described present invention.
Further, as described in JP-T-2006-523245, the phosphor particles are subjected to a heat treatment or the like to form a coating by chemically modifying the original components of the phosphor particles. Known surface treatments are also suitable.

また、金属リン酸塩を被覆する表面処理も好適である。具体的には、例えば以下の(i)〜(iii)の手順で進められる表面処理方法が挙げられる。(i)所定量のリン酸カリウム、リン酸ナトリウムなどの水溶性のリン酸塩と塩化カルシウム、硫酸ストロンチウム、塩化マンガン、硝酸亜鉛等のアルカリ土類金属、Zn及びMnの中の少なくとも1種の水溶性の金属塩化合物とを蛍光体懸濁液中に添加し、攪拌する。(ii)アルカリ土類金属、Zn及びMnの中の少なくとも1種の金属のリン酸塩を懸濁液中で生成させると共に、生成したこれらの金属リン酸塩を蛍光体表面に沈積させる。(iii)水分を除去する。   Moreover, the surface treatment which coat | covers a metal phosphate is also suitable. Specifically, for example, a surface treatment method that can be performed by the following procedures (i) to (iii) can be given. (I) A predetermined amount of a water-soluble phosphate such as potassium phosphate and sodium phosphate and at least one of alkaline earth metals such as calcium chloride, strontium sulfate, manganese chloride and zinc nitrate, Zn and Mn A water-soluble metal salt compound is added to the phosphor suspension and stirred. (Ii) A phosphate of at least one metal among alkaline earth metals, Zn and Mn is formed in the suspension, and the generated metal phosphate is deposited on the phosphor surface. (Iii) Remove moisture.

[3]蛍光ガラス
[3−1]L*a*b*表色系における色度座標におけるL*
本発明に用いられる蛍光ガラスは、L*a*b*表色系における色度座標におけるL*の値が65以上、好ましくは、75以上、更に好ましくは85以上であり、通常100以下、好ましくは99.8以下、更に好ましくは99.5以下である。L*値を上記範囲内とする方法としては、後述するように、焼成、粉砕工程を経て得られたガラスを用いる方法が好ましい。
[3] Fluorescent glass [3-1] L * a * b * L * value in chromaticity coordinates in the color system The fluorescent glass used in the present invention is in chromaticity coordinates in the L * a * b * color system. The value of L * is 65 or more, preferably 75 or more, more preferably 85 or more, and is usually 100 or less, preferably 99.8 or less, more preferably 99.5 or less. As a method for setting the L * value within the above range, as described later, a method using a glass obtained through firing and pulverization steps is preferable.

[3−2]比重
本発明に用いられるガラスは、例えば、適度に気泡を混入させることにより、蛍光体および/または半導体発光素子の光の散乱効果が期待できるように調節することもできる。このような場合、本発明の蛍光ガラスの比重は、通常1以上、好ましくは、1.3以上、更に好ましくは1.5以上であり、通常4以下、好ましくは3以下、更に好ましくは2.5以下である。比重が大きすぎると気泡由来の散乱効果が低くなり、小さすぎると気泡が多すぎ、導光性低下、剥離やクラックの発生、強度低下などの原因となる。上記比重は、例えば、蛍光ガラスサンプルの体積と重量を測定し、計算するという公知の方法により測定することができる。なお、気泡を混入させる場合は、通常、気泡が偏在することにより、蛍光ガラス内で比重の異なる部位が存在することになる。気泡の生成は焼結温度あるいは焼結雰囲気(圧力)、ならびに焼成前のガラスの粒径と形状を調整することで調整可能である。
[3-2] Specific gravity The glass used in the present invention can be adjusted, for example, by appropriately mixing bubbles so that the light scattering effect of the phosphor and / or the semiconductor light emitting element can be expected. In such a case, the specific gravity of the fluorescent glass of the present invention is usually 1 or more, preferably 1.3 or more, more preferably 1.5 or more, and usually 4 or less, preferably 3 or less, more preferably 2. 5 or less. If the specific gravity is too large, the scattering effect derived from the bubbles will be low, and if it is too small, there will be too many bubbles, leading to reduced light guiding properties, occurrence of peeling and cracking, reduced strength, and the like. The specific gravity can be measured by, for example, a known method of measuring and calculating the volume and weight of a fluorescent glass sample. When bubbles are mixed, there are usually portions having different specific gravities in the fluorescent glass due to the uneven distribution of bubbles. The generation of bubbles can be adjusted by adjusting the sintering temperature or sintering atmosphere (pressure) and the particle size and shape of the glass before firing.

気泡を混入させて得られる蛍光ガラスは、半導体発光デバイスに供する場合は、半導体素子側に散乱効果を与えてその後に蛍光体に光が照射されることが好ましいので、発光面側に気泡が少なく、半導体発光素子に近い部分には、気泡が多い構造を取るのが好ましい。したがって、半導体発光デバイスに形成される本発明の蛍光ガラスは、半導体発光素子に近い部位の比重よりも半導体発光素子から遠い部位の比重の方が大きい。かかる比重の違いは、気泡Hの量により目視できるので、例えば、図1のように、本発明の蛍光ガラスを切断し、その断面を走査型電子顕微鏡などで観察することにより測定することができる。図中の気泡Hは約100μm径であった。   When the fluorescent glass obtained by mixing bubbles is used for a semiconductor light emitting device, it is preferable to give a scattering effect to the semiconductor element side and then irradiate the phosphor with light, so that there are few bubbles on the light emitting surface side. It is preferable to take a structure with a lot of bubbles in a portion close to the semiconductor light emitting element. Therefore, in the fluorescent glass of the present invention formed in the semiconductor light emitting device, the specific gravity at the site far from the semiconductor light emitting element is larger than the specific gravity at the site near the semiconductor light emitting element. Since the difference in specific gravity can be visually confirmed by the amount of bubbles H, it can be measured, for example, by cutting the fluorescent glass of the present invention and observing the cross section with a scanning electron microscope or the like as shown in FIG. . Bubbles H in the figure had a diameter of about 100 μm.

形成される気泡の数平均径は、通常0.1μm以上、好ましくは0.5μm以上、更に好ましくは1μm以上であり、通常2mm以下、好ましくは1mm以下、更に好ましくは300μm以下である。数平均径が小さすぎると発泡由来の散乱効果が低くなり、大きすぎると導光性低下、剥離やクラックの発生、強度低下などの原因となる。気泡の数平均径は、例えば、本発明の蛍光ガラスを切断し、その断面を走査型電子顕微鏡などで観察することにより測定することができる。   The number average diameter of the formed bubbles is usually 0.1 μm or more, preferably 0.5 μm or more, more preferably 1 μm or more, and usually 2 mm or less, preferably 1 mm or less, more preferably 300 μm or less. When the number average diameter is too small, the scattering effect derived from foaming is lowered, and when the number average diameter is too large, light guideability is reduced, peeling and cracks are generated, and strength is lowered. The number average diameter of the bubbles can be measured, for example, by cutting the fluorescent glass of the present invention and observing the cross section with a scanning electron microscope or the like.

[3−3]好ましい蛍光体とガラス組成物の組み合わせ
蛍光体粒子の分散性が良好で、均質な蛍光ガラスとするためには、蛍光体粒子とガラス組成物の組み合わせが重要である。即ち、蛍光体表面とガラス組成物の溶融液との濡れ性が良好であるのが好ましい。具体的には、以下の性質を有していることが好ましい。
(i)溶融状態におけるガラス組成物の蛍光体粒子平面上での接触角が、通常140度以下、好ましくは130度以下、さらに好ましくは120度以下であり、通常2度以上、好ましくは5度以上、さらに好ましくは10度以上であること。
(ii)ガラス組成物成分と蛍光体粒子の表面で化学反応が起こること。
(iii)上記化学反応の反応温度が蛍光体粒子の劣化に影響しないこと。即ち、反応温度が通常800℃以下、好ましくは600℃以下であること。
[3-3] Preferred Combination of Phosphor and Glass Composition In order to obtain a homogeneous fluorescent glass with good dispersibility of the phosphor particles, a combination of the phosphor particles and the glass composition is important. That is, it is preferable that the wettability between the phosphor surface and the melt of the glass composition is good. Specifically, it preferably has the following properties.
(I) The contact angle of the glass composition in the molten state on the phosphor particle plane is usually 140 degrees or less, preferably 130 degrees or less, more preferably 120 degrees or less, usually 2 degrees or more, preferably 5 degrees. Above, more preferably 10 degrees or more.
(Ii) A chemical reaction occurs on the surface of the glass composition component and the phosphor particles.
(Iii) The reaction temperature of the chemical reaction does not affect the deterioration of the phosphor particles. That is, the reaction temperature is usually 800 ° C. or lower, preferably 600 ° C. or lower.

接触角の測定は公知の方法が採用できる。接触角の計測にあたっては、被覆温度、被服雰囲気での蛍光体表面の平均的な接触角を計測することが好ましい。例えば、英弘精機社製「OCA 15 plus」などを用い、温度制御機構「TEC700」などにより加熱状態での動的接触角を計測し、前進角の平均値をもって蛍光体表面に対するガラス融液の接触角とすることが出来る。
このような被覆性が良好な蛍光体粒子とガラス組成物の組み合わせとしては、例えば、以下の組み合わせを挙げることができる。
A known method can be employed for measuring the contact angle. In measuring the contact angle, it is preferable to measure the average contact angle of the phosphor surface in the coating temperature and the clothing atmosphere. For example, by using “OCA 15 plus” manufactured by Eiko Seiki Co., Ltd., the temperature control mechanism “TEC700” is used to measure the dynamic contact angle in the heated state, and the average value of the advance angle is used to contact the glass melt with the phosphor surface. It can be a corner.
Examples of the combination of the phosphor particles having a good coating property and the glass composition include the following combinations.

また、蛍光体粒子とガラス組成物の親和性との観点から、蛍光体粒子の水中(pH5.6)でのゼータ電位(mV)は、通常−5以下、好ましくは−10以下、さらに好ましくは−20以下、特に好ましくは−21以下である。
一方、ガラス組成物の水中(pH5.6)でのゼータ電位(mV)は、通常−50以下、好ましくは−60以下、さらに好ましくは−50以下である。ガラス組成物のゼータ電位が大きすぎると蛍光体粒子との親和性が低くなる場合がある。
Moreover, from the viewpoint of the affinity between the phosphor particles and the glass composition, the zeta potential (mV) of the phosphor particles in water (pH 5.6) is usually −5 or less, preferably −10 or less, more preferably. -20 or less, particularly preferably -21 or less.
On the other hand, the zeta potential (mV) of the glass composition in water (pH 5.6) is usually −50 or less, preferably −60 or less, and more preferably −50 or less. If the zeta potential of the glass composition is too large, the affinity with the phosphor particles may be lowered.

[3−4]蛍光ガラス表面の疎水化
また、必要に応じて蛍光ガラス表面を疎水化処理することで蛍光ガラスの機能を伸長することも好ましい。疎水化処理の方法としては、フッ素系の化合物に本蛍光ガラスを浸漬したり、フッ素系化合物を上から塗布または散布することで好適に実施される。
フッ素化合物としては例えばヘプタデカフルオロ-1,1,2,2-テトラヒドロデシル)トリメトキシシラン(Heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl)trimethoxysilane、ヘプタデカフルオロ-1,1,2,2-テトラヒドロデシル)トリエトキシシラン(Heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl)triethoxysilane、ヘプタデカフルオロ-1,1,2,2-テトラヒドロデシル)トリクロロシラン(Heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl)trichlorosilane、ペンタフルオロトリメトキシシランpentafluorophenyltrimethoxysilane、ペンタフルオロトリエトキシシランpentafluorophenyltriethoxysilane、ペンタフルオロトリクロロシランpentafluorophenyltrichlorosilane、パーフルオロドデシル-1H,1H,2H,2H-トリエトキシシランperfluorododecyl-1H,1H,2H,2H-triethoxysilane、トリデカフルオロ-1,1,2,2-テトラヒドロデシル)トリメトキシシラン(Tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl)trimethoxysilane、トリデカフルオロ-1,1,2,2-テトラヒドロデシル)トリエトキシシラン(Tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl)triethoxysilane、トリデカフルオロ-1,1,2,2-テトラヒドロデシル)トリクロロシラン(Tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl)trichlorosilaneなどのフッ素系シランカップリング剤が特に好適に用いられる。
[3-4] Hydrophobization of fluorescent glass surface It is also preferable to extend the function of the fluorescent glass by hydrophobizing the fluorescent glass surface as necessary. The hydrophobic treatment method is preferably carried out by immersing the fluorescent glass in a fluorine compound, or applying or spraying the fluorine compound from above.
Examples of the fluorine compound include heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl) trimethoxysilane, heptadecafluoro-1,1,2,2- Tetrahydrodecyl) triethoxysilane (Heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl) triethoxysilane, heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl) trichlorosilane (Heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl) ) Trichlorosilane, pentafluorophenyltrimethoxysilane, pentafluorophenyltrimethoxysilane, pentafluorophenyltriethoxysilane, pentafluorophenyltrichlorosilane, perfluorododecyl-1H, 1H, 2H, 2H-triethoxysilane perfluorododecyl-1H, 1H, 2H, 2H-triethoxysilane, Tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl) trimethoxysilane (Tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl) trimethoxysilane, tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl) triethoxysilane (tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl) A fluorine-based silane coupling agent such as trichlorosilane (Tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl) trichlorosilane is particularly preferably used.

[3−4]製造方法
[3−4−1]ガラスを、焼成、粉砕する工程
本発明に用いられる蛍光ガラスは、材料のガラスを焼成、粉砕する工程を得ているものが好ましい。これは、一旦、原料であるガラス中の炭素等の、黒色化原因となる微量物質を除去することで、無色透明性を担保させる上で技術的意義がある。
焼成温度は、通常500℃以上、好ましくは、600℃以上、更に好ましくは900℃以上であり、通常3000℃以下、好ましくは2500℃以下、更に好ましくは2000℃以下である。
焼成温度が低すぎると黒色物が十分に除去できない可能性があり、高すぎると加熱に要するエネルギーが増大になり、経済上また環境上好ましくない。
[3-4] Manufacturing method [3-4-1] Step of firing and pulverizing glass The fluorescent glass used in the present invention is preferably obtained by firing and pulverizing the glass of the material. This is technically significant in ensuring colorless transparency by removing trace substances that cause blackening, such as carbon in the glass as a raw material.
The firing temperature is usually 500 ° C. or higher, preferably 600 ° C. or higher, more preferably 900 ° C. or higher, and usually 3000 ° C. or lower, preferably 2500 ° C. or lower, more preferably 2000 ° C. or lower.
If the firing temperature is too low, the black matter may not be sufficiently removed, and if it is too high, the energy required for heating increases, which is not economically and environmentally undesirable.

焼成時間は、通常0.05時間以上、好ましくは、0.2時間以上、更に好ましくは0.4時間以上であり、通常24時間以下、好ましくは12時間以下、更に好ましくは8時間以下である。焼成時間が短すぎると黒色物が十分に除去できない可能性があり、長すぎると生産性に劣り産業上好ましくない。   The firing time is usually 0.05 hours or more, preferably 0.2 hours or more, more preferably 0.4 hours or more, usually 24 hours or less, preferably 12 hours or less, more preferably 8 hours or less. . If the baking time is too short, there is a possibility that the black matter cannot be sufficiently removed, and if it is too long, the productivity is inferior and this is not industrially preferable.

焼成の雰囲気としては、残留炭素を一酸化炭素や二酸化炭素等に酸化分解させて取り除くという観点から、酸素を含む例えば空気雰囲気下で行う方法が挙げられる。その他、ガス分子が小さいまた、ヘリウム等を雰囲気下で行う方法は、ガラスの微細構造の中にまで入り込み、残留物質の追い出しが効率的である点で好ましい。価数ゼロの金属を酸化物にするという観点からは、酸素を含む空気雰囲気下で行うことが好ましい。   Examples of the firing atmosphere include a method of carrying out in an air atmosphere containing oxygen from the viewpoint of removing residual carbon by oxidative decomposition to carbon monoxide, carbon dioxide or the like. In addition, a method in which gas molecules are small and helium or the like is performed in an atmosphere is preferable in that it penetrates into the fine structure of the glass and the removal of residual substances is efficient. From the viewpoint of converting a zero-valent metal into an oxide, it is preferably performed in an air atmosphere containing oxygen.

硬化温度は屈伏点よりも低ければ特に限定はないが、硬化時の急激な収縮による割れ等の発生を抑えるために、冷却速度は極力遅い方が好ましい。冷却に関する降温プロファイルについても特に限定はないが、例えば25℃まで降温する場合、特に降温初期については通常50℃/min.以下、好ましくは、40℃/min.以下、更に好ましくは30℃/min.以下であり、通常1℃/min.以上、好ましくは2℃/min.以上、更に好ましくは5℃/min.以上である。   The curing temperature is not particularly limited as long as it is lower than the yield point, but the cooling rate is preferably as slow as possible in order to suppress the occurrence of cracks and the like due to rapid shrinkage during curing. Although there is no particular limitation on the temperature drop profile related to cooling, for example, when the temperature is lowered to 25 ° C., particularly at the initial temperature drop, usually 50 ° C./min. Or less, preferably 40 ° C./min. Or less, more preferably 30 ° C./min. It is usually 1 ° C./min. Or more, preferably 2 ° C./min. Or more, more preferably 5 ° C./min. Or more.

降温速度が速すぎるとガラスに割れ等の不具合を生じるおそれがあり、遅すぎると生産性が劣ることになり産業上好ましくない。
焼成工程において、冷却・硬化に関わる雰囲気に特に制限はなく、たとえば大気雰囲気下で行うことが出来る。
粉砕は、ハンマーミル、ボールミル、ジェットミル、ロールミル等の乾式粉砕、または湿式ボールミル粉砕などの方法により行うことができる。かかる粉砕工程において、前記ガラスの粒径は、後工程で混合する蛍光体の粒径となるべく等しい関係となるように適宜調整するのが好ましい。即ち、ガラスの平均粒径は、蛍光体粒子の粒径の0.1倍以上、好ましくは0.2倍以上、更に好ましくは0.3倍以上であり、通常10倍以下、好ましくは8倍以下、更に好ましくは5倍以下とする。具体的には、通常0.5μm以上、好ましくは、1μm以上、更に好ましくは5μm以上であり、通常1mm以下、好ましくは300μm以下、更に好ましくは100μm以下である。
If the temperature lowering rate is too fast, there is a risk of causing problems such as cracks in the glass, and if it is too slow, the productivity will be inferior, which is not industrially preferable.
In the firing step, the atmosphere related to cooling and curing is not particularly limited, and can be performed, for example, in an air atmosphere.
The pulverization can be performed by a dry pulverization method such as a hammer mill, a ball mill, a jet mill, or a roll mill, or a wet ball mill pulverization method. In such a pulverization step, it is preferable that the particle size of the glass is appropriately adjusted so as to be as equal as possible to the particle size of the phosphor to be mixed in the subsequent step. That is, the average particle size of the glass is 0.1 times or more, preferably 0.2 times or more, more preferably 0.3 times or more, and usually 10 times or less, preferably 8 times the particle size of the phosphor particles. Hereinafter, it is more preferably 5 times or less. Specifically, it is usually 0.5 μm or more, preferably 1 μm or more, more preferably 5 μm or more, and usually 1 mm or less, preferably 300 μm or less, more preferably 100 μm or less.

[3−4−2]ガラスおよび蛍光体を混合する工程
本発明に用いられる蛍光ガラスは、前述の粉砕されたガラスと蛍光体を混合する工程を得ているものが好ましい。この混合工程は、従来のエポキシ樹脂やシリコーン樹脂のような液状媒体に比べ以下の点で技術的意義がある。まず第一に、粉末の混合は沈殿の問題を抱えている液体への混合分散の場合と異なって非常に均一な混合分散を行うことができる。また、屈服点や軟化点以上の温度におけるガラスの高い粘性が粉末同士の凝集や沈殿といった好ましからぬ問題を回避するのに好適である。さらに、特にケイ素を含有するガラスの蛍光体に多く含まれる金属酸化物結晶への親和性の良さによって、蛍光体粒子表面にガラスを素早く馴染ませることが出来る。
[3-4-2] Step of Mixing Glass and Phosphor The fluorescent glass used in the present invention preferably has a step of mixing the above-mentioned crushed glass and phosphor. This mixing step is technically significant in the following respects compared to liquid media such as conventional epoxy resins and silicone resins. First of all, the mixing of the powder can be performed with a very uniform mixing and dispersion unlike the case of mixing and dispersing in a liquid having a problem of precipitation. Also, the high viscosity of the glass at temperatures above the yield point and softening point is suitable for avoiding undesirable problems such as aggregation and precipitation of powders. Furthermore, the glass can be quickly adapted to the surface of the phosphor particles by virtue of its good affinity for the metal oxide crystals contained in the glass-containing phosphors containing silicon.

以下、本発明に関する混合工程について説明する。
前述の工程で得られたガラスを、前記蛍光体と混合する。ガラスと蛍光体の重量比は、混合して焼結させた蛍光ガラスと半導体発光素子とを組み合わせた際に得られる光の色度が所望のものとなるように適宜選択する必要がある。ガラス重量と蛍光体重量(複数の蛍光体を用いる場合はその総重量)の比は、通常100:1〜1:100、好ましくは50:1〜1:50、更に好ましくは20:1〜1:20である。ガラス成分が多すぎると半導体発光素子からの励起光が漏れるなど適切でなく、蛍光体成分が多すぎるときれいに焼結できないなどの問題が生じてくる。混合は、通常、工業的には例えばV型や箱型タンブラーを用いて均一に混合する。この場合、ビーズを入れて混合効率を高めることも好ましい。
Hereinafter, the mixing process according to the present invention will be described.
The glass obtained in the above process is mixed with the phosphor. The weight ratio of the glass and the phosphor needs to be appropriately selected so that the chromaticity of light obtained when the fluorescent glass mixed and sintered and the semiconductor light emitting element are combined becomes a desired one. The ratio of the glass weight to the phosphor weight (the total weight when a plurality of phosphors are used) is usually 100: 1 to 1: 100, preferably 50: 1 to 1:50, more preferably 20: 1 to 1. : 20. If the glass component is too much, the excitation light from the semiconductor light emitting element is not suitable for leaking, and if the phosphor component is too much, there is a problem that it cannot be sintered beautifully. The mixing is usually carried out uniformly industrially, for example, using a V-type or box-type tumbler. In this case, it is also preferable to increase mixing efficiency by adding beads.

なお、本発明の混合工程において、たとえば焼結により合成される蛍光体の前駆物質を混合することもできる。この場合は、後述する焼結工程で同時に蛍光体の合成も行われ、蛍光ガラスを製造することができる。   In the mixing step of the present invention, a phosphor precursor synthesized by, for example, sintering may be mixed. In this case, the phosphor is synthesized at the same time in the sintering step described later, and the fluorescent glass can be manufactured.

本発明によれば、無機系の蛍光体や顔料をガラス性の母材中に1段階で合成・固定化・融合することができる。実際、ゾルゲル及びそれに続く燃焼反応を伴う合成手法によって、YAGとBAMなどの蛍光体が合成されている。この水溶性イオンからゲルを作り、分子レベルで自己酸化/核化を起こし、最終的に焼成することで目的とする粉末を調製している。この調製法によれば懸濁用母体(マトリックス材)を必要とせず、ミクロンサイズの焼結粒子を得ることが出来、その後のプロセスへと使用することが出来る。   According to the present invention, inorganic phosphors and pigments can be synthesized, fixed and fused in a glassy base material in one step. In fact, phosphors such as YAG and BAM are synthesized by a synthesis method involving sol-gel and subsequent combustion reaction. A gel is made from these water-soluble ions, undergoes auto-oxidation / nucleation at the molecular level, and finally fired to prepare the desired powder. According to this preparation method, a suspending matrix (matrix material) is not required, and micron-sized sintered particles can be obtained and used for subsequent processes.

本実施形態では、ミクロンサイズのガラス粉末の表面をゾルゲルタイプの蛍光体生成反応の核として使用することも出来る。水溶性の前駆体をガラス粉末と様々な割合で混合して所望の形の鋳型に流し込む。その鋳型を炉にセットしてゲル化・自己酸化させることによってガラス表面に非晶質性物質が均一に生成する。さらに炉の温度を上昇させて無機構造体を焼成する。焼成中、ガラス粉末は軟化して融合し、無機構造体(蛍光体)を均一に固定化することとなる。   In the present embodiment, the surface of a micron-sized glass powder can be used as the nucleus of a sol-gel type phosphor production reaction. The water-soluble precursor is mixed with the glass powder in various proportions and poured into the mold of the desired shape. The mold is set in a furnace and gelled and self-oxidized to uniformly produce an amorphous substance on the glass surface. Further, the temperature of the furnace is raised to fire the inorganic structure. During the firing, the glass powder softens and fuses to uniformly fix the inorganic structure (phosphor).

[3−4−3]加圧成型処理工程
前述の工程で得られたガラスと蛍光体の混合物は、後述する焼結工程の前に、予備成型を目的として、加圧成型処理工程を経る場合がある。予備成形は、均一な蛍光ガラス成型体を得るという観点から有効な手段である。
[3-4-3] Pressure Molding Processing Step When the glass and phosphor mixture obtained in the above-described step is subjected to a pressure molding processing step for the purpose of preforming before the sintering step described later. There is. Pre-molding is an effective means from the viewpoint of obtaining a uniform fluorescent glass molding.

加圧成型処理において、前記ガラスと蛍光体の混合物に与える圧力は、通常0.1t以上、好ましくは、1t以上、更に好ましくは2.5t以上であり、通常50t以下、好ましくは20t以下、更に好ましくは10t以下である。
圧力が小さすぎると成型が不十分となって脆い蛍光ガラスとなり、大きすぎると成型器材質により汚染される場合がある。
In the pressure molding process, the pressure applied to the glass and phosphor mixture is usually 0.1 t or more, preferably 1 t or more, more preferably 2.5 t or more, usually 50 t or less, preferably 20 t or less, Preferably it is 10 t or less.
If the pressure is too small, the molding becomes insufficient and brittle fluorescent glass is formed. If the pressure is too large, the molding material may be contaminated.

処理温度は、通常−10℃以上、好ましくは、0℃以上、更に好ましくは5℃以上であり、通常250℃以下、好ましくは150℃以下、更に好ましくは80℃以下である。処理温度が低すぎると結露等を生じて割れ等を生じやすい成型体となり、高すぎると蛍光体がその温度・圧力で分解するおそれが生じてくるので好ましくない。
処理時間は、通常0.5分以上、好ましくは、1分以上、更に好ましくは1.5分以上であり、通常1時間以下、好ましくは30分以下、更に好ましくは20分以下である。処理時間が短すぎると成型が不十分となり、長すぎると生産性が悪くなる。
前記加圧処理は、処理のし易さの観点から、大気雰囲気下で行うのが好ましいが、真空下で処理することも好ましい。
前記加圧処理は、通常プレス機を用いて行われる。
The treatment temperature is usually −10 ° C. or higher, preferably 0 ° C. or higher, more preferably 5 ° C. or higher, usually 250 ° C. or lower, preferably 150 ° C. or lower, more preferably 80 ° C. or lower. If the treatment temperature is too low, the resulting molded body is likely to cause dew condensation and the like, and if it is too high, the phosphor may be decomposed at that temperature and pressure, such being undesirable.
The treatment time is usually 0.5 minutes or more, preferably 1 minute or more, more preferably 1.5 minutes or more, and usually 1 hour or less, preferably 30 minutes or less, more preferably 20 minutes or less. If the treatment time is too short, the molding will be insufficient, and if it is too long, the productivity will deteriorate.
The pressure treatment is preferably performed in an air atmosphere from the viewpoint of ease of processing, but it is also preferable to perform the treatment under vacuum.
The pressure treatment is usually performed using a press.

[3−4−4]焼結工程
ガラスと蛍光体の混合物は、焼結工程を経ることで、目的の蛍光ガラスとすることができる。
焼結温度は、通常ガラスの屈伏点よりも5℃以上高く、好ましくは、30℃以上高く、更に好ましくは50℃以上高い温度で行うことが好ましく、屈伏点との温度差は通常500℃以下、好ましくは300℃以下、更に好ましくは200℃以下である。
焼結温度が低すぎると焼結に時間がかかる上に、焼結不十分でもろい蛍光ガラスとなり、高すぎると蛍光体の分解や偏析を誘発することがあり好ましくなく、また経済上も不利である。
[3-4-4] Sintering process The mixture of glass and phosphor can be converted into a target fluorescent glass through a sintering process.
The sintering temperature is usually 5 ° C or higher than the yield point of glass, preferably 30 ° C or higher, more preferably 50 ° C or higher, and the temperature difference from the yield point is usually 500 ° C or lower. Preferably, it is 300 degrees C or less, More preferably, it is 200 degrees C or less.
If the sintering temperature is too low, it takes a long time to sinter, and if the sintering is insufficient, it becomes brittle fluorescent glass. is there.

焼結時間は、通常3分以上、好ましくは、10分以上、更に好ましくは15分以上であり、通常24時間以下、好ましくは12時間以下、更に好ましくは5時間以下である。焼結時間が短すぎると焼結不十分でもろい蛍光ガラスとなり、高すぎると蛍光体の分解や偏析を誘発することがあり好ましくなく、また経済上も不利である。
焼結は、大気中で行ってもよく、不活性ガス雰囲気下で行ってもよい。不必要に多量の泡を蛍光ガラス中に発生させないという観点では、圧力を調整してもよく、減圧あるいは真空雰囲気下で行うのが好ましい。
The sintering time is usually 3 minutes or more, preferably 10 minutes or more, more preferably 15 minutes or more, and is usually 24 hours or less, preferably 12 hours or less, more preferably 5 hours or less. If the sintering time is too short, it becomes brittle fluorescent glass even if the sintering is insufficient, and if it is too high, decomposition and segregation of the phosphor may be caused, which is not preferable and economically disadvantageous.
Sintering may be performed in the air or in an inert gas atmosphere. From the viewpoint of preventing an unnecessarily large amount of bubbles from being generated in the fluorescent glass, the pressure may be adjusted, and it is preferably performed under reduced pressure or in a vacuum atmosphere.

不活性ガスとしては、通常ヘリウム、アルゴン、窒素が用いられる。蛍光体の酸化分解に起因する劣化を防止する観点では、例えば、少量の水素を含有するガスを使用する方法を挙げることができる。
焼結は蛍光ガラスプレートとして製造する場合は、ガラスや蛍光体への悪影響が無いことや、また製品の取り出しの容易さの観点から、白金製、またはボロンナイトライド製の容器、好ましくはボロンナイトライド容器内で行うのが良い。
As the inert gas, helium, argon or nitrogen is usually used. From the viewpoint of preventing deterioration due to oxidative decomposition of the phosphor, for example, a method using a gas containing a small amount of hydrogen can be mentioned.
In the case of sintering as a fluorescent glass plate, a platinum or boron nitride container, preferably boron nitrite, is preferred from the viewpoint of having no adverse effect on the glass and the phosphor and ease of taking out the product. This should be done in a ride container.

蛍光ガラスは、半導体発光デバイスとは別に外で焼結調製して後から合体させるというプロセスをとっても良い。この場合、合体プロセスに要する温度と時間については、最初から半導体発光デバイス内で焼結させる場合よりも低くかつ短くて済むことから、チップなどにかかる熱履歴が小さく、劣化を防止する上において好ましいプロセスである。   Fluorescent glass may take a process of sintering and preparing after combining separately from the semiconductor light emitting device. In this case, the temperature and time required for the coalescence process are lower and shorter than those required when sintering in the semiconductor light-emitting device from the beginning, so that the thermal history of the chip and the like is small, which is preferable in preventing deterioration. Is a process.

別途焼結調製する蛍光ガラスの調製方法については、特に制限は無いが、たとえば以下のようなプロセスが、簡便性と経済性の面から好ましい。
ガラス粉と蛍光体粉とをあらかじめ混合しておき、ひとつの小さなガラス小体を高温にして軟化させる。軟化したガラス小体に混合粉末をまぶす、もしくは混合粉末中にガラス体を埋没ないし粉末堆積物上を転がすことによってガラス小体の周りに混合粉末を接着させる。そのガラス小体をまた短時間高温に晒すことによって、周囲に接着した混合粉末をガラス小体に融合させる。そのガラス小体にまた混合粉末をまぶすか、混合粉末に埋没ないし粉末堆積物上を転がすことによってガラス小体の周りに混合粉末を接着させ、さらに短時間高温に晒すことによって新たな混合粉末を融着させる。これらの操作を繰り返すことによって所望の大きさの蛍光ガラス焼結体とし、さらに高温に晒した軟化時に形作ることによって所望の形状にもすることが出来る。高温にする方法としては、焼成炉を使用することも出来るし、小スケールの合成であれば直火を使用することも好ましい。また、軟化のための高温部と混合粉末の設置された低温部とが交互に並んだ経路をベルトコンベア式に移動させる方式も生産上好ましい。
Although there is no restriction | limiting in particular about the preparation method of fluorescent glass separately sinter-prepared, For example, the following processes are preferable from the surface of simplicity and economical efficiency.
Glass powder and phosphor powder are mixed in advance, and one small glass body is softened at a high temperature. The mixed powder is adhered around the glass body by covering the softened glass body with the mixed powder, or by burying the glass body in the mixed powder or rolling on the powder deposit. By exposing the glass body to high temperature for a short time, the mixed powder adhered to the periphery is fused with the glass body. The mixed powder is applied to the glass body again, or the mixed powder is bonded around the glass body by being buried or rolled on the powder deposit, and then exposed to a high temperature for a short time. Fuse. By repeating these operations, a fluorescent glass sintered body having a desired size can be obtained, and further formed into a desired shape by being softened by being exposed to a high temperature. As a method for increasing the temperature, it is possible to use a firing furnace, and it is also preferable to use an open flame for small scale synthesis. In addition, a system in which a path in which a high temperature part for softening and a low temperature part where mixed powder is installed is alternately arranged is moved to a belt conveyor type is also preferable in production.

また、半導体発光デバイスの封止材として、基板上に直接塗布、ポッティングなどにより形成することも可能である。この場合は、焼結工程が半導体発光素子上で行われるので、ガラス粉末の焼結に伴う収縮による断線、高温に長期間保持することによるチップの劣化などに留意する必要がある。   It can also be formed directly on the substrate by coating, potting or the like as a sealing material for a semiconductor light emitting device. In this case, since the sintering process is performed on the semiconductor light emitting device, it is necessary to pay attention to disconnection due to shrinkage accompanying the sintering of the glass powder, deterioration of the chip due to holding at a high temperature for a long time, and the like.

[4]半導体発光デバイス
本発明の蛍光ガラスは、半導体発光素子、有機EL等と組み合わせて多種の光学部材を形成することができるが、そのような本発明の光学部材の例として、本発明の蛍光ガラスおよび半導体発光素子を少なくとも備えてなる半導体発光デバイス(以下、適宜「本発明の半導体発光装置」ということがある。)を例に挙げて、実施形態を用いて説明する。なお、以下の各実施形態では、本発明の半導体発光デバイスを適宜「発光デバイス」と略称することがある。どの部位に本発明の蛍光ガラスを用いるかについては、全ての実施形態の説明の後にまとめて説明する。但し、これらの実施形態はあくまでも説明の便宜のために用いるものであって、本発明の蛍光ガラスおよび半導体発光素子を少なくとも備えてなる半導体発光デバイスの例は、これらの実施形態に限られるものではない。
[4] Semiconductor Light-Emitting Device The fluorescent glass of the present invention can form various optical members in combination with a semiconductor light-emitting element, an organic EL, etc. As an example of such an optical member of the present invention, A semiconductor light emitting device including at least a fluorescent glass and a semiconductor light emitting element (hereinafter sometimes referred to as “semiconductor light emitting device of the present invention” as appropriate) will be described as an example. In each of the following embodiments, the semiconductor light emitting device of the present invention may be abbreviated as “light emitting device” as appropriate. Which part is used for the fluorescent glass of the present invention will be described collectively after the description of all the embodiments. However, these embodiments are merely used for convenience of explanation, and examples of the semiconductor light emitting device including at least the fluorescent glass and the semiconductor light emitting element of the present invention are not limited to these embodiments. Absent.

〔実施形態1〕
本実施形態の発光デバイスは、図2に示すように、プリント配線17が施された絶縁基板16上に半導体発光素子2が表面実装されている。ここにおいて、半導体発光素子2は、図2における下面側にn形半導体層(図示せず)、上面側にp形半導体層(図示せず)が形成されており、p形半導体層側から光出力を取り出すから図2の上方を前方として説明する。窒化ガリウム系半導体からなる発光層部21が絶縁基板16上に形成されている。また、半導体発光素子2は発光層部21のp形半導体層(図示せず)及びn形半導体層(図示せず)それぞれが、導電ワイヤ15,15を介してプリント配線17,17に電気的に接続されている。
Embodiment 1
In the light emitting device of this embodiment, as shown in FIG. 2, the semiconductor light emitting element 2 is surface-mounted on an insulating substrate 16 provided with a printed wiring 17. Here, the semiconductor light emitting element 2 is formed with an n-type semiconductor layer (not shown) on the lower surface side in FIG. 2 and a p-type semiconductor layer (not shown) on the upper surface side. Since the output is taken out, the upper part of FIG. A light emitting layer portion 21 made of a gallium nitride based semiconductor is formed on the insulating substrate 16. In the semiconductor light emitting device 2, the p-type semiconductor layer (not shown) and the n-type semiconductor layer (not shown) of the light emitting layer portion 21 are electrically connected to the printed wirings 17 and 17 through the conductive wires 15 and 15, respectively. It is connected to the.

また、絶縁基板16上には半導体発光素子2を囲む枠状の枠材18が固着されており、枠材18の内側には半導体発光素子2を封止・保護する封止部19を設けてある。
しかして、本実施形態の発光デバイスにおいて、封止部19が本発明の蛍光ガラス3Bを用いてなるので、半導体発光素子2からの光と蛍光体からの光との合成光を得ることができる。なお、図2において、封止部19の上面は、平面であるが、適宜、凹状または凸状のレンズ形状となっていてもよい。
Further, a frame-shaped frame member 18 surrounding the semiconductor light emitting element 2 is fixed on the insulating substrate 16, and a sealing portion 19 for sealing and protecting the semiconductor light emitting element 2 is provided inside the frame member 18. is there.
Thus, in the light emitting device of this embodiment, the sealing portion 19 is made of the fluorescent glass 3B of the present invention, so that it is possible to obtain a combined light of the light from the semiconductor light emitting element 2 and the light from the phosphor. . In FIG. 2, the upper surface of the sealing portion 19 is a flat surface, but may have a concave or convex lens shape as appropriate.

本発明の蛍光ガラスは、絶縁基板16と枠材18に囲まれた部分に、ガラスおよび蛍光体の混合物を入れ、前述の焼結工程を実施することにより得ることができる。この方法を用いる場合は、焼結工程が半導体発光素子としての半導体発光素子2上で行われるので、ガラス粉末の焼結に伴う収縮による断線、高温に長期間保持することによるチップの劣化などに留意する必要がある。   The fluorescent glass of the present invention can be obtained by putting a mixture of glass and phosphor into a portion surrounded by the insulating substrate 16 and the frame member 18 and performing the above-described sintering step. When this method is used, since the sintering process is performed on the semiconductor light emitting device 2 as the semiconductor light emitting device, the disconnection due to the shrinkage accompanying the sintering of the glass powder, the deterioration of the chip due to holding at a high temperature for a long time, etc. It is necessary to keep in mind.

ここで、半導体発光素子2は、いわゆるフリップチップボンディングにより設置しても良い。以下、フリップチップボンディングによる設置の実施形態を示す。   Here, the semiconductor light emitting element 2 may be installed by so-called flip chip bonding. Hereinafter, an embodiment of installation by flip chip bonding will be described.

〔実施形態2〕
本実施形態の発光デバイスは、図3に示すように、絶縁基板16の一面(図3における上面)に設けた凹所16aの底部に配設された半導体発光素子2を封止する封止部19を備えており、封止部19が本発明の蛍光ガラス3Bにより形成されている点に特徴がある。ここで、封止部19は、実施形態1と同様、凹所16aの部分にガラスおよび蛍光体の混合物を入れ、前述の焼結工程を実施することにより得ることができる。
[Embodiment 2]
As shown in FIG. 3, the light emitting device of the present embodiment is a sealing portion that seals the semiconductor light emitting element 2 disposed at the bottom of the recess 16 a provided on one surface (the upper surface in FIG. 3) of the insulating substrate 16. 19 and is characterized in that the sealing portion 19 is formed of the fluorescent glass 3B of the present invention. Here, like the first embodiment, the sealing portion 19 can be obtained by putting a mixture of glass and phosphor in the recess 16a and performing the above-described sintering step.

また、封止工程の簡便化を目的として、予め、図4に示すように、外周形状が凹所16aに対応する形状であって半導体発光素子2に対応する部位に半導体発光素子2を収納するための凹部19cを有する形状に加工したものを、半導体発光素子2が実装された絶縁基板16の凹所16aに装着する方法を用いることもできる。   For the purpose of simplifying the sealing process, as shown in FIG. 4, the semiconductor light emitting element 2 is previously housed in a portion corresponding to the semiconductor light emitting element 2 with an outer peripheral shape corresponding to the recess 16 a. For example, a method of mounting a semiconductor chip that has been processed into a shape having a recess 19c in the recess 16a of the insulating substrate 16 on which the semiconductor light emitting element 2 is mounted can be used.

さらに、簡便な方法としては、予め蛍光ガラスを平板形状、レンズ状、またはドーム形状に成形したものを半導体発光デバイスの基材(パッケージ)に設置する方法が挙げられる。以下、詳細な実施形態の例を示す。   Furthermore, as a simple method, there is a method in which a fluorescent glass previously formed into a flat plate shape, a lens shape, or a dome shape is placed on a substrate (package) of a semiconductor light emitting device. Examples of detailed embodiments are shown below.

〔実施形態3〕
本実施形態の発光デバイスは、図5に示すように、絶縁基板16の一面(図5の上面)側において半導体発光素子2を封止するドーム状の封止部19を備え、封止部19として用いる材料として本発明の蛍光ガラス3Bを使用している点に特徴がある。
[Embodiment 3]
As shown in FIG. 5, the light emitting device of the present embodiment includes a dome-shaped sealing portion 19 that seals the semiconductor light emitting element 2 on one surface (upper surface in FIG. 5) side of the insulating substrate 16. The fluorescent glass 3B of the present invention is used as a material used as a feature.

しかして、本実施形態の発光デバイスでは半導体発光素子2からの光により励起されて発光する蛍光体が封止部19に分散されているので、半導体発光素子2から放射された光と封止部の蛍光体から放射された光との合成光からなる光出力が得られる。例えば、半導体発光素子2の発光層部21の材料として近紫外光を発光する材料を選び、蛍光ガラスの蛍光体を近紫外光に励起され、赤色、緑色、青色に発光する蛍光体を選んでおけば、半導体発光素子2から放射された光によって封止部19中の各色蛍光体が励起されてそれぞれが固有の発光を呈し、その合成光として、例えば白色光が得られることになる。   Therefore, in the light emitting device of the present embodiment, the phosphor that is excited by the light from the semiconductor light emitting element 2 to emit light is dispersed in the sealing portion 19, so the light emitted from the semiconductor light emitting element 2 and the sealing portion A light output composed of the combined light with the light emitted from the phosphor is obtained. For example, a material that emits near-ultraviolet light is selected as the material of the light-emitting layer portion 21 of the semiconductor light-emitting element 2, and a phosphor that emits red, green, or blue light when excited by near-ultraviolet light. In this case, each color phosphor in the sealing portion 19 is excited by the light emitted from the semiconductor light emitting element 2 and each emits unique light, and white light, for example, is obtained as the combined light.

また、本実施形態において、図6に示すように、ドーム状の封止部19を複数枚重ねて積層構造を有するドーム状の封止部を形成しても良い。
積層構造における各々のドーム状封止部19a、19b、19cはそれぞれ赤色、緑色、青色蛍光体を含有する蛍光ガラスから形成されている。しかして、各々のドーム状封止部の各色蛍光体が励起されてそれぞれが固有の発光を呈し、その合成光として、例えば白色光が得られることになる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 6, a plurality of dome-shaped sealing portions 19 may be stacked to form a dome-shaped sealing portion having a laminated structure.
Each dome-shaped sealing part 19a, 19b, 19c in the laminated structure is formed of fluorescent glass containing red, green, and blue phosphors, respectively. Accordingly, each color phosphor in each dome-shaped sealing portion is excited to exhibit its own light emission, and for example, white light is obtained as its combined light.

ここで、積層の順序は、特に限定されず、蛍光体の特性、その他の要因を検討して、適宜配置される。例えば、図6のように半導体発光素子2に近い程、短波長の蛍光色を有するように配置すれば、励起光、蛍光体の発光の利用効率の観点からは好ましい。積層の順序を、半導体発光素子2に近い程、含有する蛍光体の平均粒子径が小さくなるように配置すれば、励起光を効率的に散乱させる効果を期待する観点からは好ましい。蛍光体の劣化防止の観点からは、以下の配置とすることが好ましい。
(i)光劣化しやすい蛍光体を半導体発光素子2に最も遠くなるように上面の層に配置する、
(ii)水分により劣化しやすい蛍光体を半導体発光素子2に最も近くなるように下面の層に配置する。これにより蛍光体を外気から遠ざけ、水分劣化を抑制する。
(iii)硫黄成分を含有する蛍光体を積層の中間に配置する。これにより外気の水分劣化を抑制し、半導体発光素子2の硫黄成分による黒変などを抑制する。
Here, the order of stacking is not particularly limited, and the layers are appropriately arranged in consideration of the characteristics of the phosphor and other factors. For example, the closer to the semiconductor light emitting element 2 as shown in FIG. 6, the more preferable it is to have a fluorescent color with a short wavelength from the viewpoint of utilization efficiency of excitation light and phosphor emission. It is preferable from the viewpoint of expecting the effect of efficiently scattering the excitation light if the stacking order is closer to the semiconductor light emitting device 2 so that the average particle diameter of the contained phosphor becomes smaller. From the viewpoint of preventing deterioration of the phosphor, the following arrangement is preferable.
(I) A phosphor that is susceptible to photodegradation is disposed on the upper layer so as to be farthest from the semiconductor light emitting element 2;
(Ii) A phosphor that is easily deteriorated by moisture is disposed on the lower layer so as to be closest to the semiconductor light emitting element 2. This keeps the phosphor away from the outside air and suppresses moisture degradation.
(Iii) A phosphor containing a sulfur component is disposed in the middle of the stack. Thereby, moisture deterioration of the outside air is suppressed, and blackening due to the sulfur component of the semiconductor light emitting element 2 is suppressed.

〔実施形態4〕
本実施形態の発光デバイスは、図7に示すように、絶縁基板16の一面(図7の上面)側において半導体発光素子2を囲むように配設された枠状の枠材18を備えており、枠材18の内側に任意に封止部19を備え、さらに、半導体発光素子2と任意の封止部19の上面側に、本発明の蛍光ガラス3Bよりなる蓋体36により外界の酸素や水分から遮断されている。蓋体36と封止部19は直接接していても空隙を有していても良いが、空隙が無い方が光取り出し効率が高く、高輝度の半導体発光デバイスを得ることができる。空隙を有する場合、真空封止や不活性ガス封入とすることが好ましい。
[Embodiment 4]
As shown in FIG. 7, the light emitting device of this embodiment includes a frame-shaped frame member 18 disposed so as to surround the semiconductor light emitting element 2 on one surface (the upper surface in FIG. 7) side of the insulating substrate 16. In addition, a sealing portion 19 is optionally provided inside the frame member 18, and further, oxygen or the outside of the semiconductor light emitting element 2 and the optional sealing portion 19 is formed on the upper surface side of the semiconductor light emitting device 2 and the optional sealing portion 19 by the lid 36 made of the fluorescent glass 3B of the present invention. Shielded from moisture. The lid 36 and the sealing portion 19 may be in direct contact or may have a gap. However, if there is no gap, the light extraction efficiency is higher and a high-luminance semiconductor light-emitting device can be obtained. When it has a space | gap, it is preferable to set it as vacuum sealing or inert gas enclosure.

しかして、本実施形態では、蓋体36が蛍光体部により形成されているので、半導体発光素子2から放射された光と蓋体36に含有される蛍光体から放射された光との合成光からなる光出力が得られる。例えば、半導体発光素子2の発光層部21の材料として近紫外光を発光する材料を選び、蛍光ガラスの蛍光体を近紫外光に励起され、赤色、緑色、青色に発光する蛍光体を選んでおけば、半導体発光素子2から放射された光によって蓋体36中の各色蛍光体が励起されてそれぞれが固有の発光を呈し、その合成光として、例えば白色光が得られることになる。   Therefore, in this embodiment, since the lid body 36 is formed of the phosphor portion, the combined light of the light emitted from the semiconductor light emitting element 2 and the light emitted from the phosphor contained in the lid body 36. An optical output consisting of For example, a material that emits near-ultraviolet light is selected as the material of the light-emitting layer portion 21 of the semiconductor light-emitting element 2, and a phosphor that emits red, green, or blue light when excited by near-ultraviolet light. In this case, each color phosphor in the lid body 36 is excited by the light emitted from the semiconductor light emitting element 2 and each emits unique light, and for example, white light is obtained as the combined light.

また、本実施形態では、水分や酸素など蛍光体・封止樹脂の劣化を促進する外界因子の侵入や、熱・光による封止部19の分解ガスの揮発が蓋体36により抑制されるため、これらに起因する輝度低下や封止部収縮剥離が低減できるという利点がある。なお、図7において、蓋体36は、平板上であるが、片面、または両面が凹状または凸状のレンズ形状になっていてもよい。   Further, in this embodiment, the lid 36 suppresses the entry of external factors such as moisture and oxygen that accelerate the deterioration of the phosphor and the sealing resin, and the volatilization of the decomposition gas of the sealing portion 19 due to heat and light. , There is an advantage that luminance reduction and shrinkage and peeling of the sealing portion due to these can be reduced. In FIG. 7, the lid body 36 is on a flat plate, but may have a lens shape in which one side or both sides are concave or convex.

また、本実施形態において、図8に示すように、蓋体36を複数枚重ねて積層構造を有する蓋体を形成しても良い。積層構造における各々の蓋体36a、36b、36cはそれぞれ赤色、緑色、青色蛍光体を含有する蛍光ガラスから形成されている。しかして、各々の蓋体36a、36b、36cの各色蛍光体が励起されてそれぞれが固有の発光を呈し、その合成光として、例えば白色光が得られることになる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 8, a plurality of lid bodies 36 may be stacked to form a lid body having a laminated structure. Each lid 36a, 36b, 36c in the laminated structure is made of fluorescent glass containing red, green and blue phosphors, respectively. Accordingly, the respective color phosphors of the respective lids 36a, 36b, 36c are excited and each emits unique light, and, for example, white light is obtained as the synthesized light.

積層の順序は、実施形態3におけると同様である。
また、本実施形態において、図9に示すように、蓋体36は、複数の蛍光色の異なる蛍光ガラスを配列して、一枚の板となるように形成しても良い。配列する各々の配列ユニット36d、36e、36fはそれぞれ赤色、緑色、青色蛍光体を含有する蛍光ガラスから形成されている。しかして、各々の配列ユニット36d、36e、36fの各色蛍光体が励起されてそれぞれが固有の発光を呈し、その合成光として、例えば白色光が得られることになる。なお、図8において、蓋体36は、平板上であるが、片面、または両面が凹状または凸状のレンズ形状になっていてもよい。
The order of stacking is the same as in the third embodiment.
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 9, the lid body 36 may be formed so as to form a single plate by arranging a plurality of fluorescent glasses having different fluorescent colors. Each of the arrangement units 36d, 36e, and 36f to be arranged is formed of fluorescent glass containing red, green, and blue phosphors, respectively. Accordingly, the respective color phosphors of the respective array units 36d, 36e, and 36f are excited to each emit unique light, and, for example, white light is obtained as the combined light. In FIG. 8, the lid body 36 is on a flat plate, but may have a lens shape in which one side or both sides are concave or convex.

光源としての前記半導体発光素子に制限は無いが、350nm以上500nm以下の範囲にピーク波長を有する光を発光するものが好ましい。本発明においては、紫外線に対して劣化の少ないガラス材料を主成分としているので、紫外から近紫外領域までの発光波長を有する半導体発光素子を用いることができる点で有効である。紫外から近紫外領域の具体的数値としては、通常350nm以上、好ましくは380nm以上、また、通常430nm以下、好ましくは420nm以下のピーク発光波長を有する半導体発光素子が使用される。   Although there is no restriction | limiting in the said semiconductor light-emitting device as a light source, What emits the light which has a peak wavelength in the range of 350 nm or more and 500 nm or less is preferable. The present invention is effective in that a semiconductor light emitting device having a light emission wavelength from the ultraviolet region to the near ultraviolet region can be used because it mainly comprises a glass material that is less deteriorated than ultraviolet rays. As specific values in the ultraviolet to near ultraviolet region, a semiconductor light emitting device having a peak emission wavelength of usually 350 nm or more, preferably 380 nm or more, and usually 430 nm or less, preferably 420 nm or less is used.

このような半導体発光素子の具体例としては、発光ダイオードまたはレーザーダイオード(semiconductor laser diode 以下、適宜「LD」と略称する。)等を挙げることができる。中でも、ZnO系化合物半導体、またはGaN系化合物半導体を使用したものが好ましく、GaN系LEDやLDが特に好ましい。なぜなら、GaN系LEDやLDは、この領域の光を発するSiC系LED等に比し、発光出力や外部量子効率が格段に大きく、前記蛍光体と組み合わせることによって、非常に低電力で非常に明るい発光が得られるからである。例えば、20mAの電流負荷に対し、通常GaN系LEDやLDはSiC系の100倍以上の発光強度を有する。GaN系LEDやLDにおいては、AlGaN発光層、GaN発光層、またはInGaN発光層を有しているものが好ましい。GaN系LEDにおいては、それらの中でInGaN発光層を有するものが発光強度が非常に強いので、特に好ましく、GaN系LDにおいては、InGaN層とGaN層の多重量子井戸構造のものが発光強度が非常に強いので、特に好ましい。 Specific examples of such a semiconductor light emitting element include a light emitting diode or a laser diode (hereinafter, abbreviated as “LD” where appropriate). Among these, those using ZnO-based compound semiconductors or GaN-based compound semiconductors are preferable, and GaN-based LEDs and LDs are particularly preferable. This is because GaN-based LEDs and LDs have significantly higher light emission output and external quantum efficiency than SiC-based LEDs that emit light in this region, and are extremely bright with very low power when combined with the phosphor. This is because light emission can be obtained. For example, for a current load of 20 mA, GaN-based LEDs and LDs usually have a light emission intensity 100 times or more that of SiC-based. GaN-based LEDs and LDs preferably have an Al X Ga Y N light emitting layer, a GaN light emitting layer, or an In X Ga Y N light emitting layer. Among the GaN-based LEDs, those having an In X Ga Y N light-emitting layer are particularly preferable because the emission intensity is very strong, and in the GaN-based LD, the multiple quantum of the In X Ga Y N layer and the GaN layer is preferable. A well structure is particularly preferable because the emission intensity is very strong.

なお、上記においてX+Yの値は通常0.8〜1.2の範囲の値である。GaN系LEDにおいて、これら発光層にZnやSiをドープしたものやドーパント無しのものが発光特性を調節する上で好ましいものである。   In the above, the value of X + Y is usually a value in the range of 0.8 to 1.2. In the GaN-based LED, those in which the light emitting layer is doped with Zn or Si or those without a dopant are preferable for adjusting the light emission characteristics.

GaN系LEDはこれら発光層、p層、n層、電極、および基板を基本構成要素としたものであり、発光層をn型とp型のAlGaN層、GaN層、またはInGaN層などでサンドイッチにしたヘテロ構造を有しているものが発光効率が高く、好ましく、さらにヘテロ構造を量子井戸構造にしたものが発光効率がさらに高く、より好ましい。
また、発光層で発生した光をより多く外部に取り出すための種々の構造(電極構造、反射層構造、上下を逆に実装し得るフリップチップ構造など)などを適宜設けることが好ましい。
A GaN-based LED has these light-emitting layer, p-layer, n-layer, electrode, and substrate as basic components, and the light-emitting layer is an n-type and p-type Al X Ga Y N layer, GaN layer, or In X Those having a heterostructure sandwiched between Ga Y N layers and the like have high luminous efficiency, and those having a heterostructure having a quantum well structure have higher luminous efficiency and are more preferable.
In addition, it is preferable to appropriately provide various structures (such as an electrode structure, a reflective layer structure, and a flip chip structure that can be mounted upside down) for extracting more light generated in the light emitting layer to the outside.

本発明の半導体発光デバイスは、白色光を発するものの場合、装置の発光効率が20lm/W以上、好ましくは22lm/W以上、より好ましくは25lm/W以上であり、特に好ましくは28lm/W以上であり、平均演色評価指数Raが80以上、好ましくは85以上、より好ましくは88以上である。   When the semiconductor light emitting device of the present invention emits white light, the luminous efficiency of the apparatus is 20 lm / W or more, preferably 22 lm / W or more, more preferably 25 lm / W or more, and particularly preferably 28 lm / W or more. Yes, the average color rendering index Ra is 80 or more, preferably 85 or more, more preferably 88 or more.

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
[1]ガラスの種類と物性値
下記表2に記載のガラスを本発明に供した。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist.
[1] Kind of glass and physical property values Glasses shown in Table 2 below were subjected to the present invention.

[2]蛍光ガラスの製造
以下の手順により、蛍光ガラスを作製した。
[2−1] 蛍光体とガラスの混合
青色蛍光体(BaMgAl10O17:Eu、以下「BAM」と称することがある。)、緑色蛍光体((Ba0.75Sr0.25)2SiO4:Eu、以下、「BSS」と称することがある。)、および赤色蛍光体((Sr,Ca)AlSiN3:Eu、以下、「CASON」と称することがある。)を、各々82.02%、6.3%、11.66%の比率になるように各蛍光体を精秤し、混合した。
上記で得られた蛍光体混合物、または所望の各単色蛍光体0.0185g(18重量%)と前記ガラス粉末0.1gを精秤し、20mlスクリュー管に仕込みガラス粉末と蛍光体が均一に分散されるまで混合した。
[2] Production of fluorescent glass Fluorescent glass was produced by the following procedure.
[2-1] Mixing of phosphor and glass Blue phosphor (BaMgAl 10 O 17 : Eu, hereinafter sometimes referred to as “BAM”), green phosphor ((Ba 0.75 Sr 0.25 ) 2 SiO 4 : Eu, Hereinafter, “BSS” may be referred to as “BSS”), and red phosphor ((Sr, Ca) AlSiN 3 : Eu, hereinafter also referred to as “CASON”) may be referred to as 82.02%, and 6. Each phosphor was precisely weighed to a ratio of 3% and 11.66% and mixed.
The phosphor mixture obtained above or 0.0185 g (18% by weight) of each desired monochromatic phosphor and 0.1 g of the glass powder are precisely weighed and charged in a 20 ml screw tube to uniformly disperse the glass powder and the phosphor. Until mixed.

[2−2]加圧・成型
[2−2−1]加圧成型
ガラス粉末または前記蛍光ガラス混合粉末0.1gを直径9mmの円柱形型枠に入れ、上部より3tの圧力を維持しながら3分間加圧して成型物を作製した。
[2-2] Pressing / Molding [2-2-1] Pressing Molding While putting 0.1 g of glass powder or fluorescent glass mixed powder into a cylindrical mold with a diameter of 9 mm, maintaining a pressure of 3 t from the top. Pressed for 3 minutes to produce a molded product.

[2−2−2]常圧成型
ガラス粉末または前記蛍光ガラス混合粉末0.05gをボロンナイト製(直径10mm×深さ2mm)の円柱型枠に入れ、SUS製平面板にて表面を軽く押さえ、円柱成型物を作製した。
[2-2-2] Atmospheric pressure molding Glass powder or 0.05 g of the above fluorescent glass mixed powder is put into a cylindrical frame made of boronite (diameter 10 mm x depth 2 mm), and the surface is lightly pressed with a SUS flat plate. A cylindrical molded product was produced.

[2−3]焼成・焼結
上記で錠剤成型したガラス成型体または蛍光ガラス成型体を、加圧成型体にあっては、石英ビーカーに入れ、常圧成型したものにあってはボロンナイトライドのまま、いすゞ製作所製「いすゞマッフル炉 型式ETS−29KS電気炉」を用いて所望の温度で所望の時間(通常1時間)で焼成処理した。焼成後の初期降温速度は約20℃/秒で降温を開始した。
[2-3] Firing / Sintering If the glass molded body or fluorescent glass molded body molded as described above is placed in a quartz beaker if it is a pressure molded body, and boron nitride if it is molded under normal pressure As it was, it was fired at a desired temperature for a desired time (usually 1 hour) using an “Isuzu Muffle Furnace Model ETS-29KS Electric Furnace” manufactured by Isuzu. Temperature reduction started at an initial temperature drop rate of about 20 ° C./second after firing.

[2−4]焼成ガラスの粉砕・分級
[2−3]で焼成したガラスをメノウ乳鉢、およびメノウ乳頭で均一に粉砕し粉状にし、200メッシュ(75μ)の篩で処理して粗大粒子をカットし、目標サイズとして平均約60μm以下径の粒子にそろえた。
[2-4] Crushing and classification of calcined glass The glass calcined in [2-3] is uniformly pulverized with an agate mortar and agate teat, and processed with a 200 mesh (75μ) sieve to remove coarse particles. Cut and aligned to particles having an average diameter of about 60 μm or less as a target size.

[3]色度評価
Gretag Macbeth社製分光光度計「SpectroEyx」を用いて、以下の条件にて成型品の表面を測色し色差式CIE LABよりL*a*b*を求めL*値の明度差を評価した。
<測定条件>
測定波長域380nm〜730nm 10nm間隔
再現性白タイル測定でΔE<0.02(標準偏差値)
光源D65
測定面積4.5mm径
測定時間1.5秒
[3] Chromaticity evaluation
Using a spectrophotometer “SpectroEyx” manufactured by Gretag Macbeth, the surface of the molded product was measured under the following conditions, L * a * b * was determined from the color difference formula CIE LAB, and the brightness difference of the L * values was evaluated.
<Measurement conditions>
Measurement wavelength range 380 nm to 730 nm, 10 nm interval ΔE <0.02 (standard deviation value) in reproducible white tile measurement
Light source D65
Measurement area 4.5mm diameter Measurement time 1.5 seconds

[4]SEM観察
日本電子データ株式会社製走査型電子顕微鏡(SEM)「JEOL JSM-6060」を用いて、前記ガラス成型体または蛍光ガラス成型体の断面を観察した。後述の表4の実施例iの断面の観察結果を図1に示す。これによれば、直径約100μmの泡粒子が半導体素子側に確認された。
[4] SEM Observation Using a scanning electron microscope (SEM) “JEOL JSM-6060” manufactured by JEOL Data Corporation, a cross section of the glass molded body or fluorescent glass molded body was observed. The observation result of the cross section of Example i in Table 4 to be described later is shown in FIG. According to this, foam particles having a diameter of about 100 μm were confirmed on the semiconductor element side.

[5]蛍光ガラスで封止した半導体発光素子の点灯寿命処理及び評価
[5−1]ガラス成形体封着サンプルの作製
前記[2]で作製した蛍光ガラス成型体を半導体発光素子の基板上に被せ、隙間を信越化学工業製シリコーン樹脂「LPS-2410」で周辺部を接着封止した半導体発光素子のサンプルを作製した。
[5] Lighting life treatment and evaluation of semiconductor light-emitting element sealed with fluorescent glass [5-1] Preparation of glass molded body sealing sample The fluorescent glass molded body prepared in [2] above is formed on the substrate of the semiconductor light-emitting element. A sample of a semiconductor light emitting device was prepared by covering the gap and bonding and sealing the periphery with a silicone resin “LPS-2410” manufactured by Shin-Etsu Chemical.

[5−2]シリコーン樹脂ポッティングサンプルの作製
半導体発光素子上に信越化学工業製シリコーン樹脂「LPS-2410」中に赤色、緑色、および青色蛍光体混合物を18重量%となるように混合させたものをポッティングし、硬化処理した半導体発光素子のサンプルを作製した。それぞれのサンプルを下記点灯寿命試験条件で所定時間処理を実施した。
<点灯寿命試験条件>
半導体発光素子 :Cree社製 発光波長405nm
通電環境条件 :350mA連続通電/85℃×85%RH
環境試験器 :エスペック社製小型環境試験器「SH−221」
点灯電源装置 :旭製作所製
<評価条件>
所定時間、寿命試験後の半導体発光素子を下記オプトシリウス社製の分光測定装置を用い光学特性(光束lm値の初期値から変化率、スペクトルなど)を評価した。
積分球 :Sphere Optics 4inchi積分球(10cm)
ディテクター :Ocean Optics HR200
温調器 :CELL TDC-1110 PELTIER CONTROLLER
[5-2] Preparation of silicone resin potting sample A mixture of red, green, and blue phosphors in a silicone resin “LPS-2410” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. on a semiconductor light emitting device so as to be 18% by weight. A sample of a semiconductor light emitting device which was potted and cured was prepared. Each sample was processed for a predetermined time under the following lighting life test conditions.
<Lighting life test conditions>
Semiconductor light emitting element: manufactured by Cree, emission wavelength of 405 nm
Energization environment condition: 350 mA continuous energization / 85 ° C x 85% RH
Environmental tester: ESPEC's small environmental tester “SH-221”
Lighting power supply: Asahi Seisakusho <Evaluation conditions>
The optical characteristics (change rate, spectrum, etc. from the initial value of the luminous flux lm value) of the semiconductor light emitting device after the life test for a predetermined time were evaluated using a spectroscopic measuring device manufactured by Opto Sirius Co., Ltd.
Integrating sphere: Sphere Optics 4inchi integrating sphere (10cm)
Detector: Ocean Optics HR200
Temperature controller: CELL TDC-1110 PELTIER CONTROLLER

[6]評価結果
下記表3に、各種温度にて焼成したガラスの色度測定結果を示す。
[6] Evaluation results Table 3 below shows the chromaticity measurement results of the glass fired at various temperatures.

また、下記表4には、LS0500を用いた蛍光ガラスの色度測定結果を示す。   Table 4 below shows the chromaticity measurement results of the fluorescent glass using LS0500.

表4中、「ガラスのみの焼成条件」は(温度×時間)、「蛍光ガラスの焼結条件」は(温度×時間)である。
これらの結果から、ガラスを一旦高温で焼成することで、ガラスまた蛍光ガラスの色目が非常に綺麗になることがわかった。
さらに、下記表5に示す蛍光ガラスを用いて、点灯寿命試験を行った結果を図10に示す。
In Table 4, “firing conditions only for glass” is (temperature × time), and “sintering conditions for fluorescent glass” is (temperature × time).
From these results, it was found that once the glass was baked at a high temperature, the color of the glass or fluorescent glass became very beautiful.
Furthermore, the result of having performed the lighting life test using the fluorescent glass shown in following Table 5 is shown in FIG.

表5中、「ガラスのみの焼成条件」は(温度×時間)、「蛍光ガラスの焼結条件」は(温度×時間)である。   In Table 5, “Sintering conditions for glass only” is (temperature × time), and “Sintering conditions for fluorescent glass” is (temperature × time).

上記蛍光ガラス封止サンプル(前記[5−1]のガラス成形体封着サンプル)および前記[5−2]のシリコーン樹脂ポッティングサンプルとの光束維持率を比較したグラフを図10に示す。   FIG. 10 shows a graph comparing the luminous flux maintenance rates of the fluorescent glass sealing sample (the glass molded body sealing sample of [5-1]) and the silicone resin potting sample of [5-2].

以上より、前記のガラスで封止した蛍光体を用いると、光束の維持率が高く、長寿命化出来ることが判明した。   From the above, it was found that when the phosphor sealed with glass is used, the maintenance rate of the luminous flux is high and the life can be extended.

[7]橙色蛍光ガラスの表面疎水化処理の効果
[7−1]重量変化
住田光学ガラス社製「K−PG375」と、表面にトリエトキシシランのアンモニア触媒(エタノール溶媒)によるSol-Gel法よりガラスコートした橙色蛍光体(Sr2BaSiO5:Eu、以下、「SBS」と称することがある。)と、ガラスコートをしない橙色蛍光体SBSとの蛍光ガラスを各々作成し、温度85℃、相対湿度85%の環境条件下における重量変化を確認した。
[7] Effect of surface hydrophobization treatment of orange fluorescent glass [7-1] Weight change From “K-PG375” manufactured by Sumita Optical Glass Co., Ltd. and Sol-Gel method using ammonia catalyst (ethanol solvent) of triethoxysilane on the surface Fluorescent glasses of glass-coated orange phosphor (Sr 2 BaSiO 5 : Eu, hereinafter sometimes referred to as “SBS”) and orange phosphor SBS without glass coating were respectively prepared at a temperature of 85 ° C. A change in weight under an environmental condition of 85% humidity was confirmed.

ガラスコートしたSBSを用いた蛍光ガラスについては、ガラス表面にフッ素化剤(Glest Heptadecafluoro-1,1,2,2-Tetra hydrodecyl triethoxysilane)をスポイトで2滴滴下し、一晩風乾させて、防爆炉で100℃、1時間処理した。
ガラスコートしたSBSおよびガラスコートしないSBSの各々の重量を予め天秤にて精秤し、前記[5−1]のガラス成形体封着サンプルの作製要領で封着サンプルを作製し、下記のような環境下で耐湿性、および耐久性を比較した。
<環境条件>
使用環境試験器 :エスペック社製小型環境試験器「SH−221」
温度・湿度条件 :85℃/85%RH× 0hr〜2000hr処理
結果、図11に示されるように、ガラスコートした蛍光体をフッ素化処理剤で処理したものの組み合わせでは特に、耐湿性の向上が確認された。
For fluorescent glass using glass-coated SBS, drop two drops of fluorinating agent (Glest Heptadecafluoro-1,1,2,2-Tetra hydrodecyl triethoxysilane) onto the glass surface with a dropper, air-dry overnight, and an explosion-proof furnace. At 100 ° C. for 1 hour.
The weights of glass-coated SBS and non-glass-coated SBS are weighed in advance with a balance, and a sealed sample is prepared according to the procedure for preparing a glass molded body sealed sample described in [5-1]. We compared moisture resistance and durability under the environment.
<Environmental conditions>
Operating environment tester: ESPEC's small environmental tester “SH-221”
Temperature / humidity conditions: 85 ° C / 85% RH × 0 hr to 2000 hr treatment As shown in FIG. 11, the improvement in moisture resistance is confirmed particularly in the combination of the glass-coated phosphor treated with the fluorination treatment agent. It was.

[7−2]光学特性
高温恒湿処理した上記SBS蛍光ガラスサンプルを用いた半導体発光デバイスの光学特性(維持率)についても評価した。ガラスコートしたSBSの発光特性を図12、ガラスコートしないSBSの発光特性を図13に示す。
<半導体発光デバイス>
LEDパッケージ:Cree社製 発光波長405nm
積分球 :Sphere Optics 4inchi積分球(10cm)
ディテクター :Ocean Optics HR200
温調器 :CELL TDC-1110 PELTIER CONTROLLER
結果、発光特性においても、ガラスコートした蛍光体をフッ素化処理剤で処理したものの組み合わせで耐湿性の向上が確認された。
[7-2] Optical characteristics The optical characteristics (maintenance ratio) of the semiconductor light emitting device using the SBS fluorescent glass sample subjected to the high temperature and humidity treatment were also evaluated. The light emission characteristics of glass-coated SBS are shown in FIG. 12, and the light emission characteristics of SBS without glass coating are shown in FIG.
<Semiconductor light emitting device>
LED package: Cree's emission wavelength 405nm
Integrating sphere: Sphere Optics 4inchi integrating sphere (10cm)
Detector: Ocean Optics HR200
Temperature controller: CELL TDC-1110 PELTIER CONTROLLER
As a result, in terms of light emission characteristics, it was confirmed that the moisture resistance was improved by combining a glass-coated phosphor treated with a fluorination treatment agent.

本発明の蛍光ガラスの用途は特に制限されないが、半導体分野特に半導体発光デバイス分野において、封止材として好適に用いることができ、例えば照明装置、画像表示装置、薄型テレビなどの液晶バックライト用光源などの広範な分野において好適に使用することが出来る。特に耐UV性に優れる特徴から、従来適切な封止材の無かった近紫外光・紫外光を発する半導体発光デバイス、並びにそれが適用されうる照明装置、及び画像表示装置等の各分野において、その産業上の利用可能性は極めて高い。   The use of the fluorescent glass of the present invention is not particularly limited, but can be suitably used as a sealing material in the semiconductor field, particularly in the semiconductor light-emitting device field. For example, a light source for a liquid crystal backlight such as a lighting device, an image display device, and a thin television. It can be suitably used in a wide range of fields. In particular, in the fields of semiconductor light emitting devices that emit near-ultraviolet light and ultraviolet light that did not have an appropriate sealing material, as well as lighting devices and image display devices to which the light-emitting devices can be applied. Industrial applicability is extremely high.

さらに、近紫外・紫外光により励起される蛍光体保持用のバインダとして使用することにより青色励起より広範な蛍光体を選択することが可能となり、高演色性、高輝度の半導体発光デバイスの提供が可能となる。このような紫外光励起の赤・緑・青蛍光体による白色光源は高演色性で色再現性に優れ、本発明の蛍光ガラスを液晶ディスプレイのバックライト、住宅や店舗用照明、理化学用・医療用・工程検査用などの写真撮像用照明などに用いることにより、長時間連続して見つめていても眼の疲れや体の不調を起こしにくい高品質の照明を提供することができる。   Furthermore, it is possible to select a wider range of phosphors than blue excitation by using as a binder for holding phosphors excited by near-ultraviolet / ultraviolet light, and provide a semiconductor light emitting device with high color rendering properties and high brightness. It becomes possible. Such white light source using ultraviolet light-excited red, green, and blue phosphors has high color rendering and excellent color reproducibility, and the fluorescent glass of the present invention is used for backlights for liquid crystal displays, lighting for homes and stores, physics and chemistry, and medical use. -By using the illumination for photographic imaging for process inspections, etc., it is possible to provide high-quality illumination that is less likely to cause eye fatigue or illness even when staring for a long time.

また、本発明の蛍光ガラスは、前述の半導体発光デバイスの分野のみならず、光線透過性(透明性)、耐光性、耐熱性、耐水熱性、耐UV性などの種々の特性が要求される航空宇宙産業用材料や、その他の材料、例えば、熱伝導性シート、熱伝導性接着材、絶縁性熱伝導材料、アンダーフィル材、シーラント、光学用導波路構造材、導光板、導光シート、反射光制御材料、診断用マイクロフルイド材料、微生物培養媒体、ナノインプリント用材料にも適用性が高いため、航空宇宙・光学・電気電子・バイオ等の各分野において、その産業上の利用可能性は極めて高い。   The fluorescent glass of the present invention is not only used in the field of semiconductor light-emitting devices described above, but also has various characteristics such as light transmittance (transparency), light resistance, heat resistance, hydrothermal resistance, and UV resistance. Space industry materials and other materials such as thermal conductive sheets, thermal conductive adhesives, insulating thermal conductive materials, underfill materials, sealants, optical waveguide structures, light guide plates, light guide sheets, reflections High applicability to light control materials, diagnostic microfluid materials, microbial culture media, and nanoimprint materials, so the industrial applicability is extremely high in various fields such as aerospace, optics, electrical electronics, and biotechnology. .

1B 発光装置(半導体発光デバイス)
2 半導体発光素子
3B 蛍光体部(半導体発光デバイス用部材)
15 導電ワイヤ
16 絶縁基板
16a 凹所
17 プリント配線
18 枠材
19 封止部
19a、19b、19c ドーム状封止部(積層構造)
19d 凹部
21 発光層部
24 バンプ
36 蓋体
36a、36b、36c 蓋体(積層構造)
36d、36e、36f 蓋体(配列ユニット)
1B light emitting device (semiconductor light emitting device)
2 Semiconductor light-emitting element 3B phosphor part (member for semiconductor light-emitting device)
15 Conductive wire 16 Insulating substrate 16a Recess 17 Printed wiring 18 Frame material 19 Sealing portions 19a, 19b, 19c Domed sealing portion (laminated structure)
19d Concave part 21 Light emitting layer part 24 Bump 36 Cover body 36a, 36b, 36c Cover body (laminated structure)
36d, 36e, 36f Lid (arrangement unit)

Claims (16)

ガラスと、前記ガラス中に分散された蛍光体とを含有する蛍光ガラスであって、L*a*b*表色系の色度座標におけるL*の値が65以上である蛍光ガラス。 A fluorescent glass containing glass and a phosphor dispersed in the glass, wherein the L * value in the chromaticity coordinates of the L * a * b * color system is 65 or more. 下記の特性を有するガラスと、前記ガラス中に分散された蛍光体とを含有する蛍光ガラス。
[ガラスの特性]
平均粒径60μm以下に粉砕した前記ガラスを、(屈伏点+50)℃の温度で、1時間焼結させた際に、L*a*b*表色系の色度座標におけるL*の値が50以上である。
Fluorescent glass containing glass having the following characteristics and a phosphor dispersed in the glass.
[Characteristics of glass]
The glass was ground to average particle size of not more than 60 [mu] m, at a temperature of (sag +50) ° C., when 1 hour of sintering, the value of L * is in the L * a * b * color system chromaticity coordinates 50 or more.
前記ガラスの炭素成分が100ppm以下である請求項1または2に記載の蛍光ガラス。   The fluorescent glass according to claim 1 or 2, wherein the glass has a carbon component of 100 ppm or less. 表面が疎水化処理をされている請求項1〜3のいずれか1項に記載の蛍光ガラス。   The fluorescent glass according to claim 1, wherein the surface is subjected to a hydrophobic treatment. 前記蛍光体が、母体結晶としてMSiO、MS、MGa、MAlSiN、MSi、MSiからなる群(ただし、Mは、Ca,Sr,Baからなる群から選ばれる1種、または2種以上を表す)の少なくとも一つを含有し、かつ付活剤としてCr,Mn,Fe,Bi,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Ybの少なくとも一つを含有する蛍光体、または付活剤としてMn4+を含む蛍光体である請求項1〜4のいずれか1項に記載の蛍光ガラス。 The phosphor is a group consisting of M 3 SiO 5 , MS, MGa 2 S 4 , MAlSiN 3 , M 2 Si 5 N 8 , MSi 2 N 2 O 2 as a base crystal (where M is Ca, Sr, Ba) And at least one selected from the group consisting of: Cr, Mn, Fe, Bi, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy The fluorescent glass according to any one of claims 1 to 4, which is a phosphor containing at least one of, Ho, Er, Tm, and Yb, or a phosphor containing Mn 4+ as an activator. 比重が、4以下である請求項1〜5のいずれか1項に記載の蛍光ガラス。   Specific gravity is 4 or less, The fluorescent glass of any one of Claims 1-5. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の蛍光ガラスの製造方法であって、
ガラスを用意する工程と、
前記ガラスと、前記蛍光体または蛍光体前駆体とを、混合する工程と、
前記混合する工程で得られた混合物を焼結する工程を有する蛍光ガラスの製造方法。
It is a manufacturing method of fluorescent glass given in any 1 paragraph of Claims 1-6,
A process of preparing glass;
Mixing the glass and the phosphor or phosphor precursor;
The manufacturing method of the fluorescent glass which has the process of sintering the mixture obtained at the said process to mix.
請求項7に記載の蛍光ガラスの製造方法であって、
前記ガラスを用意する工程は、
前記ガラスを、焼成、粉砕する工程を含む蛍光ガラスの製造方法。
It is a manufacturing method of the fluorescent glass of Claim 7,
The step of preparing the glass includes
A method for producing fluorescent glass, comprising a step of firing and pulverizing the glass.
請求項7または8に記載の蛍光ガラスの製造方法であって、
前記混合する工程は、前記粉砕する工程で得られたガラス粉末と前記蛍光体とを混合する工程とを有する蛍光ガラスの製造方法。
A method for producing a fluorescent glass according to claim 7 or 8,
The said mixing process is a manufacturing method of fluorescent glass which has the process of mixing the glass powder obtained by the said process to grind | pulverize, and the said fluorescent substance.
請求項7〜9のいずれか1項に記載の蛍光ガラスの製造方法であって、
前記焼結する工程で得られた蛍光体とガラスとの焼結体表面に、前記蛍光体と前記ガラスの粉末との混合粉末を少量付着させて高温で焼結させて母体の焼結体に一体化させ、また混合粉末を少量付着させて焼結させる工程を繰り返す過程を有することを特徴とする蛍光ガラスの製造方法。
It is a manufacturing method of fluorescent glass given in any 1 paragraph of Claims 7-9,
A small amount of the mixed powder of the phosphor and the glass powder is attached to the surface of the sintered body of the phosphor and glass obtained in the sintering step, and sintered at a high temperature to form a sintered body of the base. A method for producing fluorescent glass, characterized by having a process of repeating a process of integrating and sintering a mixed powder in a small amount.
請求項1〜6のいずれか1項に記載の蛍光ガラスを含む封止部材で、半導体発光素子を封止する封止部材を具備した半導体発光デバイスであって、
前記蛍光ガラスが前記半導体発光素子の光路上に配置された半導体発光デバイス。
A sealing member comprising the fluorescent glass according to any one of claims 1 to 6, wherein the semiconductor light emitting device comprises a sealing member for sealing a semiconductor light emitting element,
A semiconductor light emitting device in which the fluorescent glass is disposed on an optical path of the semiconductor light emitting element.
請求項11に記載の半導体発光デバイスであって、
前記蛍光ガラスが、比重が異なる部位を有し、前記半導体発光素子に近い部位の比重よりも前記半導体発光素子から遠い部位の比重の方が大きくなるように配置された半導体発光デバイス。
The semiconductor light-emitting device according to claim 11,
A semiconductor light emitting device in which the fluorescent glass has a part having a different specific gravity, and is arranged such that the specific gravity of a part far from the semiconductor light emitting element is larger than the specific gravity of a part close to the semiconductor light emitting element.
請求項11または12に記載の半導体発光デバイスであって、
前記蛍光ガラスが、気泡を含む半導体発光デバイス。
The semiconductor light-emitting device according to claim 11 or 12,
A semiconductor light emitting device in which the fluorescent glass contains bubbles.
請求項11〜13のいずれかに記載の半導体発光デバイスの製造方法であって、
ガラスと蛍光体または蛍光体前駆体とを混合する工程と、
前記混合する工程で得られた混合物を、半導体発光素子を覆うように配し、
前記混合物を半導体発光素子とともに焼結する工程とを含む半導体発光デバイスの製造方法。
A method for manufacturing a semiconductor light-emitting device according to claim 11,
Mixing glass with a phosphor or phosphor precursor;
The mixture obtained in the mixing step is arranged so as to cover the semiconductor light emitting device,
And a step of sintering the mixture together with a semiconductor light emitting element.
請求項14に記載の半導体発光デバイスの製造方法であって、
前記焼結する工程は、酸化性雰囲気中で加熱する工程を含む半導体発光デバイスの製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 14,
The sintering step is a method for manufacturing a semiconductor light emitting device, including a step of heating in an oxidizing atmosphere.
請求項11〜13のいずれかに記載の半導体発光デバイスの製造方法であって、
配線部を含む基台上に半導体発光素子を載置する工程と、
前記基台上に前記半導体発光素子を覆うように蛍光ガラスを配する工程と、
前記蛍光ガラスと前記基台とをシール部材を介して気密封止する工程とを含む半導体発光デバイスの製造方法。
A method for manufacturing a semiconductor light-emitting device according to claim 11,
Placing the semiconductor light emitting element on the base including the wiring portion;
Arranging fluorescent glass so as to cover the semiconductor light emitting element on the base;
The manufacturing method of the semiconductor light-emitting device including the process of airtightly sealing the said fluorescent glass and the said base via a sealing member.
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