荧光体分散玻璃的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及在玻璃中分散有作为发光材料的荧光体的荧光体分散玻璃。
【背景技术】
[0002] 以往，众所周知将发光二极管(LED)、激光二极管(LD)等作为光源，由该光源发出 的光经过荧光体而变换波长，来得到所期望的颜色、波长的光的发光装置(例如，专利文献1 ~4) 〇
[0003] 近年，针对将LED、LD用作光源的发光装置进行了各种开发。作为这样的发光装置 之一，例如进行了将LED用作光源来得到白色光的开发，实现了省电且高演色性的白色光 源。现在，对于市售的白色光源，将蓝色GaN系LED作为光源，使用将自该LED发出的蓝色光的 一部分变换为黄色的黄色荧光体，使光源的蓝色光与经过荧光体而变换成的黄色光混合、 成为近白色光。作为上述的荧光体，广泛地使用添加了铈的YAG氧化物荧光体。
[0004] 该现有的蓝色LED与添加了铈的YAG氧化物荧光体的组合中，青色（~500nm)、红色 (600nm)的成分少，因此能够得到色温高的白色光（日光色），但是不能得到色温低的白色光 (白炽灯色）。因此，通过添加多种荧光体以弥补不足的红色等波长成分，来实现高演色的白 色光源。
[0005] 近年来，作为高效率的红色荧光体已知氮化物荧光体，例如专利文献4中制作了用 Eu活化的CaAlSiN3荧光体粉末。制成上述的氮化物荧光体与树脂的混合物包覆在LED光源 上的结构时，能够得到发出接近于自然光的颜色的白色光源。
[0006] 将荧光体与LED光源、LD光源使用的情况下，通常使用环氧树脂、有机硅树脂或氟 素树脂等，制成上述的荧光体和树脂包覆于该光源上那样的结构封装。但是，有因 LED、LD的 放热或由LED、LD发出的紫外线、蓝色光使树脂劣化、变色、透光性降低等问题。另外，根据荧 光体不同而有因水分而损伤的情况，环境中的水分透过作为封装材料的树脂时，有荧光体 发生失活之类的问题。
[0007] 因此，比作为封装部件的树脂对热、光的耐久性高、水阻隔性高的玻璃受到关注。 例如，如专利文献5、6所示，使用在玻璃粉末中混合荧光体的粉末且使该混合物烧结而成的 烧结体（以下，有时记为"荧光体分散玻璃"）封装LED。专利文献5报告了将氧化物荧光体与 Sn0-P205-Zn0系玻璃的粉末混合并烧结而得到的白色光源;专利文献6报告了由具有650°C 以下的软化点、实质上不含有PbO的Si〇2-Ti〇2-Nb2〇5_R20(R为Li、Na、K)系玻璃制成的具备耐 候性的发光色变换材料。
[0008] 作为使用上述那样的玻璃粉末与荧光体粉末来封装LED的方法，例如在专利文献5 中公开了烧结玻璃粉末与荧光体粉末的混合物，形成荧光体分散玻璃，将该荧光体分散玻 璃载置于LED上后使其软化流动，由此封装LED的方法；以混合的粉末严密地包覆LED，此后 使粉末软化流动，由此同时进行LED的封装与荧光体分散玻璃的形成的方法。另外，专利文 献6中公开了将玻璃粉末、荧光体粉末、结合剂、溶剂等混炼形成糊剂，将该糊剂涂布于LED 上后进行烧成，同时进行荧光体分散玻璃与LED的封装的方法;使用与上述糊剂相同的材料 形成生坯，将该生坯在LED上层叠并热压接后进行烧成的方法。
[0009] 另外，专利文献7记载了硫化物荧光体、铝酸盐荧光体以及硅酸盐荧光体的耐湿性 差。该文献中在制造荧光体分散玻璃时不以使用水的溶胶凝胶法进行制造，而是通过混合/ 烧成玻璃粉末与荧光体粉末得到荧光体分散玻璃来解决在制造上述的荧光体分散玻璃时 荧光体因水分受损伤的问题。
[0010] 如上所述，使用在玻璃中分散有荧光体的荧光体分散玻璃，封装作为光源的LED、 LD，由此能够实现提高在基于以往的树脂封装中成为问题的对热、光、大气中的水分的耐久 性的发光装置，但是在实际上制造荧光体分散玻璃或封装该光源的情况下，必需使荧光体 粉末与玻璃粉末的混合物上升至玻璃化转变点以上的温度来进行烧结，存在因此时施加的 热而使荧光体失活的可能性。
[0011]报道了将氮化物荧光体在存在氧的环境下加热时，荧光体失活(非专利文献1)。非 专利文献1报道了Sr2-xSi5N8:Eu 2+焚光体在加热时若存在氧，则2价的Eu被氧化成3价。即，混 合氮化物荧光体与包含氧的玻璃进行烧结的情况下，氮化物荧光体的发光效率可能大幅地 降低。
[0012] 另外，专利文献8报告了使用氧氮化物荧光体、在900°C至1200°C的范围熔融来使 用的R2〇-R'〇-B 2〇3-Te02系荧光体分散玻璃。上述的R2〇-R'〇-B 2〇3-Te〇2系玻璃能够控制加热 时的与氧氮化物荧光体的反应。
[0013] 另外，除上述的氧氮化物荧光体之外，硫化物荧光体、卤化物荧光体、铝酸盐荧光 体等因烧成玻璃粉末与荧光体粉末时的热可能大幅地降低发光效率。例如，专利文献9报告 了使上述那样的耐热性低的荧光体粉末与软化点为600°C附近的Zn〇-B 2〇3-Si02系玻璃粉末 混合/烧结，抑制荧光体失活的荧光体分散玻璃。
[0014] 现有技术文献
[0015] 专利文献
[0016] 专利文献1:日本特开2009-277516号公报 [0017] 专利文献2:日本特开2012-155003号公报 [0018] 专利文献3:日本特开2003-258308号公报 [0019] 专利文献4:日本特许第5045432号公报 [0020] 专利文献5:日本特开2005-11933号公报 [0021] 专利文献6:日本特开2007-302858号公报 [0022] 专利文献7:日本特开2009-177131号公报 [0023] 专利文献8:日本特开2011-162398号公报 [0024] 专利文献9:日本特开2007-191702号公报 [0025]非专利文献
[0026] 非专利文献l:Yeh CW et al. "Origin of thermal degradation of Sr(2_x) Si5N8:Eu(x)phosphors in air for light-emitting diodes，〃J.Am.Chem.Soc·，134， 14108-14117(2012).
【发明内容】
[0027] 发明要解决的问题
[0028] 如前所述，作为封装LED、LD等光源的材料而使用荧光体分散玻璃的情况下，荧光 体粉末与玻璃粉末的烧结时、为了封装该光源而加热焚光体分散玻璃时，焚光体可能因热 而失活。尤其是，氮化物荧光体的情况下，荧光体中的稀土离子与玻璃的反应性高，因此容 易引起荧光体的失活，难以开发克服该问题的玻璃。
[0029] 另外，为了抑制如上所述地因热引起的荧光体的失活，极力地抑制在烧结时施加 的热，因此期望使用软化点低的玻璃，但另一方面，软化点低的玻璃的耐候性、尤其是耐湿 性降低，在化学上有时变得不稳定。耐湿性低的玻璃在长期的使用下因大气中的水分使玻 璃中包含的成分溶出、或析出盐使透光率降低，其结果，有发光效率降低这样的问题。
[0030] 例如，专利文献6公开了使用了 Si〇2-Ti〇2-Nb2〇5-R20系玻璃的具备耐候性的发光色 变换材料。该发光色变换材料因将Ti0 2和Nb2〇5作为必需成分而含有，从而对氧化物玻璃粉 末赋予耐候性、尤其是耐湿性。但是，记载了 Si02的含量变得少于20质量％时存在化学耐久 性恶化的倾向。另外，使用因烧结时的加热而与玻璃反应，容易发生发泡、变色等异常反应 的荧光体的情况下，通过减少Si0 2的含量或增加 R20、Zn0、B203的含量，由此降低软化点、降 低荧光体的烧成温度即可。
[0031] 如上所述地，可以得到通过使用将Ti〇2和Nb205作为必需成分的玻璃改善玻璃的耐 湿性、通过降低玻璃的软化点抑制了荧光体的失活的荧光体分散玻璃。但是，另一方面，对 进一步抑制了荧光体失活的玻璃的要求依然高。发明人等进行深入研究，结果可知虽为软 化点同等程度的玻璃，通过在成分中含有特定成分，也能够进一步抑制荧光体失活。
[0032] 因此，本发明目的在于得到耐湿性优异、提高了抑制荧光体失活的效果的荧光体 分散玻璃。
[0033] 用于解决问题的方案
[0034] 本发明涉及一种荧光体分散玻璃，其为玻璃内分散有荧光体的荧光体分散玻璃， 其特征在于，该玻璃以质量％计包含1~20%的Si0 2、10~40%的B2〇3、l~45%的ZnO、总计1 ~50%的R0(选自由Mg0、Ca0、Sr0以及BaO组成的组中的至少1种）、总计0~20%的R 20(选自 由Li20、Na20以及K20组成的组中的至少1种）、总计0.1~30%的选自由Nb 2〇5、Ti02以及La2〇3 组成的组中的至少1种、总计0.1~15 %的选自由氧化锑和氧化锡组成的组中的至少1种。
[0035] 氧化物玻璃粉末与氧化物荧光体混合进行烧结的情况下，如前述以往的技术那样 报道了若降低玻璃的软化点等、抑制对荧光体施加的热则能够抑制荧光体失活。另一方面， 本发明发现:即便软化点为同等程度，通过在玻璃中含有氧化锑，也使抑制烧结时的氧化物 焚光体失活的效果提尚。
[0036] 另外，氮化物荧光体、硫化物荧光体与氧化物玻璃粉末混合烧结时，该氧化物玻璃 中包含的氧与荧光体中的成分反应，导致容易发生荧光体的失活。本发明发现:即便软化点 是同等程度，通过在玻璃中含有氧化锡，也使抑制烧结时的荧光体失活的效果提高。
[0037] 另外，氧化锑有使氮化物荧光体等容易失活的荧光体失活的倾向。另一方面，氧化 锡虽无助于抑制氧化物荧光体的失活，但抑制氮化物荧光体等的失活效果高。因此，虽然通 常避免氮化物荧光体、硫化物荧光体与氧化锑共存，但根据本发明人等的研究，发现若在 0.1~15%的范围内，则即便为使氧化锑与氧化锡共存的玻璃，也能够抑制氮化物荧光体的 失活。
[0038] 本说明书中的"失活"是指通过玻璃粉末与荧光