CN104471729A - 复合波长转换粉体、含有复合波长转换粉体的树脂组合物及发光装置 - Google Patents

复合波长转换粉体、含有复合波长转换粉体的树脂组合物及发光装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种光利用效率及材料本身的利用效率高且能够兼具高效发光及高可靠性的复合波长转换粉体以及含有复合波长转换粉体的树脂组合物。这种复合波长转换粉体通过在含有氟化镁微粒或氟化钙微粒的基质粒子中分散折射率为1.6以上的荧光体粒子而形成。另外，本发明提供一种发光装置，所述发光装置能够提高由通过发光元件发射的1次发射光被激发的荧光体粒子产生的光的利用效率，能够通过增加从荧光体粒子产生的2次发射光的量从而提高发光的光输出，还能够抑制发射到装置外部的光的颜色不均、颜色变化的产生。这种发光装置(1)具备：基板(2)；发光元件(3)，其搭载于基板(2)的表面；以及透光性构件(4)，其覆盖发光元件(3)，其中，该透光性构件(4)含有复合波长转换粒子(12)，所述复合波长转换粒子包含平均粒径为500nm以下的荧光体粒子、以及对可见光透明的平均粒径为500nm以下的无机粒子。

Description

复合波长转换粉体、含有复合波长转换粉体的树脂组合物及发光装置
技术领域
本发明涉及一种复合波长转换粉体及含有复合波长转换粉体的树脂组合物，更详细而言，涉及一种适合用于各种显示装置、照明装置、太阳能发电装置、光子器件、光放大器等各种光学装置中并且能够兼具高效发光与高可靠性的复合波长转换粉体及含有复合波长转换粉体的树脂组合物。
另外，本发明涉及一种发光装置，更详细而言，涉及一种能够兼具高效发光及高可靠性、并且能够以高输出获得颜色不均少的均匀的发光、例如白光等的发光装置。
本申请要求基于2012年9月21日在日本申请的日本专利申请第2012-208651号、及2013年1月30日在日本申请的日本专利申请第2013-015563号的优先权，在此援引其内容。
背景技术
荧光体被用于各种显示装置、照明装置、太阳能发电装置、光子器件、光放大器等各种光学装置中。尤其是，白色发光元件(白色LED元件)、太阳能电池等光伏装置的波长转换膜等中使用的荧光体需要通过近紫外线或可见光中的蓝光等能量较低的电子射线激发来使其高效发光(荧光)。另外，对于白色发光元件或太阳能光伏装置而言，当然需要荧光体的长期稳定性优良(在长时间内劣化少)，并且需要即使在高温、高湿环境下发光效率的降低也小的波长转换材料。尤其是，在使用通过用近紫外线或可见光激发来发射可见光或红外线的波长转换材料的光学器件中，需要兼顾发光的高效化、高可靠性及优良的耐久性。
作为用近紫外线或蓝光激发且高效地发出可见光的荧光体材料，通常使用钇铝石榴石(YAG)等具有石榴石结构的YAG类荧光体。作为YAG类荧光体的一例的(Y,Tb,Gd)3Al5O12：Ce3+在室温下获得约90％的量子效率。作为其它荧光体材料，开发并提出了硅酸盐、硼酸盐、磷酸盐等荧光体粉体，但是从耐湿性、耐热性的观点来看劣于YAG类荧光体。另外，作为发光效率、耐久性与YAG类荧光体同等水平的荧光体，提出了氮化物、氧氮化物类荧光体。
这些荧光体通常通过将粉体状的荧光体分散在环氧树脂、聚硅氧烷树脂等有机粘结剂、或玻璃、二氧化硅类无机粘结剂中而用作波长转换构件。
这种高效且高可靠性的荧光体粒子的折射率为约1.63～约2.0，另一方面，有机粘结剂、无机粘结剂的折射率小于1.6。因此，由于荧光体粒子与粘结剂的折射率差而发生散射。例如，在使激发光从波长转换构件的后方入射并使发射光向该波长转换构件的前方射出的光学元件中，需要减少由反向散射导致的光利用效率的损失。因此，将荧光体的粒径设为约10μm。
然而，粒径为约10μm大小的荧光体粒子的情况下，只在粒子的表层部进行激发光的吸收和发射光的射出，而粒子内部几乎不发挥荧光体的功能，浪费材料。
因此，为了提高由荧光体粒子的散射引起的光利用效率，提出了通过用多孔状的覆盖层覆盖荧光体粒子表面来抑制在荧光体粒子表面的散射(专利文献1)。
另外，提出了尝试通过在粘结剂中分散粒径小于激发光、发射光的波长的荧光体粒子而减少由光散射导致的光利用效率的损失。例如，提出了将发光中心用稀土金属负载于沸石单晶的发光材料(专利文献2)、在球形二氧化硅基质中分散有氧化物荧光体纳米粒子的球形无机荧光体(专利文献3)等。
此外，提出了尝试通过减小YAG类荧光体的粒径来抑制光散射性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2011-503266号公报
专利文献2：日本特开2003-246981号公报
专利文献3：日本特开2010-155958号公报
专利文献4：日本特开平10-247750号公报
发明内容
发明所要解决的问题
然而，对于专利文献1中记载的用多孔状的覆盖层覆盖荧光体粒子的表面而言，荧光体粒子本身的折射率并没有改善，因此存在以下问题，虽然抑制了在荧光体粒子表面的散射，但是对于抑制散射几乎没有效果。
另外，对于专利文献2、3中记载的在粘结剂中分散粒径小于激发光、发射光的波长的纳米荧光体而言，虽然由散射导致的光利用效率的损失减少，但是存在由表面缺陷导致的纳米荧光体本身的发光效率大幅降低的缺点，此外，存在容易受到湿度很大影响等可靠性方面的问题，作为波长转换材料的性能不充分。
此外，对于通过减小YAG类荧光体的粒径而抑制光散射性而言，由于粒径减小，由此受到粒子表面的晶体无序程度的很大影响，因此发光效率低至约21％～约56％，对于实用而言不充分。
本发明鉴于上述情况而作出，其目的在于提供一种光利用效率及材料本身的利用效率高、并且能够兼具高效发光及高可靠性的复合波长转换粉体及含有复合波长转换粉体的树脂组合物。
另外，以往，使用LED(Light Emitting Diode(发光二极管))等发光元件的发光装置被用作各种光源。
LED又称为发光二极管，小型且功率效率高，并且发出鲜艳颜色的光。另外，LED为半导体元件，因此与使用球管(管球)的光源相比寿命长，不用担心烧坏等。此外，LED为具有初期驱动特性优良且耐振动、耐反复开灯关灯的特征的半导体发光元件。
作为使用LED等半导体发光元件的发光装置，提出利用含有荧光物质的覆盖部覆盖半导体发光元件的结构并供实际使用(例如，参见专利文献4等)。
作为这种发光装置的结构，已知面朝上(face up)型和倒装(flip-chip)型。
面朝上型发光装置为利用来自形成发光元件一侧的面的发射光的发光装置，并且构成为：在基板表面搭载有发光元件，用透光性构件覆盖该发光元件，所述透光性构件含有通过该发光元件的光被激发而生成荧光的荧光体粒子。
倒装型发光装置为利用来自与形成发光元件的一侧相反侧的背面的发射光的发光装置，并且构成为：在基板表面搭载有发光元件，用透光性构件覆盖该基板的背面，所述透光性构件含有通过发光元件的光被激发而生成荧光的荧光体粒子，由此，使用荧光体粒子转换来自发光元件的1次发射光的波长，以提取所期望的波长谱。
作为用于这种发光装置的透光性构件，使用在对从紫外线区域到可见光区域的光的透射率高的聚硅氧烷树脂、环氧树脂、脲醛树脂等透明树脂、低熔点玻璃、溶胶-凝胶玻璃等透明玻璃等的透明构件中分散有荧光体的构件。
在这种发光装置中，通过从外部电路向发光装置供给驱动电流而使发光元件发光，从该发光元件产生的1次发射光即紫外线或蓝光入射到含有荧光体粒子的透光性构件后，在该透光性构件内反复进行几次吸收与散射，然后向外部发出。另一方面，被荧光体粒子吸收的紫外线或蓝光作为激发光源起作用，产生波长比1次发射光更长的荧光。由此，通过利用发光元件发出的1次发射光激发发射出波长比1次发射光更长的2次发射光(可见光)的荧光体粒子，从而发出具有所期望的波长谱的可见光。例如，当1次发射光与由荧光体粒子产生的2次发射光、或各种光谱的2次发射光相互混合时，能够发出白光。
然而，在以往的发光装置中，存在荧光体粒子对于用于使透光性构件中所含的荧光体粒子激发所需的发光元件的1次发射光的利用效率低的问题。其理由在于，从发光元件发射的1次发射光在荧光体粒子的表面反射、散射，反复进行在荧光体粒子表面的反射、散射的同时，其一部分由于反向散射而被发光元件内部吸收。
另外，当透光性构件中含有多种荧光体粒子时，存在如下问题：由于多种荧光体粒子的粒度分布的不均或透光性构件内的多种荧光体粒子各自的浓度分布的不均，导致1次发射光的反射程度、散射程度分别出现偏差，从而难以得到颜色不均、颜色变化少且向外部发射具有所期望的波长谱的光的发光装置。
本发明鉴于上述情况而作出，其目的在于提供一种能够提高由通过发光元件发射的1次发射光被激发的荧光体粒子产生的光的利用效率，能够通过增加由荧光体粒子产生的2次发射光量来提高发光的光输出，而且能够抑制发射到装置外部的光的颜色不均、颜色变化的产生的发光装置。
用于解决问题的手段
本发明人等为了解决上述问题进行了深入研究，结果发现，如果在含有氟化镁微粒或氟化钙微粒的基质粒子中分散折射率为1.6以上的荧光体粒子，则光利用效率及材料本身的利用效率高，并且能够兼具高效发光及高可靠性，从而完成本发明。
即，本发明的复合波长转换粉体通过在含有氟化镁微粒或氟化钙微粒的基质粒子中分散折射率为1.6以上的荧光体粒子而形成。
所述荧光体粒子优选包含通过紫外线或可见光被激发而发出可见光或红外线的荧光体。
优选所述氟化镁微粒或氟化钙微粒的平均粒径以及所述荧光体粒子的平均粒径均为500nm以下。
相对于所述基质粒子总质量的所述荧光体粒子的质量百分率优选为20质量％以上且70质量％以下。
所述荧光体粒子优选包含石榴石结构的荧光体。
本发明的含有复合波长转换粉体的树脂组合物通过在树脂中分散本发明的复合波长转换粉体而形成。
另外，本发明人等为了解决上述问题进行了深入研究，结果发现，如果使覆盖搭载于基板的一个主面上的发光元件或基板的另一个主面中的任意一方的透光性构件含有包含平均粒径为500nm以下的荧光体粒子和对紫外线和可见光透明的平均粒径为500nm以下的无机粒子的复合波长转换粒子，则能够提高由通过发光元件发射的1次发射光被激发的荧光体粒子产生的光的利用效率，能够通过增加由荧光体粒子产生的2次发射光量来提高发光的光输出，而且能够抑制发射到装置外部的光的颜色不均、颜色变化的产生，从而完成了本发明。
即，本发明的发光装置具备：基板；发光元件，其搭载于该基板的一个主面上；以及透光性构件，其覆盖所述发光元件和所述基板的另一个主面中的任意一方，该透光性构件含有包含平均粒径为500nm以下的荧光体粒子、以及对紫外线和可见光透明的平均粒径为500nm以下的无机粒子的复合波长转换粒子。
所述透光性构件优选为在树脂中分散所述复合波长转换粒子而形成的含有复合波长转换粒子的树脂组合物。
所述复合波长转换粒子或含有所述复合波长转换粒子的树脂组合物的平均粒径优选为0.5μm以上且30μm以下。
所述无机粒子的折射率优选为1.38以上且1.45以下。
所述无机粒子优选含有选自氟化镁、氟化钙和氟化锶的组中的1种或2种以上。
所述荧光体粒子优选包含石榴石结构的荧光体。
所述透光性构件优选含有折射率为1.42以上且1.55以下的聚硅氧烷树脂。
发明效果
根据本发明的复合波长转换粉体，在含有氟化镁微粒或氟化钙微粒的基质粒子中分散折射率为1.6以上的荧光体粒子，因此能够提高光利用效率及材料本身的利用效率，从而能够高效发光。并且，该高效发光长时间内稳定，因此能够提高可靠性。由此，能够兼具高效发光及高可靠性。
根据本发明的含有复合波长转换粉体的树脂组合物，在树脂中分散本发明的复合波长转换粉体，因此光利用效率及材料本身的利用效率高，并且能够兼具高效发光及高可靠性。
另外，根据本发明的发光装置，覆盖发光元件和基板的另一个主面中的任意一方的透光性构件含有包含平均粒径为500nm以下的荧光体粒子以及对紫外线和可见光透明的平均粒径为500nm以下的无机粒子的复合波长转换粒子，因此能够降低从发光元件发射的光中的、在透光性构件内的复合波长转换粒子的界面处反射、散射的光量，并且能够使更多的1次发射光入射到复合波长转换粒子内部。另外，同样地，对于从复合波长转换粒子发射的2次发射光，也能够降低由透光性构件内的复合波长转换粒子引起的反射、散射。由此，能够提高由通过发光元件发射的1次发射光被激发的荧光体粒子产生的光的利用效率，并且能够通过增加由荧光体粒子产生的2次发射光量来提高发光的光输出。
另外，透光性构件含有复合波长转换粒子，所述复合波长转换粒子包含平均粒径为500nm以下的荧光体粒子以及对紫外线和可见光透明的平均粒径为500nm以下的无机粒子，因此能够使该复合波长转换粒子均匀分散在透光性构件中。由此能够减小透光性构件中的荧光体粒子及无机粒子的浓度分布及粒径的影响，能够抑制发射到外部的光的颜色不均、颜色变化的产生。
附图说明
图1是表示氟化镁-氟化钙的状态图的图。
图2是表示本发明的实施例1的复合波长转换粉体的扫描式电子显微镜(SEM)图像。
图3是表示本发明的实施例1的波长转换膜的发光光谱的图。
图4是表示本发明的第2实施方式的面朝上型发光装置的剖视图。
图5是表示本发明的第2实施方式的复合波长转换粒子的剖视图。
图6是表示本发明的第2实施方式的复合波长转换粒子的一例的扫描式电子显微镜图像。
图7是表示本发明的第2实施方式的复合波长转换粒子的一例的扫描式电子显微镜图像。
图8是表示本发明的第3实施方式的倒装型发光装置的剖视图。
具体实施方式
[第1实施方式]
对用于实施本发明的复合波长转换粉体及含有复合波长转换粉体的树脂组合物的方式进行说明。
另外，以下实施方式是为了更好地理解发明的主旨而进行具体说明，如果没有特别说明，并不限定本发明。
[复合波长转换粉体]
本实施方式的复合波长转换粉体为在含有氟化镁微粒或氟化钙微粒的基质粒子中分散折射率为1.6以上的荧光体粒子而形成的粉体。
此处，作为构成上述基质粒子的材料，使用氟化镁微粒(折射率：1.38)或氟化钙微粒(折射率：1.43)的理由在于，折射率低，并且耐热性及耐化学品性等耐久性优良。
这些氟化镁微粒或氟化钙微粒可以与氟化锶(折射率：1.44)或非晶质二氧化硅(折射率：1.45)并用。另外，也可以用氟化锶微粒(折射率：1.44)代替氟化镁微粒或氟化钙微粒。
在该复合波长转换粉体中，通过在含有氟化镁微粒或氟化钙微粒的基质粒子中分散折射率为1.6以上的荧光体粒子，能够将粉体整体的折射率控制到所期望的折射率，例如1.6以下。
通过改变构成基质粒子的氟化镁微粒或氟化钙微粒与荧光体粒子的比率，即，氟化镁微粒或氟化钙微粒的质量与荧光体粒子的质量的比率，能够控制该复合波长转换粉体的折射率。
另外，尽管根据所含有的荧光体粒子的折射率、量而有所不同，但例如为了使粉体整体的折射率为1.6以下，优选基质粒子的折射率为1.45以下，这是因为能够使得含有更多的荧光体粒子。
该氟化镁微粒或氟化钙微粒的平均粒径优选为500nm以下，更优选为300nm以下，或者为激发波长的长度以下。
在此，平均粒径超过500nm时，由于氟化镁微粒或氟化钙微粒与荧光体粒子的折射率差而产生米氏(Mei)散射，并且激发光的利用效率降低，因此不优选。
该氟化镁微粒或氟化钙微粒可以使用公知的方法制备。例如可以通过混合氟化铵水溶液与氯化镁水溶液或氯化钙水溶液而生成胶体状的氟化镁微粒或氟化钙微粒。因此，可以使用简单的装置简单地制备氟化镁微粒或氟化钙微粒。
作为上述荧光体粒子，其为含有通过300nm～400nm波段的紫外线、或400nm～500nm波段的可见光被激发而发出350nm～400nm波段的紫外线、400～700nm波段的可见光、或超过700nm波段的红外线的荧光体的粒子。
作为这种荧光体粒子，有在氧化物、卤化物、磷酸盐、钒酸盐、钨酸盐、钼酸盐、硫化物等母材中掺杂稀土离子或过渡金属粒子等发光离子而得到的荧光体粒子、包含稀土金属氧化物的荧光体粒子、稀土金属复合化合物的荧光体粒子等。
此处，作为母材的物质可以举出，例如：
(1)由通式R2O3(其中，R为选自Y、La、Gd、Sc和Lu的组中的1种或2种以上)表示的简单氧化物。
(2)由通式(R1)(R2)2O4(其中，R1为碱土金属元素，R2为选自Y、La、Gd、Sc和Lu的组中的1种或2种以上)表示的复合氧化物。
(3)由通式RO2(其中，R为选自Ti、Sn、Ce和Zr的组中的1种或2种以上)表示的简单氧化物。
(4)由通式R2O5(其中，R为选自Ta、Nb和V的组中的1种或2种以上)表示的简单氧化物。
另外，作为硅酸盐类氧化物可以举出，
(5)由通式RSi2O5(其中，R为选自Y、Gd和Lu的组中的1种或2种以上)表示的硅酸盐类复合氧化物，
(6)由通式R2SiO4(其中，R为选自Zn、Mg、Ca、Sr、Mn、Ba和稀土元素的组中的1种或2种以上)表示的硅酸盐类复合氧化物。
(7)由CaMgSi3O6表示的硅酸盐类复合氧化物。
(8)由通式(R1R2)ZrSi3O9(其中，R1和R2为选自Zn、Mg、Ca、Sr、Ba和稀土元素的组中的1种或2种以上)表示的硅酸盐类复合氧化物。
另外，作为其它复合氧化物可以举出，
(9)由通式A3B5O12(其中，A为3价金属元素，B为3价金属元素)或通式C3D2E5O12(其中，C为2价金属元素，D为3价金属元素，E为4价金属元素)表示且与天然矿物石榴石(Garnet)所具有的晶体结构相同的石榴石结构的复合氧化物。
作为上述A～E的各元素，优选例如，A为Y、Sc、Bi等3价金属元素或稀土金属元素，B为Al、Ga、Sc等3价金属元素，C为碱土金属或2价过渡金属元素，D为Y、Sc等3价过渡金属元素或稀土金属元素，E为Si、Ge等4价元素。
(10)由通式RAl2O4(其中，R为选自Zn、Mg、Ca、Sr和Ba的组中的1种或2种以上)表示的铝酸盐类复合氧化物。
此外，作为其它复合氧化物可以举出，
(11)由通式YRO4(其中，R为选自Ta、Nb和V的组中的1种或2种以上)表示的复合氧化物。
(12)由通式RVO3(其中，R为选自Cs和Rb的组中的1种或2种)表示的复合氧化物。
此处，碱土金属元素为周期表第2族元素Ca、Sr、Ba、Ra这4种元素，优选将选自上述4种元素的组中的1种或2种以上作为主要成分。
另外，稀土元素为镧系La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu这15种元素，优选将选自上述15种元素的组中的1种或2种作为主要成分。
在这些荧光体粒子中，优选石榴石结构的荧光体，例如，添加有Ce的钇铝石榴石(YAG：Ce)、添加有Ce的铽铝石榴石(TAG：Ce)、添加有Ce的钙钪硅酸盐石榴石(Ca3Sc2Si3O12：Ce)等。
这种荧光体粒子可以通过通常的固相法、溶胶-凝胶法、共沉淀法、均匀沉淀法、溶剂热法、燃烧法、络合物聚合法等合成。
这种荧光体粒子的平均粒径优选为500nm以下，更优选为20nm以上且300nm以下。
此处，将荧光体粒子的平均粒径设为上述范围的理由在于，由于该荧光体粒子的折射率在1.6～2.0的范围内，因此荧光体粒子的平均粒径超过500nm时，由于与基质的折射率差而产生米氏(Mei)散射，结果，由荧光体粒子产生的激发光的反向散射变大，从而在树脂中分散该荧光体粒子而形成树脂组合物时的发光效率降低，因此不优选。另外，荧光体粒子的平均粒径小于20nm时，荧光体粒子的光吸收效率降低，因此不优选。
基于上述理由，荧光体粒子的平均粒径的更优选的范围为20nm以上且300nm以下。
本实施方式的复合波长转换粉体以上述荧光体粒子分散于由折射率低于该荧光体粒子的粒子构成的基质中的状态存在。
即，本实施方式的复合波长转换粉体为上述荧光体粒子和由折射率低于该荧光体粒子的粒子构成的基质的复合结构。
在该复合波长转换粉体中，上述荧光体粒子为保持在构成基质的致密的氟化镁微粒或氟化钙微粒之间的结构，因此除了存在于该复合波长转换粉体表面的荧光体粒子之外，能够形成大部分荧光体粒子与外部气氛(空气、水蒸气等)不接触的状态。
此外，由于上述荧光体粒子与构成基质的致密的氟化镁微粒或氟化钙微粒的热膨胀率不同，在对荧光体粒子施加大的压缩应力的状态下保持在基质中，因此，即使荧光体粒子的尺寸为纳米粒子，也能够具有高发光特性。
在此，“致密”是指相对于氟化镁或氟化钙的理论密度(真密度)孔隙率为20％以下，优选为15％以下的粒子状态。
该复合波长转换粉体由于通常与树脂混合使用，因此优选其形状为球状。
该复合波长转换粉体中的荧光体粒子的含有率优选为相对于该复合波长转换粉体的总质量为20质量％以上且70质量％以下，更优选为20质量％以上且60质量％以下。
在此，荧光体粒子的含有率低于20质量％时，荧光体粒子的量过少，波长转换性能弱，不实用。另一方面，超过70质量％时，在复合波长转换粉体表面露出的荧光体粒子的数量增加，导致该露出的荧光体粒子受外部气氛影响而耐久性、特性降低，因此不优选。
该复合波长转换粉体的平均粒径没有特别限定，但在与各种树脂构成复合物时，从复合物制备的容易性的观点来看，优选在1μm以上且50μm以下的范围内。
该复合波长转换粉体可通过如下方法得到：将平均粒径500nm以下的氟化镁微粒或氟化钙微粒与上述荧光体粒子的前体混合，使该前体均匀地分散于氟化镁微粒或氟化钙微粒之间，在生成荧光体粒子且结晶化温度以上的温度范围内对所得到的混合物进行热处理，在氟化镁微粒或氟化钙微粒之间生成荧光体粒子，接着，如图1所示，在低于氟化镁微粒或氟化钙微粒的熔点的温度下，进行热处理或热还原处理。
另外，当热处理温度或热还原处理温度在氟化镁或氟化钙的熔点以上时，荧光体粒子、氟化镁微粒或氟化钙微粒会一起晶粒成长而变粗大，因此不优选。
在本实施方式的复合波长转换粉体中，通过形成在含有致密且化学稳定性、热稳定性高的低折射率的氟化镁微粒(n＝1.38)或氟化钙微粒(n＝1.43)的基质粒子中分散折射率为1.6以上且平均粒径为激发、发射波长程度以下的荧光体粒子的复合粒子结构，根据有效介质理论，这种复合波长转换粉体的折射率为由氟化镁微粒或氟化钙微粒与荧光体粒子的体积分数表示的折射率，因此，将该复合波长转换粉体分散于粘结剂中时，能够缩小该复合波长转换粉体与粘结剂的折射率差，并且能够提高光的利用效率。
另外，由于荧光体粒子的利用效率达到最大，而且荧光体粒子在分散于致密的基质中的状态下被嵌入，因此能够确保高可靠性。
[含有复合波长转换粉体的树脂组合物]
本实施方式的含有复合波长转换粉体的树脂组合物为在树脂中分散本实施方式的复合波长转换粉体而形成的树脂组合物。
该树脂组合物中，为了缩小上述复合波长转换粉体与树脂的折射率差从而抑制反向散射并提高光利用效率，优选将上述复合波长转换粉体的折射率设为1.6以下。
作为上述树脂，只要是对目标光的波段具有透明性的树脂即可，优选使用热塑性树脂，热固性树脂，通过可见光、紫外线、红外线等固化的光(电磁波)固化性树脂，通过电子射线照射而固化的电子射线固化性树脂等固化性树脂。
作为这种树脂，可以举出例如，环氧树脂、聚硅氧烷树脂、丙烯酸类树脂、聚酯树脂、含氟树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂、尼龙树脂、聚缩醛树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚酰亚胺树脂、液晶聚合物、聚醚砜树脂、聚砜树脂、聚碳酸酯树脂、缩丁醛树脂等。尤其是，聚硅氧烷树脂的耐热性及耐光性优良，而且与上述复合波长转换粉体的亲和性高，因此优选。
作为这种聚硅氧烷树脂，可以举出例如，二甲基聚硅氧烷树脂、甲基苯基聚硅氧烷树脂、含乙烯基聚硅氧烷树脂、含氨基聚硅氧烷树脂、含甲基丙烯酰基聚硅氧烷树脂、含羧基聚硅氧烷树脂、含环氧基聚硅氧烷树脂、含甲醇基聚硅氧烷树脂、含苯基聚硅氧烷树脂、有机氢聚硅氧烷树脂、脂环族环氧基改性聚硅氧烷树脂、含多环烃聚硅氧烷树脂等、含芳香烃聚硅氧烷树脂、苯基倍半硅氧烷树脂等。
该些树脂通常单独使用，但是根据用途可以将2种以上树脂组合使用。
如以上所说明的，根据本实施方式的复合波长转换粉体，由于在含有氟化镁微粒或氟化钙微粒的基质粒子中分散折射率为1.6以上的荧光体粒子，因此能够提高光利用效率及材料本身的利用效率，因此，能够高效发光。并且，该高效发光长期稳定，因此能够提高可靠性。由此，能够兼具高效发光及高可靠性。
根据本实施方式的含有复合波长转换粉体的树脂组合物，在树脂中分散有本实施方式的复合波长转换粉体，因此光利用效率及材料本身的利用效率高，并且能够兼具高效发光及高可靠性。
实施例
以下，根据实施例和比较例对本发明进行具体说明，但本发明并不限定于这些实施例。
[实施例1](氟化镁胶体的制备)
将氯化镁六水合物(MgCl2·6H2O)406.6g溶解于纯水2000g(室温：25℃)中，从而制备氯化镁水溶液。接着，在该溶液中一边添加将氟化铵(NH4F)148.2g溶解于纯水2000g(室温：25℃)而得到的氟化铵水溶液一边搅拌，从而生成氟化镁粒子。
接着，对含有该氟化镁粒子的溶液进行超滤清洗，除去该溶液中的杂质离子，然后进行浓缩，从而制备含有2质量％氟化镁(MgF2)粒子的氟化镁胶体。
该氟化镁胶体的分散粒径为30nm，氟化镁(MgF2)粒子的晶体粒径为8nm。
(石榴石结构的荧光体前体溶液的制备)
制备稀土铝酸盐类荧光体前体溶液作为荧光体粒子的前体。
在此，选择YAG：Ce荧光体作为石榴石结构的荧光体，制备Al、Y、Ce的乙醛酸水溶液(乙醛酸络合物水溶液)作为该YAG：Ce荧光体的前体。另外，在该YAG：Ce荧光体的前体中，相对于Y离子，发光离子Ce离子的浓度为8摩尔％。
首先，将碳酸氢铵(NH4HCO3)72.03g溶解于纯水1000g中，从而制备碳酸氢铵水溶液。
接着，将硝酸铝九水合物(Al(NO3)3·9H2O：分子量375.13)61.91g、硝酸钇六水合物(Y(NO3)3·6H2O：分子量383.01)34.89g、以及硝酸铈六水合物(Ce(NO3)3·6H2O：分子量434.23)3.44g溶解于纯水1000g(室温：25℃)中，从而制备硝酸盐水溶液。
接着，在上述碳酸氢铵水溶液中添加上述硝酸盐水溶液，从而制备Al、Y、Ce的羟基碳酸盐沉淀物，利用超滤装置清洗该沉淀物而除去杂质离子，然后，利用真空过滤装置进行固液分离，将得到的滤饼在120℃下干燥处理24小时，从而得到Al、Y、Ce的羟基碳酸盐的干燥粉体。接着，将该干燥粉体33.9g(换算成YAG：Ce为20g)添加于含有58.6g乙醛酸的乙醛酸水溶液466.1g中，然后，在室温(25℃)下搅拌24小时，从而制备Al、Y、Ce的乙醛酸水溶液。
(复合波长转换粉体的制备)
将上述氟化镁胶体200g投入到Al、Y、Ce的乙醛酸水溶液150g中，搅拌混合，使用二流体喷嘴方式的喷雾干燥器进行干燥后，对所得到的粉体在大气气氛中在550℃下进行2小时热处理。
然后，在5％氢气～95％氮气气氛中，在1200℃进行5小时热处理，从而制备实施例1的复合波长转换粉体。使用扫描式电子显微镜(SEM)对该粉体进行粒径观察发现分布于1μm～8μm的范围内。该复合波长转换粉体的扫描式电子显微镜(SEM)图像示于图2。
(含有复合波长转换粉体的树脂组合物的制备及评价)
称量上述复合波长转换粉体和聚硅氧烷树脂SCR-1011(双组分型：信越化学工业株式会社制)使得上述复合波长转换粉体与聚硅氧烷树脂的质量比为30:70，然后用玛瑙研钵混炼。
接着，利用涂布器将该混炼物涂布于透明玻璃基板上，然后在130℃加热60分钟使其固化，从而在该透明玻璃基板上形成厚度为100μm的发光强度测定用的实施例1的波长转换膜。
另一方面，作为比较用的发光强度测定用波长转换膜，使用市售的YAG：Ce荧光体P46-Y3(化成オプト株式会社制(原公司名))，除此以外与实施例1的波长转换膜相同，在透明玻璃基板上形成厚度为100μm的发光强度测定用的比较用波长转换膜。
接着，使用量子效率测定系统QE2100(大塚电子株式会社制)，利用透射法测定实施例1和比较用的各波长转换膜的发光光谱的量子效率。在此，从波长转换膜的后方(玻璃基板侧)入射激发光，通过积分球聚集波长转换膜前方的发光光谱，测定对于460nm激发光的560nm发光光谱的量子效率。实施例1的波长转换膜的朝向前方的发光量子效率的值为0.53。在比较用波长转换膜中，发光量子效率为0，未确认到波长转换膜的朝向前方的发光。将实施例1的波长转换膜的发光光谱示于图3。
[实施例2](氟化钙胶体的制备)
将氯化钙二水合物(CaCl2·2H2O)376.6g溶解于纯水9624g(室温：25℃)中，从而制备氯化钙水溶液。接着，在该溶液中一边添加将氟化铵(NH4F)190g溶解于纯水9810g(室温：25℃)中而得到的氟化铵水溶液一边搅拌，从而生成氟化钙粒子。
接着，对含该氟化钙粒子的溶液进行超滤清洗，除去该溶液中的杂质离子，然后进行浓缩，从而制备含有2质量％氟化钙(CaF2)粒子的氟化钙胶体。
该氟化钙胶体的分散粒径为80nm，氟化钙(CaF2)粒子的晶体粒径为20nm。
]
(石榴石结构的荧光体前体溶液的制备)
按照实施例1，制备Al、Y、Ce的乙醛酸水溶液作为荧光体粒子的前体。
(复合波长转换粉体的制备)
将上述氟化钙胶体200g投入到Al、Y、Ce的乙醛酸水溶液42.9g中，搅拌混合，利用二流体喷嘴方式的喷雾干燥器进行干燥，然后对所得到的粉体在大气气氛中在600℃下进行2小时热处理。
然后，在5％氢气～95％氮气气氛中，在1300℃进行5小时热处理，从而制备实施例2的复合波长转换粉体。使用扫描式电子显微镜(SEM)对该粉体进行粒径观察发现分布于1μm～8μm的范围内。
(含有复合波长转换粉体的树脂组合物的制备及评价)
使用实施例2的复合波长转换粉体，按照实施例1形成了实施例2的发光强度测定用波长转换膜。
并且，按照实施例1测定了实施例2的波长转换膜的发光光谱。
测定结果为，实施例2的波长转换膜的朝向前方的发光量子效率的值为0.57。
[实施例3](复合波长转换粉体的制备)
将按照实施例2制备的氟化钙胶体200g投入到按照实施例2制备的Al、Y、Ce的乙醛酸水溶液66.7g中，搅拌混合，使用二流体喷嘴方式的喷雾干燥器进行干燥，然后对所得到的粉体在大气气氛中在600℃下进行2小时热处理。
然后，在5％氢气～95％氮气气氛中，在1300℃进行5小时热处理，制备实施例3的复合波长转换粉体。使用扫描式电子显微镜(SEM)对该粉体进行粒径观察发现分布于1μm～8μm的范围内。
(含有复合波长转换粉体的树脂组合物的制备及评价)
使用实施例3的复合波长转换粉体，按照实施例1形成了实施例3的发光强度测定用波长转换膜。
并且，按照实施例1测定了实施例3的波长转换膜的发光光谱。
测定结果为，实施例3的波长转换膜的朝向前方的发光量子效率的值为0.49。
[实施例4](复合波长转换粉体的制备)
将按照实施例2制备的氟化钙胶体200g投入到按照实施例2制备的Al、Y、Ce的乙醛酸水溶液100g中，搅拌混合，使用二流体喷嘴方式的喷雾干燥器进行干燥，然后对所得到的粉体在大气气氛中在600℃下进行2小时热处理。
然后，在5％氢气～95％氮气气氛中，在1300℃进行5小时热处理，从而制备实施例4的复合波长转换粉体。使用扫描式电子显微镜(SEM)对该粉体进行粒径观察发现分布于1μm～8μm的范围内。
(含有复合波长转换粉体的树脂组合物的制备及评价)
使用实施例4的复合波长转换粉体，按照实施例1形成了实施例4的发光强度测定用波长转换膜。
并且，按照实施例1测定了实施例4的波长转换膜的发光光谱。
测定结果为，实施例4的波长转换膜的朝向前方的发光量子效率的值为0.45。
[实施例5](复合波长转换粉体的制备)
将按照实施例1制备的氟化钙胶体40g与按照实施例2制备的氟化钙胶体160g混合而得到的胶体溶液投入到实施例2的Al、Y、Ce的乙醛酸水溶液100g中，搅拌混合，使用二流体喷嘴方式的喷雾干燥器进行干燥，然后对所得到的粉体在大气气氛中在550℃下进行2小时热处理。
然后，在5％氢气～95％氮气气氛中，在1200℃进行5小时热处理，从而制备实施例5的复合波长转换粉体。使用扫描式电子显微镜(SEM)对该粉体进行粒径观察发现分布于1μm～8μm的范围内。
(含有复合波长转换粉体的树脂组合物的制备及评价)
使用实施例5的复合波长转换粉体，按照实施例1形成了实施例5的发光强度测定用波长转换膜。
并且，按照实施例1测定了实施例5的波长转换膜的发光光谱。
测定结果为，实施例5的波长转换膜的朝向前方的发光量子效率的值为0.48。
[实施例6](复合波长转换粉体的制备)
除了使用硝酸铽六水合物(Tb(NO3)3·6H2O：分子量453.03)41.27g代替实施例1的硝酸钇六水合物(Y(NO3)3·6H2O：分子量383.01)34.89g以外，按照实施例1制备了实施例6的Al、Tb、Ce的乙醛酸水溶液。
接着，将按照实施例2制备的氟化钙胶体200g投入到上述Al、Tb、Ce的乙醛酸水溶液42.9g中，搅拌混合，使用二流体喷嘴方式的喷雾干燥器进行干燥，然后对所得到的粉体在大气气氛中在600℃进行2小时热处理。
然后，在5％氢气～95％氮气气氛中，在1300℃进行5小时热处理，从而制备实施例6的复合波长转换粉体。使用扫描式电子显微镜(SEM)对该粉体进行粒径观察发现分布于1μm～8μm的范围内。
(含有复合波长转换粉体的树脂组合物的制备及评价)
使用实施例6的复合波长转换粉体，按照实施例1形成了实施例6的发光强度测定用波长转换膜。
并且，按照实施例1测定了实施例6的波长转换膜的发光光谱。
测定结果为，实施例6的波长转换膜的朝向前方的发光量子效率的值为0.42。
[第2实施方式]
图4为表示本发明的第2实施方式的面朝上型发光装置的剖视图，图中，符号1为发光装置，其具备：基板2；发光元件3，其搭载于该基板2的表面(一个主面)；透光性构件4，其覆盖发光元件3；框体5，以包围透光性构件4的周围的方式形成；基体6，其固定框体5；以及电驱动布线7，其以从基体6的上面朝外部突出的方式设置。
基板2只要能够搭载发光元件3即可，可以举出例如氧化铝基板、碳化硅基板、表面被绝缘性被膜覆盖的金属基板等。
发光元件3发射的能量的峰值波长可以是从紫外线至红外线的波段中的波长，但是为了发出视感性好的白光或各种颜色的光，优选为300nm以上且500nm以下的波段的光，即从近紫外线至蓝光的波段的光。作为这种发光元件，优选使用包含例如使用GaN类氮化物化合物半导体的p型层-发光层-n型层的层叠结构的发光元件。
该发光元件3中，在p型层和n型层上具有包含Au、Ag等的金属电极，这些金属电极通过Au-Sn、Sn-Ag、Sn-Ag-Cu、Sn-Pb等焊料凸点和Au或Ag等的金属凸点，并利用接合线8与基体6的电驱动布线7电连接。
透光性构件4在透明构件11中含有复合波长转换粒子12。
作为透明构件11，优选使用对紫外线区域至红外线区域的光透射率高的聚硅氧烷树脂(折射率：1.41～1.53)、环氧树脂(折射率：1.52～1.58)等具有透明性的树脂，低熔点玻璃(折射率：1.5～1.6)、溶胶-凝胶玻璃(折射率：1.45～1.55)等具有透明性的玻璃。
关于该透明构件11，考虑与基板2、发光元件3、基体6及电驱动布线7的热膨胀系数等而适当选择即可，没有特别限制，但需要考虑使得与所含有的复合波长转换粒子12的折射率差为0.1以下进行选择。
如图5所示，复合波长转换粒子12由荧光体粒子21和无机粒子22构成，所述荧光体粒子21的平均粒径为500nm以下，优选为20nm以上且300nm以下，并且折射率为1.6以上，所述无机粒子22对紫外线和可见光透明，并且平均粒径为500nm以下，优选为300nm以下或激发波长的长度以下。
荧光体粒子21为包含通过300nm～400nm波段的紫外线或400nm～500nm波段的可见光被激发而发出350nm～400nm波段的紫外线、400～700nm波段的可见光或超过700nm波段的红外线的荧光体的粒子。
作为这种荧光体粒子，可以举出例如石榴石类荧光体、硅酸盐类荧光体、碱土金属铝酸盐类荧光体、硫化物荧光体、酰卤化物荧光体、磷酸盐荧光体、化合物半导体荧光体等。
此处，作为石榴石类荧光体可以举出如下的荧光体：将由通式A3D5O12(其中，A为3价金属元素，D为3价金属元素)或通式E3G2H5O12(其中，E为2价金属元素，G为3价金属元素，H为4价金属元素)表示的、具有与天然矿物的石榴石(Garnet)的晶体结构相同或大致相同的石榴石结构的复合氧化物作为母材，在该母材中掺杂稀土离子、过渡金属离子等发光离子而得到的荧光体。
作为上述A～H的各元素，例如优选A为Y、Sc、Bi等3价金属元素或稀土金属元素，D为Al、Ga、Sc等3价金属元素，E为碱土金属或2价过渡金属元素，G为Y、Sc等3价过渡金属元素或稀土金属元素，H为Si、Ge等4价过渡金属元素。
作为硅酸盐类荧光体，可以举出如下的荧光体：将由通式RSi2O5(其中，R为选自Y、Gd和Lu的组中的1种或2种以上)、通式R2SiO4(其中，R为选自Zn、Mg、Ca、Sr、Mn、Ba和稀土元素的组中的1种或2种以上)、CaMgSi3O6或通式(R1,R2)ZrSi3O9(其中，R1和R2为选自Zn、Mg、Ca、Sr、Ba和稀土类元素的组中的1种或2种以上)表示的硅酸盐类复合氧化物作为母材，在该母材中掺杂稀土离子、过渡金属离子等发光离子而得到的荧光体。
作为碱土金属铝酸盐类荧光体，可以举出如下荧光体：将由通式RAl2O4(其中，R为选自Zn、Mg、Ca、Sr和Ba的组中的1种或2种以上)表示的铝酸盐类复合氧化物作为母材，在该母材中掺杂稀土离子、过渡金属离子等发光离子而得到的荧光体。
作为硫化物荧光体，可以举出如下荧光体：由通式M2SiS4表示的硫代硅酸盐、由通式MAl2S4表示的硫代铝酸盐、由通式MGa2S4表示的硫代镓酸盐(其中，M为碱土元素)、或作为氧硫化物的Y2O2S等硫钇酸盐。
并且，可以举出在这样的硫化物荧光体的母材中掺杂稀土离子、过渡金属离子等发光离子而得到的荧光体。
作为酰卤化物荧光体，可以举出如下荧光体：在由通式M5SiO4X6、M5Si4O10X2、M2LiSiO4X(其中，M为碱土金属离子，X为卤素离子)表示的卤硅酸盐等母材中掺杂稀土离子、过渡金属离子等发光离子而得到的荧光体。
作为磷酸盐荧光体，可以举出如下荧光体：在由通式MP2O6、M5(PO4)3X3(其中，M为碱土金属离子，X为卤素离子)或Na3Sc2(PO4)3等母材中掺杂稀土离子、过渡金属离子等发光离子而得到的荧光体。
作为化合物半导体荧光体，可以举出CdS、ZnSe、ZnTe、CdSe等纳米粒子荧光体。
此处，碱土金属元素是指周期表第2族元素Ca、Sr、Ba、Ra这4种元素，优选将选自上述4种元素的组中的1种或2种以上作为主要成分。
另外，稀土元素是指镧系的La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu这15种元素，优选将选自上述15种元素的组中的1种或2种以上作为主要成分。
这些荧光体可以单独仅使用1种，也可以将多种荧光体混合使用。另外，也可以混合使用多种发出不同波长荧光的荧光体粒子21。
在这些荧光体粒子中，优选石榴石结构的荧光体，例如添加有Ce的钇铝石榴石(YAG：Ce)、添加有Ce的铽铝石榴石(TAG：Ce)、添加有Ce的钙钪硅酸盐石榴石(Ca3Sc2Si3O12：Ce)等。
这种荧光体粒子可以通过通常的固相法、溶胶-凝胶法、共沉淀法、均匀沉淀法、溶剂热法、燃烧法、络合物聚合法等合成。
这种荧光体粒子的平均粒径优选为500nm以下，更优选为20nm以上且300nm以下。
在此，将荧光体粒子的平均粒径设定为上述范围的理由为，由于该荧光体粒子的折射率在1.6～2.0范围内，因此，荧光体粒子的平均粒径超过500nm时，由于与基质的折射率差而产生米氏(Mei)散射，其结果，由荧光体粒子产生的激发光的反向散射变大，从而在树脂中分散该荧光体粒子而形成树脂组合物时的发光效率降低，因此不优选。另外，荧光体粒子的平均粒径小于20nm时，荧光体粒子的光吸收效率降低，因此不优选。
基于上述理由，荧光体粒子的平均粒径的更优选的范围为20nm以上且300nm以下。
作为无机粒子22，优选对紫外线、可见光透明的、折射率为1.38～1.45、且粒径为200nm以下的无机纳米粒子，优选含有例如选自氟化镁微粒(折射率：1.38)、氟化钙微粒(折射率：1.43)、氟化锶微粒(折射率：1.44)、非晶质二氧化硅(折射率：1.44)等中的1种或2种以上，尤其是，优选含有氟化镁微粒(折射率：1.38)或氟化钙微粒(折射率：1.43)。
此处，作为构成无机粒子22的材料，使用氟化镁微粒或氟化钙微粒的理由是，其折射率低且耐热性及耐化学品性等耐久性优良。
这些氟化镁微粒或氟化钙微粒可以与氟化锶微粒(折射率：1.44)或非晶质二氧化硅(折射率：1.45)并用。
该复合波长转换粒子12通过含有含氟化镁微粒或氟化钙微粒的无机粒子22以及折射率为1.6以上的荧光体粒子21，可以将粒子整体的折射率控制至所期望的折射率例如1.6以下。
该复合波长转换粒子12的折射率可通过改变氟化镁微粒或氟化钙微粒与荧光体粒子的比率，即氟化镁微粒或氟化钙微粒的质量与荧光体粒子的质量的比率来控制。
另外，尽管根据所含有的荧光体粒子的折射率、量而不同，但例如为了使粒子整体的折射率为1.6以下，优选将无机粒子22的折射率为1.45以下，这是因为能够使得含有更多的荧光体粒子21。
该无机粒子22的平均粒径优选为500nm以下，更优选为300nm以下或激发波长的长度以下。
在此，平均粒径超过500nm时，由于无机粒子22例如氟化镁微粒或氟化钙微粒与荧光体粒子21的折射率差而产生米氏(Mei)散射，激发光的利用效率降低，因此不优选。
该氟化镁微粒或氟化钙微粒可以利用公知的方法制备。例如通过混合氟化铵水溶液与氯化镁水溶液或氯化钙水溶液，能够生成胶体状的氟化镁微粒或氟化钙微粒。因此，可以使用简单的装置简单地制备氟化镁微粒或氟化钙微粒。
该复合波长转换粒子12中的荧光体粒子21的折射率在1.6～1.9的范围内，另一方面，无机粒子22的折射率在1.38～1.45的范围内，并且各自的粒径小于激发波长，因此该复合波长转换粒子12的平均折射率可以利用有效介质近似由下式(1)计算。
N2＝φaNa 2+φbNb 2……式(1)
其中，N：复合波长转换粒子的平均折射率
φa：荧光体粒子的体积分数
Na：荧光体粒子的折射率
φb：透明无机纳米粒子的体积分数
Nb：透明无机纳米粒子的折射率
如上述式(1)所示，该复合波长转换粒子12的折射率可以根据荧光体的种类、无机粒子的种类以及重量比率而求出。
在此，复合波长转换粒子12的折射率优选使用与构成透光性构件4的透明构件11的折射率差为0.1以下的复合波长转换粒子12。由此，能够大幅抑制由复合波长转换粒子12与透明构件11的折射率差引起的在复合波长转换粒子12与透明部件11的界面处的光散射所导致的光损失。
作为该复合波长转换粒子12中的无机粒子22，在使用例如氟化镁微粒或氟化钙微粒时，可以如下制备。
例如，可以通过如下方式得到：将平均粒径500nm以下的氟化镁微粒或氟化钙微粒与上述荧光体粒子的前体混合，使该前体均匀地分散于氟化镁微粒或氟化钙微粒之间，在生成荧光体粒子且结晶化温度以上的温度范围内对所得到的混合物进行热处理，在氟化镁微粒或氟化钙微粒之间生成荧光体粒子，然后，在低于氟化镁微粒或氟化钙微粒的熔点的温度下进行热处理或热还原处理。
另外，当热处理温度或热还原处理温度为氟化镁或氟化钙的熔点以上时，荧光体粒子、氟化镁微粒或氟化钙微粒会一起晶粒成长而变粗大，因此不优选。
图6是表示本实施方式的复合波长转换粒子12的一例的扫描式电子显微镜(SEM)图像，图7是将该复合波长转换粒子放大4倍后所得的扫描式电子显微镜(SEM)图像。
在此，使用SEM观察如下复合波长转换粒子：含有作为无机粒子22的氟化镁微粒60质量％、作为折射率为1.6以上的荧光体粒子21的添加有Ce的钇铝石榴石(YAG：Ce的组成为Y2.76Ce0.24Al5O12、Ce的浓度为8摩尔％)微粒40质量％。
根据图6和图7，可知氟化镁微粒及添加有Ce的钇铝石榴石(YAG：Ce)微粒紧密聚集而形成球形聚集体。
关于该透光性构件4中的复合波长转换粒子12的分散分布状态，没有特别限制，但是优选发光元件3的上部及其周围区域的复合波长转换粒子12的浓度较高，该区域的复合波长转换粒子12的浓度尤其优选为10质量％以上且60质量％以下。其理由在于，使从发光元件3发出的各个方向的激发光有效地被包含于复合波长转换粒子12中的荧光体粒子21吸收。另外，所含有的复合波长转换粒子12的粒径优选为0.5μm以上且30μm以下。
该透光性构件4可以通过以下等方法容易地形成：使用分配器等注射器以覆盖发光元件3的方式填充含有透明构件11的前体及复合波长转换粒子12的涂料，然后通过加热或照射紫外线等使其固化。
框体5的内周面5a为能够有效地反射发光元件3的光以及通过发光元件3的光被激发而发出的来自荧光体粒子21的荧光的光反射面。
通过该构成，在发光元件3的周围以及含有荧光体粒子21的复合波长转换粒子12的周围，以包围这些的方式形成光反射面，因此从发光元件3以及复合波长转换粒子12中所含的荧光体粒子21发出的光，能够有效地朝发光装置1的上方、即光输出面9的方向反射，同时有效地抑制后文所述的由基体6造成的光的吸收、透射。因此，能够显著提高发射光强度和亮度。
对于作为该光反射面的内周面5a，为了抑制发光装置1的使用环境下的水分、氧气、硫化氢气体等导致的反射率降低，优选在其表面覆盖从紫外线区域至红外线区域的透射率优良的低熔点玻璃、溶胶凝胶玻璃等无机材料、聚硅氧烷树脂、环氧树脂等有机树脂。其结果，能够提高作为光反射面的内周面5a的耐腐蚀性、耐化学品性、耐候性。
作为该光反射面的内周面5a优选以随着朝向光输出面9的方向而向外侧变宽的方式呈锥体状倾斜。由此，能够有效地将从发光元件3及复合波长转换粒子12中所含的荧光体粒子21发出的光朝发光装置1的上方、即光输出面9的方向反射。
作为该光反射面的内周面5a的平均粗糙度(Ra)优选为0.2μm以上且5μm以下。
在此，将内周面5a的平均粗糙度(Ra)设定在上述范围内的理由在于，在该范围内，从发光元件3发出的光以高反射率反射，从而能够朝向发光装置1的上方发光。
在此，内周面5a的平均粗糙度(Ra)超过5μm时，从发光元件3发出的光在内周面5a的反射率降低，并且反射的光在透光性构件4的内部漫反射，导致无法朝发光装置1的上方发出高亮度的光，因此，发光装置1内部的光损失变大，无法朝光输出面9的外部以所期望的角度且高效地发出光，因此不优选。另一方面，内周面5a的平均粗糙度(Ra)小于0.2μm时，由于内周面5a的表面变平坦，虽然从发光元件3发出的光在内周面5a的反射率变高，但是利用通常的方法难以有效且稳定地形成这种内周面5a，并且制造成本也有可能变高，因此不优选。
作为使该内周面5a的平均粗糙度(Ra)为上述范围的加工方法，优选使用切削研磨加工、以及化学研磨加工、电解研磨加工等。
另外，内周面5a的剖面形状，除了图4所示的平坦面(截面为直线状)之外，也可以为曲面(截面为圆弧状)等。尤其，截面形状为曲面(截面为圆弧状)时，从发光元件3发出的光被内周面5a反射从而能够朝向发光装置1的上方发出小直径高亮度的光，因此优选。
基体6在其上面搭载搭载有发光元件3的基板2(以下也称为带发光元件的基板2)，为包含氧化铝质烧结体、氮化铝质烧结体、莫来石质烧结体、玻璃等陶瓷、或环氧树脂等有机树脂的绝缘体，并且发挥支撑带发光元件的基板2的支撑构件的功能。
搭载于该基体6上面的带发光元件的基板2的数量没有特别限制。可以根据发光装置1的使用目的而搭载多个带发光元件的基板2。
该基体6包含陶瓷时，为了电连接发光装置1的内外，形成包含钨(W)、钼(Mo)、锰(Mn)、钼锰合金(Mo-Mn)、铜(Cu)等金属的电驱动布线7。而且，形成于发光元件3单一侧的电极部与电驱动布线7的一端通过焊料等导电性构件电连接，另外，形成于另一发光元件3的电极部与电驱动布线7的另一端通过焊料等导电性构件电连接，从而能够使外部的电路基板(图示省略)与发光元件3电连接。
另外，为了抑制从上面的发光元件2发出的光以及通过发光元件的光被激发而发出的来自荧光体的荧光透过基体8，并且使得有效地朝基体8的上方反射，该基体6优选为使铝(Al)、银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、钛(Ti)、铬(Cr)、银合金(Ag-Cu-Au、Ag-Nd-Cu、Ag-Zn-Pd、Au等)的金属反射层通过蒸镀法、电镀法形成于基体8的上面，以防止电驱动线7短路。另外，为了同样的目的，优选在使用金属钎料、焊料、树脂粘接剂安装的框体6的内周面也形成有金属反射面5。
另外，电驱动布线7优选利用公知的金属化法、电镀法等形成，在基体6的露出的表面，可覆盖厚度0.5～9μm的Ni层或厚度0.5～5μm的Au层等耐腐蚀性优良的金属层。由此，能够有效地防止电驱动布线7的氧化腐蚀，并且能够强化与利用焊料等导电性构件的发光元件3的电极(图示省略)的接合。
在本实施方式的发光装置1中，从发光元件3射出的光直接入射到透光性构件4。此处，包含粒径500nm以下的荧光体粒子21以及对紫外线、可见光透明的折射率为1.38～1.45、粒径为500nm以下的无机粒子22的复合波长转换粒子12的折射率与构成透光性构件4的透明构件11的折射率之差(折射率差)小，因此透光性构件4内的发光元件3的激发光以及由荧光体发出的荧光的反向光散射均变小。同样地，对于与荧光体粒子21的输出面相反方向的荧光体粒子21，复合波长转换粒子12与透明构件11的界面处的光散射也得以抑制。因此，对于这些光，在内周面5a反射之后，能够有效地从光输出面9提取。
如以上所说明的，根据本实施方式的发光装置1，由于具备搭载于基板2上面的发光元件3、以及覆盖并嵌入发光元件3的透光性构件4，因此能够减少从发光元件3射出的光中在透光性构件4内的复合波长转换粒子12的界面处反射、散射的光量，能够使更多的1次发射光入射到复合波长转换粒子12的内部。另外，同样地，对于从复合波长转换粒子12发射的2次发射光，也能够减少因透光性构件4内的复合波长转换粒子12而引起的反射、散射。因此，能够提高由通过发光元件3发射的1次发射光被激发的荧光体粒子21发出的光的利用效率，能够通过增加由荧光体粒子21产生的2次发射光的量来提高发光的光输出。
另外，例如将多个本实施方式的发光装置1排列成光栅状、交错状、辐射状、圆环状、多边形状等形状而得到的装置被用作光源，由此能够形成面发光的照明装置。在这种照明装置中，能够长时间内以稳定的发射光强度和发射光角度(配光分布)照射光。因此，能够提供照射面中的颜色不均、照度分布偏差小的照明装置。
[第3实施方式]
图8是表示本发明的第2实施方式的倒装型发光装置的剖视图，本实施方式的发光装置31与第1实施方式的发光装置1的不同点在于，在第1实施方式的发光装置1中，搭载于基板2表面的发光元件3被透光性构件4覆盖，与此相对，本实施方式的发光装置31中，在基板2的表面搭载有发光元件3，并且用透光性构件4覆盖该基板2的背面(另一主面)，而且，将发光元件3的电极(省略图示)直接与电驱动布线7电连接。
在本实施方式的发光装置31中，除了上述点以外，与第2实施方式的发光装置1完全相同，因此省略说明。
在本实施方式的发光装置31中，从发光元件3射出的光透过基板2而入射至透光性构件4。此处，与第2实施方式的发光装置1同样地，复合波长转换粒子12的折射率与构成透光性构件4的透明构件11的折射率之差(折射率差)小，因此透光性构件4内的发光元件3的激发光以及由荧光体发出的荧光的反向光散射均变小。同样地，对于与荧光体粒子21的输出面相反方向的荧光体粒子21，也抑制了复合波长转换粒子12与透明构件11的界面处的光散射。因此，对于这些光，在内周面5a反射之后，也能够有效地从光输出面9提取。
在本实施方式的发光装置31中，也能够取得与第2实施方式的发光装置1同样的效果。
产业实用性
本发明的复合波长转换粉体，在含有氟化镁微粒或氟化钙微粒的基质粒子中分散有折射率为1.6以上的荧光体粒子，从而能够提高光的利用效率及材料本身的利用效率，因此能够高效发光，并且该高效发光在长时间内保持稳定，因此能够提高可靠性，通过将该复合波长转换粉体分散于树脂中，能够提高光的利用效率及材料本身的利用效率，并且能够兼具高效发光及高可靠性，因此作为各种显示装置、照明装置、太阳能发电装置、光子器件、光放大器等各种光学装置的材料是有益的，其工业上的价值大。
另外，本发明的发光装置中，搭载于基板一个主面上的发光元件或者基板的另一个主面被透光性构件覆盖，通过使该透光性构件含有包含平均粒径500nm以下的荧光体粒子以及对可见光透明的平均粒径500nm以下的无机粒子的复合波长转换粒子，能够提高由通过发光元件发射的1次发射光被激发的荧光体粒子发出的光的利用效率，并且能够通过增加由荧光体粒子产生的2次发射光的量而提高发光的光输出，因此，能够适合用于面朝上型或倒装型发光装置，并且能够适合用于结构不同于该发光装置的发光装置中，其工业上的价值大。
附图标记
1   发光装置
2   基板
3   发光元件
4   透光性构件
11  透明构件
12  复合波长转换粒子
21  荧光体粒子
22  无机粒子
31  发光装置

Claims (12)

1.一种复合波长转换粉体，其特征在于，
所述复合波长转换粉体通过在含有氟化镁微粒或氟化钙微粒的基质粒子中分散折射率为1.6以上的荧光体粒子而形成。
2.如权利要求1所述的复合波长转换粉体，其特征在于，
所述荧光体粒子包含通过紫外线或可见光被激发而发射可见光或红外线的荧光体。
3.如权利要求1或2所述的复合波长转换粉体，其特征在于，
相对于所述基质粒子总质量的所述荧光体粒子的质量百分率为20质量％以上且70质量％以下。
4.如权利要求1至3中任一项所述的复合波长转换粉体，其特征在于，
所述荧光体粒子包含石榴石结构的荧光体。
5.一种含有复合波长转换粉体的树脂组合物，其特征在于，
所述含有复合波长转换粉体的树脂组合物通过在树脂中分散权利要求1至4中任一项所述的复合波长转换粉体而形成。
6.一种发光装置，其特征在于，
具备：
基板；
发光元件，其搭载于该基板的一个主面上；以及
透光性构件，其覆盖所述发光元件和所述基板的另一个主面中的任意一方，
该透光性构件含有复合波长转换粒子，所述复合波长转换粒子包含平均粒径为500nm以下的荧光体粒子、以及对紫外线和可见光透明的平均粒径为500nm以下的无机粒子。
7.如权利要求6所述的发光装置，其特征在于，
所述透光性构件为通过在树脂中含有所述复合波长转换粒子而形成的含有复合波长转换粒子的树脂组合物。
8.如权利要求7所述的发光装置，其特征在于，
所述复合波长转换粒子或所述含有复合波长转换粒子的树脂组合物的平均粒径为0.5μm以上且30μm以下。
9.如权利要求7或8所述的发光装置，其特征在于，
所述无机粒子的折射率为1.38以上且1.45以下。
10.如权利要求7至9中任一项所述的发光装置，其特征在于，
所述无机粒子含有选自氟化镁、氟化钙、氟化锶的组中的1种或2种以上。
11.如权利要求7至10中任一项所述的发光装置，其特征在于，
所述荧光体粒子包含石榴石结构的荧光体。
12.如权利要求7至11中任一项所述的发光装置，其特征在于，
所述透光性构件含有折射率为1.42以上且1.55以下的聚硅氧烷树脂。
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