CN106410018A - 波长转换部件和发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发光装置，其具备光源和一体地覆盖上述光源的至少一部分的波长转换部，该波长转换部具有：含有构成单元的树脂，该构成单元源自具有聚合性官能团的离子性液体；和分散于上述树脂中的半导体纳米颗粒荧光体。本发明还提供波长转换部件以及另一种发光装置，上述波长转换部件具备：含有构成单元的树脂，该构成单元源自具有聚合性官能团的离子性液体；和分散于上述树脂中的半导体纳米颗粒荧光体，上述波长转换部件接收激发光而发出荧光，上述另一种发光装置具备该波长转换部件和与波长转换部件分体设置的向波长转换部件射出激发光的光源。

Description

波长转换部件和发光装置
技术领域
本发明涉及发光装置，该发光装置具备：光源；和在使具有聚合性官能团的离子性液体聚合而形成的树脂中分散有半导体纳米颗粒荧光体的波长转换部。
另外，本发明涉及使具有聚合性官能团的离子性液体聚合而形成的树脂中分散有半导体纳米颗粒荧光体的波长转换部件以及具备该波长转换部件和光源的发光装置。
背景技术
近年来，作为下一代的发光装置，开发了使用半导体纳米颗粒荧光体的发光装置。通过将具有纳米尺寸的粒径的颗粒应用于荧光体，与以往的荧光体(以往型荧光体)相比，期待发光效率的提高及高显色性。进而，半导体纳米颗粒荧光体通过改变其粒径，能够容易地控制荧光波长、即荧光色。
在将这种半导体纳米颗粒荧光体用于发光装置的波长转换部的情况下，需要使半导体纳米颗粒荧光体分散在树脂等固体层中。但是，分散于树脂中的半导体纳米颗粒荧光体如果不被保护使其不受外部的空气、水分等影响，则半导体纳米颗粒荧光体的效率会因这些影响而降低。因此，例如特开2014-169421号公报(专利文献1)中公开有一种以半导体纳米颗粒荧光体为芯部，具有覆盖该芯部的外侧和/或填埋该芯部的间隙的壳部的荧光体。专利文献1中记载了，作为壳部，优选使用二氧化硅，更优选使用通过烷氧基硅烷的缩合反应而得到的二氧化硅。但是，专利文献1所记载的方法中，在用二氧化硅覆盖半导体纳米颗粒荧光体的工序中，会引起半导体纳米颗粒荧光体的效率降低。
另外，作为使用半导体纳米颗粒荧光体的发光装置之一，例如特开2014-170938号公报(专利文献2)中公开了在光源之上配置第一荧光体层，且在其上配置含有量子点(半导体纳米颗粒荧光体)的量子点层，在该量子点层之上配置第二荧光体层的点亮装置。专利文献1中记载了通过该点亮装置，能够使用以往型荧光体和量子点控制所希望的颜色及射出光的均匀性。专利文献1中记载了，例如在缩合固化硅酮、聚甲基丙烯酸甲酯等未固化母材(基体材料)中分散有量子点(半导体纳米颗粒荧光体)的状态下，将其涂布于基材上并在使母材固化的条件下进行干燥，由此能够形成量子点层。
在将半导体纳米颗粒荧光体用于发光装置的波长转换部的情况下，需要使半导体纳米颗粒荧光体分散于树脂等固体层。但是，在使用了半导体纳米颗粒荧光体的发光装置中，例如如专利文献2中所公开的例子那样，如果为与光源相邻地配置第一荧光体层，且与该第一荧光体层相邻地配置量子点层的结构，则存在从光源产生的热会传递至包含半导体纳米颗粒荧光体的波长转换部，半导体纳米颗粒荧光体劣化的问题。
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明是为解决上述技术问题而完成的，其目的在于，提供能够保护半导体纳米颗粒荧光体不受来自外部的空气或水分等的影响的使用了半导体纳米颗粒荧光体的发光装置以及该发光装置中使用的波长转换部件。
另外，本发明的目的还在于，提供一种能够抑制特别是热导致的半导体纳米颗粒荧光体的劣化的使用了半导体纳米颗粒荧光体的发光装置。
解决技术问题的技术方案
本发明提供一种发光装置，其特征在于，具备光源和一体地覆盖所述光源的至少一部分的波长转换部，该波长转换部具有：含有构成单元的树脂，该构成单元源自具有聚合性官能团的离子性液体；和分散于所述树脂中的半导体纳米颗粒荧光体(以下，将该发光装置称为“第一发明的发光装置”)。
第一发明的发光装置中，通过使半导体纳米颗粒荧光体分散于含有源自具有聚合性官能团的离子性液体的构成单元的树脂中，能够由该树脂保护半导体纳米颗粒荧光体，能够抑制特别是热导致的半导体纳米荧光体的劣化。因此，在第一发明的发光装置中，能够稳定地固体密封半导体纳米颗粒荧光体，即使以一体地覆盖光源的至少一部分的方式形成含有该半导体纳米颗粒荧光体的波长转换部，也能够抑制自光源产生的热导致的半导体纳米颗粒荧光体基于热的劣化，能够不使发光效率降低，提供高效率的发光装置。
另外，第一发明的发光装置中，通过以一体地覆盖光源的至少一部分的方式形成波长转换部(即，一体地形成波长转换部和光源)，能够实现省空间化，另外，能够将以往的白色LED芯片直接置换为第一发明的发光装置。进而，通过一体地形成波长转换部和光源，也具有荧光体的使用量少并且容易进行配光的控制这样的优点。
本发明还提供一种波长转换部件，其具备：含有构成单元的树脂，该构成单元源自具有聚合性官能团的离子性液体；和分散于上述树脂中的半导体纳米颗粒荧光体，所述波长转换部件接收激发光而发出荧光。
另外，本发明还提供一种发光装置，其具备：本发明的波长转换部件；和与波长转换部件分体设置的向波长转换部件射出激发光的光源(以下，将该发光装置称为“第二发明的发光装置”)。
本发明的波长转换部件及使用其的第二发明的发光装置中，通过使半导体纳米颗粒荧光体分散于含有源自具有聚合性官能团的离子性液体的构成单元的树脂中，能够由该树脂保护半导体纳米颗粒荧光体，能够抑制来自外部的空气、水分等导致的半导体纳米颗粒荧光体的劣化。
另外，第二发明的发光装置中，由于具备波长转换部件和与该波长转换部件分体的光源，所以具有形状设计或散热设计的自由度高的优点。特别是，关于散热，能够通过波长转换部件、光源分别进行散热，散热性能高，进而通过使波长转换部件与放出热的激发光源分体，来自光源的热不易传递给波长转换部件，也具有能够抑制波长转换部件的劣化的优点。另外，通过将波长转换部件和光源分开，能够提高成品率，进而，在发生故障时，只要分别进行更换，即可容易地修复发光装置。
第一发明的发光装置和第二发明的发光装置中的任一装置中，所述聚合性官能团优选为(甲基)丙烯酸酯基，具有所述丙烯酸酯基的离子性液体更优选为2-(甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基铵双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺或1-(3-丙烯酰氧基-丙基)-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺。
第一发明的发光装置和第二发明的发光装置的任一装置中，上述半导体纳米颗粒荧光体优选为发出波长380～780nm的可见光的荧光体，所述半导体纳米颗粒荧光体更优选为含有选自InP、InN、InAs、InSb、InBi、ZnO、In2O3、Ga2O3、ZrO2、In2S3、Ga2S3、In2Se3、Ga2Se3、In2Te3、Ga2Te3、CdSe、CdTe及CdS中的至少一种材料。
第一发明的发光装置和第二发明的发光装置的任一装置中，所述半导体纳米颗粒荧光体也可以包含发红色光的第一半导体纳米颗粒荧光体及发绿色光的第二半导体纳米颗粒荧光体。该情况下，优选的是，第一发明的发光装置中的所述波长转换部件或第二发明的发光装置中的所述波长转换部从光源的一侧起依次设置有第一波长转换层和第二波长转换层，第一波长转换层和第二波长转换层中的任一者含有发红色光的第一半导体纳米颗粒荧光体，第一波长转换层和第二波长转换层中的另一者含有发绿色光的第二半导体纳米颗粒荧光体。另外，该情况下，更优选的是，所述第一波长转换层含有发红色光的第一半导体纳米颗粒荧光体，所述第二波长转换层含有发绿色光的第二半导体纳米颗粒荧光体。另外，该情况下，优选的是，所述光源发蓝色光，发光装置发白色光。
第一发明的发光装置和第二发明的发光装置的任一装置中，所述半导体纳米颗粒荧光体也可以是在其表面键合有离子性表面修饰分子的荧光体，该情况下，更优选所述离子性表面修饰分子为选自2-(二乙氨基)乙硫醇盐酸盐、十六烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵和溴化硫代胆碱中的任一种。
第一发明的发光装置中的上述波长转换部件或第二发明的发光装置中的上述波长转换部还可以含有所述半导体纳米颗粒荧光体以外的荧光体，该情况下，优选所述半导体纳米颗粒荧光体以外的荧光体为CaAlSiN3红色荧光体和YAG：Ce黄色荧光体中的至少一种。
第一发明的发光装置和第二发明的发光装置的任一装置中，还可以具备具有透光性的阻气层。该情况下，优选所述阻气层由选自玻璃、硅酮树脂和丙烯酸树脂中的任一种材料形成。另外，上述阻气层也可以为分散有有无机材料构成的散射剂的层。
第一发明的发光装置和第二发明的发光装置的任一装置中，优选所述半导体纳米颗粒荧光体在所述树脂中形成并分散有簇状的集合体。该情况下，优选所述半导体纳米颗粒荧光体以半导体纳米颗粒荧光体彼此不相互接触的方式分散于所述树脂中。另外，该情况下，更优选在所述簇状的集合体中，相互最接近的所述半导体纳米颗粒荧光体彼此的直线距离为10nm以下。
本发明的上述及其它目的、特征、方面及优点，根据与附图相关联地理解的与本发明有关的如下详细说明，能够明了。
附图说明
图1是第一发明的发光装置的实施方式1的剖面图。
图2是第二发明的发光装置的实施方式1的剖面图。
图3是将本发明的波长转换部件3以及第一发明的发光装置1、第二发明的发光装置11中的半导体纳米颗粒荧光体4、14及树脂5、15局部放大示出的透射型电子显微镜照片。
图4是示意性表示将图3所示的照片局部放大后的状态的图。
图5是第一发明的发光装置的实施方式2的剖面图。
图6是第二发明的发光装置的实施方式2的剖面图。
图7是第一发明的发光装置的实施方式3的剖面图。
图8是第二发明的发光装置的实施方式3的剖面图。
图9是示意性表示作为荧光体使用2种半导体纳米颗粒荧光体(发红色光的第一半导体纳米颗粒荧光体4a、14a及发绿色光的第二半导体纳米颗粒荧光体4b、14b)，作为光源使用发蓝色光的光源的情况下的发光光谱的一例的图。
图10是示意性表示在其表面键合有离子性表面修饰分子8的情况下的半导体纳米颗粒荧光体4c、14c的图。
图11是示意性表示第一发明的发光装置的实施方式4的图。
图12是示意性表示第二发明的发光装置的实施方式4的图。
图13是示意性表示第二发明的发光装置的实施方式5的图。
图14是示意性表示第二发明的发光装置的实施方式6的图。
图15是示意性表示第一发明的发光装置的实施方式5的图。
图16是示意性表示第二发明的发光装置的实施方式7的图。
图17是表示实施例1和比较例1的性能试验的结果的曲线图。
图18是表示实施例16和比较例2的性能试验的结果的曲线图。
图19是表示实施例18和比较例3的性能试验的结果的曲线图。
具体实施方式
图1是示意性表示第一发明的发光装置的实施方式1的图。图1所示的例子的发光装置1基本(主要)具备：光源2；和一体地覆盖该光源2的至少一部分的波长转换部3。在此，“一体地覆盖”是指将波长转换部3以固定于光源2的至少一部分(优选如图1所示的例子那样，为光源2的上面及侧面)并密封的方式形成的状态。
在此，在图1的纸面的右侧，将波长转换部3局部放大地示意性示出。第一发明的发光装置的波长转换部3是将半导体纳米颗粒荧光体4分散于包含构成单元的树脂(聚合物)5中而成的，该构成单元源自具有聚合性官能团的离子性液体。第一发明的发光装置中，通过像这样将半导体纳米颗粒荧光体分散于包含源自具有聚合性官能团的离子性液体的构成单元的树脂中，能够利用该树脂保护半导体纳米颗粒荧光体，抑制特别是热导致的半导体纳米荧光体的劣化。因此，第一发明的发光装置中，能够稳定地固体密封半导体纳米颗粒荧光体，即使以一体地覆盖光源的至少一部分的方式形成包含该半导体纳米颗粒荧光体的波长转换部，也能够抑制从光源产生的热导致的半导体纳米颗粒荧光体因热而劣化，能够不降低发光效率地提供高效率的发光装置。
另外，第一发明的发光装置中，通过将波长转换部以一体地覆盖光源的至少一部分的方式形成(即，波长转换部和光源一体地形成)，能够实现将发光装置作为背光源使用的情况等情况下用于配置的空间的省空间化，另外，能够将以往的白色LED芯片直接置换为第一发明的发光装置(例如，在背光源的情况下，可以直接使用以往的工序来制造)。进而，通过将波长转换部和光源一体地形成，也具有荧光体的使用量少并且容易进行配光的控制这样的优点。
图2是示意性表示第二发明的发光装置的实施方式1的图。图2所示的例子的发光装置11基本具备光源(激发光源)12以及与该光源12分体设置的波长转换部件13。在此，“分体”是指部件是独立的，彼此不形成为一体。此外，本发明还提供图2所示的第二发明的发光装置11整体，但波长转换部件13自身(图2所示的是实施方式1的波长转换部件13)也作为发明提供。
这里，在图2的纸面的右侧，将波长转换部件13局部放大地示意性示出。本发明的波长转换部件13是将半导体纳米颗粒荧光体14分散于包含源自具有聚合性官能团的离子性液体的构成单元的树脂(聚合物)15中而成的，接收激发光而发出荧光。本发明的波长转换部件中，通过像这样将半导体纳米颗粒荧光体分散于包含源自具有聚合性官能团的离子性液体的构成单元的树脂中，能够由该树脂保护半导体纳米颗粒荧光体，抑制来自外部的空气、水分等导致的半导体纳米颗粒荧光体的劣化。
另外，第二发明的发光装置中，由于具备波长转换部件和与该波长转换部件分体的光源，从而具有形状设计或散热设计的自由度高的优点。特别是，关于散热，能够使波长转换部件、光源分别进行散热，散热性能高，进而，由于波长转换部件与放出热的光源分体，因而也具有来自激发光源的热不易向波长转换部件传递，能够抑制波长转换部件的劣化的优点。另外，通过使波长转换部件和光源分体，能够提高成品率，进一步，发生故障时，只要分别进行更换，即可容易地修复发光装置。
上述的本发明的波长转换部件以及第一发明的发光装置、第二发明的发光装置中使用的“离子性液体”，即使在常温(例如25℃)下也为熔融状态的盐(常温熔融盐)，优选为由以下的通式(I)所示的盐，
X+Y－ (I)。
上述通式(I)中，X+(图1右侧用○包围的由+表示的成分)是选自咪唑鎓离子(imidazolium ion)、吡啶鎓离子(pyridinium ion)、鏻离子、脂肪族季铵离子、吡咯烷鎓、锍中的阳离子。它们中，从对于大气中的空气及水分的稳定性优异的理由出发，可举出脂肪族季铵离子作为特别优选的阳离子。
另外，上述通式(I)中，Y－(图1右侧用○包围的由－表示的成分)是选自四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子、双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺离子、高氯酸根离子、三(三氟甲基磺酰基)碳酸根离子、三氟甲磺酸根离子、三氟乙酸根离子、羧酸根离子、卤离子中的阴离子。它们中，从对于大气中的空气及水分的稳定性优异的理由出发，可举出双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺离子作为特别优选的阴离子。
本发明的波长转换部件13及发光装置1、11中使用的离子性液体具有聚合性官能团。通过使用具有聚合性官能团的离子性液体，能够通过聚合性官能团使作为半导体纳米颗粒荧光体的分散介质起作用的离子性液体直接聚合。这样，通过在使半导体纳米颗粒荧光体分散的状态下，使具有聚合性官能团的离子性液体聚合，形成包含源自具有聚合性官能团的离子性液体的构成单元的树脂，由此，能够抑制使分散有半导体纳米颗粒荧光体的树脂固体化时引起的凝集等。另外，如上述，通过使半导体纳米颗粒荧光体分散于包含源自具有聚合性官能团的离子性液体的构成单元的树脂中，半导体纳米颗粒荧光体静电稳定，能够牢固地保护半导体纳米颗粒荧光体，由此，能够保护半导体纳米颗粒荧光体的表面不受空气、水分影响，能够实现发光效率高的发光装置。
作为离子性液体具有的聚合性官能团，没有特别限制，但由于能够通过加热或催化剂反应而进行聚合，因此，从半导体纳米颗粒荧光体能够从可稳定分散的液体的状态原样维持分散状态地固体化的观点出发，优选为(甲基)丙烯酸酯基((甲基)丙烯酰氧基)。
作为这种具有(甲基)丙烯酸酯基的离子性液体的优选例子，从在热及大气中的稳定性优异的理由出发，例如可以举出下式
所示的2-(甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基铵双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺和下式
所示的1-(3-丙烯酰氧基-丙基)-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺等。
上述那种具有聚合性官能团的离子性液体能够通过在以往公知的适宜的离子性液体中利用以往公知的适宜的手法导入聚合性官能团而得到，但当然也可以使用市售品。
另外，在分散有半导体纳米颗粒荧光体的状态下，用于使具有聚合性官能团的离子性液体聚合的温度、时间等条件根据所使用的具有聚合性官能团的离子性液体的种类、量等适宜选择优选的条件，没有特别限制。例如，在作为具有聚合性官能团的离子性液体使用2-(甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基铵双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺的情况下，可以使其在例如60～100℃的温度且1～10小时的条件下适宜地聚合。另外，例如在作为具有聚合性官能团的离子性液体使用1-(3-丙烯酰氧基-丙基)-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺的情况下，可以使其在例如60～150℃的温度且1～10小时的条件下适宜地聚合。
此外，在上述聚合使用催化剂的情况下，所使用的催化剂没有特别限制，可使用以往公知的例如偶氮二异丁腈、二甲基2,2’-偶氮二(2-甲基丙酸酯)等。其中，从聚合迅速进行的理由出发，优选使用偶氮二异丁腈作为催化剂。
另外，在具有聚合性官能团的离子性液体的聚合时，也可以添加交联剂。通过添加交联剂，具有以下优点：能够得到强度更高的材料作为包含源自得到的具有聚合性官能团的离子性液体的构成单元的树脂，波长转换部的稳定性提高。作为交联剂，例如可举出二甘醇二甲基丙烯酸酯、1,1,1-三甲基醇丙烷三丙烯酸酯，没有特别限制，但其中，从交联部位多且牢固地聚合的理由出发，优选使用1,1,1-三甲基醇丙烷三丙烯酸酯作为交联剂。
在添加交联剂的情况下，其添加量也没有特别限制，但相对于具有聚合性官能团的离子性液体100重量份，优选在1～50重量份的范围内，更优选在10～30重量份的范围内。这是因为，交联剂的添加量相对于具有聚合性官能团的离子性液体100重量份低于1重量份的情况下，有交联结构未进行而导致树脂的强度弱的趋势，另外，交联剂的添加量相对于具有聚合性官能团的离子性液体100重量份超过50重量份的情况下，有半导体纳米颗粒荧光体不是稳定地分散的趋势。
作为本发明的波长转换部件13以及第一发明的发光装置1、第二发明的发光装置11的半导体纳米颗粒荧光体4、14，能够没有特别限制地使用以往公知的适宜的半导体纳米颗粒荧光体。通过使用半导体纳米颗粒荧光体，具有能够精密地进行基于组分控制的发光波长的控制的优点。
本发明的波长转换部件13以及第一发明的发光装置1、第二发明的发光装置11所使用的半导体纳米颗粒荧光体4、14为了也作为一般照明或液晶背光源的光源使用，优选发出波长380～780nm的可见光。这是因为，在使用发出低于波长380nm的光的半导体纳米颗粒荧光体的情况下，为紫外线，不能用于一般照明或液晶背光源的光源，另外，在使用发出超过波长780nm的光的半导体纳米颗粒荧光体的情况下，为近红外及红外线，不能用于一般照明或液晶背光源的光源。
作为半导体纳米颗粒荧光体的原料，没有特别限制，含有选自作为半导体纳米颗粒荧光体以往使用的InP、InN、InAs、InSb、InBi、ZnO、In2O3、Ga2O3、ZrO2、In2S3、Ga2S3、In2Se3、Ga2Se3、In2Te3、Ga2Te3、CdSe、CdTe、CdS、ZnO、CuInS2、CuInSe2、CuInTe2中的至少一种材料。其中，从可见发光特性及稳定性好的理由出发，优选含有选自InP、InN、InAs、InSb、InBi、ZnO、In2O3、Ga2O3、ZrO2、In2S3、Ga2S3、In2Se3、Ga2Se3、In2Te3、Ga2Te3、CdSe、CdTe及CdS中的至少一种材料，特别优选含有选自CdSe、CdTe及InP中的至少一种材料。
半导体纳米颗粒荧光体的形状没有特别限制，但能够没有特别限制地使用球状、杆状、线状等以往公知的适宜形状的半导体纳米颗粒荧光体。特别是，从基于形状控制的发光特性的控制的容易度的观点出发，优选使用球状的半导体纳米颗粒荧光体。
半导体纳米颗粒荧光体的粒径可以根据原料及所希望的发光波长适宜选择，没有特别限制，但优选在1～20nm的范围内，更优选在2～5nm的范围内。这是因为，在半导体纳米颗粒荧光体的粒径低于1nm的情况下，表面积相对于体积的比例增大，从而表面缺陷成为主导，有效果降低的趋势，另外，在半导体纳米颗粒荧光体的粒径超过20nm的情况下，分散状态降低，有产生凝集、沉淀的趋势。在此，在半导体纳米颗粒荧光体的形状为球状的情况下，粒径例如是指通过粒度分布测定装置测定出的平均粒径或通过电子显微镜观察到的颗粒的大小。另外，在半导体纳米颗粒荧光体的形状为杆状的情况下，粒径例如是指通过电子显微镜测定出的短轴及长轴的大小。进而，在半导体纳米颗粒荧光体的形状为线状的情况下，粒径例如是指通过电子显微镜测定出的短轴及长轴的大小。
半导体纳米颗粒荧光体的含量(如后所述，在使用2种以上的半导体纳米颗粒荧光体的情况下为总量)没有特别限制，但相对于具有聚合性官能团的离子性液体100重量，优选在0.001～50重量份的范围内，更优选在0.01～20重量份的范围内。这是因为，在半导体纳米颗粒荧光体的含量相对于具有聚合性官能团的离子性液体100重量份低于0.001重量份的情况下，有来自半导体纳米颗粒荧光的发光过弱的趋势，另外在半导体纳米颗粒荧光体的含量相对于具有聚合性官能团的离子性液体100重量份超过50重量份的情况下，有难以在具有聚合性官能团的离子性液体中均匀分散的趋势。
在此，图3是将本发明的波长转换部件13以及第一发明的发光装置1、第二发明的发光装置11中的半导体纳米颗粒荧光体4、14及树脂5、15局部放大示出的透射型电子显微镜(TEM：Transmission Electron Microscope)照片(放大10万倍)。本发明中，半导体纳米颗粒荧光体的最大特征是在上述树脂中形成(即自组织化)、分散有簇状的集合体。即，本发明中，源自构成树脂的离子性液体的构成单元包围半导体纳米颗粒荧光体，由此，通过静电斥力保持半导体纳米颗粒荧光体彼此相互接近的适当距离，形成并分散簇状的集合体。这样，本发明中，由于半导体纳米颗粒荧光体彼此静电排斥而不凝集，所以发光效率不会因以往使半导体纳米颗粒荧光体分散于树脂中的情况下引起的半导体纳米颗粒荧光体的凝集而降低。
此外，图3中示出半导体纳米颗粒荧光体在树脂中的一部分形成簇状的集合体的状态，但该簇状的集合体只要在树脂中的至少一部分存在即可，另外，也可以遍及树脂的整体形成这种簇状的集合体。
在此，图4是示意性表示将图3所示的照片局部放大的状态的图。在上述簇状的集合体中，在将相互最接近的上述半导体纳米颗粒荧光体间的直线距离设为L时，优选为如下关系：0＜L≤10nm。本发明中，上述树脂中的半导体纳米颗粒荧光体也可以含有半导体纳米颗粒荧光体彼此相互接触的部分，但优选半导体纳米颗粒荧光体彼此相互不接触地分散，且直线距离L的下限由0＜L表示。由此，能够抑制以往使半导体纳米颗粒荧光体为固体密封的状态时发生的、因半导体纳米颗粒荧光体彼此的接触而出现的表面(粒界)处的失活，能够维持高发光效率。另外，特别是在使固体密封的状态下的半导体纳米颗粒荧光体为高浓度的情况下，由于半导体纳米颗粒荧光体的密度变高，所以接触的可能性变高，失活显著，且发光效率大幅降低。但是，在本发明中，通过使用包含源自离子性液体的构成单元的树脂，即使在使固体密封的状态下的半导体纳米颗粒荧光体为高浓度的情况下，也能够抑制半导体纳米颗粒荧光体的接触、失活，防止发光效率的降低。上述树脂中的半导体纳米颗粒荧光体相互接触与否，可通过上述的TEM观察来确认。
另外，直线距离L的上限超过10nm的情况下，有半导体纳米颗粒荧光体彼此不相互作用地存在的趋势。从能够有效保持簇状的集合体的形成(自组织化)实现的稳定的状态的理由出发，优选在1nm≤L≤5nm的范围内。
本发明中，波长转换部件或波长转换部的厚度没有特别限制，但优选为10～200μm的范围内，更优选为30～100μm的范围内。
本发明中，如上所述，半导体纳米颗粒荧光体能够不凝集地高浓度化，由此，具有可以降低波长转换部件或波长转换部的厚度的优点。在波长转换部件或波长转换部的厚度低于10μm的情况下，有半导体纳米颗粒荧光体的浓度高而难以制作的趋势，另外，在波长转换部件或波长转换部的厚度超过200μm的情况下，在应用于实际的发光装置时，存在会脱离减薄厚度的课题的趋势。
在此，图5是示意性表示第一发明的发光装置的实施方式2的图。图1所示的例子中，示出了仅使用1种半导体纳米颗粒荧光体的例子，但第一发明的发光装置中，如图5所示的例子那样，半导体纳米颗粒荧光体也可以含有发红色光的第一半导体纳米颗粒荧光体及发绿色光的第二半导体纳米颗粒荧光体。图5中，作为一例，示意性示出以一体地覆盖光源2的至少一部分的方式形成的波长转换部3’包含2种半导体纳米颗粒荧光体(发红色光的第一半导体纳米颗粒荧光体4a及发绿色光的第二半导体纳米颗粒荧光体4b)的情况下的发光装置21。
在此，图6是示意性表示第二发明的发光装置的实施方式2的图。图6表示具备实施方式2的波长转换部件13’的情况下的发光装置31。图2所示的例子中，示出了仅使用1种半导体纳米颗粒荧光体的例子，但本发明的波长转换部件中，如图6所示的例子那样，半导体纳米颗粒荧光体也可以含有发红色光的第一半导体纳米颗粒荧光体及发绿色光的第二半导体纳米颗粒荧光体。图6中，作为一例，示意性示出具备包含2种半导体纳米颗粒荧光体(发红色光的第一半导体纳米颗粒荧光体14a及发绿色光的第二半导体纳米颗粒荧光体14b)的情况下的波长转换部件13’和与该波长转换部件13’分体的光源12的情况下的发光装置21。
另外，图7是示意性表示第一发明的发光装置的实施方式3的图。第一发明的发光装置的波长转换部也可以具备一体地覆盖光源的至少一部分的第一波长转换层和在第一波长转换层的离开光源的一侧相邻设置的第二波长转换层。即，也可以从接近光源的一侧依次具备第一波长转换层和第二波长转换层。在第一发明的发光装置中，也可以如下实现：第一波长转换层及第二波长转换层中的任一者含有发红色光的第一半导体纳米颗粒荧光体，第一波长转换层及第二波长转换层中的另一者含有发绿色光的第二半导体纳米颗粒荧光体。其中，特别优选如图7所示的例子的发光装置41那样，第一波长转换层3a含有发红色光的第一半导体纳米颗粒荧光体4a，第二波长转换层3b含有发绿色光的第二半导体纳米颗粒荧光体4b。
另外，图8是示意性表示第二发明的发光装置的实施方式3的图。图8示出具备实施方式3的波长转换部件的情况下的发光装置51。本发明的波长转换部件也可以如下实现：从接收激发光的一侧(接近光源的一侧)依次具备第一波长转换层和第二波长转换层，第一波长转换层和第二波长转换层中的任一者含有发红色光的第一半导体纳米颗粒荧光体，第一波长转换层和第二波长转换层中的另一者含有发绿色光的第二半导体纳米颗粒荧光体。其中，特别优选如图8所示的例子那样，第一波长转换层13a含有发红色光的第一半导体纳米颗粒荧光体14a，上述第二波长转换层13b含有发绿色光的第二半导体纳米颗粒荧光体14b。
在此，图9中示意性表示如上所述作为荧光体使用2种半导体纳米颗粒荧光体(发红色光的第一半导体纳米颗粒荧光体4a、14a及发绿色光的第二半导体纳米颗粒荧光体4b、14b)，作为光源2、12使用发蓝色光的光源的情况下的发光光谱的一例。图9中，横轴表示波长(nm)，纵轴表示强度(a.u.)。这样，通过使用发蓝色光的光源2、12，且如图5～图8所示的例子那样组合使用发红色光的第一半导体纳米颗粒荧光体和发绿色光的第二半导体纳米颗粒荧光体，能够实现发白色光的发光装置。另外，特别是，如图7及图8所示的例子那样，由于接近光源的一侧的第一波长转换层3a、13a含有发红色光的第一半导体纳米颗粒荧光体4a、14a，第二波长转换层3b、13b含有发绿色光的第二半导体纳米颗粒荧光体4b、14b，因此从光源2、12射出的蓝色光首先被第一波长转换层3a、13a中所含的发红色光的第一半导体纳米颗粒荧光体4a、14a吸收而发红色光，来自光源2、12的蓝色发光和从第一半导体纳米颗粒荧光体4a、14a发出的红色光通过第二波长转换层3b、13b，但第二波长转换层3b、13b中所含的发绿色光的第二半导体纳米颗粒荧光体4b、14b由于不吸收红色，所以能够抑制荧光体间的再吸收，实现提高发光效率且能够容易地得到所希望的色彩平衡的效果。
如图5～图8所示的例子那样，就含有发红色光的第一半导体纳米颗粒荧光体和发绿色光的第二半导体纳米颗粒荧光体的情况下的比率而言，在1层中混合存在的情况以及在2层分别含有的情况中的任一情况下，以重量比计将第一半导体纳米颗粒荧光体设为1时，第二半导体纳米颗粒荧光体优选在0.1～10的范围内，更优选在0.2～5的范围内。这是因为，在设第一半导体纳米颗粒荧光体为1的情况下的第二半导体纳米颗粒荧光体的重量比低于0.1时，因红色和绿色的发光强度之差而大幅偏离白色，有成为偏红色的发光色的趋势，另外，在设第一半导体纳米颗粒荧光体为1的情况下的第二半导体纳米颗粒荧光体的重量比超过10的情况下，因红色和绿色的发光强度之差而大幅偏离白色，有成为偏绿色的发光色的趋势。
本发明的发光装置1、11、21、31、41、51中使用的光源2、12没有特别限制，但如上所述将发红色光的第一半导体纳米颗粒荧光体和发绿色光的第二半导体纳米颗粒荧光体组合使用的情况下，能够得到呈现颜色再现性高的白色发光的发光装置，因此，能够适宜地使用发蓝色光的发光二极管(LED)、发蓝色光的激光二极管(LD)等。
图10是示意性示出其表面键合有离子性表面修饰分子8的情况下的半导体纳米颗粒荧光体4c、14c的图。本发明中的半导体纳米颗粒荧光体也可以如图10所示的例子那样，在其表面键合有离子性表面修饰分子8。这样，使半导体纳米颗粒荧光体与离子性表面修饰分子键合，进而使其分散于具有聚合性官能团的离子性液体中，使其聚合而得到含有源自具有聚合性官能团的离子性液体的构成单元的树脂，由此，能够在树脂中以静电稳定的状态牢固地保护半导体纳米颗粒荧光体。由此，能够抑制表面修饰分子因热而剥离的现象，结果具有能够抑制半导体纳米颗粒荧光体的劣化的优点。
作为这种离子性表面修饰分子，可以没有特别限制地使用以往公知的分子，例如，可以示例2-(二乙氨基)乙硫醇盐酸盐、十六烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵、巯基乙酸盐、溴化硫代胆碱等。它们中，从可以更稳定地键合的阳离子性的表面修饰剂的观点出发，优选使用选自2-(二乙氨基)乙硫醇盐酸盐、十六烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵及溴化硫代胆碱中的任一种作为离子性表面修饰分子。
在使用离子性表面修饰分子的情况下，作为与半导体纳米颗粒荧光体键合的方法，例如在作为离子性表面修饰分子使用2-(二乙氨基)乙硫醇盐酸盐的情况下，可举出在制作半导体纳米颗粒荧光体时作为表面修饰剂混合2-(二乙氨基)乙硫醇盐酸盐的方法、在制作了半导体纳米颗粒荧光体后进行混合的方法等。
对于离子性表面修饰分子的添加量也没有特别限制，但相对于半导体纳米颗粒荧光体100重量份，优选在0.1～100重量份的范围内，更优选在1～50重量份的范围内。这是因为，在离子性表面修饰分子的添加量相对于半导体纳米颗粒荧光体100重量份低于0.1重量份的情况下，有不能充分进行表面修饰的趋势，另外，在离子性表面修饰分子的添加量相对于半导体纳米颗粒荧光体100重量份超过100重量份的情况下，有因过剩的表面修饰分子而引起凝集的趋势。
另外，图11是示意性表示第一发明的发光装置的实施方式4的图。另外，图12是示意性表示第二发明的发光装置的实施方式4的图，图12表示具备实施方式4的波长转换部件13”的情况下的发光装置71。本发明中，如图11所示的例子的发光装置61及图12所示的例子的发光装置71那样，波长转换部3”或波长转换部件13”还可以包含半导体纳米颗粒荧光体4、14以外的以往的荧光体(以往型荧光体)62、72。作为这种以往型荧光体62、72，例如可举出CaAlSiN3红色荧光体、YAG：Ce黄色荧光体等。这种以往型荧光体62、72由于粒径为μm级，所以具有可以散射来自光源及荧光体的荧光，因此，发光装置的发光通过散射而能够实现均匀的发光的优点(半导体纳米颗粒荧光体各向同性地发出荧光，由于为纳米级，所以不进行散射)。即使在以往型荧光体62、72中，从稳定性及发光特性高的理由出发，也优选CaAlSiN3红色荧光体及YAG：Ce黄色荧光体的至少任一种。
如图11及图12所示的例子那样，在使用以往型荧光体62、72的情况下，其含量相对于半导体纳米颗粒荧光体(如上所述，使用2种以上的半导体纳米颗粒荧光体的情况下为其总量)100重量份，优选在1～1000重量份的范围内，更优选在10～100重量份的范围内。这是因为，在以往型荧光体62、72的含量相对于半导体纳米颗粒荧光体100重量份低于1重量份的情况下，有散射的效果少的趋势，另外，在以往型荧光体62、72的含量相对于半导体纳米颗粒荧光体100重量份超过1000重量份的情况下，有来自半导体纳米颗粒荧光体的发光少的趋势。
图13是示意性表示第二发明的发光装置的实施方式5的图。图13示出具备实施方式5的波长转换部件13”’的情况下的发光装置81。本发明的波长转换部件13”’还可以具备具有透光性的阻气层82。在波长转换部件中，其最表面与空气直接接触，但如图13所示的例子那样，通过在最表面设置阻气层82，波长转换部件13”’的内部通过阻气层82遮蔽空气中存在的氧、水分等。由此，能够保护包含半导体纳米颗粒荧光体的波长转换部使其不因氧、水分等而劣化，提供可靠性提高的发光装置。
另外，图14是示意性表示第二发明的发光装置的实施方式6的图。图14表示具备与图13所示的相同的波长转换部件13”’的情况下的发光装置91。波长转换部件13”’为具有两个相对的主面13”’a的片状，以覆盖该2个主面13”’a的方式形成阻气层82’，且其侧部13”’b露出。这样，通过不在侧部设置阻气层，在将波长转换部件13”’的一个主面(例如在图14的纸面中位于上侧的主面即上表面)设为发光的照射面的情况下，能够发光至侧部。即，由于在波长转换部件13”’的侧部没有阻隔层，从而没有该部分的非发光部分(没有边框)，能够提高发光效率。本发明中，如上所述，通过使半导体纳米颗粒荧光体分散于含有源自具有聚合性官能团的离子性液体的构成单元的树脂中，即使使片状的波长转换部件的侧部露出也不易劣化，因此，能够采用这种结构。
图15是示意性表示第一发明的发光装置的实施方式5的图。图15所示的例子的发光装置101也可以在波长转换部的离开光源的一侧(图15所示的例子中为第二波长转换层3b的与接近光源2的第一波长转换层3a相反的一侧)相邻地设置具有透光性的阻气层102。发光装置中，其最表面与空气直接接触，但如图15所示的例子那样，通过在最表面设置阻气层，发光装置的内部通过阻气层遮蔽空气中存在的氧、水分等。由此，能够保护包含半导体纳米颗粒荧光体的波长转换部使其不因氧、水分等而劣化，提供可靠性提高的发光装置。
阻气层82、82’、102只要是具有透光性，且透气性以氧透过度计为1cc/(m2·day/atm)以下及以水蒸汽透过度计为1g/m2·day以下(使用以日本工业标准为基准的透气率测定装置进行测定)的层，就没有特别限制，优选以选自玻璃、硅酮树脂、丙烯酸树脂中的任一种材料为主成分形成的阻气层。阻气层82、82’、102的厚度没有特别限制，但优选在1～5000μm的范围内，更优选在10～1000μm的范围内。这是因为，在阻气层82、82’、102的厚度低于1μm的情况下，有不能充分维持阻气性能的趋势，另外，在阻气层82、82’、102的厚度超过5000μm的情况下，有使光的取出效率降低的趋势。
另外，优选在阻气层82、82’、102中分散有由无机材料构成的散射剂。通过这样分散有散射剂，与不含散射剂的情况下的阻气层相比，能够抑制空气中的氧或水分等的透气性，进一步保护波长转换部件或波长转换部。另外，有将来自光源及波长转换部件或波长转换部的发光散射，能够实现均匀的发光的优点。
作为散射剂的无机材料也没有特别限制，可示例以往公知的例如氧化钛、氧化铝、氧化硅、钛酸钡、氧化镓、氧化铟、氧化锌等。它们中，从制作及处理性容易的理由出发，优选使用氧化硅作为散射剂。散射剂的添加量也没有特别限制，但为了适宜地发挥上述的散射剂的效果，相对于作为构成阻气层的主成分的材料100重量份，优选在0.1～100重量份的范围内，更优选在1～50重量份的范围内。
另外，图16是示意性表示第二发明的发光装置的实施方式7的图。图16所示的例子的发光装置111中，光源12的至少一部分被由包含源自具有聚合性官能团的离子性液体的构成单元的树脂构成的树脂层112一体地覆盖，且在上述树脂层112的离开光源12的一侧相邻地设有波长转换部件11。在此，波长转换部件也可以是上述任一种方式的波长转换部件，图16中表示使用具备图2所示的包含源自具有聚合性官能团的离子性液体的构成单元的树脂13和分散于上述树脂13中的半导体纳米颗粒荧光体14的、实施方式1的波长转换部件11的情况。通过如图16所示的例子那样设计，能够使半导体纳米颗粒荧光体远离成为热源的光源，能够抑制热导致的半导体纳米颗粒荧光体的劣化。例如，通过在具备光源12和树脂层112的LED器件上载置本发明的波长转换部件，也可以制造图16所示的发光装置111。
此外，图14所示的方式中，波长转换部件优选为片状，但在其以外的情况下，对于波长转换部件的形状没有特别限制，除了片状以外，也可以是棒状、毛细管状等形状。
此外，上述的第一发明的发光装置、第二发明的发光装置的形状没有特别限制，可以采用片状、棒状等形状。
通过实施例更进一步具体地说明本发明。但是，本发明不受这些实施例限定。
＜实施例1＞
(半导体纳米颗粒荧光体的制造)
通过以下的顺序制造由CdSe/ZnS构成的半导体纳米颗粒荧光体。
首先，在不活泼气氛中向3mL的三辛基膦(TOP)混合1mmol的硒化三辛基膦(TOPSe)及1mmol的二甲基镉。接着，将5g的三辛基氧化膦(TOPO)注入在350℃的氮气下加热的溶液中。温度马上下降至约260℃，在该状态下反应70分钟，停止反应并使反应溶液马上冷却至室温，制备由CdSe构成的半导体纳米颗粒(CdSe芯)。
接着，在含有通过上述方法制备的CdSe芯的溶液中加入含有作为壳层的原料的3mmol的醋酸锌及3mmol的硫的3mL的TOP溶液，在150℃中反应2小时后，冷却至室温，形成ZnS壳层。这样，得到含有由CdSe/ZnS构成的半导体纳米颗粒荧光体的分散液。
(具备波长转换部的发光装置的制造)
接着，通过在具有(甲基)丙烯酸酯基的离子性液体即2-(甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基铵双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺的溶液1mL中混合含有由上述的CdSe/ZnS构成的半导体纳米颗粒荧光体的分散液0.1mL，由此形成CdSe/ZnS分散离子性液体。在该CdSe/ZnS分散离子性液体中混合作为引发聚合的催化剂的偶氮二异丁腈2mg，将其滴加到发光峰值波长445nm的蓝色LED(光源)上，并在80℃中加热1小时，由此树脂化，形成在含有源自具有聚合性官能团的离子性液体的构成单元的树脂中分散有半导体纳米颗粒荧光体的波长转换部，制作了具备图1所示的那种构造的发光装置。
＜实施例2＞
除将CdSe的反应时间对于绿色设为50分钟，对于红色设为100分钟以外，与实施例1的CdSe的反应同样地制作了分别含有发绿色光的CdSe/ZnS半导体纳米颗粒荧光体、发红色光的CdSe/ZnS半导体纳米颗粒荧光体的分散液。
将这些分散液在具有(甲基)丙烯酸酯基的离子性液体即2-(甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基铵双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺的溶液1mL中分别混合0.05mL，同样地滴加到蓝色LED上，进行树脂化，制作了具备图5所示的那种构造的发光装置。得到的发光装置的发光光谱如图9所示。
＜实施例3＞
与实施例2同样地制作了分别含有发绿色光的CdSe/ZnS半导体纳米颗粒荧光体、发红色光的CdSe/ZnS半导体纳米颗粒荧光体的分散液。实施例3中，使发绿色光的CdSe/ZnS半导体纳米颗粒荧光体、发红色光的CdSe/ZnS半导体纳米颗粒荧光体独立地分散于具有聚合性官能团的离子性液体中，从接近蓝色LED(光源)的一侧按含有发红色光的CdSe/ZnS半导体纳米颗粒荧光体(第一半导体纳米颗粒荧光体)的层(第一波长转换层)、含有发绿色光的CdSe/ZnS半导体纳米颗粒荧光体(第二半导体纳米颗粒荧光体)的层(第二波长转换层)的顺序进行配置。
首先，在具有(甲基)丙烯酸酯基的离子性液体即2-(甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基铵双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺的溶液0.5mL中混合0.05mL的含有发红色光的CdSe/ZnS半导体纳米颗粒荧光体的分散液，将其滴加到蓝色LED(光源)上，进行树脂化，形成包含发红色光的CdSe/ZnS半导体纳米颗粒荧光体的层。
接着，在具有(甲基)丙烯酸酯基的离子性液体即2-(甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基铵双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺的溶液0.5mL中混合0.05mL的含有发绿色光的CdSe/ZnS半导体纳米颗粒荧光体的分散液，进行树脂化，在含有上述的发红色光的CdSe/ZnS半导体纳米颗粒荧光体的层上形成含有发绿色光的CdSe/ZnS半导体纳米颗粒荧光体的层。这样制作了具备图7所示的那种构造的发光装置。
＜实施例4＞
与实施例2同样地制作分别含有发绿色光的CdSe/ZnS半导体纳米颗粒荧光体、发红色光的CdSe/ZnS半导体纳米颗粒荧光体的分散液，之后，使离子性表面修饰分子与各半导体纳米颗粒荧光体的表面键合。
首先，将1mmol的TOPSe及1mmol的二甲基镉在不活泼气氛中混合于3mL的TOP中。接着，将5g的TOPO注入在350℃的氮气下加热的溶液中。温度马上下降至约260℃，在该状态下反应70分钟后，停止反应，将反应溶液马上冷却至室温，制备由CdSe构成的半导体纳米颗粒(CdSe芯)。
接着，在含有通过上述方法制备的CdSe芯的溶液中加入含有作为壳层的原料的3mmol的醋酸锌及3mmol的硫的3mL的TOP溶液，在150℃中反应2小时后，冷却至室温，形成了ZnS壳层。这样，得到含有由CdSe/ZnS构成的半导体纳米颗粒荧光体的分散液。
将混合有2-(二乙氨基)乙硫醇盐酸盐50mg作为离子性表面修饰分子的水1mL混合搅拌于上述分散液中，由此得到含有在CdSe/ZnS的表面键合了2-(二乙氨基)乙硫醇的半导体纳米颗粒荧光体的分散液。
将该分散液混合于具有(甲基)丙烯酸酯基的离子性液体即2-(甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基铵双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺的溶液1mL中，搅拌约8小时后减压干燥2小时，滴加到蓝色LED(光源)上进行树脂化，得到波长转换部中所存在的半导体纳米颗粒荧光体为图10所示的那种构造的、具备图1所示的那种构造的发光装置。
＜实施例5＞
(半导体纳米颗粒荧光体的制造)
按照以下的顺序制作了由InP/ZnS构成的半导体纳米颗粒荧光体。
在肉豆蔻酸铟(1mmol)中加入十六烷基硫醇(1mmol)、三甲基甲硅烷基膦(TMS)3P(3mmol)和1-十八碳烯20ml，在约180℃中加热50分钟。由此，制备含有InP半导体纳米颗粒荧光体(InP芯)的分散液。
接着，在通过上述方法制备的含有InP芯的分散液中加入含有作为壳层的原料的3mmol的醋酸锌及3mmol的硫的3mL的TOP溶液，在150℃中反应32小时后，冷却至室温。这样，得到由InP/ZnS构成的半导体纳米颗粒荧光体。之后，与实施例1同样地，得到具备图1所示的那种构造的发光装置。
＜实施例6＞
除使用市售的CaAlSiN3红色荧光体来代替发红色光的半导体纳米颗粒荧光体以外，与实施例2相同。首先，在分散有发绿色光的CdSe半导体纳米颗粒荧光体的、具有(甲基)丙烯酸酯基的离子性液体即2-(甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基铵双(三氟三甲磺酰基)酰亚胺的溶液中混合CaAlSiN3红色荧光体0.05g，将其滴加到蓝色LED(光源)上，进行树脂化，得到具备图11所示的那种构造的发光装置。
＜实施例7＞
在实施例3中得到的发光装置的最上部设置阻气层，得到具备图15所示的那种构造的发光装置。阻气层通过涂布硅酮树脂(信越化学株式会社制：KER-2500)，并在80℃中加热30分钟，在120℃中加热1小时而形成。
＜比较例1＞
除在PMMA树脂中分散有CdSe/ZnS半导体纳米颗粒荧光体以外，与实施例1同样地制作了发光装置。首先，与实施例1同样地制备含有CdSe/ZnS半导体纳米颗粒荧光体的分散液，在PMMA树脂1g的丙酮溶液5mL中混合含有上述的CdSe/ZnS半导体纳米颗粒荧光体的分散液0.1mL，且在其中混合了发光峰值波长445nm的蓝色LED后，在80℃中加热1小时，制作了发光装置。
〔性能评价〕
对于实施例1、比较例1中得到的发光装置分别测定发光强度，将初始的发光强度设为100％，进行以日本工业标准的高温试验的规定为基准的加热可靠性试验(85℃)，将各发光装置中的波长转换部的发光强度的变化作为发光效率算出。在图17中示出结果。
＜实施例8＞
(半导体纳米颗粒荧光体的制造)
按照以下的顺序制作由CdSe/ZnS构成的半导体纳米颗粒荧光体。
首先，将1mmol的硒化三辛基膦(TOPSe)及1mmol的二甲基镉在不活泼气氛中混合于3mL的三辛基膦(TOP)中。接着，将5g的三辛基氧化膦(TOPO)注入在350℃的氮气下加热的溶液中。温度马上下降至约260℃，在该状态下反应70分钟，停止反应，使反应溶液马上冷却至室温，制备由CdSe构成的半导体纳米颗粒(CdSe芯)。
接着，在通过上述方法制备的含有CdSe芯的溶液中加入含有作为壳层的原料的3mmol的醋酸锌及3mmol的硫的3mL的TOP溶液，在150℃中反应2小时并冷却至室温，形成了ZnS壳层。这样，得到含有由CdSe/ZnS构成的半导体纳米颗粒荧光体的分散液。
(波长转换部件的制造)
接着，通过在具有(甲基)丙烯酸酯基的离子性液体即2-(甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基铵双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺的溶液1mL中混合含有由上述的CdSe/ZnS构成的半导体纳米颗粒荧光体的分散液0.1mL，形成CdSe/ZnS分散离子性液体。在该CdSe/ZnS分散离子性液体中混合作为引发聚合的催化剂的偶氮二异丁腈2mg，在80℃中加热1小时，由此进行树脂化，制作了具备图2所示的那种构造的波长转换部件。
＜实施例9＞
除将CdSe的反应时间对于绿色设为50分钟，对于红色设为100分钟以外，与实施例8的CdSe的反应同样地制作了分别含有发绿色光的CdSe/ZnS半导体纳米颗粒荧光体、发红色光的CdSe/ZnS半导体纳米颗粒荧光体的分散液。
将这些分散液在具有(甲基)丙烯酸酯基的离子性液体即2-(甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基铵双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺的溶液1mL中分别混合0.05mL，进行树脂化，制作了具备图2所示的那种构造的波长转换部件。将该波长转换部件与发光峰值波长445nm的蓝色LED(激发光源)组合，得到图6所示的发光装置。得到的发光装置的发光光谱如图9所示。
＜实施例10＞
与实施例9同样地制作了分别含有发绿色光的CdSe/ZnS半导体纳米颗粒荧光体、发红色光的CdSe/ZnS半导体纳米颗粒荧光体的分散液。在实施例10中，使发绿色光的CdSe/ZnS半导体纳米颗粒荧光体、发红色光的CdSe/ZnS半导体纳米颗粒荧光体独立地分散于具有聚合性官能团的离子性液体中，从接收激发光的一侧按照含有发红色光的CdSe/ZnS半导体纳米颗粒荧光体(第一半导体纳米颗粒荧光体)的层(第一波长转换层)、含有发绿色光的CdSe/ZnS半导体纳米颗粒荧光体(第二半导体纳米颗粒荧光体)的层(第二波长转换层)的顺序进行配置。
首先，在具有(甲基)丙烯酸酯基的离子性液体即2-(甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基铵双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺的溶液0.5mL中混合0.05mL的含有发红色光的CdSe/ZnS半导体纳米颗粒荧光体的分散液，进行树脂化，形成含有发红色光的CdSe/ZnS半导体纳米颗粒荧光体的层。
接着，在具有(甲基)丙烯酸酯基的离子性液体即2-(甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基铵双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺的溶液0.5mL中混合0.05mL的含有发绿色光的CdSe/ZnS半导体纳米颗粒荧光体的分散液，进行树脂化，在含有上述的发红色光的CdSe/ZnS半导体纳米颗粒荧光体的层上形成含有发绿色光的CdSe/ZnS半导体纳米颗粒荧光体的层。这样，制作了具备图8所示的那种构造的波长转换部件。
＜实施例11＞
与实施例9同样地制作分别含有发绿色光的CdSe/ZnS半导体纳米颗粒荧光体、发红色光的CdSe/ZnS半导体纳米颗粒荧光体的分散液，之后，使离子性表面修饰分子与各半导体纳米颗粒荧光体的表面键合。
首先，将1mmol的TOPSe及1mmol的二甲基镉在不活泼气氛中混合于3mL的TOP中。接着，将5g的TOPO注入在350℃的氮气下加热的溶液中。温度马上降低至约260℃，在该状态下反应70分钟后停止反应，使反应溶液马上冷却至室温，制备了由CdSe构成的半导体纳米颗粒(CdSe芯)。
接着，在通过上述方法制备的含有CdSe芯的溶液中加入含有作为壳层的原料的3mmol的醋酸锌及3mmol的硫的3mL的TOP溶液，在150℃中反应2小时，冷却至室温，形成ZnS壳层。这样，得到含有由CdSe/ZnS构成的半导体纳米颗粒荧光体的分散液。
在其中混合搅拌作为离子性表面修饰分子混合有2-(二乙氨基)乙硫醇盐酸盐50mg的水1mL，由此得到含有在CdSe/ZnS的表面键合有2-(二乙氨基)乙硫醇的半导体纳米颗粒荧光体的分散液。
将该分散液混合于具有(甲基)丙烯酸酯基的离子性液体即2-(甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基铵双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺的溶液1mL中，搅拌约8小时后减压干燥2小时，进行树脂化，得到存在于其中的半导体纳米颗粒荧光体成为图10所示的那种构造的、具备图2所示的那种构造的波长转换部件。
＜实施例12＞
(半导体纳米颗粒荧光体的制造)
按照以下顺序制作了由InP/ZnS构成的半导体纳米颗粒荧光体。
在肉豆蔻酸铟(1mmol)中加入十六烷基硫醇(1mmol)、三甲基甲硅烷基膦(TMS)3P(3mmol)和1-十八碳烯20ml，在约180℃中加热50分钟。由此，制备了含有InP半导体纳米颗粒荧光体(InP芯)的分散液。
接着，在通过上述方法制备的含有InP芯的分散液中加入含有作为壳层的原料的3mmol的醋酸锌及3mmol的硫的3mL的TOP溶液，在150℃中反应32小时后，冷却至室温。这样，得到由InP/ZnS构成的半导体纳米颗粒荧光体。之后，与实施例8同样地，得到具备图2所示的那种构造的波长转换部件。
＜实施例13＞
除使用市售的CaAlSiN3红色荧光体来代替发红色光的半导体纳米颗粒荧光体以外，与实施例9相同。首先，在分散有发绿色光的CdSe半导体纳米颗粒荧光体的、具有(甲基)丙烯酸酯基的离子性液体即2-(甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基铵双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺的溶液中混合CaAlSiN3红色荧光体0.05g，得到具备图12所示的那种构造的波长转换部件。
＜实施例14＞
在实施例10中得到的波长转换部件的整个面上设置阻气层，得到具备图13所示的那种构造的波长转换部件。阻气层通过将硅酮树脂(信越化学株式会社制：KER-2500)涂布于波长转换部件的整个面上，在80℃中加热30分钟，在120℃下加热1小时而形成。
＜实施例15＞
得到在片状的波长转换部件(实施例10中得到的波长转换部件)的两个主面上设置阻气层，且使侧部露出的、具备图14所示的那种构造的波长转换部件。阻气层通过将硅酮树脂(信越化学株式会社制：KER-2500)涂布于波长转换部件的两个主面上，在80℃中加热30分钟，在120℃下加热1小时而形成。
＜实施例16＞
作为激发实施例8中得到的波长转换部件的光源，另外设置蓝色LED，得到图2所示的发光装置。
＜实施例17＞
在实施例10中得到的2层构造的波长转换部件上，将作为激发光源的蓝色LED与该波长转换部件分体地设于含有发红色光的半导体纳米颗粒荧光体的一侧(第一波长转换层侧)，得到图8所示的发光装置。
＜比较例2＞
除使CdSe/ZnS半导体纳米颗粒荧光体分散于PMMA树脂中以外，与实施例8同样地制作了发光装置。首先，与实施例8同样地制备含有CdSe/ZnS半导体纳米颗粒荧光体的分散液，在PMMA树脂1g的丙酮溶液5mL中混合含有上述的CdSe/ZnS半导体纳米颗粒荧光体的分散液0.1mL，在80℃中加热1小时，制作了波长转换部件。作为对得到的波长转换部件进行激发的激发光源，另外设置蓝色LED，得到发光装置。
〔性能评价〕
对实施例16、比较例2中得到的发光装置分别测定发光强度，将初始的发光强度设为100％，进行以日本工业标准中的高温试验的规定为基准的加热可靠性试验(85℃)，算出各发光装置中的波长转换部的发光强度的变化作为发光效率。图18示出结果。
＜实施例18＞
(半导体纳米颗粒荧光体的制造)
按照以下的顺序制造了由CdSe/ZnS构成的半导体纳米颗粒荧光体。
首先，将1mmol的硒化三辛基膦(TOPSe)及1mmol的二甲基镉在不活泼气氛中混合于3mL的三辛基膦(TOP)中。接着，将5g的三辛基氧化膦(TOPO)注入在350℃的氮气下加热的溶液中。温度马上下降至约260℃，在该状态下反应70分钟，停止反应，使反应溶液马上冷却至室温，制备了由CdSe构成的半导体纳米颗粒(CdSe芯)。
接着，在通过上述方法制备的含有CdSe芯的溶液中加入含有作为壳层的原料的3mmol的醋酸锌及3mmol的硫的3mL的TOP溶液，在150℃中反应2小时，冷却至室温，形成了ZnS壳层。这样，得到含有由CdSe/ZnS构成的半导体纳米颗粒荧光体的分散液。
(波长转换部件的制造)
接着，通过在具有(甲基)丙烯酸酯基的离子性液体即2-(甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基铵双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺的溶液1mL中混合含有由上述的CdSe/ZnS构成的半导体纳米颗粒荧光体的分散液0.1mL，形成CdSe/ZnS分散离子性液体。在该CdSe/ZnS分散离子性液体中混合作为引发聚合的催化剂的偶氮二异丁腈2mg，在80℃中加热1小时，由此进行树脂化，制作了具备图2所示的那种构造的波长转换部件。对于得到的波长转换部件，图3是透射型电子显微镜(TEM：Transmission Electron Microscope)照片(放大10万倍)。如上所述，半导体纳米颗粒荧光体在树脂中，半导体纳米颗粒荧光体彼此不相互接触，可以观察到形成(即自组织化)、分散有簇状的集合体。
(发光装置的制造)
将得到的波长转换部件与发光峰值波长445nm的蓝色LED(激发光源)组合，得到发光装置。
＜实施例19＞
(半导体纳米颗粒荧光体的制造)
按照以下顺序制造了由CdSe/ZnS构成的半导体纳米颗粒荧光体。
首先，将1mmol的硒化三辛基膦(TOPSe)及1mmol的二甲基镉在不活泼气氛中混合于3mL的三辛基膦(TOP)中。接着，将5g的三辛基氧化膦(TOPO)注入在350℃的氮气中加热的溶液中。温度马上下降至约260℃，在该状态下反应70分钟，停止反应，使反应溶液马上冷却至室温，制备了由CdSe构成的半导体纳米颗粒(CdSe芯)。
接着，在通过上述方法制备的含有CdSe芯的溶液中加入含有作为壳层的原料的3mmol的醋酸锌及3mmol的硫的3mL的TOP溶液，在150℃中反应2小时，冷却至室温，形成ZnS壳层。这样，得到含有由CdSe/ZnS构成的半导体纳米颗粒荧光体的分散液。
(具备波长转换部的发光装置的制造)
接着，通过在具有(甲基)丙烯酸酯基的离子性液体即2-(甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基铵双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺的溶液1mL中混合含有上述的由CdSe/ZnS构成的半导体纳米颗粒荧光体的分散液0.1mL，形成CdSe/ZnS分散离子性液体。在该CdSe/ZnS分散离子性液体中混合作为引发聚合的催化剂的偶氮二异丁腈2mg，将其滴加到发光峰值波长445nm的蓝色LED(光源)上，在80℃中加热1小时，由此进行树脂化，形成含有源自具有聚合性官能团的离子性液体的构成单元的树脂中分散有半导体纳米颗粒荧光体的波长转换部，制作了具备图1所述的那种构造的发光装置。
＜比较例3＞
与特开2015-113360号公报的实施例1同样地得到发光装置(以往的发光装置)。
(评价试验)
关于实施例18、比较例3中分别得到的发光装置，对分散介质中分散有半导体纳米颗粒荧光体的状态(图中为“分散”)以及将半导体纳米颗粒荧光体通过树脂密封于固体层的状态(图中为“固体密封”)下的发光强度进行比较。示出其结果的曲线图为上述的图19。根据图19可知，以往的发光装置在固体密封的状态下，发光效率显著降低，与之相对，在本发明的发光装置中，半导体纳米颗粒荧光体在上述树脂中，半导体纳米颗粒荧光体彼此不相互接触，而形成并分散有簇状的集合体，由此，固体密封的状态下的发光效率的降低被抑制。
本次公开的实施方式及实施例应认为在所有的方面都是示例，而不是限制性的内容。本发明的范围由权利要求书表示而不由上述说明表示，本发明包含与权利要求书均等的意思及范围内的所有变更。

Claims (21)

1.一种发光装置，其特征在于：
具备光源和一体地覆盖所述光源的至少一部分的波长转换部，
该波长转换部具有：含有构成单元的树脂，该构成单元源自具有聚合性官能团的离子性液体；和分散于所述树脂中的半导体纳米颗粒荧光体。
2.一种波长转换部件，其特征在于，具备：
含有构成单元的树脂，该构成单元源自具有聚合性官能团的离子性液体；和
分散于所述树脂中的半导体纳米颗粒荧光体，
所述波长转换部件接收激发光而发出荧光。
3.一种发光装置，其特征在于，具备：
权利要求2所述的波长转换部件；和
与波长转换部件分体设置的向波长转换部件射出激发光的光源。
4.如权利要求1或3所述的发光装置，其特征在于：
所述聚合性官能团为(甲基)丙烯酸酯基。
5.如权利要求4所述的发光装置，其特征在于：
具有所述丙烯酸酯基的离子性液体为2-(甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基铵双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺或1-(3-丙烯酰氧基-丙基)-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺。
6.如权利要求1或3所述的发光装置，其特征在于：
所述半导体纳米颗粒荧光体是发出波长380～780nm的可见光的荧光体。
7.如权利要求1或3所述的发光装置，其特征在于：
所述半导体纳米颗粒荧光体含有选自InP、InN、InAs、InSb、InBi、ZnO、In2O3、Ga2O3、ZrO2、In2S3、Ga2S3、In2Se3、Ga2Se3、In2Te3、Ga2Te3、CdSe、CdTe及CdS中的至少一种材料。
8.如权利要求1或3所述的发光装置，其特征在于：
所述半导体纳米颗粒荧光体包含发红色光的第一半导体纳米颗粒荧光体和发绿色光的第二半导体纳米颗粒荧光体。
9.如权利要求8所述的发光装置，其特征在于：
从接近光源的一侧起依次设置有第一波长转换层和第二波长转换层，第一波长转换层和第二波长转换层中的任一者含有发红色光的第一半导体纳米颗粒荧光体，第一波长转换层和第二波长转换层中的另一者含有发绿色光的第二半导体纳米颗粒荧光体。
10.如权利要求9所述的发光装置，其特征在于：
所述第一波长转换层含有发红色光的第一半导体纳米颗粒荧光体，所述第二波长转换层含有发绿色光的第二半导体纳米颗粒荧光体。
11.如权利要求8所述的发光装置，其特征在于：
所述光源发蓝色光，发光装置发白色光。
12.如权利要求1或3所述的发光装置，其特征在于：
所述半导体纳米颗粒荧光体是在其表面键合有离子性表面修饰分子的荧光体。
13.如权利要求12所述的发光装置，其特征在于：
所述离子性表面修饰分子为选自2-(二乙氨基)乙硫醇盐酸盐、十六烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵和溴化硫代胆碱中的任一种。
14.如权利要求1或3所述的发光装置，其特征在于：
还含有所述半导体纳米颗粒荧光体以外的荧光体。
15.如权利要求14所述的发光装置，其特征在于：
所述半导体纳米颗粒荧光体以外的荧光体为CaAlSiN3红色荧光体和YAG：Ce黄色荧光体中的至少一种。
16.如权利要求1或3所述的发光装置，其特征在于：
还具备具有透光性的阻气层。
17.如权利要求16所述的发光装置，其特征在于：
所述阻气层由选自玻璃、硅酮树脂和丙烯酸树脂中的任一种材料形成。
18.如权利要求16所述的发光装置，其特征在于：
所述阻气层为分散有由无机材料构成的散射剂的层。
19.如权利要求1或3所述的发光装置，其特征在于：
所述半导体纳米颗粒荧光体在所述树脂中形成并分散有簇状的集合体。
20.如权利要求19所述的发光装置，其特征在于：
所述半导体纳米颗粒荧光体以半导体纳米颗粒荧光体彼此不相互接触的方式分散于所述树脂中。
21.如权利要求19所述的发光装置，其特征在于：
在所述簇状的集合体中，相互最接近的所述半导体纳米颗粒荧光体彼此的直线距离为10nm以下。
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