CN110350067A - 波长转换部件及发光装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题在于当使用包含半导体纳米粒子荧光体的荧光体元件制造波长转换部件时容易制造波长转换部件。荧光体元件(10)具有分散于基质(12)中的半导体纳米粒子荧光体(11)。封入体(13)的厚度L与内径R之比为1以下，荧光体元件(10)的粒径为1～30μm，相对于1g密封材料，密封于波长转换部件中的荧光体元件(10)的重量为0.8g以下。
Description
技术领域
本公开案涉及一种含有半导体纳米粒子荧光体的波长转换部件及发光装置。
背景技术
半导体纳米粒子的作为荧光体的用途受到关注，且逐步得到研究。半导体纳米粒子荧光体有时分散在基质中而被封入在封入体内用作荧光体元件。专利文献1中公开了一种含有半导体纳米粒子群的一次粒子(荧光体元件)。对该一次粒子个别地赋予表面涂布材料的层。
现有技术文献
专利文献
[专利文献1]特表2013-505347号公报(2013年2月14日公开)
发明内容
本发明所要解决的技术问题
当制造包含荧光体元件的波长转换部件时，该荧光体元件通常被密封材料密封。
然而，本申请案的发明者发现，若一定量的密封材料中添加的荧光体元件的量增多，则会影响波长转换部件的制造。
本公开案的一个方式的目的在于实现一种当使用含有半导体纳米粒子荧光体的荧光体元件制造波长转换部件时容易制造该波长转换部件的荧光体元件、及包含该荧光体元件的波长转换部件。
解决问题的方案
为了解决所述课题，本公开案的波长转换部件包含荧光体元件、及将该荧光体元件密封的密封材料，该波长转换部件的构成为，所述荧光体元件具有：中空且透光性的封入体，其划定封入空间；基质，其被封入在所述封入体内，含有离子性液体或者具有来源于该离子性液体的结构单元的树脂；及半导体纳米粒子荧光体，其分散于所述基质中；所述封入体的厚度L与内径R之比即L/R为1以下，所述荧光体元件的粒径为1μm以上且30μm以下，相对于1g密封材料，所密封的所述荧光体元件的重量为0.8g以下。
发明效果
根据本公开案的一个方式，当使用包含半导体纳米粒子荧光体的荧光体元件制造波长转换部件时，容易制造波长转换部件。
附图说明
图1是表示实施方式一的波长转换部件的结构的立体图。
图2是表示荧光体元件的结构的剖视图。
图3是表示实施方式二的波长转换部件的结构的立体图。
图4是表示实施方式三的荧光体元件的结构的剖视图。
图5是表示实施方式四的荧光体元件的结构的剖视图。
图6是表示实施方式五的LED封装的结构的剖视图。
图7是表示包含荧光体元件与现有的荧光体的LED封装的结构的剖视图。
图8是表示实施方式六的LED封装的结构的剖视图。
图9是表示实施方式七的LED封装的结构的剖视图。
图10是表示实施方式八的LED封装的结构的剖视图。
图11是表示实施方式九的LED封装的结构的剖视图。
图12是表示实施例一中的试验结果的图。
图13是表示显示出具有从表面朝向内部的细孔的球状封入体的截面的电子显微镜照片的图。
图14是表示显示出L/R大于1的封入体的截面的电子显微镜照片的图。
图15是表示实施例二中使用的多种LED封装的剖视图。
图16是表示LED封装的点亮试验的结果的图。
具体实施方式
[实施方式一]
以下，将详细说明本公开案的一实施方式。以下，本申请案的附图中，相同的符号表示相同部分或者同等部分。而且，为了使附图清晰化、简单化，而适当变更附图中的长度、大小、宽度等尺寸关系，并非显示实际的尺寸。
图1是表示实施方式一的波长转换部件1的结构的立体图。如图1所示，波长转换部件1包含荧光体元件10(1次粒子)、及将该荧光体元件10密封的密封材料2。
密封材料2是光学透明的分散介质，例如由树脂构成。详细而言，密封材料2由聚合物、环氧树脂、硅及(甲基)丙烯酸酯、氧化硅玻璃、硅胶、硅氧烷、溶胶凝胶、水凝胶、琼脂糖、纤维素、环氧树脂、聚醚、聚乙烯、聚乙烯、聚二乙炔、聚苯乙炔、聚苯乙烯、聚吡咯、聚酰亚胺、聚咪唑、聚砜、聚噻吩、聚磷酸酯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、多肽、多糖及它们的组合构成。
图2是表示荧光体元件10的结构的剖视图。如图2所示，荧光体元件10具有封入体13、封入在该封入体13内的基质12、及分散于基质12中的半导体纳米粒子荧光体11。基质12含有离子性液体或者来源于该离子性液体的结构单元。
荧光体元件10的形状并不限于球状，也可为截面形状具有多边形的立方体等形状。荧光体元件10的粒径(直径)优选1μm以上且30μm以下。当荧光体元件10的粒径为30μm以下时，具有能以与现有的荧光体相同的工艺分散在密封材料2中的倾向。若荧光体元件10的粒径小，则在密封材料2中容易处理。而且，当荧光体元件10的粒径超过30μm时，在使其分散于密封材料2中进行涂布时，分配器可能会产生堵塞，从而令制造时的良率下降。
然而，若荧光体元件10的粒径过小，则一个荧光体元件10内部可保持的基质12及半导体纳米粒子荧光体11的量会减少，结果，需要大量荧光体元件10。若荧光体元件10的粒径大，则一个荧光体元件10能保持大量的基质12及半导体纳米粒子荧光体11。考虑到此方面，荧光体元件10的粒径优选1μm以上。
另外，当荧光体元件10并非球状，而使具有畸变、或为截面形状具有多边形的形状时，根据所述旨意，将其最大径作为粒径。
半导体纳米粒子荧光体11是纳米尺寸的荧光体粒子，是无可见光散射的单一的荧光体粒子。半导体纳米粒子荧光体11是由1种以上的半导体结晶构成。
半导体纳米粒子荧光体11的粒径(直径)可根据原料及所需的发光波长而适当选择，并无特别限制。半导体纳米粒子荧光体11的粒径例如为1～20nm的范围内。
半导体纳米粒子荧光体11优选为，作为半导体纳米粒子，含有选自由CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、InN、InP、InAs、InSb、AlP、AlS、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、PbS、PbSe、Si、Ge、MgS、MgSe、MgTe及其组合所构成的群中的一种或多种半导体材料。
而且，半导体纳米粒子荧光体11可为本领域技术人员所了解的二成分核型、三成分核型、四成分核型、核-壳型或者核-多壳型、有掺杂的纳米粒子或者倾斜纳米粒子。
半导体纳米粒子荧光体11的表面存在有机改性基团，所以能防止半导体纳米粒子荧光体11彼此凝聚。而且，因半导体纳米粒子荧光体11的表面具有极性，所以半导体纳米粒子荧光体11能良好地分散于包含来源于离子性液体的结构单元的基质中。因此，能抑制半导体纳米粒子荧光体11凝聚而劣化。
基质12是使半导体纳米粒子荧光体稳定地分散的分散介质，包含离子性液体或者来源于该离子性液体的结构单元。本说明书中“离子性液体”是指即使在常温(例如25℃)下也是熔融状态的盐(常温熔融盐)，以下述通式(1)表示。
X+Y-···(1)
所述通式(1)中，X+是选自咪唑鎓离子、吡啶鎓离子、鏻离子、脂肪族季铵离子、吡咯烷鎓、及锍中的阳离子。其中，因热及大气中的稳定性优良这一理由，可列举脂肪族季铵离子作为特别优选的阳离子。
而且在所述通式(1)中，Y-是选自四氟硼酸离子、六氟磷酸离子、双三氟甲基磺酰亚胺酸离子、高氯酸离子、三(三氟甲基磺酰基)碳酸离子、三氟甲磺酸离子、三氟乙酸离子、羧酸离子、及卤素离子中的阴离子。其中，因在热及大气中的稳定性优良这一理由，可列举双三氟甲基磺酰亚胺酸离子作为特别优选的阴离子。
例如，基质12含有包含来源于具有聚合性官能基的离子性液体的结构单元的树脂作为主成分(例如，80质量％以上)。作为具有聚合性官能基的离子性液体，可列举例如2-(甲基丙烯酰氧基)-乙基三甲铵双(三氟甲磺酰基)酰亚胺、1-(3-丙烯酰氧基-丙基)-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲磺酰基)酰亚胺等。
而且，基质12可含有包含来源于不具有聚合性官能基的离子性液体的结构单元的树脂作为主成分(例如，80质量％以上)。作为不具有聚合性官能基的离子性液体，可列举例如N,N,N-三甲基-N-丙铵双(三氟甲磺酰基)酰亚胺、N,N-二甲基-N-甲基-2-(2-甲氧基乙基)铵双(三氟甲磺酰基)酰亚胺等。
包含来源于离子性液体的结构单元的树脂可通过例如使用交联剂并利用热、光等使离子性液体硬化而形成。作为硬化方法，可采用照射紫外线而使其硬化的光硬化法、加热而使其硬化的热硬化法。
作为基质12的所述物质不具有蒸气压，几乎不会气化，所以能保持稳定的状态。而且，具有能使半导体纳米粒子荧光体11的表面在静电上稳定化，不会凝聚而稳定分散的效果，从而能确保高发光效率。
封入体13是划定封入空间的中空且透光性胶囊，其将分散有半导体纳米粒子荧光体11的基质12保持在所述封入空间内。利用封入体13被覆基质12的周围，由此能抑制氧及水分侵入基质12中。由此，能抑制因氧或者水分使半导体纳米粒子荧光体11劣化，从而能抑制半导体纳米粒子荧光体11的效率下降。
封入体13的厚度(膜厚)L与内径R之比(L/R)为1以下。而且，封入体13的厚度L优选为0.5nm以上且10μm以下。封入体13的厚度L的更优选的范围为0.5nm以上且5μm以下。另外，形成封入体13的膜可包含多层。该情况下，封入体13的厚度L是多层的厚度的总和。
通过这样使封入体13的厚度L变薄，能增加可封入在封入体13内部的半导体纳米粒子荧光体11的量。因此，半导体纳米粒子荧光体11对激励光的吸收率提高，能减少将荧光体元件10密封在密封材料2中时为了获得所需色度的荧光体元件10的总重量。另外，封入体13的厚度可通过使用扫描型电子显微镜或者穿透型电子显微镜测定。
当密封材料2为1g时，被密封材料2密封的荧光体元件10的重量为0.8g以下。如此规定的理由是，相对于1g的密封材料，能稳定制造波长转换部件1的荧光体元件10的重量的临限值为0.8g。若荧光体元件10为该值以上的量，则吐出密封材料2与荧光体元件10的混合体的喷嘴会发生堵塞。因此，该混合物的处理变得不佳，无法稳定地量产波长转换部件1。
为了实现射出所需色度的荧光的波长转换部件1，须利用密封材料2将量与该色度相应的半导体纳米粒子荧光体11密封。若封入体13的厚度L增厚，则可封入在封入体13内部的半导体纳米粒子荧光体11的量会减少，所以，每一个荧光体元件10中的半导体纳米粒子荧光体11的量减少，相反，每一个荧光体元件10中的封入体13的量增加。
如上所述，确定了能稳定地制造波长转换部件1的、荧光体元件10相对于密封材料2的比例的上限。若每一个荧光体元件10中的半导体纳米粒子荧光体11的量减少，则难以将量与所需色度对应的半导体纳米粒子荧光体11密封。
因此，优选为，如上所述使封入体13的厚度L变薄，并提高半导体纳米粒子荧光体11相对于封入体13的重量的比。由此，容易实现射出所需色度的荧光的波长转换部件1。
封入体13的材料只要为具有透光性且能阻断氧、水分的材料即可，并无特别限制，可使用无机材料或者聚合物材料等。无机材料对氧及水分的阻断性非常优良。作为无机材料，可使用例如氧化硅、金属氧化物、或者金属氮化物等。
聚合物材料具有柔软性，因此若用作封入体13的材料，则能提高半导体纳米粒子荧光体11的耐冲击性。作为聚合物材料，可使用丙烯酸酯聚合物、环氧化物、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯、聚碳酸酯、聚硫醚、聚丙烯腈、聚二烯、聚苯乙烯聚丁二烯共聚物、聚对二甲苯、氧化硅-丙烯酸酯混合物、聚醚醚酮、聚偏氟乙烯、聚偏氯乙烯、聚二乙烯基苯、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚异丁烯、聚异戊二烯、纤维素衍生物、或者聚四氟乙烯等。
(制造方法)
半导体纳米粒子荧光体11的制造方法并无特别限制，可为任一制造方法。从方法简单且成本低的观点出发，半导体纳米粒子荧光体11的制造方法优选使用化学合成法。化学合成法中，可在使含有生成物质的构成元素的多个起始物质分散于介质中后通过使它们反应而获得所要的生成物质。作为此种化学合成法，可列举例如溶胶凝胶法(胶体法)、热皂法、反胶束法、溶剂热法、分子前体法、水热合成法、或者、熔化法等。
荧光体元件10的制造方法也并无特别限制。作为荧光体元件10的制造方法，可列举例如如下方法。
将分散有利用离子性修饰剂封端的至少一种半导体纳米粒子荧光体11的基质12，加入到含有封入体13的材料的溶液中后，进行封入体材料的析出处理。由此，可获得基质12的表面被封入体13被覆的荧光体元件10。
当荧光体元件10的直径设为30μm以下时，对分散有半导体纳米粒子荧光体11的基质12，使用例如均化法等进行乳化(微细化)处理，并将处理后的混合物加入到含有封入体材料的溶液中。
封入体13的厚度可通过封入体材料的析出处理的时间、温度、pH值、封入体材料的浓度等进行控制。为了使封入体13的厚度L变薄，可进行提高均化法的旋转速度等调整。或者，当将第一水相(W1相)、正己烷相(O相)与第二水相(W2相)混合并进行乳化处理而形成封入体13时，能通过降低W1/O相的比，而使封入体13的厚度L变薄。
W1相是指例如以30％硅酸钠水溶液与聚甲基丙烯酸甲酯水溶液分别成为0.42g/ml与0.14g/ml的方式调整后的水相。O相是指例如以Tween80(聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯)与Span80(山梨醇酐单油酸酯)分别成为0.014g/ml与0.007g/ml的方式调整后的正己烷相。W2相是指例如以碳酸氢铵成为0.16g/ml的方式调整后的水相。
将W1相加入O相后，利用均化法以8000rpm的旋转速度进行乳化而制作W1/O相，并立刻将其加入W2相中，利用磁力搅拌器以35℃搅拌2小时，由此可形成封入体13。
另外，上文所述的制造方法中，基质12中的离子性液体维持液体状态。通过使该离子性液体进行缩合反应，使其硬化并树脂化(固体化)后，形成包含来源于离子性液体的结构单元的树脂，而使基质12包含具有来源于离子性液体的结构单元的树脂。
[实施方式二]
以下，将说明本公开案的另一实施方式。另外，为了便于说明，对于与所述实施方式中所说明的部件具有相同功能的部件标注相同符号，省略重复说明。
图3是表示本实施方式中的波长转换部件1A的结构的立体图。如图3所示，波长转换部件1A包括荧光体元件10、荧光体元件20、及将这些荧光体元件密封的密封材料2。
荧光体元件20包含发出与荧光体元件10具有的半导体纳米粒子荧光体11不同波长的荧光的半导体纳米粒子荧光体11。例如可为，荧光体元件10包含红色的半导体纳米粒子荧光体11，荧光体元件20包含绿色的半导体纳米粒子荧光体11。通过这样组合发出不同波长的荧光的荧光体元件10、20，能实现发出所需色度的荧光的波长转换部件1A。
[实施方式三]
以下，将说明本公开案的又一实施方式。图4是表示本实施方式中的荧光体元件10A的结构的剖视图。如图4所示，也可在封入体13的壁面形成从该壁面贯通内部空间的细孔13A。细孔13A直径为例如20nm以上且10μm以下。
通过使封入体13具有细孔13A，从而，当制作封入体13后，将分散有半导体纳米粒子荧光体11的基质12注入至该封入体13中而可制作荧光体元件10A。通过使细孔13A的直径为20nm以上且10μm以下，能将分散有半导体纳米粒子荧光体11的基质12高效地注入至封入体13。
[实施方式四]
以下，将说明本公开案的又一实施方式。图5是表示本实施方式中的荧光体元件30的结构的剖视图。如图5所示，荧光体元件30的最外侧具有保护基材14。本实施方式中，封入体13也可具有细孔13A。
作为保护基材14的形成材料，并无特别限制，例如，作为至少一种主成分，可列举SiO2、Al2O3、ZnO、In2O3、SnO2、TiO2、硅树脂、或者环氧树脂等。
通过设置保护基材14，能赋予荧光体元件30高化学稳定性。而且，当封入体13形成有细孔13A时，能物理性地防止离子性液体从该细孔13A泄露，提高操作性。
[实施方式五]
以下，将说明本公开案的又一实施方式。图6是表示LED(Light Emitting Diode)封装5(发光装置)的结构的剖视图。如图6所示，LED封装5具有LED51、反射器52、密封材料2及荧光体元件10。LED封装5中，分散于密封材料2中的荧光体元件10直接注入及密封在反射器52的凹部。
反射器52是将荧光体元件10发出的荧光(及LED51发出的激励光的一部分)反射的部件，凹部52B的内面作为反射镜发挥功能。在凹部52B的底面52A配置着LED51。
LED51是发出用于激励荧光体元件10所含的半导体纳米粒子荧光体11的激励光的激励光源。LED51无须配置于反射器52的底面52A，也可配置于反射器52的底面52A附近且在凹部52B的侧面。将这种底面52A附近称为反射器52的底部。而且，作为所述激励光源，也可使用半导体激光等其他类型的光源。
荧光体元件10优选为在波长转换部件1中偏置于出射侧。更详细而言，荧光体元件10在波长转换部件1中比LED51的上表面51A更靠出射侧。上表面51A是LED51中的和与底面52A接触的面为相反侧的面，是出射侧的面。图6中，表现出与底面52A平行且包含上表面51A的平面53。优选为，所有荧光体元件10与该平面53相比都更靠出射侧。然而，也有时不可避免地在比平面53更靠底面52A的这一侧存在微量的荧光体元件10，这样的发光装置也属于本公开案的技术的范围。
LED51在发光时会发热，因此优选在LED51的周围不配置荧光体元件10。通过如图6所示配置荧光体元件10，能抑制半导体纳米粒子荧光体11的量子效率因LED51的热而下降。
荧光体元件10可与现有的荧光体同样地处理，因此能以与现有的荧光体相同的工艺制造LED封装5。
作为LED封装5的制造方法，可例示如下方法。首先，在反射器52的底面52A配置LED51。并且，仅将密封材料2(第一密封材料)注入至反射器52的凹部52B(第一注入步骤)。此时，以所注入的密封材料2覆盖LED51的上表面51A的程度，注入密封材料2。之后，进一步注入分散有荧光体元件10的密封材料2(第二密封材料)(第二注入步骤)，对密封材料2进行硬化处理，由此完成波长转换部件1。
图7是表示包含荧光体元件10与现有的荧光体40的LED封装6(发光装置)的结构的剖视图。如图7所示，也可一同将荧光体元件10与现有的荧光体40密封。荧光体元件10可与现有的荧光体40同样地进行处理，因此能以与现有工艺相同的工艺使荧光体元件10与荧光体40混合，制造出具有所需的发光色的LED封装6。
作为现有的荧光体40，可使用例如无机荧光体、有机色素、稀土类活化氮氧化物荧光体、CaAlSiN3红色荧光体或者YAG：Ce黄色荧光体。
[实施方式六]
以下，将说明本公开案的又一实施方式。
图8是表示本实施方式中的LED封装50(发光装置)的结构的剖视图。图8中，以符号H表示底面52A与密封材料2的出射侧的面之间的距离。将该距离称为波长转换部件1的高度H。而且，以符号54表示与底面52A平行且位于高度H的一半高度的平面。
LED封装50中，所有荧光体元件10在波长转换部件1中比平面54更偏置于出射侧。换而言之，荧光体元件10保持在密封材料2的出射侧的一半区域。然而，也有时不可避免地在比平面54更靠底面52A的这一侧存在微量的荧光体元件10，这种发光装置也属于本公开案的技术的范围。即，LED封装50中，实质上所有荧光体元件10在波长转换部件1中都比平面54更靠出射侧。
LED封装50中，荧光体元件10距底面52A为至少高度H的一半距离。与LED封装5相比，LED封装50中，荧光体元件10更远离LED51，因此，能更有效地抑制LED51的热所致的半导体纳米粒子荧光体11的劣化。
(制造方法)
作为LED封装50的制造方法，可列举如下方法。首先，在反射器52的底面52A配置LED51。并且，仅将密封材料2(第一密封材料)注入至反射器52的凹部52B(第一注入步骤)。此时，以所注入的密封材料2的上表面比高度H的一半更靠出射侧的方式注入密封材料2。之后，进一步注入分散有荧光体元件10的密封材料2(第二密封材料)(第二注入步骤)，并对密封材料2进行硬化处理，由此完成波长转换部件1。
[实施方式七]
以下，将说明本公开案的又一实施方式。
图9是表示实施方式七中的LED封装60(发光装置)的结构的剖视图。如图9所示，LED封装60具有通过利用不含荧光体元件10的密封材料2将LED51密封而形成的第一层55、及利用密封材料2将荧光体元件10密封的第二层56。第二层56比第一层55更靠出射侧。
图9中表示位于高度H的一半高度的平面54。第一层55与第二层56的分界面比平面54更靠出射侧。即，第一层55距底面52A的高度是第一层55及第二层56的总高度H的一半以上。
这样，在LED封装60中，荧光体元件10距底面52A为至少高度H的一半距离。与LED封装5相比，LED封装60中，荧光体元件10更远离LED51，因此，能更有效地抑制LED51的热所致的半导体纳米粒子荧光体11的劣化。
(制造方法)
作为LED封装60的制造方法，可例示如下方法。首先，将反射器52的底面52A配置于LED51。并且，仅将密封材料2注入至反射器52的凹部52B(第一注入步骤)。此时，以所注入的密封材料2的上表面比高度H的一半更靠出射侧的方式注入密封材料2。并且，使所注入的密封材料2硬化，从而形成第一层55。
之后，进一步注入分散有荧光体元件10的密封材料2(第二注入步骤)，对密封材料2进行硬化处理，由此形成第二层56。
通过这样以2个阶段形成波长转换部件1，能确实地在LED51附近形成不含荧光体元件10的第一层55，在远离LED51的位置配置荧光体元件10。
[实施方式八]
以下，将说明本公开案的又一实施方式。
图10是表示实施方式八中的LED封装70(发光装置)的结构的剖视图。如图10所示，LED封装70具有密封有荧光体元件10及荧光体元件20的波长转换部件1。
荧光体元件20包含发出与荧光体元件10具有的半导体纳米粒子荧光体11不同波长的荧光的半导体纳米粒子荧光体11。可为例如，荧光体元件10包含发出红色的荧光的半导体纳米粒子荧光体11，荧光体元件20包含发出绿色的荧光的半导体纳米粒子荧光体11。通过这样组合发出不同波长的荧光的荧光体元件10、20，能实现发出所需色度的荧光的波长转换部件1。
LED封装70中，荧光体元件10、20都比平面54更靠出射侧。因此，能抑制荧光体元件10、20中所含的半导体纳米粒子荧光体11因LED51的热而劣化。
另外，LED封装5及60中，也可实现荧光体元件10、20的组合。
[实施方式九]
以下，将说明本公开案的又一实施方式。
图11是表示实施方式九中的LED封装80(发光装置)的结构的剖视图。如图11所示，LED封装80具有密封有荧光体元件10与现有的荧光体40的波长转换部件1。
荧光体元件10可与现有的荧光体40同样地进行处理，因此能以与现有工艺相同的工艺使荧光体元件10与荧光体40混合，制造出具有所需的发光色的LED封装80。作为现有的荧光体40，可使用例如无机荧光体、有机色素、稀土类活化氮氧化物荧光体、CaAlSiN3红色荧光体或者YAG：Ce黄色荧光体。
LED封装80中，荧光体元件10及荧光体40都比平面54更靠出射侧。因此，能抑制荧光体元件10中所含的半导体纳米粒子荧光体11及荧光体40因LED51的热而劣化。
另外，LED封装5及60中，也可实现荧光体元件10与现有的荧光体40的组合。
[实施例一]
以下，将说明本公开案的一实施例。图12是表示本实施例中的试验结果的图。本实施例中，通过将红色的半导体纳米粒子荧光体11与基质12的混合体注入至封入体13的厚度L与内径R之比L/R彼此不同的多种封入体13中，而制作荧光体元件10。将这些荧光体元件10称为红胶囊。
同样，通过将绿色的半导体纳米粒子荧光体11与基质12的混合体注入至多种封入体13中而制作荧光体元件10。将这些荧光体元件10称为绿胶囊。图12所示的试验No.1～3中，红胶囊及绿胶囊的粒径(R+2L)(中位直径)约为30μm。试验No.4～6中，红胶囊及绿胶囊的粒径约为15μm。
使用这些红胶囊及绿胶囊，制作色度(0.2874,0.2826)的白色LED。关于对1g密封材料2使用多少克的红胶囊及绿胶囊，示于图12的“每1g密封材料中的荧光体元件”的列中。此列中表示红胶囊及绿胶囊的总使用量。可知，L/R越小，则需要的红胶囊及绿胶囊的量越少。
如图12的No.1、2、4、5所示，当L/R为1以下时，可将“每1g密封材料中的荧光体元件”的量设为0.6g以下。该情况下，白色LED的生产的稳定性良好(○)。
另一方面，如图12的No.3、6所示，若L/R大于1，则“每1g密封材料中的荧光体元件”的量为1g以上。该情况下，白色LED的生产的稳定性差(×)。
图13是表示显示出具有从表面朝向内部的细孔的球状封入体90的截面的电子显微镜照片的图。如图13所示，封入体90是直径10μ的非中空体。通过将红色及绿色的半导体纳米粒子荧光体11与基质12的混合体注入至这种封入体90中而制作荧光体元件(No.7)。该情况下，“每1g密封材料中的荧光体元件”的量为0.9g，白色LED的生产的稳定性差(×)。
图14是表示显示出L/R大于1的封入体91的截面的电子显微镜照片的图。图14中所示的封入体91的中值约为10～20μm。通过将红色及绿色的半导体纳米粒子荧光体11与基质12的混合体注入至此种封入体91中而制作荧光体元件。该情况下，“每1g密封材料中的荧光体元件”的量为0.84g，无法稳定地生产白色LED。
根据以上结果可知，优选为，封入体13的厚度L与内径R之比(L/R)为1以下，“每1g密封材料中的荧光体元件”的量为0.8g以下。
[实施例二]
以下，将说明本公开案的又一实施例。
图15是表示本实施例中使用的多种LED封装的剖视图。本实施例中，使用图15(a)～(d)中所示的LED封装100、110、120、130，研究这些LED封装中所密封的荧光体元件10中所含的半导体纳米粒子荧光体11的量子效率(QY)的维持率。
图15(a)中所示的LED封装100是在LED51的周围存在荧光体元件10的现有的LED封装。图15(b)中所示的LED封装110中，第一层55的高度与第二层56的高度之比为30：70。图15(c)中所示的LED封装120中，第一层55的高度与第二层56的高度之比为50：50。图15(d)中所示的LED封装130中，第一层55的高度与第二层56的高度之比为80：20。另外，第一层55的高度与第二层56的高度的总和为0.7mm。
连续使这些LED封装100、110、120、130点亮，研究荧光体元件10中所含的半导体纳米粒子荧光体11的量子效率的变化。LED51的输出在每个LED封装中都为30mW，LED51射出的光的波长为45nm。
图16中，以A、B、C、D的折线表示LED封装100、110、120、130的点亮试验的结果。折线E及F表示未将半导体纳米粒子荧光体11封入在封入体13内而直接密封时的试验结果。折线E表示仅有1层(对应于图15(a))时的结果，折线F表示有2层(对应于图15(c))时的结果。
如图16所示，当荧光体元件10远离LED51时能抑制量子效率的下降。如C、D的折线所示，可知，通过使荧光体元件10距底面52A为波长转换部件1的高度H的一半以上，能更确实地抑制半导体纳米粒子荧光体11的量子效率的下降。
一般而言，将相对于初始的量子效率衰减至70％的时间作为发光装置的寿命。若点亮1000小时以上，量子效率的维持率为0.7以上，则亮度的变动变小，可实用。通过使荧光体元件10距底面52A为波长转换部件1的高度H的一半以上，容易实现符合该基准的LED封装。
(附加事项)
本公开案并不限于上文所述的各实施方式，可在权利要求书所示的范围内进行各种变更，将不同实施方式中分别公开的技术手段适当组合而得的实施方式也属于本公开案技术的范围。而且，通过将各实施方式中分别公开的技术手段加以组合，能形成为新的技术特征。
附图标记说明
1、1A 波长转换部件
2 密封材料
5、6、50、60、70、80 LED封装(发光装置)
12 基质
10、10A、20、30 荧光体元件
11 半导体纳米粒子荧光体
13 封入体
13A 细孔
14 保护基材
40 荧光体
51 LED
51A 上表面
52 反射器
52A 底面
52B 凹部
Claims (10)
1.一种波长转换部件，其包含荧光体元件、及将所述荧光体元件密封的密封材料，所述波长转换部件的特征在于：
所述荧光体元件包括：
中空且透光性的封入体，其划定封入空间；
基质，其被封入在所述封入体内，含有离子性液体或者具有来源于所述离子性液体的结构单元的树脂；及
半导体纳米粒子荧光体，其分散于所述基质中；
所述封入体的厚度L与内径R之比即L/R为1以下，
所述荧光体元件的粒径为1μm以上且30μm以下，
相对于1g密封材料，所密封的所述荧光体元件的重量为0.8g以下。
2.根据权利要求1所述的波长转换部件，其特征在于：
所述封入体的厚度L为0.5nm以上且10μm以下。
3.根据权利要求1或者2所述的波长转换部件，其特征在于：
所述基质含有不具有聚合性官能基的离子性液体。
4.根据权利要求1或者2所述的波长转换部件，其特征在于：
所述基质含有具有聚合性官能基的离子性液体。
5.一种发光装置，其具有权利要求1至4中任一项所述的波长转换部件。
6.一种发光装置，其特征在于，具有：
包含分散于基质中的半导体纳米粒子荧光体的荧光体元件、
光源，其发出激励光；及
密封材料，其将所述荧光体元件及所述光源密封；
将所述密封材料中的、所述荧光体元件发出的荧光所出射的一侧称为出射侧，
所述荧光体元件在所述密封材料中偏置于所述出射侧。
7.根据权利要求6所述的发光装置，其特征在于：
所述荧光体元件在所述密封材料中与所述光源相比更偏置于所述出射侧。
8.根据权利要求6或者7所述的发光装置，其特征在于：
还具有将所述荧光体元件发出的荧光反射的反射器，
所述光源配置在所述反射器的底部，
所述荧光体元件偏置于所述密封材料的所述出射侧一半的区域。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的发光装置，其特征在于：
所述密封材料包含：
第一层，其将所述光源密封；及
第二层，其位于与所述第一层相比更靠所述出射侧处，
所述荧光体元件不包含于所述第一层，而包含于所述第二层。
10.一种制造方法，是制造发光装置的方法，所述发光装置具有：
荧光体元件，其包含分散于基质中的半导体纳米粒子荧光体；
光源，其发出激励光；及
密封材料，其将所述荧光体元件及所述光源密封，
所述发光装置的制造方法的特征在于，具有：
第一注入步骤，将不含所述荧光体元件的第一密封材料注入至所述光源的周围；及
第二注入步骤，在由所述第一注入步骤形成的层之上，注入包含所述荧光体元件的第二密封材料。
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