JP2005243801A

JP2005243801A - Ｌｅｄ素子

Info

Publication number: JP2005243801A
Application number: JP2004049751A
Authority: JP
Inventors: Hironori Iwanaga; 寛規岩永; Masaro Amano; 昌朗天野; Yukio Takahagi; 由紀夫高萩
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2004-02-25
Filing date: 2004-02-25
Publication date: 2005-09-08
Anticipated expiration: 2024-02-25
Also published as: JP4163641B2

Abstract

【課題】発光層への水分の浸入を防止することにより、長寿命化を実現したＬＥＤ素子を提供すること。
【解決手段】ＬＥＤチップと、このＬＥＤチップの発光面側に少なくとも配置され、蛍光体を含む発光層と、この発光層の前記ＬＥＤチップとは反対側に少なくとも配置され、常温で液体であるか又は液晶相を呈する化合物を含有する防湿層とを具備することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、色純度、演色性、及び耐久性に優れたＬＥＤ素子に関する。

現在、無機ＬＥＤは、その発光効率が飛躍的に向上しつつあり、特に白色ＬＥＤは、将来、蛍光灯の発光効率を凌駕すると言われる状況にある。
しかしながら、ＬＥＤ素子を照明装置に用いる場合、光度と寿命に優れていることが必須であるが、現在のＬＥＤ素子では、これらすべての特性を満たすことが出来ない。

一般に、ＬＥＤ素子の発光層は、ポリマーとそれに分散した無機蛍光体から構成されるが、無機微粒子による光散乱などにより、大きな光度を実現することができない。

これに対し、染料系の有機蛍光体を用いたＬＥＤ素子では、蛍光体がポリマー中に分子状に溶解するため、無機蛍光体に見られるような微粒子による光散乱が起こらず、大きい光度を実現することが出来る。しかし、有機蛍光体を用いるＬＥＤは、以下の問題から未だ照明用途として実用化されていないのが現状である。

１）現在主流となりつつある近紫外ＬＥＤを光源とし、Ｒ，Ｇ，Ｂ、又はＲ，Ｙｅ，Ｂ、又はＲ，Ｙｅ，Ｇ，Ｂの発光体を用いる発光装置において、発光体として有機蛍光体を用いると、有機化合物は一般に紫外線に弱いため、紫外線による有機蛍光体の劣化が顕著となる。特に、近紫外領域にn-π＊遷移に基づく吸収がある場合、劣化が早い。

２）有機蛍光体はその濃度によって蛍光スペクトルが変化することがあり、スペクトル制御が困難である。また、蛍光強度も濃度依存性があり、高濃度領域では濃度消光が起こるという問題がある。

３）有機蛍光体を分散するポリマーの種類によって、蛍光スペクトルが変化してしまう。
４）一般に酸素存在下、水存在下では光化学反応による有機蛍光体の劣化が促進される。
なお、有機蛍光体を用いた有機ＥＬ素子も知られている（例えば、特許文献１参照）。

一方、近年、希土類錯体からなる蛍光体が注目を集めつつある（例えば、特許文献２参照）。そもそも希土類錯体は、通常の有機蛍光体と比較して以下の利点を挙げることができる。

１）希土類錯体の発光波長は希土類特有のものであり、色素濃度、分散するポリマーの種類の影響を受けず、蛍光スペクトルは安定している。

２）希土類錯体の配位子は有機化合物であるが、配位子が光を吸収して励起状態になると、中心元素に対するエネルギー移動によって基底状態に戻るため、励起状態からの不可逆的な化学変化を起す機会が減少する。従って、よって紫外線に対する耐久性を期待することができる。

しかしながら、希土類錯体は、中心にある希土類元素と配位子がルイス酸とルイス塩基による所謂配位結合から形成されており、配位子交換による劣化が起こる。配位子交換は主に強酸または強塩基条件で起こるが、水分の存在やポリマーの光劣化生成物によって促進されるため、特に発光層への水分の浸入が問題になる。なお、希土類錯体に限らず、有機蛍光体や無機蛍光体の中には、吸湿して特性が劣化する化合物が多い。

これに対し、封止層としてシリコーン樹脂を用いた例（例えば、特許文献３）が知られているが、シリコーン樹脂は、水蒸気透過性があり、気体として挙動する水分子の浸入を阻止することが困難であるため、防湿効果が低いという問題がある。また、ＬＥＤ素子全体を窒素ガスなどの不活性ガスでパージする方法があるが、この方法を用いた場合、ＬＥＤ素子の製造コストが増加してしまう。
特開２００１−２８４０４９号公報特開２００２−１７３６２２号公報特開２００２−３２７１１５号公報

本発明は、以上のような事情の下になされ、発光層への水分の浸入を抑制することにより、長寿命化を実現したＬＥＤ素子を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、発光層と隣接する領域に液状の防湿層を設けることにより、ＬＥＤ素子の長寿命化を達成することが出来ることを見出し、本発明をなすに至った。

即ち、本発明は、ＬＥＤチップと、このＬＥＤチップの発光面側に少なくとも配置され、蛍光体を含む発光層と、この発光層の前記ＬＥＤチップとは反対側に少なくとも配置され、常温で液体であるか又は液晶相を呈する化合物を含有する防湿層とを具備することを特徴とするＬＥＤ素子を提供する。

本発明のＬＥＤ素子において、液体である化合物は、シロキサン結合を有するものであることがより好ましい。

また、液体であるか又は液晶相を呈する化合物は、下記式（１）、（２）、（３）、又は（４）により表わされる分子構造を有するものであることが好ましく、かつ防湿層の屈折率異方性は、０．２未満であることが望ましい。

（式中、Ａ，Ｂ，Ｃはベンゼン環、シクロヘキシル環、シクロヘキセン環、ピリジン環、及びピリミジン環からなる群から選ばれ、Ｒ_１〜Ｒ_８は水素原子、フッ素原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基、及びイソシアネート基からなる群から選ばれ、Ｒ_１〜Ｒ_８の少なくとも１つはフッ素原子及びシアノ基の少なくとも一方を含有し、ｎは０〜３の整数である。）

（式中、Ｄ，Ｅ，Ｆはベンゼン環、シクロヘキシル環、シクロヘキセン環、ピリジン環、及びピリミジン環からなる群から選ばれ、Ｒ_９〜Ｒ_１８は水素原子、フッ素原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基、及びイソシアネート基からなる群から選ばれ、Ｒ_９〜Ｒ_１８の少なくとも１つはフッ素原子及びシアノ基の少なくとも一方を含有する。）

（式中、Ａ，Ｂ，Ｃはベンゼン環、シクロヘキシル環、シクロヘキセン環、ピリジン環、及びピリミジン環からなる群から選ばれ、Ｒ_１〜Ｒ_８は水素原子、フッ素原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基、及びイソシアネート基からなる群から選ばれ、Ｒ_１〜Ｒ_８の少なくとも１つはフッ素原子及びシアノ基の少なくとも一方を含有し、ｍは０〜３の整数である。）

（式中、Ａ，Ｂ，Ｃはベンゼン環、シクロヘキシル環、シクロヘキセン環、ピリジン環、及びピリミジン環からなる群から選ばれ、Ｒ_１〜Ｒ_８は水素原子、フッ素原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基、及びイソシアネート基からなる群から選ばれ、Ｒ_１〜Ｒ_８の少なくとも１つはフッ素原子及びシアノ基の少なくとも一方を含有し、ｐは０〜３の整数である。）
また、液晶相を呈する化合物として、βジケトン系金属錯体、フタロシアニン系金属錯体、ジチオレン系金属錯体、ポルフィリン系金属錯体、金属（II）カルボキシレート系複核錯体、及びビス（グリオキシマート）金属（II）系化合物からなる群から選択される少なくとも１種を用いることも出来る。

本発明のＬＥＤ素子において、防湿層は、液体であるか又は液晶相を呈する化合物がゲル化したものとすることが出来る。また、かかる防湿層は、その中に吸湿性の有機または無機化合物が溶解または分散しているものであることが望ましい。

無機化合物としては、Ｐ_２Ｏ_５、Ｍｇ（ＣｌＯ_４）_２、ＳｉＯ_２、ＣａＳＯ_４、ＣａＳＯ_４，ＣａＣｌ_２、ＣｕＳＯ_４、及びＭｇＳＯ_４からなる群から選ばれる少なくとも１種を用いることが出来る。また、有機化合物としては、有機色素を用いることが出来る。
また、防湿層は、発光層を取り囲むように配置されていることが望ましい。

本発明によると、発光層に対する優れた防湿効果を有する、寿命の向上したＬＥＤ素子が提供される。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

本発明の一形態に係るＬＥＤ素子は、図１に示すように、プラスチック製のセル内１に収容されたＬＥＤチップ２上に発光層３を配置し、その上に、常温で液体又は液晶相を呈する化合物を含む防湿層４を設けた構造を有する。発光層３は、ポリマーマトリクス５中に蛍光体粒子６を分散させたものである。防湿層４上には封止層７が形成されていて、流動性を有する防湿層４を保持している。なお、防湿層４中に、吸湿性化合物を溶解、または分散することにより、発光層３に対する防湿効果をさらに高めることができる。

以上のような防湿層４を設けることなく、蛍光体粒子６に対する防湿効果を発揮させる方法として、発光層のポリマーマトリクスを、例えばハロゲン化エチレン樹脂のような防湿効果のあるポリマーで構成することが考えられる。しかしながら、このような樹脂に蛍光体を溶解または均一に分散することは困難である。

また、このような防湿効果を有するポリマーからなる樹脂層を防湿層として蛍光体層の上部に設置することも考えられる。しかし、その防湿効果は十分ではない。例えば、このような樹脂層を蛍光体層の上部に設置した場合、確かに、液体として挙動する水の侵入を防止することは出来る。しかし、気体として挙動する水分子の一部は、樹脂層を通過し、かつポリマーマトリクスも通り抜けて、蛍光体粒子に達し、蛍光体粒子の劣化を促進してしまう。また、このような防湿層の厚さを大きくすることにより防湿効果を高めることができるが、防湿層の厚さが大きくなると透明性が損なわれ、十分な発光強度を得ることが困難となる。

これに対し、本発明の一形態に係るＬＥＤ素子では、発光層の上部に、常温で液体であるか又は液晶相を呈する化合物を含む防湿層を設けることにより、防湿効果を格段に高めることが出来る。常温で液体であるか又は液晶相を呈する化合物のような流動性を有する媒体を水分子が通り抜けようとすると、まず媒体の分子に溶解することになるが、それにより水分子は気体としての挙動を失ってしまう。このような水分子は、発光層中の蛍光体まで浸透することが出来ない。

このような防湿層を構成する化合物としては、発光層を構成する物質と化学反応を生じることがなく、かつ透明なものであることが望ましい。

常温で液体である化合物としては、撥水性に優れたシロキサン結合を有する化合物が望ましい。そのような化合物して、例えば、デカメチルテトラシロキサン、オクタメチルトリシロキサン、メチルポリシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、オクタメチルシクロペンタシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン等を挙げることができる。

また液晶相を呈する化合物としては、上述した式（１）〜（４）により表わされる分子構造を有するものを挙げることが出来る。ここで、透明性を確保するため、防湿層全体の屈折率異方性が０．２未満という条件を満たすことが好ましい。これらの中では、特に、撥水性の観点から、置換基の少なくとも１つがフッ素原子であるものが好ましい。

また、液晶相を呈する化合物としてシアノビフェニル系液晶を用いることが出来る。或いは、シアノビフェニル系液晶をフッ素系液晶に少量含有させても良い。シアノビフェニル系液晶は極性が大きいため、水分子を吸着する効果を期待することが出来る。

液晶相としては、ネマティック相、スメクティック相、ディスコティック相を挙げることができる。また、液晶相を呈する化合物としては、シロキサン結合を有する置換基を有する液晶性化合物でも良い。なお、下記式（５）に示すようなシロキサン結合を有する液晶性化合物を用いた場合、シロキサン結合と流動性の両者の利点で、より高い防湿効果が期待できる。

（式中、ｐは０〜２０の整数であり、ｑは０〜８の整数であり、ｒは０もしくは１、ｓは０〜２の整数、Ｒはメチル基、エチル基およびプロピル基からなる群から選ばれたアルキル基、または下記式（６）により表される置換基であり、Ｒ* は光学活性中心を持つアルキル基であり、Ｘはハロゲンを示す。）

（式中、ｔは０〜２０の整数であり、Ｒ* は光学活性中心を持つアルキル基であり、Ｘはハロゲンを示す。）
更に、他の液晶相を呈する化合物としては、βジケトン系金属錯体、フタロシアニン系金属錯体、ジチオレン系金属錯体、ポルフィリン系金属錯体、金属（II）カルボキシレート系複核錯体、ビス（グリオキシマート）金属（II）系化合物でも良い。

なお、以上挙げた常温で液体であるか又は液晶相を呈する化合物に対し、ゲル化剤を添加することによりゲル化して用いても、防湿効果を十分に維持することができる。

本発明の一形態に係るＬＥＤ素子において、防湿層の上部には、透明樹脂等から構成される封止層を設けることが望ましい。封止層の材料としては、透明性、防湿性、耐光性に優れたものが望ましく、例えば３フッ化塩化エチレン樹脂が適当である。

本発明に用いる蛍光体は、特に限定されることはないが、フェニレンビニレン類発光ポリマー、カルバゾール類発光ポリマー、ペリレン類発光色素、クマリン類発光色素等の有機蛍光体；ユーロピウム錯体、テルビウム錯体、ガドリニウム錯体等の希土類錯体、又は遷移金属錯体を挙げることができる。

上記の中で、特に希土類錯体は、蛍光スペクトルが安定し、かつ強い蛍光が得られるため有望である。特に蛍光が強いユーロピウム錯体はさらに有望である。

本発明の防湿構造は、希土類錯体のみならず、無機蛍光体の劣化を防止する働きを有する。すなわち無機蛍光体の中には吸水性を有するものがあり、吸水すると蛍光強度が著しく減少するものが多いからである。このような無機蛍光体の吸水を防止するため無機蛍光体を有機物質で被覆すると、蛍光体微粒子の製造コストの増大を招いてしまう。これに対し、本発明は、安価な無機蛍光体の防湿対策を提供するものである。

以下、本発明の実施例を記載するが、本発明は実施例によってなんら制限されるもの
ではない。

実施例１
下記式（７）に示す希土類錯体とフッ素系ポリマー（商品名：ダイニオンＴＨＶ２２０、住友スリーエム株式会社製）を重酢酸に溶解し、固化し、蛍光体分散ポリマーを形成した。この蛍光体分散ポリマーを図１に示すＬＥＤフレーム内に熱圧着法にて収容した。このようにして形成した発光層３上にデカメチルテトラシロキサンからなる防湿層４を形成し、更にその上に三フッ化クロロエチレン樹脂からなる封止層７を形成して、ＬＥＤ素子を作成した。

（式中、Ｐｈはフェニル基、Ｏｃはオクチル基をそれぞれ示す。）
このようにして得たＬＥＤ素子について、ＬＥＤチップ（発光波長：３９５ｎｍ）２を２０ｍＡ、３．４３Ｖの条件で発光させ、初期光度及び光度半減時間を求めたところ、初期光度は１５０ｍｃｄ、光度半減時間は３５０００時間と良好であった。

従来例１
デカメチルテトラシロキサンからなる防湿層４を形成しないことを除いて、実施例１と同様にしてＬＥＤ素子を作成した。このＬＥＤ素子について、実施例１と同様にして初期光度及び光度半減時間を求めたところ、初期光度は１６０ｍｃｄと良好であったが、光度半減時間は４０００時間と劣っていた。これは、発光層への水分の浸入により、蛍光体が劣化したためと考えられる。

比較例１
デカメチルテトラシロキサンの代わりにトリフルオロクロロエチレンからなる防湿層４を形成したことを除いて、実施例１と同様にしてＬＥＤ素子を作成した。このＬＥＤ素子について、実施例１と同様にして初期光度及び光度半減時間を求めたところ、初期光度は１４０ｍｃｄと良好であったが、光度半減時間は６０００時間と劣っていた。

この結果から、固体状のポリマーからなる防湿層では、寿命向上効果が不十分であることが分かる。

実施例２
デカメチルテトラシロキサンの代わりに、下記式（８）〜（１２）により表される化合物の混合物からなる防湿層を形成したことを除いて、実施例１と同様にしてＬＥＤ素子を作成した。このＬＥＤ素子について、実施例と同様にして初期光度及び光度半減時間を求めたところ、初期光度は１４０ｍｃｄ、光度半減時間は２５０００時間と良好であった。

実施例３
デカメチルテトラシロキサンの代わりに、下記式（１３）〜（１７）により表される化合物の混合物からなる防湿層を形成したことを除いて、実施例１と同様にしてＬＥＤ素子を作成した。このＬＥＤ素子について、実施例１と同様にして初期光度及び光度半減時間を求めたところ、初期光度は１３０ｍｃｄ、光度半減時間は３００００時間と良好であった。

なお、初期光度が１３０ｍｃｄとやや低かったのは、光散乱の影響によるものと考えられる。

実施例４
デカメチルテトラシロキサンの代わりに、下記式（１８）〜（２０）により表される化合物の混合物からなる防湿層を形成したことを除いて、実施例１と同様にしてＬＥＤ素子を作成した。このＬＥＤ素子について、実施例１と同様にして初期光度及び光度半減時間を求めたところ、初期光度は１３０ｍｃｄ、光度半減時間は３００００時間と良好であった。

実施例５
実施例２で用いた上記式（８）〜（１２）により表される化合物の混合物に２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート及び過酸化ベンゾイルを溶解し、発光層３上に施した後に加熱してゲル化した防湿層４を形成したことを除いて、実施例１と同様にしてＬＥＤ素子を作成した。このＬＥＤ素子について、実施例１と同様にして初期光度及び光度半減時間を求めたところ、初期光度は１３０ｍｃｄ、光度半減時間は２５０００時間と良好であった。

実施例６
デカメチルテトラシロキサンに塩化カルシウムの微粉末を分散して防湿層４を形成したことを除いて、実施例１と同様にしてＬＥＤ素子を作成した。このＬＥＤ素子について、実施例１と同様にして初期光度及び光度半減時間を求めたところ、初期光度は１２５ｍｃｄ、光度半減時間は３００００時間と良好であった。

実施例７
デカメチルテトラシロキサンに下記式（２１）により表されるイエローの有機色素を濃度０．１重量％溶解して防湿層４を形成したことを除いて、実施例１と同様にしてＬＥＤ素子を作成した。このＬＥＤ素子について、実施例１と同様にして初期光度及び光度半減時間を求めたところ、初期光度は１４５ｍｃｄ、光度半減時間は４００００時間と非常に良好であった。

実施例８
実施例２で用いた上記式（８）〜（１２）により表される化合物の混合物に、βジケトン系金属錯体である下記式（２２）により表される化合物を０．０５重量％溶解して防湿層４を形成したことを除いて、実施例１と同様にしてＬＥＤ素子を作成した。このＬＥＤ素子について、実施例１と同様にして初期光度及び光度半減時間を求めたところ、初期光度は１３０ｍｃｄ、光度半減時間は３００００時間と良好であった。

以上のように、常温で液体であるか又は液晶相を呈する化合物を含む防湿層を用いた本発明の範囲内のＬＥＤ素子（実施例１〜８）は、いずれも良好な初期発光光度及び寿命を示すが、防湿層を設けないＬＥＤ素子（従来例）及び固体のフッ素樹脂からなる防湿層を設けたＬＥＤ素子（比較例）は、いずれも蛍光体の劣化を防止することが出来ず、寿命がはるかに劣っていることがわかる。

実施例９
実施例２で用いた上記式（８）〜（１２）により表される化合物の混合物に、下記式（２３），（２４），（２５）により表される３種類の化合物の等量混合物を０．５重量％溶解して防湿層４を形成したことを除いて、実施例１と同様にしてＬＥＤ素子を作成した。このＬＥＤ素子について、実施例１と同様にして初期光度及び光度半減時間を求めたところ、初期光度は１２５ｍｃｄ、光度半減時間は４００００時間と良好であった。

実施例１０
発光層形成前のＬＥＤフレーム内に５０μｌのデカメチルテトラシロキサンを滴下して膜４ａを形成し、次いで、その上から実施例１で作成した蛍光体分散ポリマーをＬＥＤフレーム内に熱圧着法にて収容し、発光層３を形成した。更に、その上からＬＥＤフレーム内をデカメチルテトラシロキサンで満たし、発光層３の周囲をデカメチルテトラシロキサンからなる防湿層４で覆った。そして、防湿層４上に三フッ化クロロエチレン樹脂からなる封止層７を形成し、図２に示すＬＥＤ素子を作成した。図２ではＬＥＤ上面がデカメチルテトラシロキサン膜で覆われているが、発光特性の観点から覆われてなくてもよい。

このようにして得たＬＥＤ素子を実施例１と同様の条件で発光させたところ、初期光度は１６０ｍｃｄ、光度半減時間は４５０００時間と良好であった。本実施例に係るＬＥＤ素子では、蛍光層全体が防湿層で覆われる構造となるため、光度半減寿命がより長くなったものと考えられる。

実施例１１
デカメチルテトラシロキサンを滴下した後、ＬＥＤフレームの内面に厚さ５０μｍのＰＦＡ樹脂膜８を形成し、次いで、その上から実施例１で作成した蛍光体分散ポリマーをＬＥＤフレーム内に熱圧着法にて収容し、発光層３を形成したことを除いて、実施例１０と同様にして、図３に示すＬＥＤ素子を作成した。本実施例では、ＬＥＤ上面は膜４ａで覆われていない。

このＬＥＤ素子について、実施例１と同様にして初期光度及び光度半減時間を求めたところ、初期光度は１５０ｍｃｄ、光度半減時間は５００００時間と良好であった。

本実施例に係るＬＥＤ素子の構成では、ＬＥＤフレームの内面の防湿層４と発光層３との間に両者を分離する膜としてＰＦＡ樹脂膜８を介在させているため、防湿層４に蛍光体６が溶出することがなく、実施例１０よりも更に光度半減寿命が長くなったものと考えられる。

実施例１２
デカメチルテトラシロキサンの代わりに実施例３で用いた液晶混合物を用いたことを除いて、実施例１０と同様にしてＬＥＤ素子を作成した。このＬＥＤ素子について、実施例１と同様にして初期光度及び光度半減時間を求めたところ、初期光度は１４０ｍｃｄ、光度半減時間は４００００時間と良好であった。

実施例１３
蛍光体として、赤色蛍光体、緑色蛍光体、及び青色蛍光体の３種類の無機蛍光体を混合したものを用意し、これら蛍光体を実施例１で用いたポリマーに均一分散することによって白色の蛍光体分散ポリマーを作成した。

なお、青色蛍光体としては、化学式：Ｓｒ_５(ＰＯ_４)_３Ｃｌ：Ｅｕで表され、４４５ｎｍの発光ピーク波長を有するもの。緑色蛍光体としては、化学式：３(Ｂａ，Ｍｇ)_０．８Ａｌ_２Ｏ_３：Ｅｕ，Ｍｎで表され、５１４nmの発光ピーク波長を有するもの、赤色蛍光体としては、化学式：Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕで表され、６２４nmの発光ピーク波長を有するものをそれぞれ用いた。

この蛍光体分散ポリマーを用いたことを除いて、実施例１０と同様にしてＬＥＤ素子を作成した。このＬＥＤ素子について、実施例１と同様にして初期光度及び光度半減時間を求めたところ、初期光度は３５０ｍｃｄ、光度半減時間は４００００時間と良好であった。

実施例１４
実施例１３で用いた蛍光体分散ポリマーを用いたことを除いて、実施例１１と同様にしてＬＥＤ素子を作成した。このＬＥＤ素子について、実施例１と同様にして初期光度及び光度半減時間を求めたところ、初期光度は３３０ｃｄ、光度半減時間は５００００時間と良好であった。

実施例１５
実施例１３で用いた蛍光体をシリコンモノマーに分散し、加熱重合することによって蛍光体分散ポリマーを作成した。この蛍光体分散ポリマーを用いたことを除いて、実施例１４と同様にしてＬＥＤ素子を作成した。このＬＥＤ素子について、実施例１と同様にして初期光度及び光度半減時間を求めたところ、初期光度は３８０ｃｄ、光度半減時間は５００００時間と良好であった。

比較例２
実施例１３で用いた蛍光体分散ポリマーを用いたことを除いて、従来例１と同様にしてＬＥＤ素子を作成した。このＬＥＤ素子について、実施例１と同様にして初期光度及び光度半減時間を求めたところ、初期光度は３５０ｃｄと良好であったが、光度半減時間は４０００時間と劣っていた。

これは、発光層への水分の浸入により蛍光体が劣化し、蛍光強度が低下したためと考えられる。

本発明によるＬＥＤ素子の断面図本発明によるＬＥＤ素子の断面図本発明によるＬＥＤ素子の断面図

符号の説明

１・・・ＬＥＤセル、２・・・ＬＥＤチップ、３・・・発光層、４，４ａ・・・防湿層、５・・・ポリマーマトリクス、６・・・蛍光体粒子、７・・・ポリマー封止層、８・・・ＰＦＡ樹脂膜。

Claims

ＬＥＤチップと、このＬＥＤチップの発光面側に少なくとも配置され、蛍光体を含む発光層と、この発光層の前記ＬＥＤチップとは反対側に少なくとも配置され、常温で液体であるか又は液晶相を呈する化合物を含有する防湿層とを具備することを特徴とするＬＥＤ素子。
前記液体である化合物が、シロキサン結合を有することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ素子。
前記液体であるか又は液晶相を呈する化合物が、下記式（１）により表わされる分子構造を有することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ素子。

（式中、Ａ，Ｂ，Ｃはベンゼン環、シクロヘキシル環、シクロヘキセン環、ピリジン環、及びピリミジン環からなる群から選ばれ、Ｒ_１〜Ｒ_８は水素原子、フッ素原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基、及びイソシアネート基からなる群から選ばれ、Ｒ_１〜Ｒ_８の少なくとも１つはフッ素原子及びシアノ基の少なくとも一方を含有し、ｎは０〜３の整数である。）
前記液体であるか又は液晶相を呈する化合物が、下記式（２）により表わされる分子構造を有することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ素子。

（式中、Ｄ，Ｅ，Ｆはベンゼン環、シクロヘキシル環、シクロヘキセン環、ピリジン環、及びピリミジン環からなる群から選ばれ、Ｒ_９〜Ｒ_１８は水素原子、フッ素原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基、及びイソシアネート基からなる群から選ばれ、Ｒ_９〜Ｒ_１８の少なくとも１つはフッ素原子及びシアノ基の少なくとも一方を含有する。）
前記液体であるか又は液晶相を呈する化合物が、下記式（３）により表わされる分子構造を有することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ素子。

（式中、Ａ，Ｂ，Ｃはベンゼン環、シクロヘキシル環、シクロヘキセン環、ピリジン環、及びピリミジン環からなる群から選ばれ、Ｒ_１〜Ｒ_８は水素原子、フッ素原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基、及びイソシアネート基からなる群から選ばれ、Ｒ_１〜Ｒ_８の少なくとも１つはフッ素原子及びシアノ基の少なくとも一方を含有し、ｍは０〜３の整数である。）
前記液体であるか又は液晶相を呈する化合物が、下記式（４）により表わされる分子構造を有することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ素子。

（式中、Ａ，Ｂ，Ｃはベンゼン環、シクロヘキシル環、シクロヘキセン環、ピリジン環、及びピリミジン環からなる群から選ばれ、Ｒ_１〜Ｒ_８は水素原子、フッ素原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基、及びイソシアネート基からなる群から選ばれ、Ｒ_１〜Ｒ_８の少なくとも１つはフッ素原子及びシアノ基の少なくとも一方を含有し、ｐは０〜３の整数である。）
前記液体であるか又は液晶相を呈する化合物が、シロキサン結合を有する液晶性化合物であることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ素子。
前記液体であるか又は液晶相を呈する化合物が、下記式（５）により表わされる分子構造を有することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ素子。

（式中、ｐは０〜２０の整数であり、ｑは０〜８の整数であり、ｒは０もしくは１、ｓは０〜２の整数、Ｒはメチル基、エチル基およびプロピル基からなる群から選ばれたアルキル基、または下記式（６）により表される置換基であり、Ｒ* は光学活性中心を持つアルキル基であり、Ｘはハロゲンを示す。）

（式中、ｔは０〜２０の整数であり、Ｒ* は光学活性中心を持つアルキル基であり、Ｘはハロゲンを示す。）
前記液晶相を呈する化合物が、βジケトン系金属錯体、フタロシアニン系金属錯体、ジチオレン系金属錯体、ポルフィリン系金属錯体、金属（II）カルボキシレート系複核錯体、及びビス（グリオキシマート）金属（II）系化合物からなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ素子。
前記防湿層は、０．２未満の屈折率異方性を有することを特徴とする請求項３〜９のいずれかに記載のＬＥＤ素子。
前記防湿層が、前記液体であるか又は液晶相を呈する化合物がゲル化したものであることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ素子。
前記防湿層中に、吸湿性の有機または無機化合物が溶解または分散していることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のＬＥＤ素子。
前記無機化合物が、Ｐ_２Ｏ_５、Ｍｇ（ＣｌＯ_４）_２、ＳｉＯ_２、ＣａＳＯ_４、ＣａＳＯ_４，ＣａＣｌ_２、ＣｕＳＯ_４、及びＭｇＳＯ_４からなる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１２に記載のＬＥＤ素子。
前記有機化合物が、有機色素であることを特徴とする請求項１２に記載のＬＥＤ素子。
前記防湿層は前記発光層を取り囲むように配置されてなることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のＬＥＤ素子。