JP2015192092A - 紫外線発光デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】紫外線発光素子と光反射体とを備える紫外線発光デバイスにおいて、光反射体が樹脂成形体であると共にこの光反射体が優れた紫外線反射性を有する紫外線発光デバイスを提供する。
【解決手段】本発明に係る紫外線発光デバイスは、紫外線発光素子と、紫外線発光素子が発する紫外線を反射するように構成された光反射体とを備える。光反射体が、無機充填材を含有する樹脂成形体からなる。この無機充填材のバンドギャップが４ｅＶ以上であり、且つその屈折率が１．７以上である。
【選択図】図１

Description

本発明は、紫外線発光デバイスに関し、詳しくは紫外線発光素子と、紫外線発光素子が発する紫外線を反射するように構成された光反射体とを備える紫外線発光デバイスに関する。

従来、発光ダイオ−ドなどの発光素子が発する光を効率よく利用するため、光反射体（リフレクタ）を用いることが知られている。

紫外線発光素子、例えば紫外線発光ダイオードのための光反射体としては、従来、無機物を微細化し焼結することで得られたセラミックス製の光反射体が、提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１２−１３８４３５号公報

しかし、セラミックからなる光反射体には、加工性及び量産性に乏しいという問題がある。

可視光を発する発光素子のための光反射体としては、可視光反射性の高い樹脂成形体からなる光反射体も提供されているが、紫外線反射性の高い樹脂成形体からなる光反射体は、未だ提供されていない。

本発明は上記事由に鑑みてなされたものであり、紫外線発光素子と光反射体とを備える紫外線発光デバイスにおいて、光反射体が樹脂成形体であると共にこの光反射体が優れた紫外線反射性を有する紫外線発光デバイスを提供することを課題とする。

本発明に係る紫外線発光デバイスは、紫外線発光素子と、前記紫外線発光素子が発する紫外線を反射するように構成された光反射体とを備え、
前記光反射体が、無機充填材を含有する樹脂成形体からなり、前記無機充填材のバンドギャップが４ｅＶ以上であり、且つ前記無機充填材の屈折率が１．７以上であることを特徴とする。

本発明において、前記無機充填材が、酸化ジルコニウム、窒化ホウ素、酸化ハフニウム、窒化珪素、及び窒化アルミニウムからなる群から選択される一種以上の材料を含有することが好ましい。

本発明において、前記無機充填材のモース硬度が、９より小さいことも好ましい。

本発明において、前記光反射体に対する前記無機充填材の割合が、１０〜７５質量％の範囲内であることが好ましい。

本発明において、前記無機充填材は、シリカ及びアルミナから選ばれた少なくとも一種の酸化物からなる皮膜を備えることが好ましい。

本発明によれば、紫外線発光素子と光反射体とを備え、光反射体が樹脂成形体であると共にこの光反射体が優れた紫外線反射性を有する紫外線発光デバイスが得られる。

本発明の一実施形態における、紫外線発光デバイスを示す断面図である。 図１に示す紫外線発光デバイスを示す平面図である。

図１及び２に、本実施形態に係る紫外線発光デバイス６を示す。

紫外線発光デバイス６は、紫外線発光素子３と、紫外線発光素子３が発する紫外線を反射するように構成された光反射体１とを備える。光反射体１は、樹脂成形体からなる。この樹脂成形体は、無機充填材を含有する。この無機充填材のバンドギャップは４ｅＶ以上であり、且つこの無機充填材の屈折率は１．７以上である。以下、この無機充填材を、第一の無機充填材という。

尚、紫外線とは、波長１０〜４００ｎｍの電磁波のことをいう。

光反射体１は、樹脂成形体からなるため、セラミック製である場合に比べて加工性及び生産性に優れる。また、第一の無機充填材のバンドギャップが４ｅＶ以上であることは、第一の無機充填材の最大吸収波長が約３１０ｎｍ以下であることを意味する。このため、樹脂成形体中の第一の無機充填材は、紫外線を吸収することなく反射しやすい。このため、光反射体１は、高い紫外線反射性を有する。第一の無機充填材のバンドギャップが５ｅＶ以上であれば更に好ましい。尚、第一の無機充填材のバンドギャップの上限は特に設定されず、バンドギャップは、４ｅＶ以上又は５ｅＶ以上であれば、如何なる値でもよい。

第一の無機充填材は、４ｅＶ以上のバンドギャップと１．７以上の屈折率とを有する一種以上の材料を含有することができる。例えば第一の無機充填材は、酸化ジルコニウム（バンドギャップ５ｅＶ、屈折率２．４）、窒化ホウ素（バンドギャップ５．９７ｅＶ、屈折率２．１７）、酸化ハフニウム（バンドギャップ６ｅＶ、屈折率１．９５）、窒化珪素（バンドギャップ５．１ｅＶ、屈折率２．０２）、五酸化タンタル（バンドギャップ４ｅＶ、屈折率２．１０）、窒化アルミニウム（バンドギャップ６．３ｅＶ、屈折率１．９〜２．２）及び酸化アルミニウム（バンドギャップ６．０４ｅＶ、屈折率１．７６）からなる群から選択される一種以上の材料を含有することができる。特に第一の無機充填材が、酸化ジルコニウム、窒化ホウ素、酸化ハフニウム、及び窒化珪素からなる群から選択される一種以上の材料を含有することが好ましい。これらの各材料のバンドギャップは４ｅＶ以上であり、且つ各材料の屈折率は１．７以上であるため、第一の無機充填材がこれらの各材料を含有すると、光反射体１の紫外線反射性が高くなる。また、第一の無機充填材が、
第一の無機充填材のモース硬度が、９より小さいことが好ましい。第一の無機充填材が複数種の材料を含有する場合、各材料のモース硬度が９より小さいことが好ましい。上述の酸化ジルコニウム、窒化ホウ素、及び窒化アルミニウムは、いずれも９より小さいモース硬度を有するため、その点でも、これらの材料が用いられることが好ましい。

第一の無機充填材のモース硬度が９より小さいと、金型成形法で光反射体１が製造される場合に、成形装置が第一の無機充填材で傷つけられにくくなる。このため、成形装置の損傷が抑制される。更に、光反射体１への、成形装置から発生した切削屑の混入が、抑制される。このため、不純物の混入による光反射体１の性能劣化が、生じにくくなる。

第一の無機充填材は、表面処理が施されることで４ｅＶ以上のバンドギャップと１．７以上の屈折率とを有するに至り、或いは更に９より小さいモース硬度を有するに至った材料を含有してもよい。例えば、第一の無機充填材は、表面処理により設けられたシリカ及びアルミナから選ばれた少なくとも一種の酸化物からなる皮膜を備えることで、屈折率とモース硬度のうち少なくとも一方が調整されていてもよい。例えば第一の無機充填材は、シリカ、アルミナなどの酸化物皮膜を設ける表面処理が施された窒化アルミニウム（バンドギャップ６．２ｅＶ、屈折率２．１６、モース硬度８）を含有することができる。

第一の無機充填材は、特に酸化ジルコニウムを含有することが好ましい。酸化ジルコニウムは光触媒作用を有するために樹脂の変色を引き起こす原因となりうるため、酸化ジルコニウムには、シリカ、アルミナなどの酸化物被膜を形成する表面処理が施されていることが好ましい。表面処理は乾式よりも湿式で施されることがより好ましい。酸化ジルコニウムは、他の材料に比べ安価に入手することができる。

第一の無機充填材が、窒化ホウ素を含有することも好ましい。特に第一の無機充填材が、鱗片状の六方晶窒化ホウ素の粒子を含有することが好ましい。この鱗片状の六方晶窒化ホウ素の粒子は、高い比表面積を有し、且つ樹脂成形体の表面に沿って配向しやすいため、この粒子が紫外線を効率良く反射することができる。このため、第一の充填材の充填量を低減することができる。更に、窒化ホウ素は比重が軽いため、樹脂成形体中に分散しやすい。このことによっても、光反射体１の紫外線反射性が高くなる。また、窒化ホウ素は光触媒活性を有さないため、光反射体１に紫外線が照射されても、光触媒作用による光反射体１の劣化及び変色が引き起こされない。また、窒化ホウ素には、光触媒活性を低減するためのコーティングが不要である。

第一の無機充填材の平均粒径は、０．５〜５０μｍの範囲内であることが好ましい。平均粒径が０．５μｍ以上であると、第一の無機充填材が紫外線を効率良く反射することができる。平均粒径が５０μｍ以下であると、第一の無機充填材が光反射体１の平滑性を損なうことが抑制され、これにより光反射体１の高い光反射性が維持され得る。尚、第一の無機充填材の平均粒径は、レーザー回折散乱法により測定される。

光反射体１に対する第一の無機充填材の割合、すなわち樹脂成形体に対する第一の無機充填材の割合は、１０〜７５質量％の範囲内であることが好ましい。この場合、光反射体１が特に優れた紫外線反射性能を有する。この割合は、１５質量％以上であれば更に好ましく、２０質量％以上であれば特に好ましい。また、この割合は、６５質量％以下であれば更に好ましく、６０質量％以下であれば特に好ましい。

本実施形態に係る紫外線発光デバイス６の構造について、更に具体的に説明する。この紫外線発光デバイス６は、光反射体１及び紫外線発光素子３を備える。更に紫外線発光デバイス６は、金属製のリードフレーム２を備える。本実施形態では、光反射体１にリードフレーム２が埋め込まれていることで、光反射体１とリードフレーム２とが組み合わされている。

光反射体１は、ベース部１１と、このベース部１１の上面から突出する突出部１２とを備える。突出部１２には、突出部１２の上面で開口する凹所１３が形成されている。金属製のリードフレーム２は、ベース部１１に埋め込まれている。リードフレーム２は、第一のリード２１と第二のリード２２とを備える。第一のリード２１と第二のリード２２の各々は、凹所１３の底面で凹所１３内に露出している。第一のリード２１と第二のリード２２は、ベース部１１内で間隔をあけて配置されることで、第一のリード２１と第二のリード２２との間が電気的に絶縁されている。第一のリード２１と第二のリード２２は、ベース部１１の下面でも外部に露出している。ベース部１１の下面上に、第一のリード２１上から第二のリード２２上に亘る位置に絶縁性の部材５が設けられ、この部材５が、第一のリード２１と第二のリード２２との間の短絡を抑制する。

紫外線発光素子３は、例えば紫外線発光ダイオ−ド（ＵＶＬＥＤ）である。紫外線発光素子３は、凹所１３内で第一のリード２１上に実装されている。更に凹所１３内で、紫外線発光素子３と第一のリード２１とが第一のワイヤ４１で電気的に接続されると共に、紫外線発光素子３と第二のリード２２とが第二のワイヤ４２で接続されている。

この光反射体１の凹所１３の内周面１４は、凹所１３の内径が開口側ほど大きくなるように傾斜している。このため、紫外線発光素子３から発せられる紫外線が、光反射体１における凹所１３の内周面１４で反射しやすくなり、その結果、紫外線発光デバイス６からの紫外線の取り出し効率が高くなる。

この紫外線発光デバイス６において、必要により、凹所１３内が透明な樹脂で封止されてもよく、凹所１３の開口が透明なカバ−で覆われてもよい。

このようなリードフレーム２が埋め込まれている光反射体１は、例えばインサ−ト成形法で製造される。

光反射体１を製造するために用いられる樹脂成形材料について、説明する。

樹脂成形材料は、第一の無機充填材を含有する。第一の無機充填材の詳細については、既に説明した通りである。樹脂成形材料中の第一の無機充填材の割合は、１０〜７５質量％の範囲内であることが好ましい。この場合、光反射体１が特に優れた紫外線反射性能を有する。この割合は、１５質量％以上であれば更に好ましく、２０質量％以上であれば特に好ましい。また、この割合は、６５質量％以下であれば更に好ましく、６０質量％以下であれば特に好ましい。

樹脂成形材料は、熱硬化性の成形材料であっても、熱可塑性の成形材料であってもよい。すなわち、例えば樹脂成形材料は、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂とのうち少なくとも一方からなる樹脂成分を含有する。

樹脂成形材料が熱硬化性の成形材料である場合、樹脂成形材料は熱硬化性樹脂を含有する。熱硬化性樹脂は、例えばエポキシ樹脂及びその硬化剤と、不飽和ポリエステル樹脂とのうち、少なくとも一方を含有する。

エポキシ樹脂は、１分子中に２個以上のエポキシ基を有する適宜の化合物を含有することができる。尚、本実施形態において、エポキシ樹脂に含まれる化合物は、低分子であっても高分子であってもよい。すなわち、エポキシ樹脂に含まれる化合物は、モノマーでも、オリゴマーでも、ポリマーでもよい。例えば、エポキシ樹脂が、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂等の、フェノール類とアルデヒド類のノボラック樹脂をエポキシ化して得られるエポキシ樹脂；ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、アルキル置換ビフェノール等の化合物のジグリシジエーテル；ジアミノジフェニルメタン、イソシアヌル酸等のポリアミンとエピクロルヒドリンとの反応により得られるグリシジルアミン型エポキシ樹脂；オレフィン結合を過酢酸等の過酸で酸化して得られる線状脂肪族エポキシ樹脂；及び脂環族エポキシ樹脂からなる群から選択される一種以上の化合物を含有することができる。光反射体１の着色抑制のためには、エポキシ樹脂が、トリグリシジルイソシアヌレートを含有することも好ましい。

エポキシ樹脂の硬化剤は、例えば酸無水物系硬化剤、イソシアヌル酸誘導体及びフェノール系硬化剤からなる群から選択される一種以上の化合物を含有することができる。

樹脂成形材料がエポキシ樹脂を含有する場合、樹脂成形材料が、更に硬化促進剤を含有してもよい。硬化促進剤は、例えば、１，８−ジアザ−ビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７等の３級アミン類；２−エチル−４メチルイミダゾール等のイミダゾール類；トリフェニルホスフィン等のリン化合物；４級アンモニウム塩；有機金属塩類；及び前記化合物の誘導体からなる群から選択される一種以上の化合物を含有することができる。特に硬化促進剤が、３級アミン類、イミダゾール類及びリン化合物からなる群から選択される一種以上の化合物を含有することが好ましい。

不飽和ポリエステル樹脂は、不飽和ポリエステルと、架橋剤とからなる。不飽和ポリエステルは、結晶性不飽和ポリエステルと非晶性不飽和ポリエステルのうち、少なくとも一方を含有することができる。

不飽和ポリエステルは、５〜４０ｍｇ−ＫＯＨ／ｇの範囲内の酸価を有してもよい。不飽和ポリエステルは不飽和アルキッド樹脂と呼ばれるものであってよい。不飽和ポリエステルは、例えば不飽和多塩基酸類を含む多塩基酸類とグリコール類とが脱水縮合反応することで合成される。架橋剤は、例えばスチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼン、α−メチルスチレン、メタクリル酸メチル、酢酸ビニル等の、ビニル系の重合性モノマー；ジアリルフタレート、イソジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート、ジアリルテトラブロムフタレート、フェノキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレートなどのメタクリレート系及びアクリレート系の重合性モノマー；並びにこれらの重合性モノマーのうち一種以上の化合物が重合して成るプレポリマーからなる群から選択される一種以上の化合物を含有することができる。

樹脂成形材料が結晶性不飽和ポリエステルを含有する場合、樹脂成形材料の保存安定性が高まる。すなわち、結晶性不飽和ポリエステルの融点以下の温度下において、樹脂成形材料が高い安定性を有する。更に、成形時の樹脂成形材料の流動性が向上することで、良好な成形性が得られる。また、不飽和ポリエステルが結晶性不飽和ポリエステルを含有すると、光反射体の光反射率を高めることができるとともに、高い光反射率の持続性を高めることができる。１，４−シクロヘキサンジカルボン酸残基及びシクロヘキサン１，４−ジメタノール残基は、結晶性を阻害しにくい。このため、結晶性不飽和ポリエステルは、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸残基及びシクロヘキサン１，４−ジメタノール残基からなる群から選択される一種以上の基を備えることが好ましい。

樹脂成形材料が熱硬化性樹脂を含有する場合、熱硬化性樹脂が含有し得る樹脂は、エポキシ樹脂及び不飽和ポリエステル樹脂には限られない。例えば熱硬化性樹脂は、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、アクリレート樹脂及びウレタン樹脂からなる群から選択される一種以上の樹脂を含有してもよい。

樹脂成形材料が熱可塑性樹脂を含有する場合、熱可塑性樹脂は、例えばポリアミドと熱可塑性ポリエステルとのうち、少なくとも一方を含有する。

熱可塑性ポリエステルは、脂環式炭化水素構造を備えるポリエステル（以下、脂環式ポリエステルという）を含有することが好ましい。脂環式ポリエステルは、ポリカルボン酸残基と脂環族グリコ−ル残基とが結合した構造単位を備えることが好ましい。脂環式ポリエステル中のポリカルボン酸残基は、テレフタル酸残基を含有することが好ましい。脂環式ポリエステル中の脂環族グリコ−ル残基は、炭素数４〜２０の脂環式炭化水素骨格を備える基を含有することが好ましい。特に脂環族グリコ−ル残基が、シクロヘキサン骨格を有する基を含有することが好ましく、シクロヘキサンジメタノ−ル残基を含有するならば更に好ましい。脂環式ポリエステルが、テレフタル酸残基とシクロヘキサンジメタノ−ル残基とが結合した構造単位を備えるポリジメチレンシクロヘキサンテレフタレ−ト（ＰＣＴ）を含有するならば、特に好ましい。

樹脂成形材料がポリアミドを含有する場合、ポリアミドは、脂環式炭化水素構造を備えるポリアミド（以下、脂環式ポリアミドという）を含有することが好ましい。この場合、光反射体１の強度が特に向上する。この脂環式ポリアミドは、ジカルボン酸残基とジアミン残基とがアミド結合を介して結合した構造単位を備えることが好ましい。脂環式ポリアミド中のジカルボン酸残基は、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸残基を含有することが好ましい。脂環式ポリアミド中のジアミン残基は、１，９−ノナンジアミン残基及び２−メチル−１，８−オクタンジアミン残基から選ばれる一種以上の残基を含有することが好ましい。脂環式ポリアミドが、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸残基と、１，９−ノナンジアミン残基及び２−メチル−１，８−オクタンジアミン残基から選ばれる一種以上の残基とを備える場合、脂環式ポリアミドは高い機械的強度と、成形時の良好な流動性とを有する。更に脂環式ポリアミドの融点及びガラス転移点が高くなることから、脂環式ポリアミドの耐熱性が高くなる。

樹脂成形材料は、第一の無機充填材以外の無機充填材（以下、第二の無機充填材という）、を含有してもよい。換言すると、光反射体１が、第二の無機充填材を含有してもよい。この場合、光反射体１の形状安定性が更に高くなる。また、第二の無機充填材は、光反射体１の熱伝導率を高めることもできる。それにより、光反射体１の熱による変色、劣化等が、更に抑制される。

第二の無機充填材のバンドギャップは４ｅＶ以上であることが好ましい。すなわち、第二の無機充填材のバンドギャップが４ｅＶ以上であり、且つ第二の無機充填材の屈折率が１．７より小さいことが好ましい。この場合、第二の無機充填材が紫外線を吸収しにくく、そのため第二の無機充填材が、光反射体１の紫外線反射性を阻害しにくい。

第二の無機充填材は、例えばシリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、硫酸バリウム、及びマイカ、アルミナ、タルクからなる群から選択される一種以上の材料を含有することができる。

第二の無機充填材は、特にシリカを含有することが好ましい。この場合、光反射体１の紫外線反射性が更に高まると共に、光反射体１の形状安定性が更に高まる。シリカは、例えば、溶融シリカ粉末、球状シリカ粉末、破砕シリカ粉末、及び結晶シリカ粉末から選択される一種以上の材料を含有することができる。特にシリカが溶融シリカを含有することが好ましい。

第二の無機充填材は、脂肪酸、カップリング剤等で表面処理されていてもよい。この場合、白色顔料の凝集、吸油等が抑制され、樹脂成形材料内での第二の無機充填材の充填性が高くなる。

第二の無機充填材の平均粒径は、１００μｍ以下であることが好ましい。この場合、樹脂成形材料の成形性が特に良好になると共に、光反射体１の耐熱変色性及び耐湿性が特に高くなる。この平均粒径は、０．１μｍ以上であることが好ましい。この場合、樹脂成形材料の取扱い性が良好になる。第二の無機充填材の平均粒径は、８０μｍ以下であればより好ましく、５０μｍ以下であれば更に好ましい。また、第二の無機充填材の平均粒径は、０．３μｍ以上であればより好ましい。更に、第二の無機充填材の平均粒径が８〜２０μｍの範囲内であれば、樹脂成形材料の射出成形性が特に良好になる。尚、第二の無機充填材の平均粒径は、レーザー回折散乱法により測定される。

光反射体１に対する第二の無機充填材の割合、並びに樹脂成形材料全体に対する第二の無機充填材の割合は、１０質量％以上であることが好ましい。この場合、光反射体１の形状安定性が特に高くなる。この第二の無機充填材の割合は、６０質量％以下であることが好ましい。この場合、樹脂成形材料の成形性が特に高くなる。この第二の無機充填材の割合が１５〜５０質量％の範囲内であれば、特に好ましい。

光反射体１の良好な紫外線反射性を維持するためには、第二の無機充填材は、バンドギャップが４ｅＶより小さい材料（以下、第三の無機充填材という）を含有しないことが好ましい。光反射体１が第三の無機充填材を含有する場合は、光反射体１に対する第三の無機充填材の割合は、１０質量％以下であることが好ましく、５質量％以下であればより好ましく、１質量％以下であれば更に好ましい。

光反射体１に対する無機充填材全量の割合、並びに樹脂成形材料全体に対する無機充填材全量の割合は、３０〜８５質量％の範囲内であることが好ましい。この場合、樹脂成形材料の成形性が特に高くなると共に、光反射体１の耐熱変色性及び紫外線反射性が特に高くなる。この割合が４０〜８０質量％の範囲内であれば、特に好ましい。

無機充填材全量に対する第一の無機充填材の割合は、３０質量％以上であることが好ましい。この場合、光反射体１の紫外線反射性が特に高くなる。この割合は、９５質量％以下であることが好ましい。この割合は、３５〜９０質量％の範囲内であればより好ましく、４０〜８５質量％の範囲内であれば更に好ましい。

樹脂成分に対する、無機充填材全量の割合は、５００質量％以下であることが好ましい。この場合、成形時の樹脂成形材料の流動性が特に高くなる。この無機充填材全量の割合は、１００質量％以上であることが好ましい。この場合、光反射体１の紫外線反射性が特に高くなる。この無機充填材全量の割合は、１００〜４００質量％の範囲内であればより好ましく、２００〜３００質量％の範囲内であれば更に好ましい。

樹脂成形材料及び光反射体１は、補強材を含有してもよい。この場合、樹脂成形材料の成形時の硬化収縮が抑制されると共に、光反射体１の強度が高くなり、更に光反射体１の寸法安定性が高くなる。補強材は、例えばＢＭＣ（バルク・モールディング・コンパウンド）、ＳＭＣ（シート・モールディング・コンパウンド）等のＦＲＰ（ファイバー・レインフォースド・プラスチックス）に用いられる補強材を含有することができる。

補強材は、例えば、ガラス繊維、ビニロン繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ワラストナイト、チタン酸カリウムウィスカー、炭酸カルシウムなどの炭酸塩のウィスカー、及びハイドロタルサイトから選択される一種以上の材料を含有することができる。特に、補強材が、ガラス繊維を含有することが好ましい。

ガラス繊維は、例えば珪酸ガラス、ホウ珪酸ガラスを原料とするＥガラス（電気用無アルカリガラス）、Ｃガラス（化学用含アルカリガラス）、Ａガラス（耐酸用ガラス）、Ｓガラス（高強度ガラス）等のガラス繊維からなる群から選択される一種以上の材料を含有することができる。ガラス繊維は、長繊維（ロービング）であっても、短繊維（チョップドストランド）であってもよい。ガラス繊維には表面処理が施されていてもよい。特に、ガラス繊維が、繊維径１０〜１５μｍの範囲内のＥガラス繊維が酢酸ビニル等の収束剤で収束され、続いてシランカップリング剤で表面処理された後、長さ３〜６ｍｍの範囲内にカットされてなるチョップドストランドを含有することが好ましい。

樹脂成分１００質量部に対する補強材の量は、１０〜２００質量部の範囲内であることが好ましい。この場合、樹脂成形材料の成形時の硬化収縮が特に抑制されると共に、光反射体１の強度が特に高くなる。この補強材の量は、２０〜１００質量部の範囲内であればより好ましく、３０〜８０質量部の範囲内であれば更に好ましい。

樹脂成形材料及び光反射体１は、酸化防止剤を含有することが好ましい。この場合、光反射体１の変色が更に抑制され、光反射体１の経時的な紫外線反射性の低下が、更に生じにくくなる。酸化防止剤は、例えばフェノ−ル系酸化防止剤及びリン系酸化防止剤からなる群から選択される一種以上の化合物を含有することができる。酸化防止剤は、発色団を生成する化合物を含有しないことが好ましい。

樹脂成形材料及び光反射体１が、特にリン系酸化防止剤を含有することが好ましい。この場合、光反射体１の、加工時の黄変及び経時的な黄変が、更に抑制され、これにより光反射体１の光反射率の低下が更に抑制される。特に樹脂成形材料がトリグリシジルイソシアヌレートを含有する場合に、更にリン系酸化防止剤も含有すると、光反射体１の光反射率の低下が、大幅に抑制される。

リン系酸化防止剤は、例えば９，１０−ジヒドロ−９−オキサ−１０−ホスファフェナントレン−１０−オキサイド、３，９−ビス（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノキシ）−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、ビス（ノニルフェニル）ペンタエリスリトール−ジ−ホスファイト及びジステアリルペンタエリスリトール−ジ−ホスファイトからなる群から選択される一種以上の化合物を含有することができる。樹脂成形材料中のリン系酸化防止剤の割合は０．１〜０．５質量％の範囲内であることが好ましい。

樹脂成形材料及び光反射体１は、離型剤を含有してもよい。離型剤は、一般に用いられる脂肪酸系、脂肪酸金属塩系、鉱物系等のワックス類からなる群から選択される一種以上の材料を含有することができる。特に、離型剤は、耐熱変色性に優れた脂肪酸系又は脂肪酸金属塩系の材料を含有することが好ましい。離型剤は、ステアリン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、及びステアリン酸カルシウムからなる群から選択される一種以上の材料を含有することが好ましい。熱硬化性樹脂１００質量部に対する離型剤の量は、１〜１５質量部の範囲内であることが好ましい。この場合、成形時の光反射体１の良好な離型性と、光反射体１の優れた外観とが両立すると共に、光反射体１の紫外線反射性が特に高くなる。

尚、樹脂成形材料及び光反射体１は、上記成分以外に、可塑剤、結晶核剤、着色剤、増粘剤、難燃剤、可撓性付与剤等の、適宜の添加剤を含有してもよい。

樹脂成形材料を成形して硬化させることで、光反射体１が得られる。成形方法として、射出成形法、射出圧縮成形法、トランスファ成形法等の適宜の溶融加熱成形法が適用可能である。

樹脂成形材料が熱硬化性である場合、特に、低コストで量産が容易なトランスファ成形法が適用されることが好ましい。トランスファ成形法では、金型温度は１３０〜１８０℃の範囲内、トランスファ圧力は５〜１５ＭＰａの範囲内、硬化時間は３０〜１８０秒の範囲内であることが、好ましい。また、必要に応じてポストキュア処理が施されてもよい。樹脂成形材料が熱硬化性である場合に、射出成形法が適用されてもよい。

樹脂成形材料が熱可塑性である場合、例えば射出成形法が採用される。射出成形条件は適宜設定されるが、例えば樹脂温度は２９０〜３１０℃の範囲内、金型温度は１３０〜１６０℃の範囲内であることが好ましい。

以上説明したとおり、本実施形態に係る紫外線発光デバイス６にあっては、光反射体１がバンドギャップが４ｅＶ以上であり且つ屈折率が１．７以上である無機充填材を含有する樹脂成形体により形成されていることで、光反射体１は従来の樹脂成形体からなる光反射体よりも紫外線に対して優れた反射性を有するものとなる。したがって、本実施形態に係る紫外線発光デバイス６は、紫外線発光素子３から発せられる紫外線を光反射体１によって効率よく反射することができる。

［実施例１〜７、１０〜１２、１５，１６及び比較例１〜３］
後掲の表に示す原料を、シグマブレンダーを用いて均一に混合した後、１００℃に加熱した熱ロールで混練することで、シート状の混練物を得た。この混練物を冷却・粉砕・整粒した。これにより、粒状の樹脂成形材料を得た。

この樹脂成形材料をトランスファ成形することで、直径５ｃｍ、厚み１ｍｍの円盤状の評価用サンプルを作製した。トランスファ成形条件は、金型温度１５０℃、トランスファ圧力８ＭＰａ、硬化時間９０秒とした。

［実施例８、９、１３，１４及び比較例３〜５］
後掲の表に示す原料を用い、次のようにして樹脂成形材料を調製した。押し出し方向に並ぶ複数の供給口を備えるスクリュ−式混練押出機（日本製鋼所製）を用い、まず白色顔料及び繊維状充填材以外の原料を混練して混合物を調製した。この混合物を更に混練しながら、供給口から混練押出機内へ白色顔料を投入した。続いて、この混合物を更に混練しながら、別の供給口から混練押出機内へ繊維状充填材を投入した。続いて、混合物を粉砕してから、ペレット状に成形した。これにより、ペレット状の樹脂成形材料を得た。

樹脂成形材料には、成形前に乾燥処理を施した。樹脂成形材料がＰＣＴ樹脂を含有する場合の乾燥条件は、１２０℃、３〜５時間であり、樹脂成形材料がポリアミドを含有する場合の乾燥条件は、真空下、１００〜１１０℃、３時間である。

この樹脂成形材料を射出成形することで、直径５ｃｍ、厚み１ｍｍの円板状の評価用サンプルを作製した。尚、樹脂成形材料がＰＣＴ樹脂を含有する場合の成形条件は、シリンダ−温度３００℃、金型温度１３０℃とし、樹脂成形材料がポリアミドを含有する場合の成形条件は、シリンダ−温度３４０℃、金型温度１５０℃とした。

尚、表中では、原料の配合量を、質量部で示している。結晶性不飽和ポリエステル以外の、後掲の表中に示す原料の詳細は、次の通りである。
・不飽和ポリエステル：ユピカ製、品番８５５２Ｌ。
・ジアリルフタレートプレポリマー：ダイソー株式会社製、品名イソダップ、重量平均分子量（ポリスチレン換算値）３×１０⁴〜５×１０⁴、１２０℃での溶融粘度１ｋＰａ・ｓ、ヨウ素価７８、軟化点５０〜８０℃、沸点１５０℃以上。
・ジアリルフタレートモノマー：ダイソー株式会社製、品名ダップモノマー、分子量２４６．３、３０℃での粘度８．５ｍＰａ・ｓ、ヨウ素価２０２、常温で液体、沸点１５０℃以上（４ｍｍＨｇ減圧下沸点１５８℃）。
・スチレン：スチレンモノマー、旭化成ケミカルズ株式会社製、沸点１４５℃。
・硬化促進剤：ジクミルパーオキサイド、日油株式会社製。
・エポキシ樹脂：トリグリシジルイソシアヌレート。
・硬化剤：ヘキサヒドロキシ無水フタル酸。
・ＰＣＴ樹脂：ポリジメチレンシクロヘキサンテレフタレート樹脂。
・ポリアミド：１，４−シクロヘキサンジカルボン酸を含むジカルボン酸と、１，９−ノナンジアミン及び／又は２−メチル−１，８−オクタンジアミンを含むジアミンとを重合させたポリアミド、トランス異性体比率５１〜８５％、融点３２５℃、ガラス転移点１４５℃。
・表面処理酸化ジルコニウム：平均粒径１７μｍ、バンドギャップ５ｅＶ、屈折率２．４、モース硬度８。
・窒化ホウ素：平均粒径１８μｍ、バンドギャップ５．９７ｅＶ、屈折率２.１７、モース硬度２。
・表面処理窒化アルミニウム：シリカで表面処理された窒化アルミニウム、平均粒径１．１μｍ、バンドギャップ６．２ｅＶ、屈折率２．１６、モース硬度７。
・酸化ハフニウム：平均粒径２．０μｍ、バンドギャップ６ｅＶ、屈折率１．９５、モース硬度９。
・窒化珪素：電気化学工業株式会社製、品名ＳＮ−９ＦＷＳ、平均粒径０．７μｍ、バンドギャップ５．１ｅＶ、屈折率２．０２、モース硬度９。
・酸化アルミニウム：電気化学工業株式会社製、品名ＤＡＷ−０５、平均粒径０．５μｍ、バンドギャップ６.０４ｅＶ、屈折率１．７６、モース硬度９。
・シリカ：溶融シリカ、電気化学工業株式会社製、品名ＦＢ−８２０、平均粒径２５μｍ、バンドギャップ８．９５ｅＶ、屈折率１．４５〜１．５５。
・酸化チタン：ルチル型酸化チタン、平均粒径０．４μｍ、タイオキサイドジャパン株式会社製、品名Ｔｉｏｘｉｄｅ ＲＴＣ−３０、バンドギャップ３．０ｅＶ、屈折率２.７１。
・酸化亜鉛：平均粒径１０μｍ、バンドギャップ３．３７ｅＶ、屈折率１．９５。
・ガラス繊維：平均繊維径３ｍｍ、オーエンスコーニングジャパン社製、品名ＣＳ０３ＩＥ８３０Ａ。
・ステアリン酸亜鉛：堺化学工業株式会社製、品名ＳＺ−Ｐ。
・ＨＣＡ：リン系酸化防止剤、９，１０−ジヒドロ−９−オキサ−１０−ホスファフェナントレン−１０−オキサイド、三光株式会社製。

［評価］
各実施例及び比較例で得られた評価用サンプルの、４０５ｎｍ、３８０ｎｍ、３６５ｎｍ、３０５ｎｍ及び２７０ｎｍの各波長の光の反射率を、日立製作所社製の分光光度計Ｕ４１００を用いて測定した。

続いて、この評価用サンプルに、１５０℃で１０００時間加熱処理を施してから、この評価用サンプルの各波長の光の反射率を測定した。

その結果、反射率が２０％未満の場合を「Ｄ」、２０％以上５０％未満の範囲内である場合を「Ｃ」、５０％以上７０％未満の範囲内である場合を「Ｂ」、７０％以上である場合を「Ａ」と、評価した。

１ 光反射体
３ 紫外線発光素子
６ 紫外線発光デバイス

Claims (5)

1. 紫外線発光素子と、前記紫外線発光素子が発する紫外線を反射するように構成された光反射体とを備え、
   前記光反射体が、無機充填材を含有する樹脂成形体からなり、前記無機充填材のバンドギャップが４ｅＶ以上であり、且つ前記無機充填材の屈折率が１．７以上である紫外線発光デバイス。
2. 前記無機充填材が、酸化ジルコニウム、窒化ホウ素、酸化ハフニウム、及び窒化珪素からなる群から選択される一種以上の材料を含有する請求項１に記載の紫外線発光デバイス。
3. 前記無機充填材のモース硬度が、９より小さい請求項１又は２に記載の紫外線発光デバイス。
4. 前記光反射体に対する前記無機充填材の割合が、１０〜７５質量％の範囲内である請求項１乃至３のいずれか一項に記載の紫外線発光デバイス。
5. 前記無機充填材は、シリカ及びアルミナから選ばれた少なくとも一種の酸化物からなる皮膜を備える請求項１乃至４のいずれか一項に記載の紫外線発光デバイス。