JP2019148622A - 樹脂粉末、波長変換板、発光装置、及び、樹脂粉末の製造方法 - Google Patents

樹脂粉末、波長変換板、発光装置、及び、樹脂粉末の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】量子ドット蛍光体の分散性を向上させる。【解決手段】樹脂粉末２００は、各々に第１量子ドット蛍光体２１０がバインドされた樹脂粒子２２０を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、量子ドット蛍光体を備える樹脂粉末、当該樹脂粉末を備える波長変換板、当該波長変換板を備える発光装置、及び、量子ドット蛍光体を備える樹脂粉末の製造方法に関する。
従来、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）チップ等の発光素子と、ＬＥＤチップから出射された光によって励起されて発光する蛍光体（蛍光体粒子）との組み合わせによってＬＥＤチップと異なる色の光を出射する発光装置が知られている。このような発光装置の一例として、特許文献１には、発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下が起こりにくい発光装置が開示されている。
特開２０１１−１３４９３４号公報
近年、波長選択性の観点から、蛍光体として量子ドット蛍光体が採用される場合がある。量子ドット蛍光体（量子ドット蛍光体粒子）は、ナノメートルオーダの粒径であり、同じ組成であっても、粒径が異なることで、異なる波長の蛍光を発することが知られている。そのため、量子ドット蛍光体の粒径を調整することにより、所望の波長の蛍光を発する量子ドット蛍光体を製造することができる。
ここで、量子ドット蛍光体は、蛍光体のバインダとして広く採用されているシリコーン樹脂に分散させにくい（つまり、分散性が低い）という問題がある。
本発明は、量子ドット蛍光体の分散性を向上させる樹脂粉末等を提供する。
本発明の一態様に係る樹脂粉末は、各々に第１量子ドット蛍光体がバインドされた複数の樹脂粒子を備える。
また、本発明の一態様に係る波長変換板は、板体と、前記板体の主面に形成されており、前記樹脂粉末をバインドするシリコーン樹脂層と、を備える。
また、本発明の一態様に係る発光装置は、基台と、前記基台上に実装された発光素子と、前記発光素子を覆う上記波長変換板と、を備え、前記第１量子ドット蛍光体は、前記発光素子が発する光の少なくとも一部により励起されて蛍光を発する。
また、本発明の一態様に係る樹脂粉末の製造方法は、量子ドット蛍光体を溶媒に分散し、前記溶媒に分散された前記量子ドット蛍光体を樹脂に分散し、前記量子ドット蛍光体が分散された前記樹脂を固化し、前記量子ドット蛍光体が分散された前記樹脂を粉末化することで、樹脂粉末を製造する。
本発明の一態様に係る樹脂粉末等によれば、量子ドット蛍光体の分散性を向上させることができる。
図１は、実施の形態に係る発光装置及びその周辺部材の外観斜視図である。 図２は、実施の形態に係る発光装置の断面図である。 図３は、実施の形態に係る波長変換板及び発光モジュールの詳細を示す断面図である。 図４は、実施の形態に係る樹脂粉末及び波長変換板を製造する工程を説明するフローチャートである。 図５は、実施の形態に係る樹脂粉末を製造する工程を説明するための図である。 図６は、変形例１に係る樹脂粉末を示す図である。 図７は、変形例２に係る波長変換板を示す図である。
以下、実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。
なお、本明細書において、「略」とは、製造又は配置の際に生じる誤差を含むことを意味する。例えば、「略均一に分散」とは、完全に均一に分散されていることを意味するだけでなく、実質的に均一と認められるものを含む意図である。
（実施の形態）
［発光装置の全体構成］
まず、図１〜図３を参照して、以下、実施の形態に係る樹脂粉末、波長変換板、及び、発光装置の構成について説明する。
図１は、実施の形態に係る発光装置１００の外観斜視図である。図２は、実施の形態に係る発光装置１００の断面図である。
図１及び図２に示されるように、実施の形態に係る発光装置１００は、例えば、住宅等の天井に埋込配設されることにより下方の空間（廊下又は壁等）に光を照射するダウンライトである。
発光装置１００は、基台２１及び基台２１上に実装された発光素子２２を備える発光モジュール２０と、発光素子２２を覆う波長変換板１０と、を備える。波長変換板１０及び発光モジュール２０を備える。また、発光装置１００は、基部１１０と枠体部１２０とが結合されることで構成される略有底筒状の器具本体、反射板１３０、点灯装置１５０、端子台１６０、取付板１７０、及び、天板１８０を備える。
［基部、本体部、反射板］
基部１１０は、発光モジュール２０が取り付けられる取付台であるとともに、発光モジュール２０で発生する熱を放熱するヒートシンクである。基部１１０は、金属材料を用いて略円柱状に形成されており、実施の形態ではアルミダイカスト製である。
基部１１０の上部（天井側部分）には、上方に向かって突出する複数の放熱フィン１１１が一方向に沿って互いに一定の間隔をあけて設けられている。これにより、発光モジュール２０で発生する熱を効率よく放熱させることができる。
枠体部１２０は、内面に反射面を有する略円筒状のコーン部１２１と、コーン部１２１が取り付けられる枠体本体部１２２とを有する。コーン部１２１は、金属材料を用いて成形されており、例えば、アルミニウム合金等を絞り加工又はプレス成形することによって作製することができる。枠体本体部１２２は、硬質の樹脂材料又は金属材料によって成形されている。枠体部１２０は、枠体本体部１２２が基部１１０に取り付けられることによって固定されている。
反射板１３０は、内面反射機能を有する円環枠状（漏斗状の）反射部材である。反射板１３０は、例えば、アルミニウム等の金属材料を用いて形成することができる。なお、反射板１３０は、金属材料ではなく、硬質の白色樹脂材料によって形成してもよい。
［点灯装置、端子台、取付板、天板］
また、図１に示されるように、発光装置１００は、発光モジュール２０に、当該発光モジュール２０を点灯させるための電力を供給する点灯装置１５０と、商用電源からの交流電力を点灯装置１５０に中継する端子台１６０とを備える。点灯装置１５０は、具体的には、端子台１６０から中継される交流電力を直流電力に変換して発光モジュール２０に出力する。
点灯装置１５０及び端子台１６０は、器具本体とは別体に設けられた取付板１７０に固定される。取付板１７０は、金属材料からなる矩形板状の部材を折り曲げて形成されており、その長手方向の一端部の下面に点灯装置１５０が固定されるとともに、他端部の下面に端子台１６０が固定される。取付板１７０は、器具本体の基部１１０の上部に固定された天板１８０と互いに連結される。
［発光モジュール］
図３は、実施の形態に係る波長変換板１０及び発光モジュール２０の詳細を示す断面図である。
発光モジュール２０は、基台２１に複数の発光素子２２が直接実装されている。本実施の形態では、発光モジュール２０は、発光素子２２としてＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）チップが採用された、ＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）構造のＬＥＤモジュールであり、青色光を発する。
基台２１は、配線２３が設けられた配線領域を有する基板である。配線２３は、発光素子２２に電力を供給するための配線であり、金属材料によって形成される。また、基台２１上には、発光モジュール２０と外部装置とを電気的に接続するための電極が上記配線の一部として設けられる。基台２１は、例えば、メタルベース基板又はセラミック基板である。また、基台２１は、樹脂を基材とする樹脂基板であってもよい。
セラミック基板としては、酸化アルミニウム（アルミナ）からなるアルミナ基板又は窒化アルミニウムからなる窒化アルミニウム基板等が採用される。また、メタルベース基板としては、例えば、表面に絶縁膜が形成された、アルミニウム合金基板、鉄合金基板又は銅合金基板等が採用される。樹脂基板としては、例えば、ガラス繊維とエポキシ樹脂とからなるガラスエポキシ基板等が採用される。
なお、基台２１として、例えば光反射率が高い（例えば、光反射率が９０％以上の）基板が採用されてもよい。基台２１として光反射率の高い基板が採用されることで、発光素子２２が発する光を基台２１の表面で反射させることができる。この結果、発光モジュール２０の光の取り出し効率が向上される。このような基板としては、例えば、アルミナを基材とする白色セラミック基板が例示される。
また、基台２１として、光透過率が高い透光性基板が採用されてもよい。このような基板としては、多結晶のアルミナ又は窒化アルミニウムからなる透光性セラミック基板、ガラスからなる透明ガラス基板、水晶からなる水晶基板、サファイアからなるサファイア基板又は透明樹脂材料からなる透明樹脂基板が例示される。なお、基台２１の平面視形状は、例えば、矩形であるが、円形等その他の形状であってもよい。
発光素子２２は、基台２１上に配置（実装）される。本実施の形態では、発光素子２２は、例えば、ＩｎＧａＮ等の窒化ガリウム系の材料によって構成された、中心波長（発光スペクトルのピーク波長）が４２０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の青色ＬＥＤチップである。つまり、発光素子２２は、青色光を発する。発光素子２２は、金等の金属材料からなるボンディングワイヤ２５を介して、配線２３と電気的に接続されている。
基台２１上には、複数の発光素子２２が配置されるが、少なくとも１つの発光素子２２が配置されればよい。複数の発光素子２２は、基台２１上にどのように配置されてもよい。また、複数の発光素子２２は、それぞれどのように電気的に接続されてもよい。
封止材２４は、発光素子２２、ボンディングワイヤ２５、及び、配線２３の少なくとも一部を封止する封止部材である。封止材２４は、例えば、発光素子２２が発する光を透過する透光性樹脂材料で構成される。透光性樹脂材料としては、特に限定されないが、例えば、メチル系のシリコーン樹脂、エポキシ樹脂又はユリア樹脂等が用いられる。
ダム材２６は、封止材２４をせき止めるために基台２１上に発光素子２２を囲むように設けられている。ダム材２６には、例えば、絶縁性を有する熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂等が用いられる。より具体的には、ダム材２６には、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、又は、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）樹脂等が用いられる。なお、ダム材２６は、樹脂以外の材料でもよい。ダム材２６は、例えば、セラミックでもよい。また、ダム材２６には、発光素子２２から発せられる光を反射する酸化チタン等の光拡散剤が添加されているとよい。また、ダム材２６には、発光素子２２から発せられる光を反射するために、白色であるとよりよい。
［波長変換板］
波長変換板１０は、発光モジュール２０（具体的には、発光素子２２）から発せられた光の少なくとも一部により励起されて蛍光を発する量子ドット蛍光体（第１量子ドット蛍光体）２１０を備える板状の部材である。波長変換板１０は、例えば、主面１１ａが発光モジュール２０と対向するように配置される。より具体的には、波長変換板１０は、板体１１の主面１１ａが発光モジュール２０の光軸と直交するように配置される。波長変換板１０は、発光モジュール２０の光出射側に、発光モジュール２０と離れて配置されている。つまり、波長変換板１０には、発光モジュール２０が発する青色光が照射される。
波長変換板１０は、具体的には、板体１１と、板体１１の主面１１ａに形成されており、樹脂粉末２００をバインドするシリコーン樹脂層１２と、を備える。
板体１１は、例えば、アクリル樹脂又はポリカーボネート樹脂等の透光性を有する樹脂材料によって形成されるが、透光性を有するセラミック材料等によって形成されてもよい。板体１１は、例えば、発光素子２２が発する光を透過する透光性を有する。また、板体１１は、樹脂粉末２００が発する蛍光を透過する透光性を有する。つまり、板体１１は、樹脂粉末２００が備える第１量子ドット蛍光体２１０が発する蛍光を透過する透光性を有する。本実施の形態においては、板体１１は、発光素子２２が発する光を透過し、且つ、第１量子ドット蛍光体２１０が発する蛍光を透過する透光性を有する。波長変換板１０の厚みは、例えば、１ｍｍ以下であるが、１００μｍ以下であってもよい。
シリコーン樹脂層１２は、発光素子２２が発する光の少なくとも一部により励起されて蛍光を発する第１量子ドット蛍光体２１０を含む樹脂粒子２２０を備える蛍光体樹脂粒子２３０の集合である樹脂粉末２００がシリコーン樹脂１３によってバインドされている波長変換層である。シリコーン樹脂層１２は、例えば、樹脂粉末２００を含むシリコーン樹脂１３を板体１１に加熱圧着することで形成されている。シリコーン樹脂層１２は、第１量子ドット蛍光体２１０と、第１量子ドット蛍光体２１０を含む樹脂粒子２２０を備える蛍光体樹脂粒子２３０の集合である樹脂粉末２００をバインドするシリコーン樹脂１３と、を備える。
樹脂粉末２００は、各々に第１量子ドット蛍光体２１０がバインドされた複数の樹脂粒子を備える。具体的には、樹脂粉末２００は、固化した樹脂が粉末化されることで形成された複数の樹脂粒子２２０を備え、複数の樹脂粒子２２０のそれぞれは、樹脂粒子２２０がバインドする第１量子ドット蛍光体２１０を有する。言い換えると、樹脂粉末２００は、固化した樹脂が粉末化されることで形成された複数の樹脂粒子２２０と、複数の樹脂粒子２２０のそれぞれにおいて、樹脂粒子２２０にバインドされている第１量子ドット蛍光体２１０と、を備える。樹脂粉末２００は、シリコーン樹脂層１２に略均一に分散されている。
第１量子ドット蛍光体２１０は、発光モジュール２０が備える発光素子２２が発する一次光（つまり、青色光）によって励起されて一次光よりも長波長の二次光を蛍光として発する。第１量子ドット蛍光体２１０は、例えば、半導体材料を含む量子ドット蛍光体である。第１量子ドット蛍光体は、具体的には、ＣｄＳｘＳｅ１−ｘ／ＺｎＳの化学式で表現される量子ドット蛍光体であるが、カドミウムフリーであってもよい。第１量子ドット蛍光体２１０は、組成及び形状の少なくとも一方が変更されることにより様々な発光ピーク波長の光を発することができる。第１量子ドット蛍光体２１０の粒径は、ナノオーダであるが、例えば、１０ｎｍ〜２０ｎｍ程度である。
発光モジュール２０が一次光（つまり、青色光）を発すると、発せられた一次光の一部は、波長変換板１０に含まれる第１量子ドット蛍光体２１０によって二次光に波長変換される。この結果、発光装置１００は、第１量子ドット蛍光体２１０に吸収されなかった一次光と、第１量子ドット蛍光体２１０によって波長変換された二次光とが含まれる出射光を発する。
樹脂粒子２２０は、熱可塑性又は熱硬化性を有し、且つ、第１量子ドット蛍光体２１０をバインドする樹脂である。本実施の形態においては、樹脂粒子２２０は、複数の第１量子ドット蛍光体２１０（第１量子ドット蛍光体２１０粒子）をバインドしている。樹脂粒子２２０は、１粒の第１量子ドット蛍光体２１０をバインドしていてもよい。また、樹脂粒子２２０は、第１量子ドット蛍光体２１０を内包していてもよいし、第１量子ドット蛍光体２１０の一部が樹脂粒子２２０の表面から外部に出ていてもよい。シリコーン樹脂層１２には、第１量子ドット蛍光体２１０と、第１量子ドット蛍光体２１０をバインドしている樹脂粒子２２０とを有する蛍光体樹脂粒子２３０を複数備える樹脂粉末２００が分散して含まれている。
なお、波長変換板１０は、２つの板体１１でシリコーン樹脂層１２を挟み込む積層構造を有してもよい。
また、シリコーン樹脂１３は、熱可塑性を有していてもよいし、熱硬化性を有していてもよい。
［製造方法］
発明者らは、第１量子ドット蛍光体２１０を樹脂粒子２２０にバインドさせた蛍光体樹脂粒子２３０の集合である樹脂粉末２００を用いることで、シリコーン樹脂１３に第１量子ドット蛍光体を略均一となるように分散させることを実現した。
続いて、図４及び図５を参照して、樹脂粉末２００及び樹脂粉末２００を分散させたシリコーン樹脂１３を有する波長変換板１０の製造方法について説明する。
図４は、実施の形態に係る樹脂粉末２００及び波長変換板１０を製造する工程を説明するフローチャートである。図５は、実施の形態に係る樹脂粉末２００を製造する工程を説明するための図である。なお、図５の（ａ）及び（ｂ）に示す第１量子ドット蛍光体２１０は、断面を示すものではないが、説明のためにドットハッチングを付して図示している。また、図５の（ｃ）及び（ｄ）には、第１量子ドット蛍光体２１０の断面を含む断面図を示している。
図４及び図５の（ａ）に示すように、まず、量子ドット蛍光体（第１量子ドット蛍光体）２１０をアクリル等の液状の有機溶媒である溶媒３００に混合し、攪拌することで、溶媒３００に第１量子ドット蛍光体２１０を分散させる（ステップＳ１０１）。
次に、図４及び図５の（ｂ）に示すように、第１量子ドット蛍光体２１０を分散させた溶媒３００を、熱可塑性又は熱硬化性を有する液体状（又は、半固体状）の樹脂（液体樹脂２２０ａ）に混合し、攪拌することで、液体樹脂２２０ａに第１量子ドット蛍光体２１０を分散させる（ステップＳ１０２）。液体樹脂２２０ａは、後述する固体樹脂２２０ｂ、及び、樹脂粒子２２０の前駆体となる樹脂である。これら樹脂の材料は、特に限定されないが、熱可塑性樹脂として、アクリル樹脂、熱硬化性樹脂として、エポキシ樹脂が例示される。
次に、図４及び図５の（ｃ）に示すように、第１量子ドット蛍光体２１０が分散された液体樹脂２２０ａを加熱又は冷却して固化することで、液体樹脂２２０ａが固化した樹脂である固体樹脂２２０ｂに第１量子ドット蛍光体２１０をバインド（つまり、第１量子ドット蛍光体２１０の位置を保持）させる（ステップＳ１０３）。固体樹脂２２０ｂの形状は特に限定されない。固体樹脂２２０ｂの形状は、例えば、シート状等、後述するステップＳ１０４で粉砕されやすい形状であるとよい。
次に、図４及び図５の（ｄ）に示すように、第１量子ドット蛍光体２１０を含む固体樹脂２２０ｂを粉砕して粉末化することで、第１量子ドット蛍光体２１０を含む樹脂粒子２２０である蛍光体樹脂粒子２３０の集合である樹脂粉末２００を製造する（ステップＳ１０４）。
このように、樹脂粉末２００は、第１量子ドット蛍光体２１０を溶媒３００に分散する溶媒分散ステップ（ステップＳ１０１）と、溶媒分散ステップで溶媒３００に分散された第１量子ドット蛍光体２１０を樹脂（液体樹脂２２０ａ）に分散する樹脂分散ステップ（ステップＳ１０２）と、樹脂分散ステップで第１量子ドット蛍光体２１０が分散された樹脂（液体樹脂２２０ａ）を固化する固化ステップ（ステップＳ１０３）と、固化ステップで固化した第１量子ドット蛍光体２１０が分散された樹脂（固体樹脂２２０ｂ）を粉末化することで、樹脂粉末２００を製造する粉末化ステップ（ステップＳ１０４）と、により製造される。
なお、樹脂粉末２００が備える蛍光体樹脂粒子２３０（具体的には、樹脂粒子２２０）の形状は、バルク状の固化した樹脂が粉砕されることで粉末状に形成されるため、特に限定されるものではない。また、蛍光体樹脂粒子２３０（具体的には、樹脂粒子２２０）の粒径は、特に限定されるものではないが、例えば、１０μｍ〜２０μｍ程度である。
次に、図４に示すように、樹脂粉末２００をシリコーン樹脂１３に混合して攪拌することで、樹脂粉末２００をシリコーン樹脂１３に分散させる（ステップＳ１０５）。
次に、図４に示すように、樹脂粉末２００を分散したシリコーン樹脂１３を板体１１へ加熱圧着することで、板体１１にシリコーン樹脂層１２を形成し、波長変換板１０を製造する（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０６においては、例えば、第１量子ドット蛍光体２１０を含むシリコーン樹脂１３を１００℃程度まで加熱することで軟化させ、板体１１に圧着させることで、波長変換板１０を製造する。
［変形例１］
上記実施の形態では、樹脂粒子２２０には１種類の量子ドット蛍光体が含まれていたが、複数種類の量子ドット蛍光体が含まれていてもよい。
図６は、実施の形態の変形例１に係る樹脂粉末２００ａを示す図である。
樹脂粉末２００ａは、複数の蛍光体樹脂粒子２３０ａを備える。また、蛍光体樹脂粒子２３０ａは、第１量子ドット蛍光体２１０と、第２量子ドット蛍光体２１０ａと、第１量子ドット蛍光体２１０及び第２量子ドット蛍光体２１０ａをバインドする樹脂粒子２２０とを備える。
第２量子ドット蛍光体２１０ａは、発光モジュール２０が備える発光素子２２が発する一次光によって励起されて一次光よりも長波長の二次光を蛍光として発する。第２量子ドット蛍光体２１０ａは、例えば、半導体材料を含む量子ドット蛍光体である。第２量子ドット蛍光体は、具体的には、ＣｄＳｘＳｅ１−ｘ／ＺｎＳの化学式で表現されるカドミウムを含む量子ドット蛍光体であるが、カドミウムフリーの量子ドット蛍光体であってもよい。第２量子ドット蛍光体２１０ａの粒径は、ナノオーダであり、例えば、１０ｎｍ〜２０ｎｍ程度である。
また、第２量子ドット蛍光体２１０ａは、第１量子ドット蛍光体２１０が発する蛍光における蛍光スペクトルのピーク波長及び半値幅の少なくとも一方が異なる。つまり、樹脂粉末２００ａは、複数の樹脂粒子２２０を備え、複数の樹脂粒子２２０のそれぞれには、第１量子ドット蛍光体２１０に加えて、さらに、第１量子ドット蛍光体２１０が発する蛍光における蛍光スペクトルのピーク波長及び半値幅の少なくとも一方が異なる第２量子ドット蛍光体２１０ａがバインドされている。言い換えると、樹脂粉末２００ａは、樹脂粉末２００と異なり、第１量子ドット蛍光体２１０に加えて、さらに、第１量子ドット蛍光体２１０が発する蛍光における蛍光スペクトルのピーク波長及び半値幅の少なくとも一方が異なる第２量子ドット蛍光体２１０ａとを備える。具体的には、第２量子ドット蛍光体２１０ａは、第１量子ドット蛍光体２１０がバインドされている樹脂粒子２２０にバインドされている。
なお、第１量子ドット蛍光体２１０と第２量子ドット蛍光体２１０ａとを、異なる組成とすることで、それぞれが発する蛍光における蛍光スペクトルのピーク波長及び半値幅の少なくとも一方が異なることが、実現されてもよいが、例えば、第１量子ドット蛍光体２１０と第２量子ドット蛍光体２１０ａとは、組成が同一であり、粒径が異なることでそれぞれが発する蛍光における蛍光スペクトルのピーク波長及び半値幅の少なくとも一方が異なることが実現されてもよい。
［変形例２］
上記実施の形態では、シリコーン樹脂層１２には、第１量子ドット蛍光体２１０を含む樹脂粒子２２０の集合からなる樹脂粉末２００が分散されていたが、さらに、第１量子ドット蛍光体２１０とは異なる量子ドット蛍光体を含む樹脂粒子の集合からなる樹脂粉末が分散されていてもよい。
図７は、実施の形態の変形例２に係る波長変換板１０ａを示す図である。
波長変換板１０ａは、波長変換板１０と同様に、発光モジュール２０（具体的には、発光素子２２）から発せられた光の少なくとも一部により励起されて蛍光を発する量子ドット蛍光体を備える板状の部材である。
波長変換板１０ａは、具体的には、板体１１と、シリコーン樹脂層１２ａとを備える。
シリコーン樹脂層１２ａは、発光素子２２が発する光の少なくとも一部により励起されて蛍光を発する第１量子ドット蛍光体２１０を含む樹脂粒子２２０を備える蛍光体樹脂粒子２３０の集合である樹脂粉末２００がシリコーン樹脂１３によってバインドされている波長変換層である。また、シリコーン樹脂層１２ａには、シリコーン樹脂１３によってバインドされた、第３量子ドット蛍光体２１０ｂを含む樹脂粒子２２０を備える蛍光体樹脂粒子２３０ｂの集合である第２樹脂粉末２００ｂが含まれている。つまり、シリコーン樹脂層１２は、第１量子ドット蛍光体２１０と、第３量子ドット蛍光体２１０ｂと、シリコーン樹脂１３と、を備える。
第３量子ドット蛍光体２１０ｂは、発光モジュール２０が備える発光素子２２が発する一次光によって励起されて一次光よりも長波長の二次光を蛍光として発する。第３量子ドット蛍光体２１０ｂは、例えば、半導体材料を含む量子ドット蛍光体である。第３量子ドット蛍光体２１０ｂは、具体的には、ＣｄＳｘＳｅ１−ｘ／ＺｎＳの化学式で表現されるカドミウムを含む量子ドット蛍光体であるが、カドミウムフリーの量子ドット蛍光体であってもよい。第３量子ドット蛍光体２１０ｂの粒径は、ナノオーダであり、例えば、１０ｎｍ〜２０ｎｍ程度である。
また、第３量子ドット蛍光体２１０ｂは、第１量子ドット蛍光体２１０が発する蛍光における蛍光スペクトルのピーク波長及び半値幅の少なくとも一方が異なる。つまり、第２樹脂粉末２００ｂは、樹脂粉末２００と異なり、第１量子ドット蛍光体２１０が発する蛍光における蛍光スペクトルのピーク波長及び半値幅の少なくとも一方が異なる第３量子ドット蛍光体２１０ｂとを備える。具体的には、第３量子ドット蛍光体２１０ｂは、第１量子ドット蛍光体２１０がバインドされている樹脂粒子２２０と異なる樹脂粒子２２０にバインドされている。より具体的には、シリコーン樹脂層１２ａは、樹脂粉末２００に加えて、さらに、第１量子ドット蛍光体２１０が発する蛍光における蛍光スペクトルのピーク波長及び半値幅の少なくとも一方が異なる蛍光を発する第３量子ドット蛍光体２１０ｂを含む第２樹脂粉末２００ｂを備える。
なお、第２樹脂粉末２００ｂの構成は、量子ドット蛍光体以外については、樹脂粉末２００の構成と同様であり、製造方法もまた、樹脂粉末２００と同様である。
なお、第１量子ドット蛍光体２１０と第３量子ドット蛍光体２１０ｂとを、異なる組成とすることで、それぞれが発する蛍光における蛍光スペクトルのピーク波長及び半値幅の少なくとも一方が異なることが、実現されてもよいが、例えば、第１量子ドット蛍光体２１０と第３量子ドット蛍光体２１０ｂとは、組成が同一であり、粒径が異なることでそれぞれが発する蛍光における蛍光スペクトルのピーク波長及び半値幅の少なくとも一方が異なることが実現されてもよい。
発光モジュール２０が一次光を発すると、発せられた一次光の一部は、波長変換板１０ａに含まれる第１量子ドット蛍光体２１０及び第３量子ドット蛍光体２１０ｂによって二次光に波長変換される。
なお、波長変換板１０ａは、２つの板体１１でシリコーン樹脂層１２ａを挟み込む積層構造を有してもよい。
［効果等］
以上説明したように、実施の形態に係る樹脂粉末２００は、各々に第１量子ドット蛍光体２１０がバインドされた複数の樹脂粒子２２０を備える。
樹脂粉末２００を構成する複数の樹脂粒子２２０のそれぞれは、第１量子ドット蛍光体２１０よりも粒径が大きく、且つ、第１量子ドット蛍光体２１０が分散されている。そのため、樹脂粉末２００は、第１量子ドット蛍光体２１０と比較して、例えば、シリコーン樹脂１３に均一に分散させやすくなる。つまり、樹脂粉末２００を、例えば、シリコーン樹脂１３等に分散することで、第１量子ドット蛍光体２１０は、樹脂粒子２２０にバインド（保持）されていない状態でシリコーン樹脂１３等に分散される場合と比較して、第１量子ドット蛍光体２１０の粒子同士が凝集することなく、シリコーン樹脂１３等に均一に分散されやすい。このように、樹脂粉末２００によれば、第１量子ドット蛍光体２１０の分散性を向上させることができる。
例えば、複数の樹脂粒子２２０のそれぞれには、さらに、第１量子ドット蛍光体２１０が発する蛍光における蛍光スペクトルのピーク波長及び半値幅の少なくとも一方が異なる第２量子ドット蛍光体２１０ａがバインドされている。言い換えると、樹脂粉末２００ａは、さらに、第１量子ドット蛍光体２１０が発する蛍光における蛍光スペクトルのピーク波長及び半値幅の少なくとも一方が異なる第２量子ドット蛍光体２１０ａを備える。また、例えば、第２量子ドット蛍光体２１０ａは、第１量子ドット蛍光体２１０がバインドされている樹脂粒子２２０にバインドされている。
これにより、発光スペクトルの異なる複数の量子ドット蛍光体をシリコーン樹脂１３等に分散した場合に、それぞれの量子ドット蛍光体がより分散されやすくなる。
また、例えば、第１量子ドット蛍光体２１０と第２量子ドット蛍光体２１０ａとは、組成が同一であり、粒径が異なる。
このように、組成が同一の量子ドット蛍光体を採用することで、組成の異なる複数の量子ドット蛍光体を用いる必要がなくなるため、樹脂粉末２００ａは、より簡便に製造され得る。
また、例えば、樹脂粒子２２０は、熱可塑性又は熱硬化性を有する。
これにより、樹脂粒子２２０の前駆体となる液体樹脂２２０ａから固体樹脂への状態変化を起こさせることが容易となる。そのため、このような構成によれば、樹脂粉末２００は、より簡便に製造され得る。
また、実施の形態に係る波長変換板１０は、板体１１と、板体１１の主面１１ａに形成されており、樹脂粉末２００をバインドするシリコーン樹脂層１２と、を備える。
このような構成によれば、波長変換板１０のシリコーン樹脂層１２には、樹脂粉末２００が均一に分散されやすくなる。つまり、第１量子ドット蛍光体２１０の分散性が向上された樹脂粉末２００を採用することにより、波長変換板１０のシリコーン樹脂層１２には、第１量子ドット蛍光体２１０が均一に分散されやすくなる。
ところで、従来、量子ドット蛍光体がアクリル樹脂等の樹脂材料に分散されてシート状に形成されることで、波長変換板（言い換えると、量子ドット蛍光体シート）は、製造されている。しかしながら、このように形成された量子ドット蛍光体シートは、壊れやすく、ハンドリングに問題がある。また、アクリル樹脂を原料に製造された量子ドット蛍光体シートは、熱に弱いという問題がある。
実施の形態に係る波長変換板１０には、第１量子ドット蛍光体２１０のバインダとして、シリコーン樹脂１３が採用されている。また、波長変換板１０には、第１量子ドット蛍光体２１０を備え、且つ、第１量子ドット蛍光体２１０より分散性が高い樹脂粉末２００が採用されている。そのため、波長変換板１０によれば、従来の量子ドット蛍光体シートよりも、熱的耐久性が高く、且つ、ハンドリングしやすくなる。
例えば、板体１１は、樹脂粉末２００が発する蛍光を透過する透光性を有する。つまり、板体１１は、樹脂粉末２００が備える第１量子ドット蛍光体２１０が発する蛍光を透過する透光性を有する。また、例えば、板体１１は、樹脂粉末２００ａが備える第１量子ドット蛍光体２１０及び第２量子ドット蛍光体２１０ａが発する蛍光を透過する透光性を有する。また、例えば、板体１１は、樹脂粉末２００ａが備える第１量子ドット蛍光体２１０及び第３量子ドット蛍光体２１０ｂが発する蛍光を透過する透光性を有する。
これにより、波長変換板１０及び１０ａは、透過型の波長変換板として実現され得る。
また、例えば、シリコーン樹脂層１２ａは、さらに、第１量子ドット蛍光体２１０が発する蛍光における蛍光スペクトルのピーク波長及び半値幅の少なくとも一方が異なる蛍光を発する第３量子ドット蛍光体２１０ｂを含む第２樹脂粉末２００ｂを備える。なお、第２樹脂粉末２００ｂは、樹脂粉末２００と、量子ドット蛍光体以外の構成は、同様である。
このような構成によれば、異なる複数の蛍光を発するシリコーン樹脂層１２ａが実現できるため、波長変換板１０ａの波長選択性は、向上される。
また、例えば、第１量子ドット蛍光体２１０と第３量子ドット蛍光体２１０ｂとは、組成が同一であり、粒径が異なる。
このように、組成が同一の量子ドット蛍光体を採用することで、組成の異なる複数の量子ドット蛍光体を用いる必要がなくなるため、波長変換板１０ａは、より簡便に製造され得る。
また、例えば、樹脂粉末２００は、シリコーン樹脂層１２に略均一に分散されている。或いは、例えば、樹脂粉末２００ａは、シリコーン樹脂層１２ａに略均一に分散されている。具体的には、例えば、樹脂粉末２００又は樹脂粉末２００ａは、シリコーン樹脂１３に、略均一に分散されている。
これにより、波長変換板１０から発せられる光（具体的には、量子ドット蛍光体から発せられる蛍光）の色むらは、低減され得る。
また、例えば、シリコーン樹脂層１２は、樹脂粉末２００を含むシリコーン樹脂１３を板体１１に加熱圧着することで形成されている。
これにより、シリコーン樹脂層１２は、板体１１からより剥がれにくくなる。
また、実施の形態に係る発光装置１００は、基台２１と、基台２１上に実装された発光素子２２と、発光素子２２を覆う波長変換板１０と、を備える。第１量子ドット蛍光体２１０は、発光素子２２が発する光の少なくとも一部により励起されて蛍光を発する。
このような構成によれば、波長変換板１０から発せられる光の色むらがされているために、発光装置１００から発せられる光の色むらもまた低減され得る。また、波長変換板１０がハンドリングしやすくなっているために、発光装置１００は、簡便に組み立てられ易くなり得る。
例えば、板体１１は、発光素子２２が発する光を透過する透光性を有する。
これにより、波長変換板１０は、透過型の波長変換板として実現され得る。また、このような構成によれば、波長変換板１０は、例えば、板体１１が、第１量子ドット蛍光体２１０が発する蛍光を透過しない構成であっても、シリコーン樹脂層１２と発光素子２２との間に板体１１を配置する構成とすることで、透過型の波長変換板として実現され得る。
また、実施の形態に係る樹脂粉末２００の製造方法は、第１量子ドット蛍光体２１０を溶媒３００に分散し、溶媒分散ステップで溶媒３００に分散された第１量子ドット蛍光体２１０を樹脂（液体樹脂２２０ａ）に分散し、樹脂分散ステップで第１量子ドット蛍光体２１０が分散された樹脂（液体樹脂２２０ａ）を固化し、固化ステップで固化した第１量子ドット蛍光体２１０が分散された樹脂（固体樹脂２２０ｂ）を粉末化することで、樹脂粉末２００を製造する。
これにより、第１量子ドット蛍光体２１０の分散性を向上させることができる樹脂粉末２００が製造でき得る。
（他の実施の形態）
以上、実施の形態に係る樹脂粉末、波長変換板、発光装置、及び、樹脂粉末の製造方法について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施の形態では、発光装置は、ダウンライトであったが、本発明は、スポットライト、シーリングライト、又は、ベースライト等ダウンライト以外の発光装置として実現されてもよい。
また、上記実施の形態では、発光装置に用いる発光素子としてＬＥＤチップが例示された。しかしながら、半導体レーザ等の半導体発光素子、又は、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）もしくは無機ＥＬ等の固体発光素子が、発光素子として採用されてもよい。
また、上記実施の形態では、発光モジュールは、ＣＯＢ構造の発光モジュールとして実現されたが、ＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）構造の発光モジュールとして実現されてもよい。ＳＭＤ構造の発光モジュールは、基板上にＳＭＤ型の素子が実装された構造を有する。ＳＭＤ型の素子は、容器内に配置された発光素子が、容器に充填された封止材によって封止された構造を有する。
また、本発明の一態様に係る発光装置は、波長変換板が備えるシリコーン樹脂に樹脂粉末が分散されたリモートフォスファー型の発光装置として実現されたが、例えば、樹脂粉末は、発光素子を封止する封止材に分散されてもよい。
また、発光素子を封止する封止材には、量子ドット蛍光体ではない蛍光体（つまり、粒径が数μｍ〜数十μｍ程度の蛍光体）が添加されていてもよい。また、波長変換板が備えるシリコーン樹脂層には、量子ドット蛍光体の他に、量子ドット蛍光体ではない蛍光体も含まれていてもよい。つまり、本発明の波長変換板及び発光装置には、量子ドット蛍光体に、さらに、量子ドット蛍光体ではない蛍光体もあわせて採用されてもよい。緑色蛍光体としては、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋蛍光体、黄色蛍光体としては、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）系の蛍光体、赤色蛍光体としては、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋蛍光体、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋蛍光体等が例示される。
また、上記実施の形態では、発光素子が発する光を透過する透過型の波長変換板として実現されたが、反射型の波長変換板として実現されてもよい。この場合、板体１１は、例えば、第１量子ドット蛍光体が発する蛍光と、発光素子が発する光とを反射する反射性を有する。板体１１の材料は、特に限定されないが、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金等の金属が例示される。
また、上記実施の形態では、板体と発光素子との間にシリコーン樹脂層を配置したが、シリコーン樹脂層と発光素子との間に板体を配置してもよい。この場合、板体は、発光素子が発する光を透過する材料で構成されてもよい。また、この場合、板体は、第１量子ドット蛍光体が発する蛍光を反射する材料で構成されてもよい。また、この場合、板体には、発光素子が発する光を透過し、且つ、第１量子ドット蛍光体が発する蛍光を反射する多層膜等が形成されていてもよい。
また、板体は、シリコーン樹脂層に互いに異なる蛍光を発する複数の量子ドット蛍光体が含まれている場合には、それぞれの蛍光を透過する透光性を有しているとよい。波長変換板が反射型の場合には、板体は、シリコーン樹脂層に互いに異なる蛍光を発する複数の量子ドット蛍光体が含まれているとき、それぞれの蛍光を反射する反射性を有しているとよい。
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、又は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。例えば、上記実施の形態における比較例に係る発光装置又は発光装置が本発明に含まれてもよい。
１０、１０ａ 波長変換板
１１ 板体
１１ａ 主面
１２、１２ａ シリコーン樹脂層
１３ シリコーン樹脂
２１ 基台
２２ 発光素子
１００ 発光装置
２００、２００ａ 樹脂粉末
２００ｂ 第２樹脂粉末
２１０ 量子ドット蛍光体（第１量子ドット蛍光体）
２１０ａ 第２量子ドット蛍光体
２１０ｂ 第３量子ドット蛍光体
２２０ 樹脂粒子
２３０、２３０ａ、２３０ｂ 蛍光体樹脂粒子
３００ 溶媒

Claims (13)

  1. 各々に第１量子ドット蛍光体がバインドされた複数の樹脂粒子を備える
    樹脂粉末。
  2. 前記複数の樹脂粒子のそれぞれに、さらに、前記第１量子ドット蛍光体が発する蛍光における蛍光スペクトルのピーク波長及び半値幅の少なくとも一方が異なる第２量子ドット蛍光体がバインドされた
    請求項１に記載の樹脂粉末。
  3. 前記第１量子ドット蛍光体と前記第２量子ドット蛍光体とは、組成が同一であり、粒径が異なる
    請求項２に記載の樹脂粉末。
  4. 前記樹脂粒子は、熱可塑性又は熱硬化性を有する
    請求項１〜３のいずれか１項に記載の樹脂粉末。
  5. 板体と、
    前記板体の主面に形成されており、請求項１〜４のいずれか１項に記載の樹脂粉末をバインドするシリコーン樹脂層と、を備える
    波長変換板。
  6. 前記板体は、前記樹脂粉末が発する蛍光を透過する透光性を有する
    請求項５に記載の波長変換板。
  7. 前記シリコーン樹脂層は、さらに、前記第１量子ドット蛍光体が発する蛍光における蛍光スペクトルのピーク波長及び半値幅の少なくとも一方が異なる蛍光を発する第３量子ドット蛍光体を含む第２樹脂粉末を備える
    請求項５又は６に記載の波長変換板。
  8. 前記第１量子ドット蛍光体と前記第３量子ドット蛍光体とは、組成が同一であり、粒径が異なる
    請求項７に記載の波長変換板。
  9. 前記樹脂粉末は、前記シリコーン樹脂層に略均一に分散されている
    請求項５〜８のいずれか１項に記載の波長変換板。
  10. 前記シリコーン樹脂層は、前記樹脂粉末を含むシリコーン樹脂を前記板体に加熱圧着することで形成されている
    請求項５〜９のいずれか１項に記載の波長変換板。
  11. 基台と、
    前記基台上に実装された発光素子と、
    前記発光素子を覆う請求項５〜１０のいずれか１項に記載の波長変換板と、を備え、
    前記第１量子ドット蛍光体は、前記発光素子が発する光の少なくとも一部により励起されて蛍光を発する
    発光装置。
  12. 前記板体は、前記発光素子が発する光を透過する透光性を有する
    請求項１１に記載の発光装置。
  13. 量子ドット蛍光体を溶媒に分散し、
    前記溶媒に分散された前記量子ドット蛍光体を樹脂に分散し、
    前記量子ドット蛍光体が分散された前記樹脂を固化し、
    前記量子ドット蛍光体が分散された前記樹脂を粉末化することで、樹脂粉末を製造する
    樹脂粉末の製造方法。
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