CN108305928A - 波长转换部件及发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的波长转换部件，为在具有透光性的介质中分散有含荧光体粒子，该含荧光体粒子是在包含源自具有聚合性官能团的离子性液体的结构单位的树脂中分散有半导体纳米粒子荧光体，其中，所述含荧光体粒子的粒子径为所述半导体纳米粒子荧光体的粒子径以上，且为波长转换部件的最小厚度以下。本发明的发光装置，具备光源及波长转换部，该波长转换部为在具有透光性的介质中分散有含荧光体粒子，该含荧光体粒子是在包含源自具有聚合性官能团的离子性液体的结构单位的树脂中分散有半导体纳米粒子荧光体，其中，在所述波长转换部中，所述含荧光体粒子的粒子径为所述半导体纳米粒子荧光体的粒子径以上，且为波长转换部的最小厚度以下。

Description

波长转换部件及发光装置
技术领域
本发明涉及波长转换部件及使用其的发光装置，该波长转换部件是在具有透光性的介质中分散有含荧光体粒子，该含荧光体粒子是在包含源自具有聚合性官能团的离子性液体的结构单位的树脂中分散有半导体纳米粒子荧光体。此外，本发明涉及具备光源、及波长转换部的发光装置，该波长转换部是在具有透光性的介质中分散有含荧光体粒子，该含荧光体粒子是在包含源自具有聚合性官能团的离子性液体的结构单位的树脂中分散有半导体纳米粒子荧光体。
背景技术
半导体纳米粒子荧光体(也称为量子点)由于通过量子尺寸效应而尺寸可变的(size-tuneable)电子特性，而在商业性上受到注目。尺寸可变的电子特性能够利用在生物识别标签、太阳能发电、触媒(催化)作用、生物特征成像、LED、一般的空间照明及电致发光显示器等的各种用途中。
然而，若将半导体纳米粒子荧光体直接混合于硅树脂(silicone)或丙烯酸酯(acrylate)等封装材中，则会有纳米粒子凝聚成团块的情况，而有如下的问题，即，光学特性降低，于封装后氧通过封装材料往纳米粒子的表面移动而引起光氧化，其结果使量子产率下降。此外，也有因半导体纳米粒子荧光体的再吸收等而使色彩管理变得极困难的问题。
为了解决如所述的问题，例如在日本特表2012-509604号公报(专利文献1)中，提出有以下的混合物，即，包含被组入于由光学上透明的介质构成的多个不连续的微珠(microbeads)中的半导体纳米粒子群，含纳米粒子介质被埋入于主体的发光二极管(LED)封装介质中。
然而，专利文献1所公开的方法中，若微珠的粒子径约20nm～0.5mm，则会有因过大或过小而在埋入于LED封装介质时引起沉淀、凝聚等而微珠难以均匀分散的问题。此外，在使用微珠作为芯片上(on-chip)或波长转换部件的情形时，因无法均匀地分散而色调整困难，此外，也存在有小型化/薄膜化困难的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种能够使含有半导体纳米粒子荧光体的含荧光体粒子均匀地分散且能对应于小型化/薄膜化的波长转换部件及发光装置。
本发明的波长转换部件，为在具有透光性的介质中分散有含荧光体粒子，该含荧光体粒子是在包含源自具有聚合性官能团的离子性液体的结构单位的树脂中分散有半导体纳米粒子荧光体，其特征在于，所述含荧光体粒子的粒子径为所述半导体纳米粒子荧光体的粒子径以上，且为波长转换部件的最小厚度以下。
此外，本发明也提供关于如下的发光装置，其具备所述的本发明的波长转换部件、及与波长转换部件呈不同体设置的对波长转换部件射出激发光的光源。
本发明也进一步提供关于如下的发光装置，其具备光源、及波长转换部，该波长转换部一体地覆盖所述光源的至少一部分，且为在具有透光性的介质中分散有含荧光体粒子，该含荧光体粒子是在包含源自具有聚合性官能团的离子性液体的结构单位的树脂中分散有半导体纳米粒子荧光体；所述含荧光体粒子的粒子径为所述半导体纳米粒子荧光体的粒子径以上，且为波长转换部的最小厚度以下。
本发明的发光装置中，优选为：所述含荧光体粒子的粒子径为所述半导体纳米粒子荧光体的粒子径的2倍以上，且为波长转换部件或波长转换部的最小厚度的1/2以下。
本发明的发光装置中，优选为：所述含荧光体粒子的粒子径为1～30μm的范围内。
本发明的发光装置中，优选为：所述含荧光体粒子在最表面具备具有透光性的覆层。于该情形，优选为：形成所述覆层的材料为具有3.0eV以上的带隙(band gap)的无机材料。
本发明的发光装置中，优选为：所述聚合性官能团为(甲基)丙烯酸酯基团。
本发明的发光装置，也可以包含发出红色荧光的半导体纳米粒子荧光体、和发出绿色荧光的半导体纳米粒子荧光体。
本发明的发光装置，也可以在所述介质中进一步分散有所述半导体纳米粒子荧光体以外的荧光体。
根据本发明，能够通过包含源自离子性液体的结构单位的树脂来保护半导体纳米粒子荧光体，且使含荧光体粒子不变形破损地均匀分散于介质中。此外，能够利用与常规的荧光体相同的生产工序来制造搭载有含有半导体纳米粒子荧光体的含荧光体粒子的发光装置。
本发明的上述及其他的目的、特征、样子及优点，从可与所附的附图相关连地理解的关于本发明的以下的详细说明便能清楚了解。
附图说明
图1的(A)是示意性地表示本发明的波长转换部件及发光装置中使用的优选的一例子的含荧光体粒子2的剖面图，图1的(B)是示意性地表示本发明的优选的一例子的波长转换部件1的图。
图2A、图2B、图2C、图2D、图2E、图2F及图2G是用于说明关于波长转换部件的最小厚度的示意图。
图3A、图3B及图3C是用于说明关于含荧光体粒子的粒子径与波长转换部件的最小厚度的关系的图。
图4是示意性地表示粒子径为1～30μm的范围内的情形时的含荧光体粒子11的图。
图5是示意性地表示本发明中的含荧光体粒子21的优选的其他例子的图。
图6是示意性地表示本发明的波长转换部件31的优选的其他例子的图。
图7是示意性地表示本发明的发光装置41的优选的一例子的图。
图8是示意性地表示本发明的发光装置51的优选的其他例子的图。
具体实施方式
图1的(A)是示意性地表示本发明的波长转换部件及发光装置中使用的优选的一例子的含荧光体粒子2的剖面图，图1的(B)是示意性地表示本发明的优选的一例子的波长转换部件1的图。本发明中的含荧光体粒子2包含半导体纳米粒子荧光体3、及含有源自具有聚合性官能团的离子性液体的结构单位的树脂4，且所述半导体纳米粒子荧光体3分散于所述树脂4中。本发明的波长转换部件1的特征之一为：含荧光体粒子2的粒子径D为半导体纳米粒子荧光体3的粒子径d以上，且为波长转换部件的最小厚度L以下。
本发明中的波长转换部件的最小厚度L，是指可采用各种形状的波长转换部件中成为最小的直线距离的部分中的该直线距离。即，如图1的(B)所示的例子，在波长变换部件1为大致长方体形状的情形下，波长转换部件1的边之中最短边的长度(直线距离)为最小厚度L。另外，在波长转换部件为片状的情形下，通常地，沿厚度方向的直线距离为最小厚度L。此外，如图2A所示，在波长转换部件为圆柱状的情形下，相较于圆状的剖面的直径，沿着相对于该剖面垂直的方向的直线距离较大的情形时，直径成为最小厚度L。另一方面，即便是圆柱状，在直径大于沿着相对于圆状的剖面垂直的方向的直线距离的情形(也包含圆盘状)时，沿着相对于圆状的剖面垂直的方向的直线距离成为最小厚度L。
以下，以图2B、图2C、图2D、图2E、图2F及图2G作为具体的例子，针对最小厚度进行说明。图2B、图2C、图2D、图2E、图2F及图2G均为表示将图2A所示的剖面替换成图2B、图2C、图2D、图2E、图2F及图2G所示的剖面、且沿着相对于剖面垂直的方向的直线距离不是最小的情形。在图2B中，示出具有相对向的二个边、和往彼此远离的方向凸起那样的曲面的剖面形状，在该情形下，相对向的二个边的长度(直线距离)为最小厚度L。在图2C中，示出具有相对向的二个边、垂直于该等二个边的一个边、和往远离该一个边的方向凸起那样的曲面的剖面形状，在该情形下，相对向的二个边的长度(直线距离)为最小厚度L。在图2D中，示出具备相对向的二个边、朝向外侧成为凸状的一个边、和朝向内侧成为凹状的一个边且相对向的二个边之间的中间部位为最大厚度的、所谓的凸面半月板状的剖面形状，在该情形下，相对向的二个边的长度(直线距离)为最小厚度L。在图2E中，示出具备相对向的二个边、朝向外侧成为凸状的一个边、和朝向内侧成为凹状的一个边且相对向的二个边之间的中间部位为最小厚度的、所谓的凹面半月板状的剖面形状，在该情形下，相对向的二个边之间的中间部位的最小直线距离为最小厚度L。在图2F中，示出具有相对向的二个边、垂直于该等二个边的一个边、和往接近该一边的方向凹入那样的曲面的剖面形状，在该情形下，相对向的二个边之间的中间部位的最小直线距离为最小厚度L。在图2G中，示出具有相对向的二个边、和往彼此接近的方向凹入那样的曲面的剖面形状，在该情形下，相对向的二个边之间的中间部位的最小直线距离为最小厚度L。
本发明中，含荧光体粒子2的粒子径D、半导体纳米粒子荧光体3的粒子径d以及波长转换部件的最小厚度的长度L为
d≦D≦L
的关系。在含荧光体粒子2的粒子径D未达半导体纳米粒子荧光体3的粒子径d的情形(即，D＜d)时，会有半导体纳米粒子荧光体3的表面未被树脂4充分地保护的情况。此外，在含荧光体粒子2的粒子径D大于波长转换部件1的最小厚度L的情形(即，D＞L)时，会有含荧光体粒子2变形破损的情况，无法获得半导体纳米粒子荧光体3的保护的由含荧光体粒子产生的效果。此外，波长转换部件的设计形状变形。在本发明中，含荧光体粒子2的粒子径D为半导体纳米粒子荧光体3的粒子径d以上，且为波长转换部件的最小厚度L以下，由此，能够通过包含源自离子性液体的结构单位的树脂来保护半导体纳米粒子荧光体，且使含荧光体粒子2不变形破损地分散于介质5中。
在本发明中，优选为：含荧光体粒子2的粒子径D为半导体纳米粒子荧光体3的粒子径d的2倍(即2×d)以上，且为波长转换部件1的最小厚度L的1/2(即1/2×L)以下。即，含荧光体粒子2的粒子径D、半导体纳米粒子荧光体3的粒子径d以及波长转换部件的最小厚度L，优选为
2×d≦D≦1/2×L
的关系。通过含荧光体粒子2的粒子径D为半导体纳米粒子荧光体3的粒子径d的2倍(即2×d)以上，能够使含荧光体粒子2保护至少二个半导体纳米粒子荧光体3，此外，通过含荧光体粒子2的粒子径D为波长转换部件1的最小厚度L的1/2(即1/2×L)以下，能够使至少二个含荧光体粒子2不变形破损地分散于介质5中。
此处，图3A、图3B及图3C是用于说明关于含荧光体粒子的粒子径与波长转换部件的最小厚度的关系的图。例如在图3A中，示出含荧光体粒子2’的粒子径D大于波长转换部件1’的最小厚度L的1/2、且未达最小厚度L的情形(即1/2×L＜D＜L)。如图3A所示的情形，若存在于波长转换部件1’内的含荧光体粒子2’的粒子径比较大，则在波长转换部件1’内半导体纳米粒子荧光体存在的部分与不存在的部分显着，恐在分散上产生不均。因此，于在波长转换部件1’射入激发光(一次光)L1的情形时，通过该激发光L1而自含荧光体粒子2’中所含的半导体纳米粒子荧光体发出的荧光(二次光)L2中恐产生发光的不均等。相对于此，例如如图3B所示的情形，在含荧光体粒子2”的粒子径D为波长转换部件1”的最小厚度L的1/2以下的情形(D≦1/2×L)时，在波长转换部件1”内，半导体纳米粒子荧光体存在的部分与不存在的部分的区别并不显着，而成为能够均匀地分散。因此，在波长转换部件1”射入激发光(一次光)L3，通过激发光L3而自含荧光体粒子2”中所含的半导体纳米粒子荧光体发出的荧光(二次光)L4为均匀的。若无发光的不均，则具有色(浓度)的调整变容易的优点。因此，在本发明中，含荧光体粒子的粒子径D的上限只要是波长转换部件的最小厚度L以下(D≦L)即可，但优选为波长转换部件的最小厚度L的1/2以下(D≦1/2×L)。另外，所述的发光不均，如图3C所示，即便是激发光(一次光)L5射入的方向相对于使荧光(二次光)L6发光的方向交叉的那样的情形也相同，也在该情形中，从获得均匀的发光的观点而言，优选为含荧光体粒子的粒子径D的上限为波长转换部件的最小厚度L的1/2以下(D≦1/2×L)。
此外，在本发明中，也具有如下的优点，即，通过含荧光体粒子的粒子径D的上限为波长转换部件的最小厚度L的1/2以下(D≦1/2×L)，使含荧光体粒子在具有透光性的介质中分散，且在不产生分配器(dispenser)的堵塞、沉降等之下，利用与常规的荧光体相同的生产工序而将其搭载于LED元件等，由此便能够制造本发明的发光装置。
图1的(B)所示的例子的波长转换部件1，通过设置与波长转换部件1不同体的光源(激发光源)，便能够提供本发明的发光装置。此处，“不同体”是指个别的部件彼此，且非一体地形成。
本发明中使用的“离子性液体”是在常温(例如25℃)下为熔融状态的盐(常温熔融盐)，优选为以下述通式(I)表示者。
X+Y－ (I)
上述通式(I)中，X+为选自咪唑鎓离子、吡啶鎓离子、鏻离子、脂肪族季铵离子、吡咯烷鎓离子、锍离子的阳离子(Cation)。即便是这些阳离子之中，可例举脂肪族季铵离子作为特别优选的阳离子，因其具有优异的在大气中的相对于空气及水分的稳定性。
此外，上述通式(I)中，Y－为选自四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子、双三氟甲基磺酰亚胺酸根离子、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、卤素离子的阴离子(Anion)。即便是这些阴离子之中，可例举双三氟甲基磺酰亚胺酸根离子作为特别优选的阴离子，因其具有优异的在大气中的相对于空气及水分的稳定性。
本发明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，能够使作为半导体纳米粒子荧光体的分散液而发挥功能的离子性液体通过聚合性官能团而维持原状态下聚合。如所述，在已使半导体纳米粒子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结构单位的树脂，由此能够抑制在使已分散有半导体纳米粒子荧光体的树脂固化时引起的凝聚等。此外，如上述，通过使半导体纳米粒子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结构单位的树脂中，使半导体纳米粒子荧光体静电稳定，能够坚固地保护半导体纳米粒子荧光体，由此，能够保护半导体纳米粒子荧光体的表面以避免空气、水分的影响，且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并无特别限制，但是为了能够通过加热或触媒反应进行聚合，优选为(甲基)丙烯酸酯基((甲基)丙烯酰氧基)，因为其能从稳定分散有半导体纳米粒子荧光体的液体的状态在维持原分散状态下进行固化。
作为具有如所述的(甲基)丙烯酸酯基的离子性液体的优选例，例如由以下化学式1表示的2-(甲基丙烯酰氧基)-乙基三甲基铵双(三氟甲磺酰基)酰亚胺，
[化学式1]
或者以下化学式2表示的1-(3-丙烯酰氧基丙基)-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺，因为其等具有优异的在大气中的相对于空气及水分的稳定性。
[化学式2]
具有如上述的聚合性官能团的离子性液体，可以在已知的适当的离子性液体，通过公知的适当的方法导入聚合性官能团来获得，但当然也可以使用市场上贩卖的具有聚合性官能团的离子性液体。
此外，用于在分散有半导体纳米粒子荧光体的状态下使具有聚合性官能团的离子性液体聚合的温度、时间等的条件，可根据所使用的具有聚合性官能团的离子性液体的种类、量等而适当地选择适合的条件，其并无特别限制。例如，在作为具有聚合性官能团的离子性液体而使用2-(甲基丙烯酰氧基)-乙基三甲基铵双(三氟甲磺酰基)酰亚胺的情形下，可以在例如60～100℃的温度、1～10小时的条件下使其适当地聚合。此外，例如作为具有聚合性官能团的离子液体而使用1-(3-丙烯酰氧基丙基)-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺的情形下，可以在例如60～150℃的温度、1～10小时的条件下使其适当地聚合。
另外，在上述聚合中使用触媒(催化剂)的情形时，所使用的触媒并无特别限制，可以使用以往已知的例如偶氮二异丁腈、二甲基2,2’-偶氮双(2-甲基丙酸酯)等。其中，优选使用偶氮二异丁腈作为触媒，因为更快速进行聚合。
本发明中的半导体纳米粒子荧光体3为无可见光的散射的单一的荧光体粒子，且可以无特别限制地使用以往已知的适当的半导体纳米粒子荧光体。通过使用半导体纳米粒子荧光体，而具有能够精密地进行由粒径控制与组成控制进行的发光波长的控制的优点。
作为半导体纳米粒子荧光体的原料并无特别限制，也可以是从以往使用作为半导体纳米粒子荧光体的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中选择的至少任一者。进一步地，半导体纳米粒子荧光体也可以是本领域技术人员已知的双组分核型、三组分核型、四组分核型、核壳型或核多壳型、掺杂的半导体纳米粒子荧光体或倾斜的半导体纳米粒子荧光体。图1的(A)中示出使一种的半导体纳米粒子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结构单位的树脂中的情形。
关于半导体纳米粒子荧光体的形状并无特别限制，可以无特别限制地使用球状、棒状、线状等的以往已知的适当形状的半导体纳米粒子荧光体。尤其是，从由形状控制进行的发光特性的控制的容易度的观点而言，优选为使用球状的半导体纳米粒子荧光体。
半导体纳米粒子荧光体的粒子径d可以根据原料及所希望的发光波长而适当地选择，并无特别限制，但优选为1～20nm的范围内，更优选为2～5nm的范围内。其原因在于，在半导体纳米粒子荧光体的粒子径d未达1nm的情形时，因表面积相对于体积的比例增加，而有受表面缺陷主导使效果降低的倾向，此外，在半导体纳米粒子荧光体的粒子径d超过20nm的情形时，有分散状态降低，产生凝聚/沉降的倾向。此处，在半导体纳米粒子荧光体的形状为球状的情形下，粒子径是指通过例如粒度分布测量装置测得的平均粒径或者通过电子显微镜观察到的粒子的大小。此外，在半导体纳米粒子荧光体的形状为棒状的情形下，粒子径是指通过例如电子显微镜测得的短轴及长轴的大小。进一步地，在半导体纳米粒子荧光体的形状为线状的情形下，粒子径是指通过例如电子显微镜测得的短轴及长轴的大小。
半导体纳米粒子荧光体的含有量并无特别限制，但优选为：相对于具有聚合性官能团的离子性液体100重量份为0.001～50重量份的范围内，更优选为0.01～20重量份的范围内。其原因在于，在半导体纳米粒子荧光体的含有量为相对于具有聚合性官能团的离子性液体100重量份未达0.001重量份的情形时，有来自半导体纳米粒子荧光体的发光过弱的倾向，此外，在半导体纳米粒子荧光体的含有量为相对于具有聚合性官能团的离子性液体100重量份超过50重量份的情形时，有在具有聚合性官能团的离子性液体中难以均匀地分散的倾向。
将使半导体纳米粒子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结构单位的树脂中而成者(聚合物基质(Polymer matrix))设为粒子状的方法并无特别限制，例如可通过物理性地粉碎聚合物基质而适当地制造以为半导体纳米粒子荧光体的粒子径d以上，且成为波长转换部件的最小厚度L以下的粒子径。
本发明中的含荧光体粒子通过构成离子性液体的离子配位在半导体纳米粒子荧光体的表面而使纳米粒子稳定，由此能赋予较高的发光效率。此外，通过将半导体纳米粒子荧光体分散于水分透过率低的包含源自具有聚合性官能团的离子性液体的结构单位的树脂中，能够防止在制作含荧光体粒子时的半导体纳米粒子荧光体的凝聚，能够维持高的光学特性，且也在制作含荧光体粒子后能够减少因水分和氧所造成的半导体纳米粒子荧光体的劣化。由此，在使半导体纳米粒子荧光体激发发光时光氧化难以产生，因而具有优异的化学稳定性。
本发明中的含荧光体粒子的形状虽可以是球状、棒状、线状等的以往已知的适当的形状，但从由形状控制进行的发光特性的控制的容易度的观点而言，优选为球状，尤其是正球状(perfect spherical shape)。
本发明中的含荧光体粒子的粒子径并无特别限制，优选为100nm～30μm的范围内，更优选为1～30μm的范围内。其原因在于，在含荧光体粒子的粒子径未达100nm的情形时，因每一个含荧光体粒子的表面积/体积比变大，而有激发光的散射所造成的损失变大的倾向，此外，在含荧光体粒子的粒子径超过30μm的情形时，有难以在与以往荧光体相同的工序中分散于具有透光性的介质中的倾向。
此处，图4是示意性地表示粒子径为1～30μm的范围内的情形时的含荧光体粒子11的图。另外，在图4中针对具有与图1的(A)所示的例子的含荧光体粒子2相同的结构的部分标记相同的参照符号并省略说明。如图4所示的例子，通过含荧光体粒子11的粒子径为1～30μm的范围内而处理性佳(易于处理)，通过制作成与目前使用的荧光体相同程度的大小，能够以与目前商业上使用的荧光体相同的形态，使含荧光体粒子分散于具有透光性的介质中，且在不产生分配器的堵塞、沉降等之下，以不改变现行的工序而加以使用，能够提供使用其的波长转换部件、发光装置等。另外，含荧光体粒子的粒子径是指通过光学显微镜或扫描型显微镜(SEM)观察到的粒子的大小、或者通过粒度分布测量装置测得的值。
本发明的波长转换部件中，作为使含荧光体粒子分散的具有透光性的介质5并无特别限制，可列举环氧树脂、硅树脂、(甲基)丙烯酸酯、二氧化硅玻璃、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(polyethylene)、乙烯聚合物(Polyvinyl)、聚二乙炔、聚亚苯基亚乙烯、聚苯乙烯、聚吡咯、聚酰亚胺、聚咪唑、聚砜、聚噻吩、聚磷酸盐、聚(甲基)丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、多肽、多醣等。也可以组合多个这些而用作为具有透光性的介质5。
此外，本发明也提供关于具备上述的本发明的波长转换部件、及与波长转换部件呈不同体设置的对波长转换部件射出激发光的光源的发光装置。此处，“不同体”是指个别的部件彼此，且非一体地形成。
本发明的发光装置中，作为光源并无特别限制，可使用发光二极管(LED)、激光二极管(LD)等。
图5是示意性地表示本发明中的含荧光体粒子21的优选的其他例子的图。另外，在图5中针对具有与图1的(A)所示的例子的含荧光体粒子2相同的结构的部分标记相同的参照符号并省略说明。图5所示的例子的含荧光体粒子21于在最表面具备具有透光性的覆层22的这方面上，与图1的(A)所示的例子的含荧光体粒子2不同。通过在最表面具备如所述的具有透光性的覆层22，能够降低氧、水分的透过率，其结果，能够抑制半导体纳米粒子荧光体的光氧化所造成的劣化，且能够进一步使半导体纳米粒子荧光体的化学稳定性提高。
形成覆层22的材料只要是具有透光性的材料则并无特别限制，优选为金属氧化物、硅基(silica-based)材料等的具有透光性的无机材料。此外，覆层22在这些的任何材料中优选为带隙优选为3.0eV以上的无机材料。作为带隙为3.0eV以上、且吸收紫外线的金属氧化物的无机材料，例如可例举SiO2、ZnO、TiO2、CeO2、SnO2、ZrO2、Al2O3、ZnO：Mg等。在这些材料当中，ZnO、TiO2、Al2O3、CeO2、SnO2由于带隙接近3.0eV，因此能够吸收广范围的紫外线(紫外线中至接近可见光的范围)。此外，SiO2、ZrO2、ZnO：Mg由于带隙明显大于3.0eV，因此仅吸收波长相当短的紫外线，而接近可见光的范围的紫外线则透过。通过在最表面具备由带隙为3.0eV以上的无机材料形成的覆层22而具有如下的优点，即，能够抑制包含半导体纳米粒子荧光体与源自具有聚合性官能团的离子性液体的结构单位的树脂因紫外线所造成的劣化，结果为能够提高化学稳定性。另外，在本发明中，无机材料若为无机结晶更好。
图6是示意性地表示本发明的波长转换部件31的优选的其他例子的图。图6所示的例子的波长转换部件31在含有含荧光体粒子32、与含荧光体粒子33的这方面上，与图1的(B)所示的例子的波长转换部件1不同，该含荧光体粒子32为将发出红色荧光的半导体纳米粒子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结构单位的树脂中而成者，该含荧光体粒子33为将发出绿色荧光的半导体纳米粒子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结构单位的树脂中而成者。
如上述，本发明中的含荧光体粒子处理性佳，通过制作成与目前使用的荧光体相同程度的大小，能够以与目前商业上使用的荧光体相同的形态，以不改变现行的工序而加以使用。根据图6所示的例子的波长转换部件31，能够以与以往荧光体相同的工序来制造发光装置，进一步地通过使用含有具有不同波长的半导体纳米粒子荧光体的含荧光体粒子来制造示出所希望的发光色的发光装置。另外，如图6所示的例子的波长转换部件31，在组合将发出红色荧光的半导体纳米粒子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结构单位的树脂中而成的含荧光体粒子32、与将发出绿色荧光的半导体纳米粒子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结构单位的树脂中而成的含荧光体粒子33而加以使用的情形时，由于能够获得呈现色彩再现性高的白色发光的发光装置，因此能够适当地采用发出蓝色的发光二极管(LED)、或发出蓝色的激光二极管(LD)等来作为光源。
另外，在图6所示的例子的波长转换部件31中，将发出红色荧光的半导体纳米粒子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结构单位的树脂中而成的含荧光体粒子32、与将发出绿色荧光的半导体纳米粒子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结构单位的树脂中而成的含荧光体粒子33的混合比率并无特别限制，但优选为在重量比上，在将含荧光体粒子32设为100的情形时，含荧光体粒子33为10～1000的范围内，更优选为20～500的范围内。其原因在于，在将含荧光体粒子32设为100的情形时若含荧光体粒子33未达10，则有因红色与绿色的发光强度的差而成为大幅偏离白色且偏向红色的发光色的倾向，此外，在将含荧光体粒子32设为100的情形时若含荧光体粒子33超过1000，则有因红色与绿色的发光强度的差而成为大幅偏离白色且偏向绿色的发光色的倾向。
图7是示意性地表示本发明的发光装置41的优选的一例子的图。如图7所示，本发明也提供关于具备光源45、及波长转换部42的发光装置(LED封装体)，该波长转换部42一体地覆盖所述光源45的至少一部分，且为在具有透光性的介质44中分散有含荧光体粒子43，该含荧光体粒子43是在包含源自具有聚合性官能团的离子性液体的结构单位的树脂中分散有半导体纳米粒子荧光体。此处，“一体地覆盖”是指波长转换部42形成为固定在光源45的至少一部分(优选为如图7所示的例子那样，光源45的上面及侧面)而密封的状态。在如图7所示的发光装置中，也和具备上述的波长转换部件及不同体的光源的发光装置同样地，其特征之一为：含荧光体粒子的粒子径为半导体纳米粒子荧光体的粒子径以上，且为波长转换部的最小厚度以下。另外，波长转换部的“最小厚度”与上述的波长转换部件的最小厚度同样地，是指在可采用各种形状的波长转换部中成为最小的直线距离的部分中的该直线距离。此外，也在如图7所示的发光装置中，优选为：含荧光体粒子43的粒子径为半导体纳米粒子荧光体的粒子径的2倍以上，且为波长转换部42的最小厚度的1/2以下。
如上述，本发明中的含荧光体粒子处理性佳，通过制作成与目前使用的荧光体相同程度的大小，能够以与目前商业上使用的荧光体相同的形态，以不改变现行的工序而加以使用。在图7所示的发光装置41中，光源45、具有透光性的介质44、框体46、导线等，可不特别限制地使用以往已知的适当者。
另外，在图7中虽示出使用与图1的(A)所示的例子相同的含荧光体粒子2作为含荧光体粒子43的情形，但也可以使用如图5所示的例子那样具备覆层的含荧光体粒子，当然也可以使用如图6所示的例子那样将发出红色荧光的半导体纳米粒子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结构单位的树脂中而成的含荧光体粒子、与将发出绿色荧光的半导体纳米粒子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结构单位的树脂中而成的含荧光体粒子。
此外，图8为示意性地表示本发明的发光装置51的优选的其他例子的图。另外，在图8中针对具有与图7所示的例子的发光装置41相同的结构的部分标记相同的参照符号并省略说明。图8所示的例子的发光装置51中的波长转换部52，于以下的方面是与图7所示的例子的发光装置41有所不同，即，在介质44中，除了本发明中的含荧光体粒子43以外，也分散有半导体纳米粒子荧光体以外的荧光体(常规型荧光体)53。如所述，在本发明中也可以提供组合本发明中的含荧光体粒子、与常规型的荧光体而具有所希望的发光色的发光装置。
作为如所述的常规型荧光体53，可列举例如α-赛隆荧光体、β-赛隆荧光体、JEM蓝色荧光体(LaAl(Si6－zAlz)N10-zOz、γ-AlON荧光体等的稀土类活性氧氮化物荧光体、YAG：Ce系荧光体等的氧化物荧光体、CASN荧光体(CaAlSiN3)等的氮化物荧光体等的无机荧光体、可溶性偶氮颜料、不溶性偶氮颜料、苯并咪唑酮颜料、β-萘酚颜料、萘酚AS颜料、缩合偶氮颜料等的偶氮系颜料、酞菁颜料、喹吖啶酮颜料、苝颜料、异吲哚啉酮颜料、异吲哚啉颜料、二恶嗪颜料、硫靛颜料、蒽醌颜料、喹酞酮颜料、金属络合物颜料、二酮吡咯并吡咯颜料等的多环系颜料、染料色淀等的有机色素等，并无特别限制。其中，为了实现高化学稳定性、高显色性，优选为使用无机荧光体作为常规型荧光体53。
在图8所示的例子的发光装置51中，并无特别限制含荧光体粒子与常规型荧光体的混合比率，根据使用的半导体纳米粒子荧光体、常规型荧光体的种类，在含荧光体粒子中所含的半导体纳米粒子荧光体为CdSe，常规型荧光体为β-赛隆荧光体的情形下，优选为在重量比上，在将含荧光体粒子设为100的情形时，常规型荧光体为10～1000的范围内，更优选为20～500的范围内。
另外，在图8中虽示出了使用与图1的(A)所示的例子相同的含荧光体粒子2作为含荧光体粒子43的情形，但也可以使用如图5所示的例子那样具备覆层的含荧光体粒子，当然也可以使用如图6所示的例子那样将发出红色荧光的半导体纳米粒子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结构单位的树脂中而成的含荧光体粒子、与将发出绿色荧光的半导体纳米粒子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结构单位的树脂中而成的含荧光体粒子。
本次所公开的实施方式在所有内容上均为示例，且应被理解为非限制性的内容。本发明的范围并非上述的实施方式而是通过权利要求书揭露，意图包括与权利要求均等的意思、及范围内的所有的变更。
附图标记的说明
1、1’、1”：波长转换部件
2、2’、2”：含荧光体粒子
3：半导体纳米粒子荧光体
4：树脂
5：介质
11、21：含荧光体粒子
22：覆层
31：波长转换部件
32、33：含荧光体粒子
34：介质
41、51：发光装置
42、52：波长转换部
43：含荧光体粒子
44：介质
45：光源
46：框体
53：常规型荧光体

Claims (10)

1.一种波长转换部件，为在具有透光性的介质中分散有含荧光体粒子，所述含荧光体粒子是在包含源自具有聚合性官能团的离子性液体的结构单位的树脂中分散有半导体纳米粒子荧光体，其特征在于，
所述含荧光体粒子的粒子径为所述半导体纳米粒子荧光体的粒子径以上，且为该波长转换部件的最小厚度以下。
2.一种发光装置，其特征在于，具备权利要求1所述的波长转换部件、及与所述波长转换部件呈不同体设置的对所述波长转换部件射出激发光的光源。
3.一种发光装置，其特征在于，具备：
光源；以及
波长转换部，其一体地覆盖所述光源的至少一部分，且为在具有透光性的介质中分散有含荧光体粒子，所述含荧光体粒子是在包含源自具有聚合性官能团的离子性液体的结构单位的树脂中分散有半导体纳米粒子荧光体；
所述含荧光体粒子的粒子径为所述半导体纳米粒子荧光体的粒子径以上，且为所述波长转换部的最小厚度以下。
4.如权利要求2或3所述的发光装置，其特征在于，所述含荧光体粒子的粒子径为所述半导体纳米粒子荧光体的粒子径的2倍以上，且为所述波长转换部件或所述波长转换部的最小厚度的1/2以下。
5.如权利要求2至4中任一项所述的发光装置，其特征在于，所述含荧光体粒子的粒子径为1～30μm的范围内。
6.如权利要求2至5中任一项所述的发光装置，其特征在于，所述含荧光体粒子在最表面具备具有透光性的覆层。
7.如权利要求6所述的发光装置，其特征在于，形成所述覆层的材料为具有3.0eV以上的带隙的无机材料。
8.如权利要求2至7中任一项所述的发光装置，其特征在于，所述聚合性官能团为(甲基)丙烯酸酯基团。
9.如权利要求2至8中任一项所述的发光装置，其特征在于，进一步包含发出红色荧光的半导体纳米粒子荧光体、和发出绿色荧光的半导体纳米粒子荧光体。
10.如权利要求2至9中任一项所述的发光装置，其特征在于，在所述介质中进一步分散有所述半导体纳米粒子荧光体以外的荧光体。
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