CN109021963A - 含荧光体粒子以及使用该含荧光体粒子的发光装置、含荧光体薄片 - Google Patents

含荧光体粒子以及使用该含荧光体粒子的发光装置、含荧光体薄片 Download PDF

Info

Publication number
CN109021963A
CN109021963A CN201810482547.8A CN201810482547A CN109021963A CN 109021963 A CN109021963 A CN 109021963A CN 201810482547 A CN201810482547 A CN 201810482547A CN 109021963 A CN109021963 A CN 109021963A
Authority
CN
China
Prior art keywords
resin
fluorophor
fluorophor particle
particle
ionic liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810482547.8A
Other languages
English (en)
Inventor
两轮达也
中田加奈子
福永浩史
和泉真
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2017114474A external-priority patent/JP6491268B2/ja
Priority claimed from JP2017114475A external-priority patent/JP6712968B2/ja
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Publication of CN109021963A publication Critical patent/CN109021963A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • H01L33/501Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502Wavelength conversion materials
    • H01L33/504Elements with two or more wavelength conversion materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/02Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
    • C09K11/025Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor non-luminescent particle coatings or suspension media
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • H01L33/501Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502Wavelength conversion materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • H01L33/505Wavelength conversion elements characterised by the shape, e.g. plate or foil

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

一种含荧光体粒子,其包括:中心部,其为被分散有半导体纳米粒子荧光体的、含有源自离子液体的构成单元的树脂的粒状体;外壳部,其覆盖所述中心部的至少一部分,且为含有源自离子液体的构成单元的树脂的层状体,以及另一种含荧光体粒子,其包括:分散有半导体纳米粒子荧光体的、含有源自离子液体的构成单元的树脂的粒状体;以及覆盖所述树脂的粒状体的至少一部分的金属氧化物层。一种发光装置,其包括:光源;以及本发明的含荧光体粒子分散于具有透射性的介质中的波长变换部,以及一种含荧光体薄片,其为本发明的含荧光体粒子分散在薄片状的具有透射性的介质中。

Description

含荧光体粒子以及使用该含荧光体粒子的发光装置、含荧光 体薄片
技术领域
以下公开内容涉及含荧光体粒子以及使用该含荧光体粒子的发光装置以及含荧光体薄片。
背景技术
半导体纳米粒子荧光体(也称为量子点)通过量子尺寸效应尺寸可变(size-tuneable)的电子特性,其持有商业性而备受关注。尺寸可变的电子特性可用于各种应用,例如生物标签、太阳能发电、催化作用、生物成像、LED、一般空间照明和电子发光发光显示器等。
然而,半导体纳米粒子荧光体具有如下缺点:被暴露在水分、热、紫外线时,其发光特性能劣化。此外,当将半导体纳米粒子荧光体直接结合到硅酮树脂等的密封层中时,存在发生凝聚并且光学特性劣化的问题。
为了解决这些问题,例如,特表2013-505347(专利文献1)中公开了一种被涂覆的多个初级粒子,其每个初级粒子由初级基体材料构成,包括半导体纳米粒子的群体,每个初级粒子单独具有表面涂层材料,并且初级粒子以微珠形式提供,表面涂层材料包含聚合物材料。以这种方式制备被涂覆的多个初级粒子,由此可以降低针对周围环境和制备初级粒子之后的加工步骤的反应性。
然而,专利文献1公开的现有技术中,作为涂覆初级粒子的方法使用原子层沉积法(ALD:AtomicLayerDeposition),但是在该方法中,需要100℃以上400℃以下的高反应温度。因此,存在半导体纳米粒子荧光体的发光特性由于球表面保护涂覆时的热而劣化的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而做出,其目的是提供使用具有高发光效率并被提高化学稳定性的半导体纳米粒子的新的含荧光体粒子。
本发明的含荧光体粒子包括:中心部,其为被分散有半导体纳米粒子荧光体的、含有源自离子液体的构成单元的树脂的粒状体;外壳部:其覆盖所述中心部的至少一部分,且为含有源自离子液体的构成单元的树脂的层状体(以下称为“第一发明的含荧光体粒子”)。
根据第一发明的含荧光体粒子,包括:中心部,其为被分散有半导体纳米粒子荧光体的、含有源自离子液体的构成单元的树脂的粒状体,外壳部,其覆盖所述中心部的至少一部分,且为含有源自离子液体的构成单元的树脂的层状体。根据第一发明的含荧光体粒子不需要通过如以往的ALR法的高温加热而制造,由此能够提供具有高发光效率、优异的化学稳定性、优异的操作性的含荧光体粒子。此外,由于所述中心部由所述外壳部的存在而受到保护,因此起到如下效果:在制造粒子时可以防止半导体纳米粒子荧光体的凝聚,并可以保持高光学性能,即使在制造粒子之后,也可以减少由于水分和氧引起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难以发生光氧化,因此具有优异的化学稳定性。此外,通过如上述所获得的含荧光体粒子制造成与现在所利用的荧光体大致相同尺寸,由此能够以与当前商业上所使用的荧光体相同的形式使用,而不改变当前的工程。
在第一发明的含荧光体粒子中,通过如上述的所述外壳部的保护,能够减少所述中心部的半导体纳米粒子荧光体的劣化,但是也可以是在所述外壳部中含有纳米粒子荧光体的粒子(含荧光体粒子)。在这种情况下,也可以减少所述中心部中的半导体纳米粒子荧光体的劣化。但是,如果所述外壳部的半导体纳米粒子荧光体劣化,则即使吸收激发光,发光强度也会降低,由此导致作为含荧光体粒子的发光效率降低。即,通过将所述外壳部设为不含有半导体纳米粒子荧光体(含荧光体粒子),进一步获得本发明的效果。
在第一发明的含荧光体粒子中,优选所述外壳部不含有半导体纳米粒子荧光体。
在第一发明的含荧光体粒子中,优选所述外壳部覆盖所述中心部的整个表面。
在第一发明的含荧光体粒子中,所述中心部的所述树脂和所述外壳部的所述树脂为相同类型的树脂,或者所述中心部的所述树脂和所述外壳部的所述树脂为不同类型的树脂。
在第一发明的含荧光体的粒子中,优选中心部的所述树脂和外壳部的所述树脂中至少有一个为含有源自具有聚合性官能团的离子液体的构成单元的树脂。此外,在这种情况下,优选所述中心部的所述树脂和所述外壳部的所述树脂都是含有源自具有(甲基)丙烯酸酯基的聚合性官能团的离子液体的构成单元的树脂。
在第一发明的含荧光体粒子中,优选所述外壳部的所述树脂含有的交联剂的混合比例高于所述中心部的所述树脂中含有的交联剂。此时,在所述外壳部的所述树脂所含有的交联剂的重量在相对于整个所述树脂重量的50%以上,在所述中心部的所述树脂所含有的交联剂的重量在相对于整个所述树脂重量的50%以下。
第一发明的含荧光体粒子的粒径优选为100nm以上且30μm以下。
在第一发明的含荧光体粒子中,所述外壳部的厚度为0.1μm以上且5μm以下。
本发明还提供发光装置,其包括光源以及波长转换部,所述波长转换部是上述第一发明的含荧光体粒子分散于具有透射性的介质中(以下,称为“第一发明的发光装置”)。
第一发明的发光装置优选包括:在所述中心部中发出红色荧光的半导体纳米粒子荧光体被分散于含有源自离子液体的构成单元的树脂中的含荧光体粒子;在所述中心部中发出绿色荧光的半导体纳米粒子荧光体被分散于含有源自离子液体的构成单元的树脂中的含荧光体粒子。
本发明进一步提供含荧光体薄片,其为上述本发明的一实施方式的含荧光体粒子分散在薄片状的具有透射性的介质中(以下,称为“第一发明的含荧光体薄片”)。
本发明还提供另一种含荧光体例子,其包括:分散有半导体纳米粒子荧光体的、含有源自离子液体的构成单元的树脂的粒状体;以及覆盖所述树脂的粒状体的至少一部分的金属氧化物层(以下,称为第二发明的含荧光体粒子)。
根据第二发明的含荧光体粒子使粒子设为:半导体纳米粒子荧光体分散在含有源自离子液体的构成单元的树脂的粒状体中,并且包括覆盖所述树脂的粒状体的至少一部分金属氧化物层,由此,在制造粒子时可以防止半导体纳米粒子荧光体的凝聚,并可以保持高光学特性,即使在制造粒子之后,也可以减少由于水分和氧引起的半导体纳米粒子荧光体的劣化。根据第二发明的含荧光体粒子不需要通过如以往的ALR法的高温加热而制造,由此能够提供具有高发光效率、优异的化学稳定性、优异的操作性的含荧光体粒子。此外,通过如上述所获得的第二发明的含荧光体粒子制造成与现在所利用的荧光体大致相同尺寸,由此能够以与当前商业上所使用的荧光体相同的形式使用,并将其提供给利用该含荧光体粒子的发光装置、含荧光体薄片等。
在第二发明的含荧光体粒子中,优选所述金属氧化物层覆盖所述树脂的粒状体的整个表面。
在第二发明的含荧光体粒子中,所述离子液体由以下通式(I)表示,
X+Y-(I)
在通式(I)中,优选X+是从咪唑鎓离子、吡啶鎓离子、磷离子、脂肪族季铵离子、吡咯烷鎓、锍中选择的阳离子,Y-是阴离子。
在第二发明的含荧光体粒子中,所述离子液体由以下通式(I)表示,
X+Y-(I)
在通式(I)中,优选X+是阳离子,Y-是从四氟硼酸盐、六氟荧酸盐、双(三氟甲基磺酰)亚胺离子、高氯酸根离子、三(三氟甲基磺酰基)碳离子、三氟选自甲磺酸根离子、三氟乙酸根离子、羧酸根离子和卤素离子中选择的阴离子。
在第二发明的含荧光体粒子中,所述离子液体由以下通式(I)表示,
X+Y-(I)
在通式(I)中,优选X+是咪唑鎓离子、吡啶鎓离子、磷离子、脂肪族季铵离子、吡咯烷鎓、锍中选择的阳离子,Y-是从四氟硼酸盐、六氟荧酸盐、双(三氟甲基磺酰)亚胺离子、高氯酸根离子、三(三氟甲基磺酰基)碳离子、三氟选自甲磺酸根离子、三氟乙酸根离子、羧酸根离子和卤素离子中选择的阴离子。
在第二发明的含荧光体粒子中,优选所述离子液体中的阳离子为脂肪族季铵离子。
在第二发明的含荧光体粒子中,优选所述离子液体中的阴离子为双(三氟甲基磺酰)亚胺离子。
在第二发明的含荧光体粒子中,优选所述离子液体具有聚合性官能团。
在第二发明的含荧光体粒子中,优选所述离子液体是2-(甲基丙烯酰氧基)-乙基三甲基铵双(三氟甲磺酰基)酰亚胺或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。
在第二发明的含荧光体粒子中,优选所述金属氧化物层由SiO2、ZnO、TiO2、CeO2、SnO2、ZrO2、Al2O3、ZnO:Mg、Y2O3、MgO中的任意一个材料或其组合来形成。
在第二发明的含荧光体粒子中,优选所述树脂的粒状体为粒径在1μm以上且50μm以下的球形。
在第二发明的含荧光体粒子中,优选所述金属氧化物层由粒径为1nm以上1μm以下的金属氧化物的粒状体形成。
在第二发明的含荧光体粒子中,优选所述金属氧化物层为所述金属氧化物的粒状体的层叠体。
本发明提供发光装置,其包括光源以及波长转换部,所述波长转换部是上述第二发明的含荧光体粒子分散于具有透射性的介质中(以下,称为“第二发明的发光装置”)。
本发明还提供含荧光体薄片,其为上述第二含荧光体粒子分散在薄片状的具有透射性的介质中(以下,称为“第二发明的含荧光体薄片”)。
在以下的结合附图对本发明的详细说明会进一步清楚,本发明的上述目的和其他目的、特征、实施方式以及优点。
附图说明
图1是示意性示出第一发明的含荧光体粒子的优选离子,以及使用该含荧光体粒子的第一发明的发光装置的优选例子的图。
图2是示意性示出第一发明的发光装置的另一优选例子的图。
图3是示意性示出第一发明的含荧光体薄片的优选例子的图。
图4是示意性示出第二发明的含荧光体粒子的优选例子的图。
图5是示意性示出第二发明的含荧光体粒子的其他优选例子的图。
图6A示意性示出第二发明的发光装置61的整体,图6B示意性示出包含在发光装置61的第二发明的含荧光体粒子41。
图7A示意性示出第二发明的含荧光体薄片71的整体,图7B示意性示出包含在含荧光体薄片71的第二发明的含荧光体粒子41。
优选的具体实施方式
<第一发明的含荧光体粒子>
图1是示意性示出第一发明的含荧光体粒子(微珠)的优选例子的图。根据第一发明的含荧光体粒子1,其特征在于,包括:中心部2,其为被分散有半导体纳米粒子荧光体3的,并含有源自离子液体的构成单元的树脂4的粒状体;外壳部5:其覆盖所述中心部2的至少一部分,并含有源自离子液体的构成单元的树脂的层状体。
在第一发明的含荧光体粒子1中所使用的“离子液体”是指,在常温(例如25℃)下也处于熔融状态的盐(常温熔融盐),优选以以下通式(I)表示的离子液体。
通式:X+Y-(I)
在通式(I)中,X+是咪唑鎓离子、吡啶鎓离子、磷离子、脂肪族季铵离子、吡咯烷鎓、锍中选择的阳离子。其中,作为阳离子特别优选脂肪族季铵离子,其理由是对大气中的空气和水分具有优异的稳定性。
此外,上述通式(I)中,Y-是四氟硼酸盐、六氟荧酸盐、双(三氟甲基磺酰)亚胺离子、高氯酸根离子、三(三氟甲基磺酰基)碳离子、三氟选自甲磺酸根离子、三氟乙酸根离子、羧酸根离子和卤素离子中选择的阴离子。其中,作为阴离子特别优选双三氟甲基磺酰亚胺酸根离子,其理由为对大气中的空气和水分具有优异的稳定性。
在第一发明的含荧光体粒子1的中心部2和外壳部5中所使用的离子液体,优选至少其中任一个具有聚合性官能团。作为具有这种聚合性官能团的离子液体,例如可以列举2-(甲基丙烯酰氧基)-乙基三甲基铵双(三氟甲磺酰基)酰亚胺(以下简称为“MOE-200T”)或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。作为不具有聚合性官能团的离子液体,例如可以列举N,N,N-三甲基-N-丙基铵双(三氟甲磺酰基)酰亚胺、N,N-二甲基-N-甲基-2-(2-三氟甲磺酰基)酰亚胺(以下简称为“DEME-TFSI”)等。通过使用具有聚合性官能团的离子液体,能够将起到半导体纳米粒子荧光体的分散液功能的离子液体通过聚合性官能团直接聚合。如上所述,在半导体纳米粒子荧光体的分散状态下,聚合具有聚合性官能团的离子液体,形成含有源自具有聚合性官能团的离子液体的构成单元的树脂,由此可以抑制在使分散了半导体纳米粒子荧光体的树脂固化时产生的凝聚等。此外,如上所述,通过使半导体纳米粒子荧光体分散于含有源自具有聚合性官能团的离子液体的构成单元的树脂中,能够静电稳定化半导体纳米粒子,并加强保护半导体纳米粒子荧光体。
如上所述的具有聚合性官能团的离子液体可通过在以往公知的适当的离子液体上,通过以往公知的适当的方法导入聚合性官能团而获得,但是也可以使用市场贩卖的聚合性官能团。
此外,在制造第一发明的含荧光体粒子1的中心部2时,在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液体聚合的温度、时间等条件是,根据使用的具有聚合性官能团的离子液体的类型和量等适当选择适当的条件即可,并不特别限制。例如,在作为具有聚合性官能团的离子液体使用MOE-200T的情况下,例如能够在高于60℃低于100℃的温度以及1小时以上10小时以下的条件下适当地聚合。此外,例如,作为具有聚合性官能团的离子液体使用1-(3-丙烯酰氧基丙基)-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲磺酰基)酰亚胺的情况下,例如能够在60℃以上150℃以下的温度以及1小时以上10小时以下的条件下适当聚合。
并且,在聚合中使用催化剂的情况下,对所使用的催化剂并不特别限制,例如可使用以往公知的偶氮二异丁腈、二甲基2、2'-偶氮二(2-甲基丙酸酯)等。其中,优选使用偶氮二异丁腈作为催化剂,其理由是快速进行聚合。
并且,第一发明的含荧光体粒子1中所使用的离子液体,可以不具有聚合性官能团,可以含有一部分不具有聚合性官能团的离子液体。此外,也可以在不具有聚合性官能团的离子液体上添加可促进聚合的二乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,1,1-三甲基醇丙烷三丙烯酸酯等以进行聚合,由此获得含有源自离子液体的构成单元的树脂。此外,也可以获得在不损害本发明的效果的范围内包含环氧树脂、硅树脂和(甲基)丙烯酸酯等树脂成分,并含有源自离子液体的构成单元的树脂。
第一发明的含荧光体粒子1中的半导体纳米粒子荧光体3为没有可见光的散射的单荧光体粒子,可以使用以往公知的适当的半导体纳米粒子荧光体,并不特别的限制。通过使用半导体纳米粒子荧光体,具有如下优点:可以通过控制粒径和控制成分来精确控制发光波长。
作为半导体纳米粒子荧光体的原料并不特别的限定,作为半导体纳米粒子荧光体至少可以从CdS、CdSe、CdTe、ZnS、Z nSe、ZnTe、InN、InP、InAs、InSb、AlP、AlS、AlAs、AlSb、GaN、Ga P、GaAs、GaSb、PbS、PbSe、Si、Ge、MgS、MgSe、MgTe中选择任意一个。进一步,半导体纳米粒子荧光体也可以是本领域技术人员公知的双成分核型,三成分核型,四成分核型,核-壳型或核-多壳型,掺杂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示出了多个一种类型的半导体纳米粒子荧光体3分散在含有源自离子液体的构成单元的树脂4中的情况。
半导体纳米粒子荧光体的形状并不特别限定,可以使用球状、棒状、线状等以往公知的适当形状的半导体纳米粒子荧光体。特别地,从易于通过形状控制来控制发光特性的观点来看,优选使用球状半导体纳米粒子荧光体。
半导体纳米粒子荧光体的粒径可以根据原料和所需的发光波长进行适当选择,并不特别限定,但是优选在1nm以上20nm以下的范围内,更优选在2nm以上5nm以下的范围内。在半导体纳米粒子荧光体的粒径小于1nm的情况下,由于表面面积与体积的比例增加,存在有表面缺陷主导而降低效果的趋势,此外,半导体纳米粒子荧光体的粒径超过20nm的情况下,存在有分散状态降低并产生凝聚/沉降的趋势。此处,在半导体纳米粒子荧光体的形状为球状时,粒径是指例如通过粒径分布测定装置测定的平均粒径、或者是通过电子显微镜观察到的粒子的尺寸。此外,在半导体纳米粒子荧光体的形状为棒状时,粒径是指例如通过电子显微镜测定的短轴和长轴的尺寸。进一步,在半导体纳米粒子荧光体的形状为线状时,粒径是指例如通过电子显微镜测定的短轴和长轴的尺寸。
半导体纳米粒子荧光体的含量(在使用两个以上半导体纳米粒子荧光体的情况下为总量)并不特别限定,但是优选中心部2中相对于100重量的离子液体,含量在0.001重量份以上且50重量份以下的范围内,更优先含量在0.01重量份以上且20重量份以下的范围内。半导体纳米粒子荧光体的含量在中心部2中相对于100重量份的离子液体含量在小于0.001重量份的情况下,来自半导体纳米粒子荧光体的发光存在太弱的倾向,此外,半导体纳米粒子荧光体的含量在中心部2中相对于100重量份的离子液体含量大于50重量份的情况下,存在难以在离子液体中均匀地分散的倾向。
以粒子状分散含有源自离子液体的构成单元的树脂中的半导体纳米粒子荧光体(聚合物基体)的方法并不特别限定,例如,通过物理研磨聚合物基质使其具有所需的尺寸,可以适当地制造。
第一发明的含荧光体粒子1中,由于构成离子液体的离子位于在中心部2的半导体纳米粒子荧光体的表面上,使纳米粒子稳定化,从而赋予高发光效率。由于半导体纳米粒子荧光体分散于氧、水分的透射率低的含有源自离子液体的构成单元的树脂,因此,在制造粒子时可以防止半导体纳米粒子荧光体的凝聚,并可以保持高光学特性,即使在制造粒子之后,也可以减少由于水分和氧引起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难以发生光氧化,因此具有优异的化学稳定性。
第一发明的含荧光体粒子1的树脂4的粒状体(中心部2)的形状可以是球状体(球形,扁圆形,长球形)、六面体,四面体等,并没有特别的限制。此外,树脂4的粒状体(中心部2)的粒径也没有特别限定,但优选为0.01μm以上且100μm以下的范围。此外,通过设为与白色LED等LED设备中所使用的现有荧光体相同的尺寸,可以具有在与现有荧光体相同的生产工程中安装于LED设备等的优点,因此,树脂4的粒状体特别优选具有0.1μm以上且30μm以下的粒径的球形。此外,通过将树脂4的粒状体设为球形,具有如下优点:易于形成在形成中心部之后所形成的外壳部,以及在分散于具有透射性的介质中时易于分散。并且,树脂4的粒状体的粒径是指通过光学显微镜或扫描显微镜(SEM)所观察到的粒状体的尺寸(在具有长轴和短轴的情况下是指长轴的尺寸),或者是指通过粒度分布测定装置测定的值。
第一发明的含荧光体粒子1进一步包括外壳部5,其覆盖树脂4的粒状体(中心部2)的至少一部分,并含有源自离子液体的构成单元的树脂的层状体。在第一发明的含荧光体粒子1中,壳体5能够涂覆树脂的粒状体(中心部2),而此时不必进行如以往的通过原子层沉积法的涂覆即100℃以上400℃以下的高反应温度的加热处理,并具有如下优点:能够提供防止涂覆时的半导体纳米粒子荧光体的特性劣化而具有高发光效率的含荧光体粒子。此外,通过用外壳部5覆盖树脂4的粒状体(中心部2)的至少一部分,可以获得能够抑制由氧和水分引起的半导体纳米粒子荧光体的劣化,并提高化学稳定性含荧光体粒子。从进一步提高化学稳定性的观点出发,外壳部5优选形成为覆盖树脂4的粒状体(中心部2)的表面的10%以上,更优选形成为覆盖50%以上,特别优选形成为覆盖树脂的粒状体(中心部2)的整个表面。
外壳部的厚度也没有特别限定,但优选为0.01μm以上且10μm以下的范围。此外,特别优选膜外壳部的厚度为0.1μm以上5μm以下,且均匀覆盖中心部表面的整个表面的膜,其理由为能够具有如下优点:可以获得能够抑制因氧和水分引起的中心部的半导体纳米粒子荧光体的劣化,并且提高了化学稳定性的含荧光体粒子。
并且,在第一发明的含荧光体粒子1中,通过以下方式确认外壳部形成为覆盖中心部的至少一部分:例如向含荧光体粒子1入射来自任意的光源的光时被分散有半导体纳米粒子荧光体3的中心部2将会发出荧光;通过荧光显微镜或SEM-EDX等来观察含荧光体粒子的横截面,由此确认不包含半导体纳米粒子荧光体的外壳部5。例如,用荧光显微镜观察时,从外壳部5不能检测出荧光,在用SEM-EDX观察时,在外壳部5中不能检测出形成荧光体的元素。在某些情况下,可以通过组合这些方法来确认。
在第一发明的含荧光体粒子中,也可以是在所述外壳部中含有纳米粒子荧光体的粒子(含荧光体粒子)。在这种情况下,也可以起到降低中心部中的半导体纳米粒子荧光体的劣化的效果。但是,如果所述外壳部的半导体纳米粒子荧光体劣化,则即使吸收激发光,发光强度也会降低,由此导致作为含荧光体粒子的发光效率降低。从该观点出发,在第一发明的含荧光体粒子中,优选外壳部不含有半导体纳米粒子荧光体。
用于外壳部5的含有源自离子液体的构成单元的树脂与用于中心部2的含有源自离子液体的构成单元的树脂可以是相同的类型,也可以是不相同的类型。
用于外壳部5的含有源自离子液体的构成单元的树脂与用于中心部2的含有源自离子液体的构成单元的树脂是相同类型的情况下,例如,作为具有聚合性官能团的离子液体都使用MOE-200T或1-(3-丙烯酰氧基丙基)-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲磺酰基)酰亚胺的情况下,可以得到如下效果:由于是相同材料,因此易于在中心部上形成外壳部,并且可以形成为均匀的层状体。
此外,在用于外壳部5的含有源自具有聚合性官能团的离子液体的构成单元的树脂与用于中心部2的含有源自具有聚合性官能团的离子液体的构成单元的树脂是不相同类型的情况下,例如,通过使用具有更高的耐久性和耐候性的树脂来形成外壳部,即使在用于形成中心部的树脂的耐用性和耐候性相对低,也可以获得具有高耐久性和耐候性的含荧光体粒子。
此外,第一发明的含荧光体粒子1中,优选在中心部的所述树脂和外壳部的所述树脂中的任意一种是含有源自具有聚合性官能团的离子液体的构成单元的树脂。在这种情况下,在用于外壳部5的含有源自具有聚合性官能团的离子液体的构成单元的树脂和用于中心部2的含有源自具有聚合性官能团的离子液体的构成单元的树脂相同或不相同的类型的情况下,优选两个聚合性官能团都是(甲基)丙烯酸酯基。作为具有(甲基)丙烯酸酯基的离子液体的优选,可以列举上述的2-(甲基丙烯酰氧基)-乙基三甲基铵双(三氟甲磺酰基)酰亚胺、或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。
在第1发明的含荧光体粒子1中,通过在中心部2和外壳部5使用具有聚合性官能团的离子液体,能够将起到半导体纳米粒子荧光体的分散液的作用的离子液体,通过聚合性官能团直接聚合,可以抑制使半导体纳米粒子荧光体分散的树脂固化时产生的凝聚等。特别是,通过在中心部2和外壳部5两者中作为聚合性官能团使用(甲基)丙烯酸酯基,可以通过加热或催化反应进行聚合,能够从液体状态以维持分散状态的直接进行固化。由此,能够提供如下的含荧光体粒子:静电稳定化半导体纳米粒子荧光体,能够加强保护,能够从氧、水分保护半导体纳米粒子荧光体的表面,发光效率高。
此外,在第一发明的含荧光体粒子1中,在用于中心部2和外壳部5的含有源自具有聚合性官能团的离子液体的构成单元的树脂,可以混合交联剂。在第1发明的含荧光体粒子1中,通过在用于中心部2和外壳部5的含有源自具有聚合性官能团的离子液体的构成单元的树脂上混合交联剂,树脂具有交联结构并变成更强的树脂。作为交联剂可以使用以往公知的适当的交联剂,并不特别限定,例如,作为示例有二乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,1,1-三甲基醇丙烷三丙烯酸酯等。
在第1发明的含荧光体粒子1中,优选所述外壳部的所述树脂含有的交联剂的混合例比高于所述中心部的树脂中含有的交联剂。在包含半导体纳米粒子荧光体3的中心部2中,提高使半导体纳米粒子荧光体3稳定化的含有源自离子液体的构成单元的树脂的混合比例,由此在包含半导体纳米粒子荧光体3的中心部2中,通过离子液体静电稳定化半导体纳米粒子荧光体3,并加强保护,同时在外壳部5中提高可保持强度的交联剂的混合比例,由此可以容易地获得发光效率高,并且防空气和水分的含荧光体粒子。具体而言,优选在所述外壳部中所述树脂所包含的交联剂的重量在相对于整个所述树脂重量的50%以上(更优选50%以上且75%以下),在所述中心部中所述树脂所包含的交联剂的重量在相对于整个所述树脂重量的50%以下(更优选为10%以上且50%以下)。
第一发明的含荧光体粒子1的粒径没有特别限制,但是,如果设为与白色LED等LED设备中所使用的现有荧光体相同的尺寸,具有能够在与现有荧光体相同的生产工程中搭载于L ED设备等的优点,因此,优选在100nm以上且30μm以下的范围内,并且更优选在1μm以上20μm以下的范围内。当含荧光体粒子1的粒径小于100nm时,由于粒径小而产生凝聚等而难以在具有透射性的介质中分散的倾向,此外,在含荧光体粒子1的粒径超过30μm时,难以在与现有荧光体相同的工程中使其分散在具有透射性的介质中。并且,含荧光体粒子1的粒径是指,通过光学显微镜或扫描显微镜(SEM)观察到的粒状体的尺寸(在包括长轴和短轴时,指长轴的尺寸),或者通过粒度分布测定装置测定的值。
(第1发明的含荧光体粒子的制造方法)
上述的第一发明的含荧光体粒子中,例如,通过混合被分散有半导体纳米粒子荧光体的、含有源自离子液体(优选具有聚合性官能团的离子液体)的构成单位的树脂的粒状体,和离子液体(优选具有聚合性官能团的离子液体。优选未包含半导体纳米粒子荧光体),并使其分散聚合,由此可适当地制造如下的含荧光体粒子:其包括被分散有半导体纳米粒子荧光体3的、含有源自离子液体的构成单元的树脂4的粒状体即中心部2、以及覆盖所述中心部2的至少一部分的、且含有源自离子液体的构成单元的树脂的层状体即外壳部5,其中,所述外壳部5不包含半导体纳米粒子荧光体。
用于形成构成外壳部5的树脂的分散聚合的条件是,例如,在用于形成外壳部5的具有聚合性官能团的离子液体为MOE-200T的情况下,例如能够以60℃以上100℃以下并且1小时以上10小时以下的条件进行,此外用于形成外壳部的具有聚合性官能团的离子液体5为1-(3-丙烯酰氧基丙基)-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲磺酰基)酰亚胺的情况下,例如以60℃以上100℃以下并且1小时以上10小时以下的条件进行。因此,不同于现有的原子沉积法的涂覆,不会导致半导体纳米粒子荧光体因热而特性劣化,能够适当地制造在树脂的粒状体(中心部)的表面上形成有外壳部5的含荧光体粒子。
<第一发明的发光装置>
图1示意性示出使用第一发明的含荧光体粒子1的发光装置(第一发明的发光装置)11的优选例子的图。第一发明的发光装置11中,如图1所示,提供包括光源12,以及如上所述的第一发明的含荧光体粒子1分散在介质13中的波长转换部的发光装置(LED封装)11。如上所述,本发明的一实施方式的含荧光体粒子的操作性(处理性)高,通过制造成与现在所利用的荧光体的尺寸大致相同,能够以与当前商业上所使用的荧光体相同的形式使用,而不改变当前的工程。在图1所示的发光装置11中,光源12、具有透射性的介质13、引线14、框架15等可以使用以往公知的部件,并不特别限定。
在第一发明的发光装置11中,作为光源12可以使用发光二极管(LED)、激光二极管(LD)等,并不特别限定。
在第一发明的发光装置11中,作为用于封装光源12以及含荧光体粒子1的具有透射性的介质13,可以列举环氧树脂、硅树脂和(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、聚醚、聚乙烯、聚乙烯基、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、聚荧酸盐、聚(甲基)丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、多肽、多糖等,并不特别限制。也可以使用将这些组合多个的具有透射性的介质。
图2示意性示出第一发明的发光装置的另一优选例子即发光装置21的图。并且,在图2中,与图1所示的例子即发光装置11相同的构成部分赋予相同的附图标号并省略说明。图2所示的例子中的发光装置21与图1所示的例子中的发光装置11的不同点在于包括:含荧光体粒子22,其为在中心部中发出红色荧光的半导体纳米粒子荧光体被分散于含有源自离子液体的构成单元的树脂中;含荧光体粒子23,其为在中心部中发出绿色荧光的半导体纳米粒子荧光体被分散于含有源自离子液体的构成单元的树脂中。
如上所述,第一发明的含荧光体粒子的操作性(处理性)高,通过制造成与现在所利用的荧光体的尺寸大致相同,能够以与当前商业上所使用的荧光体相同的形式使用,而不改变当前的工程。根据图2所示的示例的发光装置21,能够以与现有荧光体相同的工程来制造发光装置,并且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,可以制造呈现所需的发光颜色的发光装置。并且,如图2所示的发光装置21中,在组合使用含荧光体粒子22和含荧光体23的情况下,能够获得发出颜色再现性高的白色发光的发光装置,因此可以适当地使用发出蓝色光的发光二极管(LED)、发出蓝色光的激光二极管(LD),其中,所述含荧光体粒子22是在中心部中发出红色荧光的半导体纳米粒子荧光体被分散于含有源自离子液体的构成单元的树脂中;所述含荧光体粒子23是在中心部中发出绿色荧光的半导体纳米粒子荧光体被分散于含有源自离子液体的构成单元的树脂中。
并且,如图2所示的发光装置21中,并不特别限定含荧光体粒子22和含荧光体粒子23的混合比例,但是优选按照重量比含荧光体粒子22为100的情况下,含荧光体粒子23在10以上1000以下的范围内,更有选在20以上500以下的范围内,其中,所述含荧光体粒子22是在中心部中发出红色荧光的半导体纳米粒子荧光体被分散于含有源自离子液体的构成单元的树脂中;所述含荧光体粒子23是在中心部中发出绿色荧光的半导体纳米粒子荧光体被分散于含有源自离子液体的构成单元的树脂中。在含荧光体粒子22为100且含荧光体粒子23小于10的情况下,由于红色和绿色的发光强度之差而偏离白色,会趋向于成为偏向红色的发光色,此外,在含荧光体粒子22为100且含荧光体粒子23大于1000的情况下,由于红色和绿色的发光强度之差而偏离白色,会趋向于成为偏向绿色的发光色。
并且,本发明的实施方式的发光装置并不限定于图1、图2中所示的例子,例如,可以使用三个以上类型的半导体纳米粒子荧光体。
<第一发明的含荧光体薄片>
图3是示意性地示出第一发明的含荧光体薄片的优选例的图。如图3所示的第一发明的含荧光体薄片是在薄片状的具有透射性的介质32中分散有第一发明的含荧光体粒子1。如上所述,第一发明的含荧光体粒子的操作性(处理性)高,通过制造成与现在所利用的荧光体的尺寸大致相同,能够以与当前商业上所使用的荧光体相同的形式使用,而不改变当前的工程。因此,如在图3中所示的第一发明的含荧光体薄片31,能够在与现有荧光体相同地制造工程中制造含荧光体薄片。如上所述的含荧光体薄片与现有技术的含荧光体薄片相同,能够适当地使用于液晶背光源、白色LED设备等。
进一步,基于如下所述的(1)、(2)为由,使用第一发明的含荧光体粒子的含荧光体薄片具有以下优点:放宽了分散含荧光体粒子的介质的材料限制,提高了介质材料的选择自由度。
(1)与以往的半导体纳米粒子在裸露状态下进行树脂化相比,可以在包含在含荧光体粒子而受保护状态下进行树脂化,因此不必担心在制造时半导体纳米粒子荧光体劣化。
(2)与以往的将裸露状态的半导体纳米粒子荧光体包含于介质中相比,在受到含荧光体粒子的保护状态下使用,因此不必担心由于使用而半导体纳米粒子荧光体劣化。
此外,如上所述,不必担心半导体纳米粒子荧光体由于使用而劣化,因此具有如下优点:不需要用于保护薄片的部分,能够以节省空间。即,通过消除用于保护的部分来使薄片变薄,所述用于保护的部分是指,用于防止在裸露状态下使半导体纳米粒子荧光体劣化的因素即水分和氧的、以往所必须的部分。更具体为,不需要(或减少)设置边缘部分,因此能够在平面方向上节省空间,同时不需要(或减少)设置用于保护的保护层,因此能够在厚度方向上节省空间。
作为用于第一发明的含荧光体薄片所使用的具有透射性的介质32,可以适当地使用,与第一发明的发光装置中所述的具有透射性的介质13相同的材料。此外,将分散有第一发明的含荧光体粒子、且具有透射性的介质形成为薄片状的方法,也可以与以往的含荧光体薄片的制造方法相同,例如首先作为用于形成含荧光体薄片的涂层溶液制造将含荧光体粒子分散于树脂中的溶液(以下称为“用于制造薄片的分散有含荧光体粒子的硅树脂”)。通过混合含荧光体粒子和树脂来获得用于制造薄片的分散有含荧光体粒子的硅树脂。在使用加成反应型硅树脂的情况下,当混合含有与硅原子键合的烯基的化合物、和含有与硅原子键合的氢原子的化合物时,即使在室温下也可以开始固化反应,因此,在用于制造薄片的分散有含荧光体粒子的硅树脂上混合乙炔化合物等氢化硅烷化反应阻滞剂,能够进一步延长适用期(Pot life)。此外,也可以在用于制造薄片的分散有含荧光体粒子的硅树脂上混合粘合助剂等,所述粘合助剂是指作为添加剂的用于稳定涂膜的分散剂和匀染剂,作为薄片表面的改性剂的硅烷偶联剂等。此外,也可以在用于制造薄片的分散有含荧光体粒子的硅树脂上作为荧光沉淀抑制剂混合氧化铝微粒、二氧化硅微粒、有机硅微粒等。
如果需要适当的流动性,可以加入溶剂以制备溶液。溶剂只要可以调节流动状态的树脂的粘度即可,并不特别限定。例如,可以列举甲苯、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、己烷、萜品醇等。
将这些成分以规定的组成配制后,通过均质机、自转式搅拌机、三辊机、球磨机、行星式球磨机、珠磨机等的搅拌混炼机来均匀地混合和分散,由此获得用于制造薄片的分散有含荧光体粒子的硅树脂。在混合和分散后或混合和分散过程中,优选在真空或减压条件下进行脱泡。
接着,将用于制造薄片的分散有含荧光体粒子的硅树脂涂布在基板上并进行干燥。可通过逆向辊涂布机、刮刀涂布机、狭缝涂布机、直接凹版涂布机、胶印凹版涂布机、吻涂机、自然辊涂布机、气刀涂布机、辊式刮刀涂布机、毛刺杆辊式刮刀涂布机、双流涂布机、棒涂布机、线棒涂布机、涂抹器、浸涂机、幕涂机、旋涂机、刀式涂布机等来进行涂布。此外,第一发明的含荧光体薄片也可以通过丝网印刷、凹版印刷、平版印刷等印刷方法来制造。在使用印刷方法的情况下,特别优选使用丝网印刷。
薄片的干燥可以使用一般的加热装置如热风干燥器或红外干燥器等。使用如热风干燥器或红外干燥器等一般的加热装置来进行薄片的热固化。在这种情况下,热固化条件通常是以40℃以上250℃以下的温度进行1分钟以上5小时以下,优选以100℃以上200℃以下的温度进行2分钟以上3小时以下。
并且,在图3示出使用图1所示的第一发明的含荧光体粒子1的情况,但并不限于此,也可以含有两个以上类型半导体纳米粒子荧光体。
<第二发明的含荧光体粒子>
图4是示意性示出第二发明的含荧光体粒子(微珠)的优选例的图。第二发明的含荧光体粒子41d的特征在于,包括:粒状体42,其为被分散有半导体纳米粒子荧光体43的、含有源自离子液体的构成单元的树脂44;金属氧化物层45,其覆盖所述树脂44的所述粒子42的至少一部分。
在第二发明的含荧光体粒子的离子液体与在第一发明的含荧光体粒子中的说明相同,重复部分将省略其说明。
在第二发明的含荧光体粒子中使用的离子液体也优选具有聚合性官能团。其中,特别优先MOE-200T,在作为具有聚合性官能团的离子液体而使用MOE-200T的情况下,MOE-200T具有正的Zeta电位(zeta potential),因此在悬浮聚合时,在聚合物粒子相互排斥分散的状态下进行聚合,能够获得没有凝聚的树脂44的粒状体42。
此外,在第二发明的含荧光体粒子中,在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液体聚合的温度、时间等条件是,根据使用的具有聚合性官能团的离子液体的类型和量适当选择适当的条件即可,并不特别限制。
在第二发明的含荧光体粒子的半导体纳米粒子荧光体与在第一发明的含荧光体粒子中的说明相同,重复部分将省略其说明。图4示出了多个一种类型的半导体纳米粒子荧光体43分散在含有源自离子液体的构成单元的树脂44中的情况。
第二发明的含荧光体粒子中,半导体纳米粒子荧光体的含量(在使用两个以上半导体纳米粒子荧光体的情况下为总量)并不特别限定,但是优选相对于100重量的离子液体,含量在0.001重量份以上且50重量份以下的范围内,更优先含量在0.01重量份以上且20重量份以下的范围内。半导体纳米粒子荧光体的含量在相对于100重量份的离子液体小于0.001重量份的情况下,来自半导体纳米粒子荧光体的发光存在太弱的倾向,此外,半导体纳米粒子荧光体的含量在相对于100重量份的离子液体大于50重量份的情况下,存在难以在离子液体中均匀地分散的倾向。
在第二发明的含荧光体粒子中,由于构成离子液体的离子位于半导体纳米粒子荧光体的表面上,使纳米粒子稳定化,从而提供高发光效率。此外,由于半导体纳米粒子荧光体分被散于氧、水分的透射率低的含有源自离子液体的构成单元的树脂中,因此,在制造粒子时可以防止半导体纳米粒子荧光体的凝聚,并可以保持高光学特性,即使在粒子生成之后也可以降低由于水分和氧引起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难以发生光氧化,因此具有优异的化学稳定性。
第二发明的含荧光体粒子的树脂44的粒状体42的形状可以是球状体(球形,扁圆形,长球形)、六面体,四面体等,并没有特别的限制。此外,树脂44的粒状体42的粒径也没有特别限定,但优选为1μm以上且100μm以下的范围。通过设为与白色LED等LED设备中所使用的现有荧光体相同的尺寸,可以具有在与现有荧光体相同的生产工程中搭载于LED设备等的优点,因此,树脂44的粒状体42特别优选具有1μm以上且50μm以下的粒径的球形。此外,通过将树脂44的粒状体42设为球形,还具有可以均匀地粘附金属氧化物粒子的优点。并且,树脂44的粒状体42的粒径是指通过光学显微镜或扫描显微镜(SEM)所观察到的粒状体的尺寸(在具有长轴和短轴的情况下是指长轴的尺寸),或者是指通过粒度分布测定装置测定的值。
第二发明的含荧光体粒子41进一步包括:覆盖如上所述的树脂44的粒状体42的至少一部分的金属氧化物层45。在第二发明的含荧光体粒子41中,金属氧化物层45可以涂覆树脂的粒状体,在进行涂覆时,能够防止半导体纳米粒子荧光体的特性劣化,并提供具有高发光效率的含荧光体粒子。此外,通过用金属氧化物层覆盖树脂44的粒状体42的至少一部分,可以获得具有能够抑制因氧和水分引起的半导体纳米粒子荧光体的劣化,并且提高了化学稳定性的含荧光体粒子。从进一步提高化学稳定性的观点出发,金属氧化物层优选形成为覆盖树脂的粒状体的表面的10%以上,更优选形成为覆盖50%以上,特别优选形成为覆盖树脂的粒状体的整个表面。
用于形成金属氧化物层的金属氧化物,例如可以列举SiO2、ZnO、TiO2、CeO2、SnO2、ZrO2、Al2O3、ZnO:Mg、Y2O3、MgO等。其中,作为金属氧化物使用SiO2来形成金属氧化物层,且使用上述的MOE-200T来形成树脂的粒状体的情况下具有如下优点:由于MOE-200T具有正的Zeta电位,SiO2具有负的Zeta电位,因此金属氧化物层45能够更加牢固地粘附于树脂44的粒状体42上。
第二发明的含荧光体粒子41中,用于形成金属氧化物层45的金属氧化物优选形状为球状体(球形,扁圆形,长球形)、六面体,四面体等的粒状体,并且优选粒径为1nm以上且1μm以下,更加优选粒径为10nm以上50nm以下的球形,由此具有能够防止光散射变强的优点。并且,金属氧化物的粒径是指通过光学显微镜或扫描显微镜(SEM)所观察到的粒状体的尺寸(在具有长轴和短轴的情况下是指长轴的尺寸),或者是指通过粒度分布测定装置测定的值。
图5示意性示出第二发明的含荧光体粒子(微珠)的另一优选例的图。在第二发明的含荧光体粒子中,金属氧化物层可以是金属氧化物粒状体的叠层体。如图5示例中的含荧光体粒子51以覆盖金属氧化物层45的形式进一步具备金属氧化物层46,该点以外与图4示例中的含荧光体粒子41相同,具有相同构成的部分由相同的附图标记表示,并且省略其说明。如图5所示,通过将金属氧化物层设为金属氧化物的粒状体的叠层体,具有如下优点:能够可靠地覆盖树脂的粒状体的整个表面,具有提供具有更高的耐水性和阻气性的含荧光体粒子。
(第2发明的含荧光体粒子的制造方法)
上述的本发明的一实施方式的含荧光体粒子,例如可通过如下方法适当地制造:将被分散有半导体纳米粒子荧光体的、含有源自离子液体(优选具有聚合性官能团的离子液体)的构成单位的树脂的粒状体,以及金属氧化物分散于分散介质中,并以30℃以上150℃以下的温度将分散介质蒸发,由此在所述树脂的粒状体上粘附金属氧化物而形成金属氧化物层。
作为适合用于分散树脂的粒状体和金属氧化物(优选如上述的粒径为1nm以上1μm以下的金属氧化物的粒状体)的分散介质,例如可以列举乙醇、水、甲醇、正丙醇、正己烷、甲苯等。超声波可适用于将树脂粒状体和金属氧化物分散在分散介质中。
用于蒸发分散介质的温度是如上述的30℃以上150℃以下的温度,优选50℃以上100℃以下的温度。如果用于蒸发分散介质的温度小于30℃时,存在需要花费时间以蒸发分散介质的问题,此外,如果用于蒸发分散介质的温度超过150℃时,存在热导致的半导体纳米粒子荧光体的劣化的问题。具体而言,例如,使用热板并以约60℃的温度加热约3小时来蒸发分散介质。通过这种方式,不同于现有的原子沉积法的涂覆,不会导致半导体纳米粒子荧光体因热而特性劣化,能够适当地制造在树脂的粒状体的表面上粘附金属氧化物而形成金属氧化物层的含荧光体粒子。
<第二发明的发光装置>
图6A示意性示出第二发明的发光装置61的整体,图6B示意性示出包含在发光装置61的第二发明的含荧光体粒子41。在图6A和6B中示出的第二发明的发光装置是包括光源62和波长转换部的发光装置(LED封装),所述波长转换部是在具有透射性的介质63中分散有上述的第二发明的含荧光体粒子41。在第二发明的发光装置61中,以第二发明的含荧光体粒子来代替第一发明的含荧光体粒子之外,其他部分与上述的第一发明的发光装置相同,关于重复的部分将省略其说明。
并且,图6A和图6B示出了使用图4所示的例子中的含荧光体粒子41的情况,但并不限于此,也可以使用图5所示的例子中的含荧光体粒子51,或者也可以包含两种以上类型的半导体纳米粒子荧光体。
<第二发明的含荧光体薄片>
图7A示意性示出第二发明的含荧光体薄片71的整体,图7B示意性示出包含在含荧光体薄片71的第二发明的含荧光体粒子41。在图7A和图7B所示的第二发明的含荧光体薄片71是第二发明的含荧光体粒子41分散在薄片状的具有透射性的介质72中。在第二发明的含荧光体薄片71中,不同之处在于,用第二本发明的含荧光体粒子代替第一本发明的含荧光体粒子之外,其他部分与第一发明的含荧光体薄片,关于重复部分将省略其说明。
并且,图7A和7B示出了使用图4所示的例子中的含荧光体粒子41的情况,但并不限于此,也可以使用图5所示的例子中的含荧光体粒子51,或者也可以包含两种以上类型的半导体纳米粒子荧光体。
本次公开的实施方式和实施例仅是示例,应理解为并不受限于此。本发明的范围由权利要求表示,并非由上述的实施方式表示,并且包括与权利要求等同的含义和范围内的所有变更。

Claims (29)

1.一种含荧光体粒子,其特征在于,包括:
中心部,其为被分散有半导体纳米粒子荧光体的、含有源自离子液体的构成单元的树脂的粒状体,
外壳部,其覆盖所述中心部的至少一部分,且为含有源自离子液体的构成单元的树脂的层状体。
2.根据权利要求1所述的含荧光体粒子,其特征在于,所述外壳部不含有半导体纳米粒子荧光体。
3.根据权利要求1或2所述的含荧光体粒子,其特征在于,所述外壳部覆盖所述中心部的整个表面。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的含荧光体粒子,其特征在于,所述中心部的所述树脂和所述外壳部的所述树脂为相同类型的树脂。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的含荧光体粒子,其特征在于,所述中心部的所述树脂和所述外壳部的所述树脂为不同类型的树脂。
6.根据权利要求1或2所述的含荧光体粒子,其特征在于,所述中心部的所述树脂和所述外壳部的所述树脂中至少有一个为含有源自具有聚合性官能团的离子液体的构成单元的树脂。
7.根据权利要求6所述的含荧光体粒子,其特征在于,所述中心部的所述树脂和所述外壳部的所述树脂都是含有源自具有(甲基)丙烯酸酯基的聚合性官能团的离子液体的构成单元的树脂。
8.根据权利要求6或7所述的含荧光体粒子,其特征在于,所述外壳部的所述树脂中含有的交联剂的混合比例高于所述中心部的所述树脂中含有的交联剂。
9.根据权利要求8所述的含荧光体粒子,其特征在于,在所述外壳部的所述树脂中所含有的交联剂的重量在相对于整个所述树脂重量的50%以上,在所述中心部的所述树脂所含有的交联剂的重量在相对于整个所述树脂重量的50%以下。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的含荧光体粒子,其特征在于,粒径为100nm以上且30μm以下。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的含荧光体粒子,其特征在于,所述外壳部的厚度为0.1μm以上且5μm以下。
12.一种发光装置,其特征在于,包括:
光源;以及
波长转换部,其为根据权利要求1至11中任一项所述的含荧光体粒子分散于具有透射性的介质中。
13.根据权利要求12所述的发光装置,其特征在于,包括:
在所述中心部中发出红色荧光的半导体纳米粒子荧光体被分散于含有源自离子液体的构成单元的树脂中的含荧光体粒子;
在所述中心部中发出绿色荧光的半导体纳米粒子荧光体被分散于含有源自离子液体的构成单元的树脂中的含荧光体粒子。
14.一种含荧光体薄片,其特征在于,根据权利要求1至11中任一项所述的含荧光体粒子分散在薄片状的具有透射性的介质中。
15.一种含荧光体粒子,其特征在于,包括:
分散有半导体纳米粒子荧光体的、含有源自离子液体的构成单元的树脂的粒状体;以及
覆盖所述树脂的粒状体的至少一部分的金属氧化物层。
16.根据权利要求15所述的含荧光体粒子,其特征在于,所述金属氧化物层覆盖所述树脂的粒状体的整个表面。
17.根据权利要求15或16所述的含荧光体粒子,其特征在于,
所述离子液体由以下通式(I)表示,
X+Y- (I)
在通式(I)中,X+是从咪唑鎓离子、吡啶鎓离子、磷离子、脂肪族季铵离子、吡咯烷鎓、锍中选择的阳离子,Y-是阴离子。
18.根据权利要求15或16所述的含荧光体粒子,其特征在于,
所述离子液体由以下通式(I)表示,
X+Y- (I)
在通式(I)中,X+是阳离子,Y-是从四氟硼酸盐、六氟荧酸盐、双(三氟甲基磺酰)亚胺离子、高氯酸根离子、三(三氟甲基磺酰基)碳离子、三氟选自甲磺酸根离子、三氟乙酸根离子、羧酸根离子和卤素离子中选择的阴离子。
19.根据权利要求15或16所述的含荧光体粒子,其特征在于,
所述离子液体由以下通式(I)表示,
X+Y- (I)
在通式(I)中,X+是咪唑鎓离子、吡啶鎓离子、磷离子、脂肪族季铵离子、吡咯烷鎓、锍中选择的阳离子,Y-是从四氟硼酸盐、六氟荧酸盐、双(三氟甲基磺酰)亚胺离子、高氯酸根离子、三(三氟甲基磺酰基)碳离子、三氟选自甲磺酸根离子、三氟乙酸根离子、羧酸根离子和卤素离子中选择的阴离子。
20.根据权利要求19所述的含荧光体粒子,其特征在于,所述离子液体中的阳离子为脂肪族季铵离子。
21.根据权利要求19或20所述的含荧光体粒子,其特征在于,所述离子液体中的阴离子为双(三氟甲基磺酰)亚胺离子。
22.根据权利要求15至21中任一项所述的含荧光体粒子,其特征在于,所述离子液体具有聚合性官能团。
23.根据权利要求15至22中任一项所述的含荧光体粒子,其特征在于,所述离子液体是2-(甲基丙烯酰氧基)-乙基三甲基铵双(三氟甲磺酰基)酰亚胺或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。
24.根据权利要求中15至23任一项所述的含荧光体粒子,其特征在于,所述金属氧化物层由SiO2、ZnO、TiO2、CeO2、SnO2、ZrO2、Al2O3、ZnO:Mg、Y2O3、MgO中的任意一个材料或其组合来形成。
25.根据权利要求15至24中任一项所述的含荧光体粒子,其特征在于,所述树脂的粒状体为粒径在1μm以上且50μm以下的球形。
26.根据权利要求15至25中任一项所述的含荧光体粒子,其特征在于,所述金属氧化物层由粒径为1nm以上1μm以下的金属氧化物的粒状体形成。
27.根据权利要求15至26中任一项所述的含荧光体粒子,其特征在于,所述金属氧化物层为所述金属氧化物的粒状体的层叠体。
28.一种发光装置,其特征在于,包括:
光源;以及
根据权利要求15至27中任一项所述的含荧光体粒子分散于具有透射性的介质中的波长变换部。
29.一种含荧光体薄片,其特征在于,根据权利要求15至27中任一项中所述的含荧光体粒子分散在薄片状的具有透射性的介质中。
CN201810482547.8A 2017-06-09 2018-05-18 含荧光体粒子以及使用该含荧光体粒子的发光装置、含荧光体薄片 Pending CN109021963A (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017114474A JP6491268B2 (ja) 2017-06-09 2017-06-09 蛍光体含有粒子およびそれを用いた発光装置、蛍光体含有シート
JP2017-114475 2017-06-09
JP2017114475A JP6712968B2 (ja) 2017-06-09 2017-06-09 蛍光体含有粒子およびそれを用いた発光装置、蛍光体含有シート
JP2017-114474 2017-06-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109021963A true CN109021963A (zh) 2018-12-18

Family

ID=64563580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810482547.8A Pending CN109021963A (zh) 2017-06-09 2018-05-18 含荧光体粒子以及使用该含荧光体粒子的发光装置、含荧光体薄片

Country Status (2)

Country Link
US (2) US10483441B2 (zh)
CN (1) CN109021963A (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7095937B2 (ja) * 2018-03-09 2022-07-05 ミネベアミツミ株式会社 蛍光体シートの製造方法
KR102197600B1 (ko) * 2018-12-19 2021-01-04 한국재료연구원 고안정성 형광 폴리머 비즈 및 이의 제조방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104066814A (zh) * 2012-01-19 2014-09-24 纳米技术有限公司 用于发光应用的模制纳米粒子磷光体
CN105802614A (zh) * 2016-02-18 2016-07-27 浙江新诺科安全设备有限公司 一种量子点的制备方法以及由此制备的量子点
CN106410018A (zh) * 2015-07-31 2017-02-15 夏普株式会社 波长转换部件和发光装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4814540B2 (ja) * 2005-03-23 2011-11-16 スタンレー電気株式会社 蛍光体の製造方法
EP2293354B1 (en) * 2008-05-30 2020-05-06 Sharp Kabushiki Kaisha Light emitting device, planar light source, liquid crystal display device
JP4936338B2 (ja) * 2008-12-26 2012-05-23 シャープ株式会社 半導体ナノ粒子蛍光体
GB0916700D0 (en) 2009-09-23 2009-11-04 Nanoco Technologies Ltd Semiconductor nanoparticle-based materials
KR101971123B1 (ko) * 2012-08-23 2019-04-23 삼성디스플레이 주식회사 나노 형광체 시트 및 백라이트 장치
JP6428089B2 (ja) * 2014-09-24 2018-11-28 日亜化学工業株式会社 発光装置
US20170125650A1 (en) * 2015-11-02 2017-05-04 Nanoco Technologies Ltd. Display devices comprising green-emitting quantum dots and red KSF phosphor
US20170166807A1 (en) * 2015-12-15 2017-06-15 Sharp Kabushiki Kaisha Phosphor containing particle, and light emitting device and phosphor containing sheet using the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104066814A (zh) * 2012-01-19 2014-09-24 纳米技术有限公司 用于发光应用的模制纳米粒子磷光体
CN106410018A (zh) * 2015-07-31 2017-02-15 夏普株式会社 波长转换部件和发光装置
CN105802614A (zh) * 2016-02-18 2016-07-27 浙江新诺科安全设备有限公司 一种量子点的制备方法以及由此制备的量子点

Also Published As

Publication number Publication date
US20200044124A1 (en) 2020-02-06
US10886442B2 (en) 2021-01-05
US10483441B2 (en) 2019-11-19
US20180358517A1 (en) 2018-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10400162B2 (en) Phosphor containing particle, and light emitting device and phosphor containing sheet using the same
KR101909541B1 (ko) 양자점 필름의 제조방법, 이로써 제조된 양자점 필름, 및 이를 포함하는 파장변환 시트 및 디스플레이
EP2016630B1 (en) Color-stable phosphor converted led
JP6158905B2 (ja) 発光装置または発光装置用蛍光体含有シート
WO2016142992A1 (ja) 光散乱複合体形成用組成物、光散乱複合体及びその製造方法
WO2021193727A1 (ja) 分散液、組成物、封止部材、発光装置、照明器具、表示装置および分散液の製造方法
CN108264734A (zh) 一种量子点膜及制备方法、背光模组、显示设备
CN109021963A (zh) 含荧光体粒子以及使用该含荧光体粒子的发光装置、含荧光体薄片
JP7439824B2 (ja) 分散液、組成物、封止部材、発光装置、照明器具、表示装置および分散液の製造方法
CN107342348A (zh) 一种led器件的制备方法
Xu et al. Dual‐Modal Invisible Photonic Crystal Prints from Photo/Water Responsive Photonic Crystals
CN110785859A (zh) 分散液、组合物、密封构件、发光装置、照明器具、显示装置及发光装置的制造方法
JP6491268B2 (ja) 蛍光体含有粒子およびそれを用いた発光装置、蛍光体含有シート
JP6712968B2 (ja) 蛍光体含有粒子およびそれを用いた発光装置、蛍光体含有シート
JP6937436B2 (ja) 色変換パネルおよび色変換パネルの製造方法
CN108305928A (zh) 波长转换部件及发光装置
JP5841908B2 (ja) 膜形成用組成物の製造方法、並びに、機能性膜およびその製造方法
KR102647603B1 (ko) 양자점 및 그 제조방법, 그리고 수지 조성물, 파장변환재료, 발광소자
KR102431836B1 (ko) 형광 소재, 이를 포함하는 형광 필름 및 발광소자, 및 이의 제조방법
JP2017175163A (ja) 発光装置または発光装置用蛍光体含有シート
WO2015019955A1 (ja) 複合銅粒子及びその製造方法
WO2016087792A1 (fr) Encre sol-gel luminescente pour marquer un substrat, procédé de réalisation d&#39;une encre sol-gel luminescente et procédé de marquage d&#39;un substrat par une encre sol-gel luminescente

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20181218

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication