JP2014093398A - Semiconductor light-emitting device, lighting device and wavelength conversion member - Google Patents
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Description
本発明は、半導体発光素子から入射する入射光の少なくとも一部を波長変換して当該入射光とは異なる波長の出射光を放出する波長変換部材を用いた半導体発光装置、当該半導体発光装置を有する照明装置、及びこれらの装置に用いられる当該波長変換部材に関する。 The present invention includes a semiconductor light emitting device using a wavelength conversion member that wavelength-converts at least part of incident light incident from a semiconductor light emitting element and emits outgoing light having a wavelength different from the incident light, and the semiconductor light emitting device. The present invention relates to an illumination device and the wavelength conversion member used in these devices.
発光装置の光源として白熱電球や蛍光灯が従来より広く用いられている。近年では、これらに加え、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）や有機ＥＬ（ＯＬＥＤ）等の半導体発光素子を光源とした半導体発光装置が開発され使用されつつある。これらの半導体発光素子では、様々な発光色を得ることが可能であるため、発光色の異なる複数の半導体発光素子を組み合わせ、それぞれの発光色を合成して所望の色の合成光を得るようにした半導体発光装置も開発され使用され始めている。 Incandescent light bulbs and fluorescent lamps have been widely used as light sources for light emitting devices. In recent years, in addition to these, semiconductor light-emitting devices using a semiconductor light-emitting element such as a light-emitting diode (LED) or an organic EL (OLED) as a light source have been developed and used. Since these semiconductor light emitting elements can obtain various emission colors, a plurality of semiconductor light emitting elements having different emission colors are combined, and the respective emission colors are combined to obtain a combined light of a desired color. Such semiconductor light emitting devices have been developed and used.
例えば、発光色が赤色のＬＥＤチップを用いた赤色ＬＥＤと、発光色が緑色のＬＥＤチップを用いた緑色ＬＥＤと、発光色が青色のＬＥＤチップを用いた青色ＬＥＤとを組み合わせ、各ＬＥＤに供給する駆動電流を調整して各ＬＥＤから発せられた光を合成することにより、所望の白色光を放射させるようにした半導体発光装置が特許文献１に開示されている。 For example, a red LED using an LED chip whose emission color is red, a green LED using an LED chip whose emission color is green, and a blue LED using an LED chip whose emission color is blue are combined and supplied to each LED. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-151867 discloses a semiconductor light emitting device that emits desired white light by adjusting the driving current to be synthesized and combining the light emitted from each LED.
元来、ＬＥＤチップ自体の発光スペクトル幅は比較的狭いため、ＬＥＤチップ自体が発する光をそのまま照明に用いた場合、一般的な照明光において重要となる演色性が低下するという問題がある。そこで、このような問題を解消すべく、ＬＥＤチップが発する光を蛍光体などの波長変換部材によって波長変換し、波長変換によって得られた光を放射するようにしたＬＥＤが開発され、このようなＬＥＤを組み合わせた半導体発光装置が、例えば特許文献２に開示されている。
Originally, since the emission spectrum width of the LED chip itself is relatively narrow, when the light emitted from the LED chip itself is used as it is for illumination, there is a problem that the color rendering properties that are important in general illumination light are lowered. Therefore, in order to solve such problems, an LED has been developed in which the light emitted from the LED chip is wavelength-converted by a wavelength conversion member such as a phosphor, and the light obtained by the wavelength conversion is emitted. A semiconductor light emitting device combining LEDs is disclosed in, for example,
特許文献２に開示されている半導体発光装置においては、青色の光を発するＬＥＤチップを接触しつつ覆うように透明樹脂が設けられ、当該透明樹脂の内部に黄色蛍光体が含有されている。すなわち、特許文献２に開示されている半導体発光装置は、ＬＥＤチップを直接的に覆うように波長変換部材が設けられている。しかしながら、このような構造を有する半導体発光装置においては、半導体発光装置の輝度のばらつき及び色ムラが大きかった。また、このような構造を有する半導体発光装置においては、波長変換部材がＬＥＤチップから生じる熱の影響を受けるため、半導体発光装置自体の発光効率の低下を招いていた。このような問題を解決するために、ＬＥＤチップから蛍光体を含有する樹脂（すなわち、波長変換部材）を離間して配置した構造を有する半導体発光装置の研究開発及び製品化が、近年においては盛んに行われている。このような構造を有する半導体発光装置は、例えば特許文献３に開示されている。
In the semiconductor light emitting device disclosed in
ＬＥＤチップから波長変換部材を離間して配置した構造を有する半導体発光装置は、上述したような問題を解決する構造となっているが、その製造コストは、波長変換部材がＬＥＤチップを直接的に覆う構造を有する半導体発光装置の製造コストよりも高くなっている。このため、半導体発光装置自体の小型化によるコスト低減の要望がより強まってきている。また、近年における半導体発光装置の使用用途の多彩化により、半導体発光装置自体の高輝度化の要望も強まってきているため、ＬＥＤチップへの供給電力の増加がより一層図られている。 The semiconductor light-emitting device having a structure in which the wavelength conversion member is spaced apart from the LED chip has a structure that solves the above-described problems, but its manufacturing cost is that the wavelength conversion member directly attaches the LED chip. The manufacturing cost of the semiconductor light emitting device having the covering structure is higher. For this reason, there is an increasing demand for cost reduction by downsizing the semiconductor light emitting device itself. In addition, due to the diversification of usages of semiconductor light emitting devices in recent years, there is an increasing demand for higher brightness of the semiconductor light emitting devices themselves, so that the power supplied to the LED chip is further increased.
しかしながら、上述したようなＬＥＤチップから波長変換部材を離間して配置した構造を有する半導体発光装置においては、半導体発光装置の寸法及び発光特性に応じて波長変換部材を別途製造する必要があり、波長変換部材の寸法及び特性が異なれば、波長変換部材用の異なる金型が必要であった。このため、多種にわたる半導体発光装置を製造する場合には複数種類の金型を製造することによるコスト増加が生じ、半導体発光装置の小型化のみでは、波長変換部材及び半導体発光装置のコスト低減を十分に図ることが困難であった。 However, in the semiconductor light emitting device having the structure in which the wavelength conversion member is arranged away from the LED chip as described above, it is necessary to separately manufacture the wavelength conversion member according to the dimensions and light emission characteristics of the semiconductor light emitting device. Different dimensions and characteristics of the conversion member required different molds for the wavelength conversion member. For this reason, when manufacturing a wide variety of semiconductor light emitting devices, there is an increase in cost due to manufacturing a plurality of types of molds, and the cost reduction of the wavelength conversion member and the semiconductor light emitting device is sufficient only by downsizing the semiconductor light emitting device. It was difficult to achieve.
また、板状に形成された波長変換部材は、比較的に硬質であるため、半導体発光装置の発光面を立体的な形状とする場合、複数の波長変換部材を組み合わせて当該立体的な形状を形成する必要があった。このため、半導体発光装置の製造工程の簡素化及び削減、並びに製造コストの低減を図ることが困難であった。 Moreover, since the wavelength conversion member formed in plate shape is comparatively hard, when making the light emission surface of a semiconductor light-emitting device into a three-dimensional shape, it combines the said three-dimensional shape by combining several wavelength conversion members. There was a need to form. For this reason, it has been difficult to simplify and reduce the manufacturing process of the semiconductor light emitting device and to reduce the manufacturing cost.
更に、ＬＥＤチップから波長変換部材を離間して配置した構造を有する半導体発光装置であっても、波長変換部材に含まれる蛍光体自体の発熱が抑制されているわけではないため、半導体発光装置自体の小型化や、ＬＥＤチップへの供給電力の増加に伴って波長変換部材に到達する入射光の光密度が大きくなると、波長変換部材を構成する蛍光体における発熱量が増加し、半導体発光装置自体の発光効率が低下するという問題が生じていた。従って、ＬＥＤチップから波長変換部材を離間して配置した構造を有する半導体発光装置においては、波長変換部材がＬＥＤチップを直接的に覆う構造を有する従来のような半導体発光装置よりも発熱による発光効率の低下は発生しにくいものの、小型化及び高輝度化を十分に図ることは困難であった。 Furthermore, even in a semiconductor light emitting device having a structure in which the wavelength conversion member is disposed apart from the LED chip, the heat generation of the phosphor itself contained in the wavelength conversion member is not suppressed, so the semiconductor light emitting device itself When the light density of the incident light reaching the wavelength conversion member increases with downsizing or increase in power supplied to the LED chip, the amount of heat generated in the phosphor constituting the wavelength conversion member increases, and the semiconductor light emitting device itself There has been a problem in that the luminous efficiency of the liquid crystal decreases. Therefore, in the semiconductor light emitting device having a structure in which the wavelength conversion member is disposed apart from the LED chip, the light emission efficiency due to heat generation is higher than in the conventional semiconductor light emitting device having a structure in which the wavelength conversion member directly covers the LED chip. However, it is difficult to reduce the size and increase the brightness sufficiently.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、発光効率の低下を起こすことなく小型化及び高輝度化を図ることができ、且つ製造工程の簡素化及び削減、並びに製造コストの低減を図ることができる半導体発光装置、当該半導体発光装置を有する照明装置、及びこれらに用いられる波長変換部材を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and the object of the present invention is to reduce the size and increase the luminance without causing a decrease in light emission efficiency, and to simplify the manufacturing process and An object of the present invention is to provide a semiconductor light-emitting device capable of reducing the manufacturing cost and reducing the manufacturing cost, a lighting device having the semiconductor light-emitting device, and a wavelength conversion member used in these devices.
上記目的を達成するため、本発明の半導体発光装置は、紫外光又は青色光を放射する半導体発光素子と、前記半導体発光素子から入射される入射光の少なくとも一部を吸収して前記入射光とは異なる波長の出射光を出射する蛍光体、及び前記蛍光体を保持する母材からなる少なくとも１本の発光糸状成形体を含む波長変換部材と、を有し、前記波長変換部材は、前記少なくとも１本の発光糸状成形体を用いて面状又は立体形状に形成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a semiconductor light emitting device of the present invention includes a semiconductor light emitting element that emits ultraviolet light or blue light, and absorbs at least part of incident light incident from the semiconductor light emitting element. Includes a phosphor that emits emitted light having different wavelengths, and a wavelength conversion member that includes at least one luminescent filamentary molded body made of a base material that holds the phosphor, and the wavelength conversion member includes at least the wavelength conversion member It is characterized in that it is formed into a planar shape or a three-dimensional shape using a single luminescent thread-like molded body.
また、上記目的を達成するため、本発明の照明装置は、上記半導体発光装置と、前記半導体発光素子に向かう対流を生成する送風機と、を有することを特徴とする。 Moreover, in order to achieve the said objective, the illuminating device of this invention has the said semiconductor light-emitting device and the air blower which produces | generates the convection which goes to the said semiconductor light-emitting element, It is characterized by the above-mentioned.
更に、上記目的を達成するため、本発明の波長変換部材は、外部から入射される入射光の少なくとも一部を吸収して前記入射光とは異なる波長の出射光を出射する蛍光体、及び前記蛍光体を保持する母材からなる少なくとも１本の発光糸状成形体を有し、前記少なくとも１本の発光糸状成形体によって面状又は立体形状に形成されていることを特徴とする。 Furthermore, in order to achieve the above object, the wavelength conversion member of the present invention comprises a phosphor that absorbs at least part of incident light incident from the outside and emits outgoing light having a wavelength different from that of the incident light, and It has at least one luminescent thread-like molded body made of a base material that holds a phosphor, and is formed in a planar shape or a three-dimensional shape by the at least one luminescent thread-like molded body.
本発明に係る半導体発光装置及び照明装置においては、当該装置に用いられる波長変換部材が、半導体発光素子から入射される入射光の少なくとも一部を吸収して当該入射光とは異なる波長の出射光を出射する蛍光体、及び当該蛍光体を保持する母材からなる少なくとも１本の発光糸状成形体を用いて面状又は立体形状に形成されているため、発光効率の低下を起こすことなく小型化及び高輝度化を図ることができ、且つ製造工程の簡素化及び削減、並びに製造コストの低減を図ることができる。 In the semiconductor light emitting device and the illumination device according to the present invention, the wavelength conversion member used in the device absorbs at least a part of incident light incident from the semiconductor light emitting element and emits light having a wavelength different from that of the incident light. Since it is formed into a planar or three-dimensional shape using at least one luminescent thread-like molded body made of a phosphor that emits light and a base material that holds the phosphor, the size is reduced without causing a decrease in luminous efficiency. In addition, the luminance can be increased, the manufacturing process can be simplified and reduced, and the manufacturing cost can be reduced.
また、本発明に係る波長変換部材は、入射する光を異なる波長の光に変換する蛍光体及び当該蛍光体を保持する母材からなる少なくとも１本の発光糸状成形体を用いて面状又は立体形状に形成されている。このため、本発明に係る波長変換部材を半導体発光装置に用いることにより、当該半導体発光装置の発光効率の低下を起こすことなく、当該半導体発光装置の小型化及び高輝度化を図ることができる。また、このような波長変換部材の構成により、波長変換部材の製造工程の簡素化及び削減、並びに製造コストの低減を図ることができる。 In addition, the wavelength conversion member according to the present invention is planar or three-dimensional using at least one luminescent filamentary molded body composed of a phosphor that converts incident light into light of a different wavelength and a base material that holds the phosphor. It is formed into a shape. For this reason, by using the wavelength conversion member according to the present invention in a semiconductor light emitting device, the semiconductor light emitting device can be reduced in size and brightness without causing a decrease in the light emission efficiency of the semiconductor light emitting device. Moreover, the structure of such a wavelength conversion member can aim at simplification and reduction of the manufacturing process of a wavelength conversion member, and reduction of manufacturing cost.
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について、実施例及び変形例に基づき詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、実施例及び変形例の説明に用いる図面は、いずれも本発明による半導体発光装置、照明装置及び波長変換部材を模式的に示すものであって、理解を深めるべく部分的な強調、拡大、縮小、または省略などを行っており、各構成部材の縮尺や形状等を正確に表すものとはなっていない場合がある。更に、実施例及び変形例で用いる様々な数値は、いずれも一例を示すものであり、必要に応じて様々に変更することが可能である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on examples and modifications with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the content demonstrated below, In the range which does not change the summary, it can change arbitrarily and can implement. In addition, the drawings used for explaining the embodiments and the modification schematically show the semiconductor light-emitting device, the lighting device, and the wavelength conversion member according to the present invention, and are partially emphasized, enlarged, and deepened for better understanding. In some cases, reduction or omission is performed, and the scale or shape of each component member is not accurately represented. Furthermore, the various numerical values used in the embodiments and the modifications are only examples, and can be variously changed as necessary.
＜半導体発光装置の全体構成＞
先ず、本発明の実施例に係る半導体発光装置１の構成を図１乃至図４を参照しつつ説明する。図１は、実施例に係る半導体発光装置１の全体構成の概略を示す斜視図である。図２は、図１の半導体発光装置１の平面図である。図３は、図２中のIII−III線に沿う半導体発光装置１の断面図である。図４は、図３に示された断面図の要部拡大図である。なお、図１乃至図４において、半導体発光装置１の平面図における一方向をＸ方向、当該平面図においてＸ方向と直交する方向をＹ方向、半導体発光装置１の高さ方向をＺ方向と定義する。
<Overall configuration of semiconductor light emitting device>
First, the configuration of a semiconductor
本実施例において、半導体発光装置１は、擬似的な白色光を放射する光源である。図１乃至図３から分かるように、半導体発光装置１は、外形が円柱状であって、その内部が円柱状にくり抜かれている筐体２を備える。筐体２の内部には、配線基板３、及び配線基板３上に実装された発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）チップ４が配置されている。また、ＬＥＤチップ４から放射される光の少なくとも一部を波長変換する機能を有する波長変換部材５が、筐体２の開口２ａを覆うように設けられている。
In the present embodiment, the semiconductor
従って、本実施例に係る半導体発光装置１においては、ＬＥＤチップ４から放射される光と、波長変換部材５の波長変換機能によって波長変換された光との合成光である白色光が、光出射面１ａから所定方向に出射されることになる。以下において、半導体発光装置１を構成する各部材を詳細に説明するとともに、半導体発光装置１の動作及び効果を詳細に説明する。
Therefore, in the semiconductor
（筐体）
円柱状の外形を有する筐体２は、内部に収納される各種の構成部材を半導体発光装置１の外部から加えられる力（すなわち、外力）から保護するために、金属、セラミックス又はプラスチック等の比較的に強固な部材から構成されている。本実施例においては、筐体２の材料としてアルミニウムを用いた。上述したように、筐体２は、その内部が円柱状にくり抜かれており、円柱状（図３においては、コ字状）の部材収納空間２ｂが形成されている。このような部材収納空間２ｂが形成されることにより、筐体２の所定の面（図１乃至図３においては、ＸＹ平面に平行であって＋Ｚ方向に位置する面）に開口２ａが形成されることになる。なお、筐体２の開口２ａから、上述した合成光である白色光が放射されるため、半導体発光装置１の光放射面１ａは、開口２ａ側に位置することになる。
(Casing)
The
筐体２はアルミニウムから形成されているため、筐体２の内部側面２ｃは、ＬＥＤチップ４から放射される光（請求項１における入射光）や、波長変換部材５によって波長変換された光（請求項１における出射光）を開口２ａ（すなわち、半導体発光装置１の光出射面１ａ）に向けて反射する。これにより、ＬＥＤチップ４から放射される光及び波長変換部材５から放射される光を無駄なく開口２ａに導くことができ、半導体発光装置１自体の発光効率の向上を図ることができる。なお、筐体２が比較的に高い反射率を有さない部材から構成されている場合には、反射率の高いアルミナ系セラミック等の反射部材を、筐体２の部材収納空間２ｂを囲むように配置することが好ましい。反射部材としては、アルミナ系セラミックに限定されることなく、例えば、樹脂、ガラスエポキシ樹脂、樹脂中にフィラーを含有した複合樹脂などから選択された材料であってもよく、或いは、アルミナ粉末、シリカ粉末、酸化マグネシウム、酸化チタンなどの白色顔料を含むシリコーン樹脂であってもよい。
Since the
（配線基板）
配線基板３は、電気絶縁性に優れて良好な放熱性を有し、かつ、反射率の高い（好ましくは反射率が８０％以上の）アルミナ系セラミックから構成されている。また、図４に示すように、配線基板３のチップ実装面３ａには、ＬＥＤチップ４を実装し且つＬＥＤチップ４に対して電流を供給するための配線パターン６、７が形成されている。なお、配線パターン６、７と、ＬＥＤチップ４との接続については、ＬＥＤチップ４を説明する際に詳細に説明する。
(Wiring board)
The
なお、配線基板３の材質はアルミナ系セラミックに限定されるものではなく、例えば、電気絶縁性に優れた材料として、樹脂、ガラスエポキシ樹脂、樹脂中にフィラーを含有した複合樹脂などから選択された材料を用いて配線基板３の本体を形成してもよい。或いは、配線基板３のチップ実装面３ａにおける光の反射性を良くして半導体発光装置１の発光効率を向上させる上では、アルミナ粉末、シリカ粉末、酸化マグネシウム、酸化チタンなどの白色顔料を含むシリコーン樹脂を用いることが好ましい。一方、より優れた放熱性及び反射性を得るため、配線基板３の本体を絶縁体で被覆したアルミニウム等の金属製としてもよい。このような場合には、配線基板３の配線パターンなどを金属製の本体から電気的に絶縁する必要がある。
In addition, the material of the
図３に示すように、配線基板３は、筐体２の部材収納空間２ｂの底部に配置される。配線基板３は、接着剤を使用して筐体２に固着されてもよく、又はネジ等を用いた機械的な固定方法によって固定されてもよい。また、ＸＹ平面における配線基板３の形状を、筐体２の開口部２ｂと同一にし、接着剤等を用いることなく、配線基板３を筐体２の部材収納空間２ｂに嵌着してもよい。
As shown in FIG. 3, the
（ＬＥＤチップ）
本実施形態においてＬＥＤチップ４には、４６０ｎｍのピーク波長を有した青色光を発するＬＥＤチップを用いる。具体的には、このようなＬＥＤチップとして、例えばＩｎＧａＮ半導体が発光層に用いられるＧａＮ系ＬＥＤチップがある。なお、ＬＥＤチップ４の種類や発光波長特性はこれに限定されるものではなく、本発明の要旨から逸脱しない限りにおいて、様々なＬＥＤチップなどの半導体発光素子を用いることができる。本実施形態においてＬＥＤチップ４が発する光のピーク波長は、３６０ｎｍ〜４８０ｎｍの波長範囲内にあることが好ましく、３９０ｎｍ〜４３０ｎｍの波長範囲内又は４３０ｎｍ〜４８０ｎｍの波長範囲内にあることがより好ましい。
(LED chip)
In the present embodiment, the
図１及び図２から分かるように、配線基板３のチップ実装面３ａには、１２個のＬＥＤチップ４が規則的に配列されている。具体的には、配線基板３の中央部に４個のＬＥＤチップ４が等間隔で配置され、当該４個のＬＥＤチップ４の四方を囲むように８個のＬＥＤチップ４が配置されている。そして、中央部に配置された４個のＬＥＤチップ４のそれぞれは、配線基板３の中心から等しい距離だけ離間した位置に配置され、同様に、四方を囲むように配置された８個のＬＥＤチップ４のそれぞれは、配線基板３の中心から等しい距離だけ離間した位置に配置されている。すなわち、当該４個のＬＥＤチップ４及び当該８個のＬＥＤチップ４のそれぞれが同心円状に配置され、１２個のＬＥＤチップ４全体として、略円形のＬＥＤチップ実装領域（図示せず）を形成している。このようにＬＥＤチップ４を配置することにより、半導体発光装置１から放射される光にムラが生じにくくなる。
As can be seen from FIGS. 1 and 2, twelve
図４に示すように、ＬＥＤチップ４は、配線基板３のチップ実装面３ａに対向する面側に、ｐ電極８及びｎ電極９を有している。そして、配線パターン６にはｐ電極８が接合され、配線パターン７にはｎ電極９が接合されている。これらのｐ電極８及びｎ電極９の配線パターン６及び配線パターン７への接続は、図示しない金属バンプを介し、ハンダ付けによって行われている。また、図４において図示されていない他のＬＥＤチップ４も、それぞれのＬＥＤチップ４に対応して配線基板３のチップ実装面３ａに形成された配線パターン６及び配線パターン７に、それぞれのｐ電極８及びｎ電極９が同様にして接合されている。ここで、ＬＥＤチップ４同士は、配線パターン６及び配線パターン７を介して直列接続さていてもよく、並列接続されていてもよく、更には直列接続及び並列接続を組み合わせた接続がなされていてもよい。本実施形態において、ＬＥＤチップ４同士は、並列接続されているものとする。
As shown in FIG. 4, the
なお、ＬＥＤチップ４の配線基板３への実装方法は、これに限定されるものではなく、ＬＥＤチップ４の種類や構造などに応じて適切な方法を選択可能である。例えば、ＬＥＤチップ４を配線基板３の所定位置に接着固定した後、各ＬＥＤチップ４の２つの電極を対応する配線パターンにワイヤボンディングによって接続してもよいし、一方の電極を上述のように対応する配線パターンに接合すると共に、他方の電極を対応する配線パターンにワイヤボンディングによって接続するようにしてもよい。
The method of mounting the
（波長変換部材）
次に、波長変換部材５について、図４及び図５を参照しつつ詳細に説明する。ここで、図５は、本実施例に係る波長変換部材５の部分拡大平面図である。なお、図５におけるＸ方向及びＹ方向は、図２のＸ方向及びＹ方向に対応している。
(Wavelength conversion member)
Next, the
図５に示すように、本実施例の波長変換部材５は、複数の発光糸状成形体１１から構成されている。より具体的には、Ｘ方向において平行に配置された複数の経糸１１ａと、Ｙ方向に往復しながら経糸１１ａの間を縫うように配置された緯糸１１ｂとから、波長変換部材５が構成されている。このように経糸１１ａと緯糸１１ｂとを交差するように織り込む又は編み込むことにより、面状の波長変換部材５が形成されることになる。換言すれば、波長変換部材５は、布状の成形物である。ここで、経糸１１ａ及び緯糸１１ｂの本数は、図５に示されているものに限られることなく、波長変換部材５の寸法に応じて適宜変更することができ、例えば、複数の緯糸１１ｂが複数の経糸１１ａの間を縫うようにしてもよい。
As shown in FIG. 5, the
また、図５に示すように、波長変換部材５は、複数の発光糸状成形体１１を交差することによって形成される複数の空隙１２を備えている。このような空隙１２を備えることにより、空気が波長変換部材５を通り抜けることが可能となり、波長変換部材５の一方の面側から他方の面側に向かう空気の対流を生じさせることができる。当該空気の対流が生じることで、波長変換部材５から生じる熱を放熱することが可能になる。
As shown in FIG. 5, the
発光糸状成形体１１は、蛍光体と母材を含む組成物を細長く引き伸ばした形状の成形体であって、その成形体の断面の直径は、０．１ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることが好ましく、本実施例においては０．５ｍｍとした。これは、波長変換部材５の強度及び可撓性を確保するためである。より具体的には、発光糸状成形体１１の断面の直径が０．１ｍｍ未満になると、波長変換部材５としての可撓性は得られるものの、発光糸状成形体１１自体が折れたり又は破損しやすくなり、半導体発光装置１の部材として十分な強度を備えることが困難になる。一方、発光糸状成形体１１の断面の直径が３．０ｍｍより大きくなると、波長変換部材５として強度は十分になるものの、様々な半導体発光装置１の形状に適合させるための十分な可撓性を得ることが困難になる。従って、本実施例に係る波長変換部材５は、基本的な形状が平坦な布状であるものの、要求される半導体発光装置１の形状に容易に適合することができるような十分な可撓性を備え、且つ外力が加えられた場合にも破損することがない十分な強度を備えている。すなわち、本実施例に係る波長変換部材５は、屈曲自在である。
The luminescent thread-like molded
図４の断面図に示すように、発光糸状成形体１１である経糸１１ａ及び緯糸１１ｂのそれぞれは、ＬＥＤチップ４から入射する青色光の少なくとも一部を吸収し、当該青色光とは異なる波長の出射光を放出する蛍光体１３と、蛍光体１３を保持する母材１４とから構成されている。本実施例に係る半導体発光装置１においては、青色光を放射するＬＥＤチップ４を半導体発光素子として使用しているため、当該青色光の一部を黄色光及び赤色光に波長変換し、ＬＥＤチップ４から放射する青色光、波長変換部材５から出射する黄色光及び赤色光を合成して擬似的な白色光を出射する。従って、本実施例における蛍光体１３には、青色光を吸収して励起し、基底状態に戻る際に青色光とは異なる波長の光を発する黄色蛍光体及び赤色蛍光体が用いられる。
As shown in the cross-sectional view of FIG. 4, each of the
具体的な黄色蛍光体の発光ピーク波長は、通常は５３０ｎｍ以上、好ましくは５４０ｎｍ以上、より好ましくは５５０ｎｍ以上で、通常は６２０ｎｍ以下、好ましくは６００ｎｍ以下、より好ましくは５８０ｎｍ以下の波長範囲にあるものが好適である。中でも、黄色蛍光体として例えば、ＹＡＧ蛍光体又はＬＳＮ蛍光体等の蛍光体が好ましく、より具体的には、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、（Ｙ，Ｇｄ）3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓｉ2Ｎ2Ｏ2：Ｅｕ、α−サイアロン、Ｌａ3Ｓｉ6Ｎ11：Ｃｅ（但し、その一部がＣａやＯで置換されていてもよい）が好ましい。 The emission peak wavelength of a specific yellow phosphor is usually 530 nm or more, preferably 540 nm or more, more preferably 550 nm or more, and usually 620 nm or less, preferably 600 nm or less, more preferably 580 nm or less. Is preferred. Among them, as the yellow phosphor, for example, a phosphor such as a YAG phosphor or an LSN phosphor is preferable, and more specifically, Y 3 Al 5 O 12 : Ce, (Y, Gd) 3 Al 5 O 12 : Ce, (Sr, Ca, Ba, Mg) 2 SiO 4 : Eu, (Ca, Sr) Si 2 N 2 O 2 : Eu, α-sialon, La 3 Si 6 N 11 : Ce (provided that some of them are Ca or O may be substituted with O).
また、具合的な赤色蛍光体の発光ピーク波長は、通常は５７０ｎｍ以上、好ましくは５８０ｎｍ以上、より好ましくは５８５ｎｍ以上で、通常は７８０ｎｍ以下、好ましくは７００ｎｍ以下、より好ましくは６８０ｎｍ以下の波長範囲にあるものが好適である。中でも、赤色蛍光体として例えば、ＣＡＳＮ蛍光体又はＳＣＡＳＮ蛍光体等の蛍光体が好ましく、より具体的には（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）2Ｓｉ5（Ｎ，Ｏ）8：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）Ｓｉ（Ｎ，Ｏ）2：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）3：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ）3ＳｉＯ5：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ、ＳｒＡｌＳｉ4Ｎ7：Ｅｕ、（Ｌａ，Ｙ）2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｅｕ（ジベンゾイルメタン）3・１，１０−フェナントロリン錯体などのβ−ジケトン系Ｅｕ錯体、カルボン酸系Ｅｕ錯体、Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎ、Ｍｎ付活ジャーマネートが好ましく、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）2Ｓｉ5（Ｎ，Ｏ）8：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）3：Ｅｕ、ＳｒＡｌＳｉ4Ｎ7：Ｅｕ、（Ｌａ，Ｙ）2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎ（但し、Ｓｉの一部がＡｌやＮａで置換されていてもよい）がより好ましい。 Further, the emission peak wavelength of a specific red phosphor is usually 570 nm or more, preferably 580 nm or more, more preferably 585 nm or more, and usually 780 nm or less, preferably 700 nm or less, more preferably 680 nm or less. Some are preferred. Among them, as the red phosphor, for example, a phosphor such as CASN phosphor or SCASN phosphor is preferable, and more specifically, (Ca, Sr, Ba) 2 Si 5 (N, O) 8 : Eu, (Ca, Sr , Ba) Si (N, O) 2 : Eu, (Ca, Sr, Ba) AlSi (N, O) 3 : Eu, (Sr, Ba) 3 SiO 5 : Eu, (Ca, Sr) S: Eu, SrAlSi 4 N 7 : Eu, (La, Y) 2 O 2 S: Eu, β-diketone Eu complexes such as Eu (dibenzoylmethane) 3 , 10-phenanthroline complex, carboxylic acid Eu complexes, K 2 SiF 6 : Mn, Mn activated germanate is preferred, (Ca, Sr, Ba) 2 Si 5 (N, O) 8 : Eu, (Sr, Ca) AlSi (N, O) 3 : Eu, SrAlSi 4 N 7 : Eu, (La, Y) 2 O 2 S: Eu, K 2 S iF 6 : Mn (however, a part of Si may be substituted with Al or Na) is more preferable.
母材１４には、熱可撓性樹脂（熱可撓性エポキシ樹脂）、熱硬化性樹脂（熱硬化性シリコーン樹脂、メラミン樹脂）、熱可塑性樹脂（ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂）又はガラス等の透光性を備える材料を用いることができ、より具体的には熱可塑性樹脂であるポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル（ＰＥＴ）樹脂、又は複数樹脂を用いたアロイ等を用いることができる。本実施例においては、ポリカーボネート樹脂を使用した。また、母材１４は、光透過率が８０％以上であってＪＩＳ Ｋ７１７１に従って測定した曲げ弾性率が１００ＭＰａ以上２００００ＭＰａ以下であることが好ましい。これは、ＬＥＤチップ４から放射される青色光、蛍光体１３によって波長変換された黄色光及び赤色光を効率良く外部に出射しつつ、波長変換部材５自体の優れた可撓性をもたらすためである。従って、上述した光透過率及び曲げ弾性率を満たすことができれば、上述した以外の材料を用いてもよい。
The
ここで、母材１４としては、ポリカーボネート樹脂が、透明性、耐熱性、機械的特性、難燃性に優れる点で、最も好ましく使用できる。以下に、ポリカーボネート樹脂について詳細に説明する。
Here, as the
本発明に用いるポリカーボネート樹脂は、下記の一般的な化学式（１）で表される、炭酸結合を有する基本構造の重合体である。
化学式（１）中、Ｘ1は一般には炭化水素であるが、種々の特性付与のためヘテロ原子、ヘテロ結合の導入されたＸ1を用いてもよい。 In the chemical formula (1), X 1 is generally a hydrocarbon, but X 1 into which a hetero atom or a hetero bond is introduced may be used for imparting various properties.
また、ポリカーボネート樹脂は、炭酸結合に直接結合する炭素がそれぞれ芳香族炭素である芳香族ポリカーボネート樹脂、及び脂肪族炭素である脂肪族ポリカーボネート樹脂に分類できるが、いずれを用いることもできる。なかでも、耐熱性、機械的物性、電気的特性等の観点から、芳香族ポリカーボネート樹脂が好ましい。 The polycarbonate resin can be classified into an aromatic polycarbonate resin in which carbon directly bonded to a carbonic acid bond is aromatic carbon and an aliphatic polycarbonate resin in which aliphatic carbon is aliphatic carbon, either of which can be used. Of these, aromatic polycarbonate resins are preferred from the viewpoints of heat resistance, mechanical properties, electrical characteristics, and the like.
ポリカーボネート樹脂の具体的な種類に制限はないが、例えば、ジヒドロキシ化合物とカーボネート前駆体とを反応させてなるポリカーボネート重合体が挙げられる。この際、ジヒドロキシ化合物及びカーボネート前駆体に加えて、ポリヒドロキシ化合物等を反応させるようにしてもよい。また、二酸化炭素をカーボネート前駆体として、環状エーテルと反応させる方法も用いてもよい。また、ポリカーボネート重合体は、直鎖状でもよく、分岐鎖状でもよい。さらに、ポリカーボネート重合体は１種の繰り返し単位からなる単独重合体であってもよく、２種以上の繰り返し単位を有する共重合体であってもよい。このとき共重合体は、ランダム共重合体、ブロック共重合体等、種々の共重合形態を選択することができる。なお、通常、このようなポリカーボネート重合体は、熱可塑性の樹脂となる。 Although there is no restriction | limiting in the specific kind of polycarbonate resin, For example, the polycarbonate polymer formed by making a dihydroxy compound and a carbonate precursor react is mentioned. At this time, in addition to the dihydroxy compound and the carbonate precursor, a polyhydroxy compound or the like may be reacted. Further, a method of reacting carbon dioxide with a cyclic ether using a carbonate precursor may be used. The polycarbonate polymer may be linear or branched. Further, the polycarbonate polymer may be a homopolymer composed of one type of repeating unit or a copolymer having two or more types of repeating units. At this time, the copolymer can be selected from various copolymerization forms such as a random copolymer and a block copolymer. In general, such a polycarbonate polymer is a thermoplastic resin.
芳香族ポリカーボネート樹脂の原料となるモノマーのうち、芳香族ジヒドロキシ化合物の例を挙げると、１，２−ジヒドロキシベンゼン、１，３−ジヒドロキシベンゼン（即ち、レゾルシノール）、１，４−ジヒドロキシベンゼン等のジヒドロキシベンゼン類；２，５−ジヒドロキシビフェニル、２，２'−ジヒドロキシビフェニル、４，４'−ジヒドロキシビフェニル等のジヒドロキシビフェニル類；２，２'−ジヒドロキシ−１，１'−ビナフチル、１，２−ジヒドロキシナフタレン、１，３−ジヒドロキシナフタレン、２，３−ジヒドロキシナフタレン、１，６−ジヒドロキシナフタレン、２，６−ジヒドロキシナフタレン、１，７−ジヒドロキシナフタレン、２，７−ジヒドロキシナフタレン等のジヒドロキシナフタレン類；２，２'−ジヒドロキシジフェニルエーテル、３，３'−ジヒドロキシジフェニルエーテル、４，４'−ジヒドロキシジフェニルエーテル、４，４'−ジヒドロキシ−３，３'−ジメチルジフェニルエーテル、１，４−ビス（３−ヒドロキシフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（４−ヒドロキシフェノキシ）ベンゼン等のジヒドロキシジアリールエーテル類；２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（即ち、ビスフェノールＡ）、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−メトキシ−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２−（４−ヒドロキシフェニル）−２−（３−メトキシ−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、１，１−ビス（３−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−シクロヘキシル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２−（４−ヒドロキシフェニル）−２−（３−シクロヘキシル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、α，α’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１，４−ジイソプロピルベンゼン、１，３−ビス［２−（４−ヒドロキシフェニル）−２−プロピル］ベンゼン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキシルメタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）フェニルメタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）（４−プロペニルフェニル）メタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）ジフェニルメタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）ナフチルメタン、１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１−フェニルエタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１−ナフチルエタン、１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン、２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ペンタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ヘキサン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ヘキサン、１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）オクタン、２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）オクタン、１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ヘキサン、２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ヘキサン、４，４−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ヘプタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ノナン、１０−ビス（４−ヒドロキシフェニル）デカン、１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ドデカン等のビス（ヒドロキシアリール）アルカン類；１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロペンタン、１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、４−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３，３−ジメチルシクロヘキサン、１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３，４−ジメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３，５−ジメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３−プロピル−５−メチルシクロヘキサン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３−ｔｅｒｔ−ブチル−シクロヘキサン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３−ｔｅｒｔ−ブチル−シクロヘキサン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３−フェニルシクロヘキサン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン等のビス（ヒドロキシアリール）シクロアルカン類；９，９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオレン、９，９−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）フルオレン等のカルド構造含有ビスフェノール類；４，４'−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、４，４'−ジヒドロキシ−３，３'−ジメチルジフェニルスルフィド等のジヒドロキシジアリールスルフィド類；４，４'−ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、４，４'−ジヒドロキシ−３，３'−ジメチルジフェニルスルホキシド等のジヒドロキシジアリールスルホキシド類；４，４'−ジヒドロキシジフェニルスルホン、４，４'−ジヒドロキシ−３，３'−ジメチルジフェニルスルホン等のジヒドロキシジアリールスルホン類等が挙げられる。 Examples of aromatic dihydroxy compounds among monomers used as raw materials for aromatic polycarbonate resins include dihydroxy compounds such as 1,2-dihydroxybenzene, 1,3-dihydroxybenzene (ie, resorcinol), 1,4-dihydroxybenzene, and the like. Benzenes; dihydroxybiphenyls such as 2,5-dihydroxybiphenyl, 2,2′-dihydroxybiphenyl, 4,4′-dihydroxybiphenyl; 2,2′-dihydroxy-1,1′-binaphthyl, 1,2-dihydroxy Dihydroxynaphthalenes such as naphthalene, 1,3-dihydroxynaphthalene, 2,3-dihydroxynaphthalene, 1,6-dihydroxynaphthalene, 2,6-dihydroxynaphthalene, 1,7-dihydroxynaphthalene, 2,7-dihydroxynaphthalene; 2 , 2'-di Droxydiphenyl ether, 3,3′-dihydroxydiphenyl ether, 4,4′-dihydroxydiphenyl ether, 4,4′-dihydroxy-3,3′-dimethyldiphenyl ether, 1,4-bis (3-hydroxyphenoxy) benzene, 1, Dihydroxydiaryl ethers such as 3-bis (4-hydroxyphenoxy) benzene; 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane (ie, bisphenol A), 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 2 , 2-bis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (3-methoxy-4-hydroxyphenyl) propane, 2- (4-hydroxyphenyl) -2- (3-methoxy-4 -Hydroxyphenyl) propane, 1,1-bis (3-tert-butyl) 4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) propane, 2,2-bis (3-cyclohexyl-4-hydroxyphenyl) propane, 2- (4- Hydroxyphenyl) -2- (3-cyclohexyl-4-hydroxyphenyl) propane, α, α′-bis (4-hydroxyphenyl) -1,4-diisopropylbenzene, 1,3-bis [2- (4-hydroxy Phenyl) -2-propyl] benzene, bis (4-hydroxyphenyl) methane, bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexylmethane, bis (4-hydroxyphenyl) phenylmethane, bis (4-hydroxyphenyl) (4-propenylphenyl) ) Methane, bis (4-hydroxyphenyl) diphenylmethane, bis (4- Droxyphenyl) naphthylmethane, 1-bis (4-hydroxyphenyl) ethane, 2-bis (4-hydroxyphenyl) ethane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -1-phenylethane, 1,1- Bis (4-hydroxyphenyl) -1-naphthylethane, 1-bis (4-hydroxyphenyl) butane, 2-bis (4-hydroxyphenyl) butane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) pentane, 1, 1-bis (4-hydroxyphenyl) hexane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) hexane, 1-bis (4-hydroxyphenyl) octane, 2-bis (4-hydroxyphenyl) octane, 1-bis ( 4-hydroxyphenyl) hexane, 2-bis (4-hydroxyphenyl) hexane, 4,4-bis (4-hydro) Bis (hydroxyaryl) alkanes such as xylphenyl) heptane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) nonane, 10-bis (4-hydroxyphenyl) decane, 1-bis (4-hydroxyphenyl) dodecane; Bis (4-hydroxyphenyl) cyclopentane, 1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane, 4-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3,3-dimethylcyclohexane 1-bis (4-hydroxyphenyl) -3,4-dimethylcyclohexane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3,5-dimethylcyclohexane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3 , 3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis (4-hydroxy 3,5-dimethylphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3-propyl-5-methylcyclohexane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl)- 3-tert-butyl-cyclohexane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3-tert-butyl-cyclohexane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3-phenylcyclohexane, 1,1-bis Bis (hydroxyaryl) cycloalkanes such as (4-hydroxyphenyl) -4-phenylcyclohexane; 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) Bisphenols containing cardo structure such as fluorene; 4,4'-dihydroxydiphenylsulfur Dihydroxy diaryl sulfides such as 4,4′-dihydroxy-3,3′-dimethyldiphenyl sulfide; 4,4′-dihydroxydiphenyl sulfoxide, 4,4′-dihydroxy-3,3′-dimethyldiphenyl sulfoxide, etc. Dihydroxydiaryl sulfoxides; dihydroxydiaryl sulfones such as 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone and 4,4′-dihydroxy-3,3′-dimethyldiphenylsulfone;
これらの中でもビス（ヒドロキシアリール）アルカン類が好ましく、中でもビス（４−ヒドロキシフェニル）アルカン類が好ましく、特に耐衝撃性、耐熱性の点から２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（即ち、ビスフェノールＡ）が好ましい。 Among these, bis (hydroxyaryl) alkanes are preferable, and bis (4-hydroxyphenyl) alkanes are preferable, and 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane (ie, from the viewpoint of impact resistance and heat resistance). Bisphenol A) is preferred.
なお、芳香族ジヒドロキシ化合物は、１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。 In addition, 1 type may be used for an aromatic dihydroxy compound and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
また、脂肪族ポリカーボネート樹脂の原料となるモノマーの例を挙げると、エタン−１，２−ジオール、プロパン−１，２−ジオール、プロパン−１，３−ジオール、２，２−ジメチルプロパン−１，３−ジオール、２−メチル−２−プロピルプロパン−１，３−ジオール、ブタン−１，４−ジオール、ペンタン−１，５−ジオール、ヘキサン−１，６−ジオール、デカン−１，１０−ジオール等のアルカンジオール類；シクロペンタン−１，２−ジオール、シクロヘキサン−１，２−ジオール、シクロヘキサン−１，４−ジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、４−（２−ヒドロキシエチル）シクロヘキサノール、２，２，４，４−テトラメチル−シクロブタン−１，３−ジオール等のシクロアルカンジオール類；２，２'−オキシジエタノール（即ち、エチレングリコール）、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、スピログリコール等のグリコール類；１，２−ベンゼンジメタノール、１，３−ベンゼンジメタノール、１，４−ベンゼンジメタノール、１，４−ベンゼンジエタノール、１，３−ビス（２−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン、１，４−ビス（２−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン、２，３−ビス（ヒドロキシメチル）ナフタレン、１，６−ビス（ヒドロキシエトキシ）ナフタレン、４，４'−ビフェニルジメタノール、４，４'−ビフェニルジエタノール、１，４−ビス（２−ヒドロキシエトキシ）ビフェニル、ビスフェノールＡビス（２−ヒドロキシエチル）エーテル、ビスフェノールＳビス（２−ヒドロキシエチル）エーテル等のアラルキルジオール類；１，２−エポキシエタン（即ち、エチレンオキシド）、１，２−エポキシプロパン（即ち、プロピレンオキシド）、１，２−エポキシシクロペンタン、１，２−エポキシシクロヘキサン、１，４−エポキシシクロヘキサン、１−メチル−１，２−エポキシシクロヘキサン、２，３−エポキシノルボルナン、１，３−エポキシプロパン等の環状エーテル類が挙げられ、これらは１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。 Examples of the monomer that is a raw material for the aliphatic polycarbonate resin include ethane-1,2-diol, propane-1,2-diol, propane-1,3-diol, 2,2-dimethylpropane-1, 3-diol, 2-methyl-2-propylpropane-1,3-diol, butane-1,4-diol, pentane-1,5-diol, hexane-1,6-diol, decane-1,10-diol Alkanediols such as cyclopentane-1,2-diol, cyclohexane-1,2-diol, cyclohexane-1,4-diol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 4- (2-hydroxyethyl) cyclohexanol, Cycloalkanediols such as 2,2,4,4-tetramethyl-cyclobutane-1,3-diol; 2,2′-oxy Glycols such as sidiethanol (ie, ethylene glycol), diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, spiroglycol; 1,2-benzenedimethanol, 1,3-benzenedimethanol, 1,4-benzenedimethanol, 1 , 4-benzenediethanol, 1,3-bis (2-hydroxyethoxy) benzene, 1,4-bis (2-hydroxyethoxy) benzene, 2,3-bis (hydroxymethyl) naphthalene, 1,6-bis (hydroxy Ethoxy) naphthalene, 4,4′-biphenyldimethanol, 4,4′-biphenyldiethanol, 1,4-bis (2-hydroxyethoxy) biphenyl, bisphenol A bis (2-hydroxyethyl) ether, bisphenol S bis (2 -Hydroxyethyl) Aralkyl diols such as ether; 1,2-epoxyethane (ie, ethylene oxide), 1,2-epoxypropane (ie, propylene oxide), 1,2-epoxycyclopentane, 1,2-epoxycyclohexane, 1,4 -Cyclic ethers such as epoxycyclohexane, 1-methyl-1,2-epoxycyclohexane, 2,3-epoxynorbornane, 1,3-epoxypropane and the like may be used, and these may be used alone or in combination of two or more May be used in any combination and ratio.
芳香族ポリカーボネート樹脂の原料となるモノマーのうち、カーボネート前駆体の例を挙げると、カルボニルハライド、カーボネートエステル等が挙げられる。なお、カーボネート前駆体は、１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。 Among the monomers used as the raw material for the aromatic polycarbonate resin, examples of the carbonate precursor include carbonyl halide and carbonate ester. In addition, 1 type may be used for a carbonate precursor and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
カルボニルハライドとしては、具体的には例えば、ホスゲンや、ジヒドロキシ化合物のビスクロロホルメート体、ジヒドロキシ化合物のモノクロロホルメート体等のハロホルメート等が挙げられる。 Specific examples of the carbonyl halide include phosgene, haloformates such as a bischloroformate of a dihydroxy compound, and a monochloroformate of a dihydroxy compound.
カーボネートエステルとしては、具体的には例えば、ジフェニルカーボネート、ジトリルカーボネート等のジアリールカーボネート類；ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等のジアルキルカーボネート類；ジヒドロキシ化合物のビスカーボネート体、ジヒドロキシ化合物のモノカーボネート体、環状カーボネート等のジヒドロキシ化合物のカーボネート体等が挙げられる。 Specific examples of the carbonate ester include diaryl carbonates such as diphenyl carbonate and ditolyl carbonate; dialkyl carbonates such as dimethyl carbonate and diethyl carbonate; biscarbonate bodies of dihydroxy compounds, monocarbonate bodies of dihydroxy compounds, and cyclic carbonates. And carbonate bodies of dihydroxy compounds such as
ポリカーボネート樹脂の製造方法は、特に限定されるものではなく、任意の方法を採用できる。その例を挙げると、界面重合法、溶融エステル交換法、ピリジン法、環状カーボネート化合物の開環重合法、プレポリマーの固相エステル交換法などを挙げることができる。以下、これらの方法のうち特に好適な、界面重合法及び溶融エステル交換法について具体的に説明する。 The method for producing the polycarbonate resin is not particularly limited, and any method can be adopted. Examples thereof include an interfacial polymerization method, a melt transesterification method, a pyridine method, a ring-opening polymerization method of a cyclic carbonate compound, and a solid phase transesterification method of a prepolymer. Hereinafter, the interfacial polymerization method and the melt transesterification method, which are particularly suitable among these methods, will be specifically described.
「界面重合法」
界面重合法では、反応に不活性な有機溶媒及びアルカリ水溶液の存在下で、通常ｐＨを９以上に保ち、ジヒドロキシ化合物とカーボネート前駆体（好ましくは、ホスゲン）とを反応させた後、重合触媒の存在下で界面重合を行うことによってポリカーボネート樹脂を得る。なお、反応系には、必要に応じて分子量調整剤（末端停止剤）を存在させるようにしてもよく、ジヒドロキシ化合物の酸化防止のために酸化防止剤を存在させるようにしてもよい。
"Interfacial polymerization"
In the interfacial polymerization method, a dihydroxy compound and a carbonate precursor (preferably phosgene) are reacted in the presence of an organic solvent inert to the reaction and an aqueous alkaline solution, usually at a pH of 9 or higher. Polycarbonate resin is obtained by interfacial polymerization in the presence. In the reaction system, a molecular weight adjusting agent (terminal terminator) may be present as necessary, or an antioxidant may be present to prevent the oxidation of the dihydroxy compound.
ジヒドロキシ化合物及びカーボネート前駆体は、前述のとおりである。なお、カーボネート前駆体の中でもホスゲンを用いることが好ましく、ホスゲンを用いた場合の方法は特にホスゲン法と呼ばれる。 The dihydroxy compound and the carbonate precursor are as described above. Of the carbonate precursors, phosgene is preferably used, and a method using phosgene is particularly called a phosgene method.
反応に不活性な有機溶媒としては、例えば、ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロベンゼン等の塩素化炭化水素等；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素等が挙げられる。なお、有機溶媒は、１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。 Examples of the organic solvent inert to the reaction include chlorinated hydrocarbons such as dichloromethane, 1,2-dichloroethane, chloroform, monochlorobenzene and dichlorobenzene; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene. . In addition, 1 type may be used for an organic solvent and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
アルカリ水溶液に含有されるアルカリ化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、炭酸水素ナトリウム等のアルカリ金属化合物やアルカリ土類金属化合物が挙げられるが、中でも水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムが好ましい。なお、アルカリ化合物は、１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。 Examples of the alkali compound contained in the alkaline aqueous solution include alkali metal compounds and alkaline earth metal compounds such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, and sodium hydrogen carbonate, among which sodium hydroxide and water Potassium oxide is preferred. In addition, 1 type may be used for an alkali compound and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
アルカリ水溶液中のアルカリ化合物の濃度に制限はないが、通常、反応のアルカリ水溶液中のｐＨを１０〜１２にコントロールするために、５〜１０重量％で使用される。また、例えばホスゲンを吹き込むに際しては、水相のｐＨが１０〜１２、好ましくは１０〜１１になる様にコントロールするために、ビスフェノール化合物とアルカリ化合物とのモル比を、通常１：１．９以上、中でも１：２．０以上、また、通常１：３．２以下、中でも１：２．５以下とすることが好ましい。 Although there is no restriction | limiting in the density | concentration of the alkali compound in aqueous alkali solution, Usually, in order to control pH in the aqueous alkali solution of reaction to 10-12, it is used at 5 to 10 weight%. For example, when phosgene is blown, the molar ratio of the bisphenol compound and the alkali compound is usually 1: 1.9 or more in order to control the pH of the aqueous phase to be 10 to 12, preferably 10 to 11. Among these, it is preferable that the ratio is 1: 2.0 or more, usually 1: 3.2 or less, and more preferably 1: 2.5 or less.
重合触媒としては、例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリプロピルアミン、トリヘキシルアミン等の脂肪族三級アミン；Ｎ，Ｎ’−ジメチルシクロヘキシルアミン、Ｎ，Ｎ’−ジエチルシクロヘキシルアミン等の脂環式三級アミン；Ｎ，Ｎ’−ジメチルアニリン、Ｎ，Ｎ’−ジエチルアニリン等の芳香族三級アミン；トリメチルベンジルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムクロライド、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド等の第四級アンモニウム塩、ピリジン、グアニン、グアニジンの塩等が挙げられる。なお、重合触媒は、１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。 Examples of the polymerization catalyst include aliphatic tertiary amines such as trimethylamine, triethylamine, tributylamine, tripropylamine, and trihexylamine; alicyclic rings such as N, N′-dimethylcyclohexylamine and N, N′-diethylcyclohexylamine. Tertiary amines of formula; aromatic tertiary amines such as N, N′-dimethylaniline and N, N′-diethylaniline; quaternary ammonium salts such as trimethylbenzylammonium chloride, tetramethylammonium chloride and triethylbenzylammonium chloride; Examples include pyridine, guanine, guanidine salts, and the like. In addition, 1 type may be used for a polymerization catalyst and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
分子量調整剤としては、例えば、一価のフェノール性水酸基を有する芳香族フェノール；メタノール、ブタノールなどの脂肪族アルコール、メルカプタン、フタル酸イミド等が挙げられるが、中でも芳香族フェノールが好ましい。このような芳香族フェノールとしては、具体的に、ｍ−メチルフェノール、ｐ−メチルフェノール、ｍ−プロピルフェノール、ｐ−プロピルフェノール、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、ｐ−長鎖アルキル置換フェノール等のアルキル基置換フェノール；イソプロパニルフェノール等のビニル基含有フェノール、エポキシ基含有フェノール、ｏ−オキシン安息香酸、２−メチル−６−ヒドロキシフェニル酢酸等のカルボキシル基含有フェノール等が挙げられる。なお、分子量調整剤は、１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。 Examples of the molecular weight modifier include aromatic phenols having a monovalent phenolic hydroxyl group; aliphatic alcohols such as methanol and butanol, mercaptans, and phthalimides, among which aromatic phenols are preferred. Specific examples of such aromatic phenols include alkyl groups such as m-methylphenol, p-methylphenol, m-propylphenol, p-propylphenol, p-tert-butylphenol, and p-long chain alkyl-substituted phenol. Substituted phenols: Vinyl group-containing phenols such as isopropanyl phenol, epoxy group-containing phenols, carboxyl group-containing phenols such as o-oxine benzoic acid, 2-methyl-6-hydroxyphenylacetic acid, and the like. In addition, a molecular weight regulator may use 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
分子量調整剤の使用量は、ジヒドロキシ化合物１００モルに対して、通常０．５モル以上、好ましくは１モル以上であり、また、通常５０モル以下、好ましくは３０モル以下である。分子量調整剤の使用量をこの範囲とすることで、ポリカーボネート樹脂組成物の熱安定性及び耐加水分解性を向上させることができる。 The usage-amount of a molecular weight modifier is 0.5 mol or more normally with respect to 100 mol of dihydroxy compounds, Preferably it is 1 mol or more, and is 50 mol or less normally, Preferably it is 30 mol or less. By making the usage-amount of a molecular weight modifier into this range, the thermal stability and hydrolysis resistance of a polycarbonate resin composition can be improved.
反応の際に、反応基質、反応媒、触媒、添加剤等を混合する順番は、所望のポリカーボネート樹脂が得られる限り任意であり、適切な順番を任意に設定すればよい。例えば、カーボネート前駆体としてホスゲンを用いた場合には、分子量調節剤はジヒドロキシ化合物とホスゲンとの反応（ホスゲン化）の時から重合反応開始時までの間であれば任意の時期に混合できる。なお、反応温度は通常０〜４０℃であり、反応時間は通常は数分（例えば、１０分）〜数時間（例えば、６時間）である。 In the reaction, the order of mixing the reaction substrate, reaction medium, catalyst, additive and the like is arbitrary as long as a desired polycarbonate resin is obtained, and an appropriate order may be arbitrarily set. For example, when phosgene is used as the carbonate precursor, the molecular weight regulator can be mixed at any time as long as it is between the reaction (phosgenation) of the dihydroxy compound and phosgene and the start of the polymerization reaction. In addition, reaction temperature is 0-40 degreeC normally, and reaction time is normally several minutes (for example, 10 minutes)-several hours (for example, 6 hours).
「溶融エステル交換法」
溶融エステル交換法では、例えば、炭酸ジエステルとジヒドロキシ化合物とのエステル交換反応を行う。
"Melted ester exchange method"
In the melt transesterification method, for example, a transesterification reaction between a carbonic acid diester and a dihydroxy compound is performed.
ジヒドロキシ化合物は、前述の通りである。一方、炭酸ジエステルとしては、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルカーボネート等の炭酸ジアルキル化合物；ジフェニルカーボネート；ジトリルカーボネート等の置換ジフェニルカーボネートなどが挙げられる。中でも、ジフェニルカーボネート及び置換ジフェニルカーボネートが好ましく、特にジフェニルカーボネートが好ましい。なお、炭酸ジエステルは１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。 The dihydroxy compound is as described above. On the other hand, examples of the carbonic acid diester include dialkyl carbonate compounds such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and di-tert-butyl carbonate; diphenyl carbonate; substituted diphenyl carbonate such as ditolyl carbonate, and the like. Of these, diphenyl carbonate and substituted diphenyl carbonate are preferable, and diphenyl carbonate is particularly preferable. In addition, carbonic acid diester may use 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとの比率は所望のポリカーボネート樹脂が得られる限り任意であるが、ジヒドロキシ化合物１モルに対して、炭酸ジエステルを等モル量以上用いることが好ましく、中でも１．０１モル以上用いることがより好ましい。なお、上限は通常１．３０モル以下である。このような範囲にすることで、末端水酸基量を好適な範囲に調整できる。 The ratio of the dihydroxy compound and the carbonic acid diester is arbitrary as long as the desired polycarbonate resin can be obtained, but it is preferable to use an equimolar amount or more of the carbonic acid diester with respect to 1 mol of the dihydroxy compound. Is more preferable. The upper limit is usually 1.30 mol or less. By setting it as such a range, the amount of terminal hydroxyl groups can be adjusted to a suitable range.
ポリカーボネート樹脂では、その末端水酸基量が熱安定性、加水分解安定性、色調等に大きな影響を及ぼす傾向がある。このため、公知の任意の方法によって末端水酸基量を必要に応じて調整してもよい。エステル交換反応においては、通常、炭酸ジエステルと芳香族ジヒドロキシ化合物との混合比率、エステル交換反応時の減圧度などを調整することにより、末端水酸基量を調整したポリカーボネート樹脂を得ることができる。なお、この操作により、通常は得られるポリカーボネート樹脂の分子量を調整することもできる。 In the polycarbonate resin, the amount of terminal hydroxyl groups tends to have a great influence on thermal stability, hydrolysis stability, color tone and the like. For this reason, you may adjust the amount of terminal hydroxyl groups as needed by a well-known arbitrary method. In the transesterification reaction, a polycarbonate resin in which the terminal hydroxyl group amount is adjusted can be usually obtained by adjusting the mixing ratio of the carbonic acid diester and the aromatic dihydroxy compound, the degree of vacuum during the transesterification reaction, and the like. In addition, the molecular weight of the polycarbonate resin usually obtained can also be adjusted by this operation.
炭酸ジエステルとジヒドロキシ化合物との混合比率を調整して末端水酸基量を調整する場合、その混合比率は前記の通りである。また、より積極的な調整方法としては、反応時に別途、末端停止剤を混合する方法が挙げられる。この際の末端停止剤としては、例えば、一価フェノール類、一価カルボン酸類、炭酸ジエステル類などが挙げられる。なお、末端停止剤は、１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。 When adjusting the amount of terminal hydroxyl groups by adjusting the mixing ratio of the carbonic acid diester and the dihydroxy compound, the mixing ratio is as described above. Further, as a more aggressive adjustment method, there may be mentioned a method in which a terminal terminator is mixed separately during the reaction. Examples of the terminal terminator at this time include monohydric phenols, monovalent carboxylic acids, carbonic acid diesters, and the like. In addition, 1 type may be used for a terminal terminator and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
溶融エステル交換法によりポリカーボネート樹脂を製造する際には、通常、エステル交換触媒が使用される。エステル交換触媒は任意のものを使用できる。なかでも、例えばアルカリ金属化合物及び／又はアルカリ土類金属化合物を用いることが好ましい。また補助的に、例えば塩基性ホウ素化合物、塩基性リン化合物、塩基性アンモニウム化合物、アミン系化合物などの塩基性化合物を併用してもよい。なお、エステル交換触媒は、１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。 When producing a polycarbonate resin by the melt transesterification method, a transesterification catalyst is usually used. Any transesterification catalyst can be used. Among them, it is preferable to use, for example, an alkali metal compound and / or an alkaline earth metal compound. In addition, auxiliary compounds such as basic boron compounds, basic phosphorus compounds, basic ammonium compounds, and amine compounds may be used in combination. In addition, 1 type may be used for a transesterification catalyst and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
溶融エステル交換法において、反応温度は通常１００〜３２０℃である。また、反応時の圧力は通常２ｍｍＨｇ以下の減圧条件である。具体的操作としては、前記の条件で、芳香族ヒドロキシ化合物等の副生成物を除去しながら、溶融重縮合反応を行えばよい。 In the melt transesterification method, the reaction temperature is usually 100 to 320 ° C. The pressure during the reaction is usually a reduced pressure condition of 2 mmHg or less. As a specific operation, a melt polycondensation reaction may be performed under the above-mentioned conditions while removing a by-product such as an aromatic hydroxy compound.
溶融重縮合反応は、バッチ式、連続式の何れの方法でも行うことができる。バッチ式で行う場合、反応基質、反応媒、触媒、添加剤等を混合する順番は、所望の芳香族ポリカーボネート樹脂が得られる限り任意であり、適切な順番を任意に設定すればよい。ただし中でも、ポリカーボネート樹脂及びポリカーボネート樹脂組成物の安定性等を考慮すると、溶融重縮合反応は連続式で行うことが好ましい。 The melt polycondensation reaction can be performed by either a batch method or a continuous method. When performing by a batch type, the order which mixes a reaction substrate, a reaction medium, a catalyst, an additive, etc. is arbitrary as long as a desired aromatic polycarbonate resin is obtained, What is necessary is just to set an appropriate order arbitrarily. However, considering the stability of the polycarbonate resin and the polycarbonate resin composition, the melt polycondensation reaction is preferably carried out continuously.
溶融エステル交換法においては、必要に応じて、触媒失活剤を用いてもよい。触媒失活剤としてはエステル交換触媒を中和する化合物を任意に用いることができる。その例を挙げると、イオウ含有酸性化合物及びその誘導体などが挙げられる。なお、触媒失活剤は、１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。 In the melt transesterification method, a catalyst deactivator may be used as necessary. As the catalyst deactivator, a compound that neutralizes the transesterification catalyst can be arbitrarily used. Examples thereof include sulfur-containing acidic compounds and derivatives thereof. In addition, 1 type may be used for a catalyst deactivator and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
触媒失活剤の使用量は、前記のエステル交換触媒が含有するアルカリ金属又はアルカリ土類金属に対して、通常０．５当量以上、好ましくは１当量以上であり、また、通常１０当量以下、好ましくは５当量以下である。更には、芳香族ポリカーボネート樹脂に対して、通常１ｐｐｍ以上であり、また、通常１００ｐｐｍ以下、好ましくは２０ｐｐｍ以下である。 The amount of the catalyst deactivator used is usually 0.5 equivalents or more, preferably 1 equivalent or more, and usually 10 equivalents or less, relative to the alkali metal or alkaline earth metal contained in the transesterification catalyst. Preferably it is 5 equivalents or less. Furthermore, it is 1 ppm or more normally with respect to aromatic polycarbonate resin, and is 100 ppm or less normally, Preferably it is 20 ppm or less.
ポリカーボネート樹脂の分子量は任意であり、適宜選択して決定すればよいが、溶液粘度から換算した粘度平均分子量［Ｍｖ］は、通常１０，０００以上、好ましくは１６，０００以上、より好ましくは１８，０００以上であり、また、通常４０，０００以下、好ましくは３０，０００以下である。粘度平均分子量を前記範囲の下限値以上とすることにより本発明のポリカーボネート樹脂組成物の機械的強度をより向上させることができ、機械的強度の要求の高い用途に用いる場合により好ましいものとなる。一方、粘度平均分子量を前記範囲の上限値以下とすることにより本発明のポリカーボネート樹脂組成物の流動性低下を抑制して改善でき、成形加工性を高めて成形加工を容易に行えるようになる。なお、粘度平均分子量の異なる２種類以上のポリカーボネート樹脂を混合して用いてもよく、この場合には、粘度平均分子量が上記の好適な範囲外であるポリカーボネート樹脂を混合してもよい。 The molecular weight of the polycarbonate resin is arbitrary and may be appropriately selected and determined. The viscosity average molecular weight [Mv] converted from the solution viscosity is usually 10,000 or more, preferably 16,000 or more, more preferably 18, 000 or more, and usually 40,000 or less, preferably 30,000 or less. By setting the viscosity average molecular weight to be equal to or higher than the lower limit of the above range, the mechanical strength of the polycarbonate resin composition of the present invention can be further improved, which is more preferable when used for applications requiring high mechanical strength. On the other hand, by setting the viscosity average molecular weight to be equal to or lower than the upper limit of the above range, the polycarbonate resin composition of the present invention can be suppressed and improved in fluidity, and the molding processability can be improved and the molding process can be easily performed. Two or more types of polycarbonate resins having different viscosity average molecular weights may be mixed and used, and in this case, a polycarbonate resin having a viscosity average molecular weight outside the above-mentioned preferred range may be mixed.
なお、粘度平均分子量［Ｍｖ］とは、溶媒としてメチレンクロライドを使用し、ウベローデ粘度計を用いて温度２０℃での極限粘度［η］（単位ｄｌ／ｇ）を求め、Ｓｃｈｎｅｌｌの粘度式、すなわち、η＝１．２３×１０-4Ｍｖ0.83から算出される値を意味する。また極限粘度［η］とは、各溶液濃度［Ｃ］（ｇ／ｄｌ）での比粘度［ηsp］を測定し、下記数式（１）により算出した値である。 The viscosity average molecular weight [Mv] is obtained by using methylene chloride as a solvent and obtaining an intrinsic viscosity [η] (unit: dl / g) at a temperature of 20 ° C. using an Ubbelohde viscometer. Η = 1.23 × 10 −4 Mv 0.83 . The intrinsic viscosity [η] is a value calculated by the following formula (1) by measuring the specific viscosity [η sp ] at each solution concentration [C] (g / dl).
ポリカーボネート樹脂の末端水酸基濃度は任意であり、適宜選択して決定すればよいが、通常１，０００ｐｐｍ以下、好ましくは８００ｐｐｍ以下、より好ましくは６００ｐｐｍ以下である。これにより本発明のポリカーボネート樹脂組成物の滞留熱安定性及び色調をより向上させることができる。また、その下限は、通常１０ｐｐｍ以上、好ましくは３０ｐｐｍ以上、より好ましくは４０ｐｐｍ以上である。これにより、分子量の低下を抑制し、本発明のポリカーボネート樹脂組成物の機械的特性をより向上させることができる。なお、末端水酸基濃度の単位は、ポリカーボネート樹脂の重量に対する、末端水酸基の重量をｐｐｍで表示したものである。その測定方法は、四塩化チタン／酢酸法による比色定量（Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．８８ ２１５（１９６５）に記載の方法）である。 The terminal hydroxyl group concentration of the polycarbonate resin is arbitrary and may be appropriately selected and determined, but is usually 1,000 ppm or less, preferably 800 ppm or less, more preferably 600 ppm or less. Thereby, the residence heat stability and color tone of the polycarbonate resin composition of the present invention can be further improved. Moreover, the minimum is 10 ppm or more normally, Preferably it is 30 ppm or more, More preferably, it is 40 ppm or more. Thereby, the fall of molecular weight can be suppressed and the mechanical characteristic of the polycarbonate resin composition of this invention can be improved more. The unit of the terminal hydroxyl group concentration is the weight of the terminal hydroxyl group expressed in ppm relative to the weight of the polycarbonate resin. The measurement method is colorimetric determination (method described in Macromol. Chem. 88 215 (1965)) by the titanium tetrachloride / acetic acid method.
ポリカーボネート樹脂は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。 A polycarbonate resin may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
ポリカーボネート樹脂は、ポリカーボネート樹脂単独（ポリカーボネート樹脂単独とは、ポリカーボネート樹脂の１種のみを含む態様に限定されず、例えば、モノマー組成や分子量が互いに異なる複数種のポリカーボネート樹脂を含む態様を含む意味で用いる。）で用いてもよく、ポリカーボネート樹脂と他の熱可塑性樹脂とのアロイ（混合物）とを組み合わせて用いてもよい。さらに、例えば、難燃性や耐衝撃性をさらに高める目的で、ポリカーボネート樹脂を、シロキサン構造を有するオリゴマーまたはポリマーとの共重合体；熱酸化安定性や難燃性をさらに向上させる目的でリン原子を有するモノマー、オリゴマーまたはポリマーとの共重合体；熱酸化安定性を向上させる目的で、ジヒドロキシアントラキノン構造を有するモノマー、オリゴマーまたはポリマーとの共重合体；光学的性質を改良するためにポリスチレン等のオレフィン系構造を有するオリゴマーまたはポリマーとの共重合体；耐薬品性を向上させる目的でポリエステル樹脂オリゴマーまたはポリマーとの共重合体等の、ポリカーボネート樹脂を主体とする共重合体として構成してもよい。他の熱可塑性樹脂と組み合わせて用いる場合は、樹脂成分中のポリカーボネート樹脂の割合が５０重量％以上であることが好ましく、６０重量％であることがより好ましく、７０重量％以上であることがさらに好ましい。 The polycarbonate resin is a polycarbonate resin alone (the polycarbonate resin alone is not limited to an embodiment containing only one type of polycarbonate resin, and is used in a sense including an embodiment containing a plurality of types of polycarbonate resins having different monomer compositions and molecular weights, for example. .), Or an alloy (mixture) of a polycarbonate resin and another thermoplastic resin may be used in combination. Further, for example, for the purpose of further improving flame retardancy and impact resistance, a polycarbonate resin is copolymerized with an oligomer or polymer having a siloxane structure; for the purpose of further improving thermal oxidation stability and flame retardancy A monomer, oligomer or polymer having a copolymer; a monomer, oligomer or polymer having a dihydroxyanthraquinone structure for the purpose of improving thermal oxidation stability; Copolymers with oligomers or polymers having an olefin-based structure; for the purpose of improving chemical resistance, they may be configured as copolymers mainly composed of polycarbonate resins, such as copolymers with polyester resin oligomers or polymers. . When used in combination with other thermoplastic resins, the proportion of the polycarbonate resin in the resin component is preferably 50% by weight or more, more preferably 60% by weight, and further preferably 70% by weight or more. preferable.
また、成形品の外観の向上や流動性の向上を図るため、ポリカーボネート樹脂は、ポリカーボネートオリゴマーを含有していてもよい。このポリカーボネートオリゴマーの粘度平均分子量［Ｍｖ］は、通常１，５００以上、好ましくは２，０００以上であり、また、通常９，５００以下、好ましくは９，０００以下である。さらに、含有されるポリカーボネートリゴマーは、ポリカーボネート樹脂（ポリカーボネートオリゴマーを含む）の３０重量％以下とすることが好ましい。 Further, in order to improve the appearance of the molded product and improve the fluidity, the polycarbonate resin may contain a polycarbonate oligomer. The viscosity average molecular weight [Mv] of this polycarbonate oligomer is usually 1,500 or more, preferably 2,000 or more, and usually 9,500 or less, preferably 9,000 or less. Furthermore, the polycarbonate ligomer contained is preferably 30% by weight or less of the polycarbonate resin (including the polycarbonate oligomer).
さらに、ポリカーボネート樹脂は、バージン原料だけでなく、使用済みの製品から再生されたポリカーボネート樹脂（いわゆるマテリアルリサイクルされたポリカーボネート樹脂）であってもよい。前記の使用済みの製品としては、例えば、光学ディスク等の光記録媒体；導光板；自動車窓ガラス、自動車ヘッドランプレンズ、風防等の車両透明部材；水ボトル等の容器；メガネレンズ；防音壁、ガラス窓、波板等の建築部材などが挙げられる。また、製品の不適合品、スプルー、ランナー等から得られた粉砕品またはそれらを溶融して得たペレット等も使用可能である。 Further, the polycarbonate resin may be not only a virgin raw material but also a polycarbonate resin regenerated from a used product (so-called material-recycled polycarbonate resin). Examples of the used products include: optical recording media such as optical disks; light guide plates; vehicle window glass, vehicle headlamp lenses, windshields and other vehicle transparent members; water bottles and other containers; eyeglass lenses; Examples include architectural members such as glass windows and corrugated sheets. Also, non-conforming products, pulverized products obtained from sprues, runners, etc., or pellets obtained by melting them can be used.
ただし、再生されたポリカーボネート樹脂は、本発明のポリカーボネート樹脂組成物に含まれるポリカーボネート樹脂のうち、８０重量％以下であることが好ましく、中でも５０重量％以下であることがより好ましい。再生されたポリカーボネート樹脂は、熱劣化や経年劣化等の劣化を受けている可能性が高いため、このようなポリカーボネート樹脂を前記の範囲よりも多く用いた場合、色相や機械的物性を低下させる可能性があるためである。 However, the regenerated polycarbonate resin is preferably 80% by weight or less, more preferably 50% by weight or less, among the polycarbonate resins contained in the polycarbonate resin composition of the present invention. Recycled polycarbonate resin is likely to have undergone deterioration such as heat deterioration and aging deterioration, so when such polycarbonate resin is used more than the above range, hue and mechanical properties can be reduced. It is because there is sex.
上述した母材１４には、本発明の特性を損なわない範囲において必要に応じて公知の各種添加剤を含有させることができる。例えば、拡散剤、熱安定剤、酸化防止剤、離型剤、難燃剤、難燃助剤、紫外線吸収剤、滑剤、光安定剤、可塑剤、帯電防止剤、熱伝導性改良剤、導電性改良剤、着色剤、耐衝撃性改良剤、抗菌剤、耐薬品性改良剤、強化剤、レーザーマーキング改良剤、屈折率調整剤などが挙げられる。これらの添加剤の具体的な種類や量は、母材１４に対して公知の好適なものを選択することができる。
The
ここで、ポリカーボネート樹脂に配合する好ましい添加剤について例示する。ポリカーボネート樹脂には、拡散剤を含有することが好ましい。拡散剤を含有することで、母材に光拡散性を付与することが可能となる。拡散剤は、無機系光拡散剤、有機系光拡散剤、又は気泡が挙げられる。 Here, it illustrates about the preferable additive mix | blended with polycarbonate resin. The polycarbonate resin preferably contains a diffusing agent. By containing the diffusing agent, it is possible to impart light diffusibility to the base material. Examples of the diffusing agent include inorganic light diffusing agents, organic light diffusing agents, and bubbles.
無機系光拡散剤としては、例えば、珪素、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、カルシウム、マグネシウム、亜鉛及びバリウム等の元素を含有する無機系光拡散剤を用いることが可能であり、また、珪素、アルミニウム、チタン、及びジルコニウムからなる群の少なくとも１つの元素を含む無機系光拡散剤を用いることが好ましい。有機系光拡散剤材としては、アクリル系、スチレン系、ポリアミド系若しくは元素として珪素もしくはフッ素を含む有機系光拡散剤を用いることが可能であり、中でも、アクリル系光拡散剤、又は元素として珪素を含む有機系光拡散剤を用いることが好ましい。 As the inorganic light diffusing agent, for example, an inorganic light diffusing agent containing an element such as silicon, aluminum, titanium, zirconium, calcium, magnesium, zinc and barium can be used, and silicon, aluminum, It is preferable to use an inorganic light diffusing agent containing at least one element of the group consisting of titanium and zirconium. As the organic light diffusing agent material, it is possible to use acrylic, styrene, polyamide, or an organic light diffusing agent containing silicon or fluorine as an element, and among them, an acrylic light diffusing agent or silicon as an element. It is preferable to use an organic light diffusing agent containing
無機系光拡散剤の具体例としては、二酸化ケイ素（シリカ）、ホワイトカーボン、溶融シリカ、タルク、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ホウ素、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化珪素、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、珪酸アルミニウム、珪酸アルミ化ナトリウム、珪酸亜鉛、硫化亜鉛、ガラス粒子、ガラス繊維、ガラスフレーク、マイカ、ワラストナイト、ゼオライト、セピオライト、ベントナイト、モンモリロナイト、ハイドロタルサイト、カオリン、チタン酸カリウム等の材料が挙げられる。 Specific examples of inorganic light diffusing agents include silicon dioxide (silica), white carbon, fused silica, talc, magnesium oxide, zinc oxide, titanium oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, boron oxide, boron nitride, aluminum nitride, and nitride. Silicon, calcium carbonate, barium carbonate, magnesium carbonate, aluminum hydroxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, barium sulfate, calcium silicate, magnesium silicate, aluminum silicate, sodium silicate aluminide, zinc silicate, zinc sulfide, Examples of the material include glass particles, glass fibers, glass flakes, mica, wollastonite, zeolite, sepiolite, bentonite, montmorillonite, hydrotalcite, kaolin, and potassium titanate.
これらの無機拡散剤は、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、メチルハイドロジェンポリシロキサン、脂肪酸含有炭化水素化合物等の各種表面処理剤で処理されたものであっても良く、表面を不活性な無機化合物で被覆されたものでもよい。 These inorganic diffusing agents may be treated with various surface treatment agents such as silane coupling agents, titanate coupling agents, methyl hydrogen polysiloxanes, fatty acid-containing hydrocarbon compounds, and the surface is inactive. It may be coated with an inorganic compound.
有機系光拡散剤としては、スチレン系（共）重合体、アクリル系（共）重合体、シロキサン系（共）重合体、ポリアミド系（共）重合体等の材料が挙げられる。これら、有機系拡散剤の分子の一部又は全部は、架橋していても架橋していなくてもよい。ここで、「（共）重合体」とは「重合体」及び「共重合体」の双方を意味する。 Examples of the organic light diffusing agent include materials such as styrene (co) polymers, acrylic (co) polymers, siloxane (co) polymers, and polyamide (co) polymers. Some or all of these organic diffusing agent molecules may or may not be crosslinked. Here, “(co) polymer” means both “polymer” and “copolymer”.
拡散剤としては、シリカ、ガラス、炭酸カルシウム、マイカ、架橋アクリル系（共）重合体粒子、シロキサン系（共）重合体粒子からなる群から選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。また、さらに平均粒子径が１μｍ以上であることが好ましく、３０μｍ以下であることが好ましい。なお、平均粒子径は、積算重量百分率、粒度分布計等により測定した粒子径である。 The diffusing agent preferably contains at least one selected from the group consisting of silica, glass, calcium carbonate, mica, crosslinked acrylic (co) polymer particles, and siloxane (co) polymer particles. Further, the average particle diameter is preferably 1 μm or more, and preferably 30 μm or less. The average particle size is a particle size measured with an integrated weight percentage, a particle size distribution meter or the like.
拡散剤を用いる場合、母材１４中に、通常０．１重量％以上、好ましくは０．３重量％以上含有する。また、通常４０重量％以下、好ましくは３０重量％以下含有する。
When a diffusing agent is used, the
拡散剤は、波長変換部材を成形する前の樹脂組成物に対しては、通常０．１重量％以上、好ましくは０．３重量％以上含有する。また、通常４０重量％以下、好ましくは３０重量％以下含有する。 The diffusing agent is usually contained in an amount of 0.1% by weight or more, preferably 0.3% by weight or more with respect to the resin composition before molding the wavelength conversion member. Further, it is usually contained in an amount of 40% by weight or less, preferably 30% by weight or less.
熱安定剤としては、例えばリン系化合物が挙げられる。リン系化合物としては、公知の任意のものを使用できる。具体例を挙げると、リン酸、ホスホン酸、亜燐酸、ホスフィン酸、ポリリン酸などのリンのオキソ酸；酸性ピロリン酸ナトリウム、酸性ピロリン酸カリウム、酸性ピロリン酸カルシウムなどの酸性ピロリン酸金属塩；リン酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸セシウム、リン酸亜鉛など第１族または第１０族金属のリン酸塩；有機ホスフェート化合物、有機ホスファイト化合物、有機ホスホナイト化合物などが挙げられる。
Examples of the heat stabilizer include phosphorus compounds. Any known phosphorous compound can be used. Specific examples include phosphorus oxo acids such as phosphoric acid, phosphonic acid, phosphorous acid, phosphinic acid, and polyphosphoric acid; acidic pyrophosphate metal salts such as acidic sodium pyrophosphate, acidic potassium pyrophosphate, and acidic calcium pyrophosphate; phosphoric acid Examples thereof include phosphates of
なかでも、トリフェニルホスファイト、トリス（モノノニルフェニル）ホスファイト、トリス（モノノニル／ジノニル・フェニル）ホスファイト、トリス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、モノオクチルジフェニルホスファイト、ジオクチルモノフェニルホスファイト、モノデシルジフェニルホスファイト、ジデシルモノフェニルホスファイト、トリデシルホスファイト、トリラウリルホスファイト、トリステアリルホスファイト、２，２−メチレンビス（４，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）オクチルホスファイト等の有機ホスファイトが好ましい。 Among them, triphenyl phosphite, tris (monononylphenyl) phosphite, tris (monononyl / dinonyl phenyl) phosphite, tris (2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite, monooctyl diphenyl phosphite, Dioctyl monophenyl phosphite, monodecyl diphenyl phosphite, didecyl monophenyl phosphite, tridecyl phosphite, trilauryl phosphite, tristearyl phosphite, 2,2-methylenebis (4,6-di-tert-butylphenyl) ) Organic phosphites such as octyl phosphite are preferred.
熱安定剤の含有量は、ポリカーボネート樹脂１００重量部に対して、通常０．００１重量部以上、好ましくは０．００１重量部以上、より好ましくは０．０１重量部以上であり、また、通常１重量部以下、好ましくは０．５重量部以下、より好ましくは０．３重量部以下、さらに好ましくは０．１重量部以下である。熱安定剤が少なすぎると熱安定性改良効果が得難く、多すぎると逆に熱安定性が低下する場合がある。 The content of the heat stabilizer is usually 0.001 parts by weight or more, preferably 0.001 parts by weight or more, more preferably 0.01 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the polycarbonate resin. It is not more than parts by weight, preferably not more than 0.5 parts by weight, more preferably not more than 0.3 parts by weight, still more preferably not more than 0.1 parts by weight. If the amount of the heat stabilizer is too small, it is difficult to obtain the effect of improving the heat stability. If the amount is too large, the heat stability may be lowered.
酸化防止剤としては、例えば、ヒンダードフェノール系酸化防止剤が挙げられる。その具体例としては、ペンタエリスリトールテトラキス［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、チオジエチレンビス［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、Ｎ，Ｎ'−ヘキサン−１，６−ジイルビス［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニルプロピオナミド）、２，４−ジメチル−６−（１−メチルペンタデシル）フェノール、ジエチル［［３，５−ビス（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシフェニル］メチル］ホスフォエート、３，３’，３’’，５，５’，５’’−ヘキサ−ｔｅｒｔ−ブチル−ａ，ａ’，ａ’’−（メシチレン−２，４，６−トリイル）トリ−ｐ−クレゾール、４，６−ビス（オクチルチオメチル）−ｏ−クレゾール、エチレンビス（オキシエチレン）ビス［３−（５−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−ｍ−トリル）プロピオネート］、ヘキサメチレンビス［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、１，３，５−トリス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−１，３，５−トリアジン−２，４，６（１Ｈ，３Ｈ，５Ｈ）−トリオン、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−（４，６−ビス（オクチルチオ）−１，３，５−トリアジン−２−イルアミノ）フェノール等が挙げられる。 As antioxidant, a hindered phenolic antioxidant is mentioned, for example. Specific examples thereof include pentaerythritol tetrakis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], octadecyl-3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl). ) Propionate, thiodiethylenebis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], N, N′-hexane-1,6-diylbis [3- (3,5-di-) tert-butyl-4-hydroxyphenylpropionamide), 2,4-dimethyl-6- (1-methylpentadecyl) phenol, diethyl [[3,5-bis (1,1-dimethylethyl) -4-hydroxyphenyl ] Methyl] phosphoate, 3,3 ′, 3 ″, 5,5 ′, 5 ″ -hexa-tert-butyl-a, a ′, a ''-(Mesitylene-2,4,6-triyl) tri-p-cresol, 4,6-bis (octylthiomethyl) -o-cresol, ethylenebis (oxyethylene) bis [3- (5-tert- Butyl-4-hydroxy-m-tolyl) propionate], hexamethylenebis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], 1,3,5-tris (3,5- Di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl) -1,3,5-triazine-2,4,6 (1H, 3H, 5H) -trione, 2,6-di-tert-butyl-4- (4 6-bis (octylthio) -1,3,5-triazin-2-ylamino) phenol and the like.
なかでも、ペンタエリスリトールテトラキス［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネートが好ましい。 Among them, pentaerythritol tetrakis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], octadecyl-3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate preferable.
酸化防止剤の含有量は、ポリカーボネート樹脂１００重量部に対して、通常０．００１重量部以上、好ましくは０．０１重量部以上であり、また、通常１重量部以下、好ましくは０．５重量部以下、より好ましくは０．３重量部以下である。酸化防止剤の含有量が前記範囲の下限値以下の場合は、酸化防止剤としての効果が不十分となる可能性があり、酸化防止剤の含有量が前記範囲の上限値を超える場合は、効果が頭打ちとなり経済的でなくなる可能性がある。 The content of the antioxidant is usually 0.001 part by weight or more, preferably 0.01 part by weight or more, and usually 1 part by weight or less, preferably 0.5 part by weight with respect to 100 parts by weight of the polycarbonate resin. Part or less, more preferably 0.3 part by weight or less. When the content of the antioxidant is less than or equal to the lower limit of the range, the effect as an antioxidant may be insufficient, and when the content of the antioxidant exceeds the upper limit of the range, There is a possibility that the effect reaches its peak and is not economical.
離型剤としては、例えば、脂肪族カルボン酸、脂肪族カルボン酸とアルコールとのエステル、数平均分子量２００〜１５，０００の脂肪族炭化水素化合物、ポリシロキサン系シリコーンオイルなどが挙げられる。 Examples of the release agent include aliphatic carboxylic acids, esters of aliphatic carboxylic acids and alcohols, aliphatic hydrocarbon compounds having a number average molecular weight of 200 to 15,000, polysiloxane silicone oils, and the like.
脂肪族カルボン酸としては、例えば、飽和または不飽和の脂肪族一価、二価または三価カルボン酸を挙げることができる。ここで脂肪族カルボン酸とは、脂環式のカルボン酸も包含する。これらの中で好ましい脂肪族カルボン酸は炭素数６〜３６の一価または二価カルボン酸であり、炭素数６〜３６の脂肪族飽和一価カルボン酸がさらに好ましい。かかる脂肪族カルボン酸の具体例としては、パルミチン酸、ステアリン酸、カプロン酸、カプリン酸、ラウリン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、メリシン酸、テトラリアコンタン酸、モンタン酸、アジピン酸、アゼライン酸などが挙げられる。 Examples of the aliphatic carboxylic acid include saturated or unsaturated aliphatic monovalent, divalent or trivalent carboxylic acid. Here, the aliphatic carboxylic acid includes alicyclic carboxylic acid. Among these, preferable aliphatic carboxylic acids are monovalent or divalent carboxylic acids having 6 to 36 carbon atoms, and aliphatic saturated monovalent carboxylic acids having 6 to 36 carbon atoms are more preferable. Specific examples of such aliphatic carboxylic acids include palmitic acid, stearic acid, caproic acid, capric acid, lauric acid, arachidic acid, behenic acid, lignoceric acid, serotic acid, mellicic acid, tetrariacontanoic acid, montanic acid, adipine Examples include acids and azelaic acid.
脂肪族カルボン酸とアルコールとのエステルにおける脂肪族カルボン酸としては、例えば、前記脂肪族カルボン酸と同じものが使用できる。一方、アルコールとしては、例えば、飽和または不飽和の一価または多価アルコールが挙げられる。これらのアルコールは、フッ素原子、アリール基などの置換基を有していてもよい。これらの中では、炭素数３０以下の一価または多価の飽和アルコールが好ましく、炭素数３０以下の脂肪族又は脂環式飽和一価アルコールまたは脂肪族飽和多価アルコールがさらに好ましい。 As aliphatic carboxylic acid in ester of aliphatic carboxylic acid and alcohol, the same thing as the said aliphatic carboxylic acid can be used, for example. On the other hand, examples of the alcohol include saturated or unsaturated monohydric or polyhydric alcohols. These alcohols may have a substituent such as a fluorine atom or an aryl group. Among these, a monovalent or polyvalent saturated alcohol having 30 or less carbon atoms is preferable, and an aliphatic or alicyclic saturated monohydric alcohol or aliphatic saturated polyhydric alcohol having 30 or less carbon atoms is more preferable.
かかるアルコールの具体例としては、オクタノール、デカノール、ドデカノール、ステアリルアルコール、ベヘニルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、２，２−ジヒドロキシペルフルオロプロパノール、ネオペンチレングリコール、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトール等が挙げられる。 Specific examples of such alcohols include octanol, decanol, dodecanol, stearyl alcohol, behenyl alcohol, ethylene glycol, diethylene glycol, glycerin, pentaerythritol, 2,2-dihydroxyperfluoropropanol, neopentylene glycol, ditrimethylolpropane, dipentaerythritol, and the like. Is mentioned.
脂肪族カルボン酸とアルコールとのエステルの具体例としては、蜜ロウ（ミリシルパルミテートを主成分とする混合物）、ステアリン酸ステアリル、ベヘン酸ベヘニル、ベヘン酸ステアリル、グリセリンモノパルミテート、グリセリンモノステアレート、グリセリンジステアレート、グリセリントリステアレート、ペンタエリスリトールモノパルミテート、ペンタエリスリトールモノステアレート、ペンタエリスリトールジステアレート、ペンタエリスリトールトリステアレート、ペンタエリスリトールテトラステアレート等が挙げられる。 Specific examples of esters of aliphatic carboxylic acids and alcohols include beeswax (a mixture based on myricyl palmitate), stearyl stearate, behenyl behenate, stearyl behenate, glycerin monopalmitate, glycerin monostearate Examples thereof include rate, glycerol distearate, glycerol tristearate, pentaerythritol monopalmitate, pentaerythritol monostearate, pentaerythritol distearate, pentaerythritol tristearate, pentaerythritol tetrastearate and the like.
数平均分子量２００〜１５，０００の脂肪族炭化水素化合物としては、例えば、流動パラフィン、パラフィンワックス、マイクロワックス、ポリエチレンワックス、フィッシャ−トロプシュワックス、炭素数３〜１２のα−オレフィンオリゴマー等が挙げられる。なお、ここで脂肪族炭化水素としては、脂環式炭化水素も含まれる。 Examples of the aliphatic hydrocarbon compound having a number average molecular weight of 200 to 15,000 include liquid paraffin, paraffin wax, microwax, polyethylene wax, Fischer-Tropsch wax, and α-olefin oligomer having 3 to 12 carbon atoms. . Here, the aliphatic hydrocarbon includes alicyclic hydrocarbons.
これらの中では、パラフィンワックス、ポリエチレンワックスまたはポリエチレンワックスの部分酸化物が好ましく、パラフィンワックス、ポリエチレンワックスがさらに好ましい。 Among these, paraffin wax, polyethylene wax, or a partial oxide of polyethylene wax is preferable, and paraffin wax and polyethylene wax are more preferable.
また、前記の脂肪族炭化水素の数平均分子量は、好ましくは５，０００以下である。 The number average molecular weight of the aliphatic hydrocarbon is preferably 5,000 or less.
ポリシロキサン系シリコーンオイルとしては、例えば、ジメチルシリコーンオイル、フェニルメチルシリコーンオイル、ジフェニルシリコーンオイル、フッ素化アルキルシリコーン等が挙げられる。 Examples of the polysiloxane silicone oil include dimethyl silicone oil, phenylmethyl silicone oil, diphenyl silicone oil, and fluorinated alkyl silicone.
離型剤の含有量は、ポリカーボネート樹脂１００重量部に対して、通常０．００１重量部以上、好ましくは０．０１重量部以上であり、また、通常５重量部以下、好ましくは３重量部以下、より好ましくは１重量部以下、さらに好ましくは０．５重量部以下である。離型剤の含有量が前記範囲の下限値以下の場合は、離型性の効果が十分でない場合があり、離型剤の含有量が前記範囲の上限値を超える場合は、耐加水分解性の低下、押出射出成形時の金型汚染などが生じる可能性がある。 The content of the release agent is usually 0.001 part by weight or more, preferably 0.01 part by weight or more, and usually 5 parts by weight or less, preferably 3 parts by weight or less, relative to 100 parts by weight of the polycarbonate resin. More preferably, it is 1 part by weight or less, and still more preferably 0.5 part by weight or less. When the content of the release agent is not more than the lower limit of the above range, the effect of releasability may not be sufficient, and when the content of the release agent exceeds the upper limit of the above range, hydrolysis resistance And mold contamination during extrusion injection molding may occur.
難燃剤としては、ハロゲン系、リン系、有機酸金属塩系、シリコーン系の難燃剤、難燃助剤としては、フッ素樹脂系難燃助剤が挙げられる。難燃剤及び難燃助剤は併用することも可能であり、また、複数を組み合わせて使用することもできる。中でも好ましいのは、リン系難燃剤、有機酸金属塩系難燃剤、フッ素樹脂系難燃助剤である。 Examples of the flame retardant include halogen-based, phosphorus-based, organic acid metal salt-based, and silicone-based flame retardants, and examples of the flame retardant auxiliary include fluororesin-based flame retardant auxiliary. A flame retardant and a flame retardant aid can be used in combination, or a plurality of flame retardants can be used in combination. Among these, phosphorus flame retardants, organic acid metal salt flame retardants, and fluororesin flame retardant aids are preferred.
リン系難燃剤としては芳香族リン酸エステルやホスファゼン化合物が挙げられる。有機酸金属塩系難燃剤としては、有機スルホン酸金属塩が好ましく含フッ素の有機スルホン酸金属塩が特に好ましく、具体的にはパーフルオロブタンスルホン酸カリウム等を例示できる。フッ素系難燃助剤としては、フルオロオレフィン樹脂が好ましく、フィブリル構造を有するテトラフルオロエチレン樹脂が例示できる。フッ素系難燃助剤はパウダー状でもディスパージョン状でも、フッ素樹脂を別の樹脂で被覆したパウダー状でも何れの形態であってもよい。 Examples of phosphorus flame retardants include aromatic phosphate esters and phosphazene compounds. As the organic acid metal salt flame retardant, an organic sulfonic acid metal salt is preferable, and a fluorine-containing organic sulfonic acid metal salt is particularly preferable. Specific examples thereof include potassium perfluorobutane sulfonate. As the fluorine-based flame retardant aid, a fluoroolefin resin is preferable, and a tetrafluoroethylene resin having a fibril structure can be exemplified. The fluorine-based flame retardant aid may be in a powder form, a dispersion form, a powder form in which a fluororesin is coated with another resin, or any form.
これらの難燃剤、難燃助剤の配合比率は所望の難燃レベルを達成するために必要な量を配合すればよいが、通常はポリカーボネート１００重量部に対して、リン系難燃剤の場合で１〜２０重量部の範囲、有機酸金属塩の場合は０．０１〜１重量部の範囲、フッ素樹脂系難燃助剤の場合で０．０１〜１重量部の範囲で配合することが好ましい。上記範囲で難燃剤、難燃助剤を１種類もしくは２種類以上を使用することができる。この範囲より少ないと難燃性の改良効果が出難くなり、これより多いと熱安定性、機械的特性が低下する傾向にあり好ましくない。なお、難燃レベルは、例えばＵＬ９４に代表される燃焼試験などにより判定することができる。 The blending ratio of these flame retardants and flame retardant aids may be blended in the amount necessary to achieve the desired flame retardant level, but is usually in the case of phosphorus flame retardants relative to 100 parts by weight of polycarbonate. It is preferably blended in the range of 1 to 20 parts by weight, in the case of organic acid metal salts in the range of 0.01 to 1 parts by weight, and in the case of fluororesin-based flame retardant aids in the range of 0.01 to 1 part by weight. . Within the above range, one or more flame retardants and flame retardant aids can be used. If the amount is less than this range, it is difficult to improve the flame retardancy. If the amount is more than this range, the thermal stability and mechanical properties tend to decrease, which is not preferable. The flame retardant level can be determined by, for example, a combustion test typified by UL94.
紫外線吸収剤としては、例えば、酸化セリウム、酸化亜鉛などの無機紫外線吸収剤；ベンゾトリアゾール化合物、ベンゾフェノン化合物、サリシレート化合物、シアノアクリレート化合物、トリアジン化合物、オギザニリド化合物、マロン酸エステル化合物、ヒンダードアミン化合物などの有機紫外線吸収剤などが挙げられる。これらのうち、有機紫外線吸収剤が好ましく、中でもベンゾトリアゾール化合物がより好ましい。有機紫外線吸収剤を選択することで、本発明のポリカーボネート樹脂組成物の透明性や機械物性が良好なものになる傾向にある。 Examples of the ultraviolet absorber include inorganic ultraviolet absorbers such as cerium oxide and zinc oxide; organics such as benzotriazole compounds, benzophenone compounds, salicylate compounds, cyanoacrylate compounds, triazine compounds, oxanilide compounds, malonic ester compounds, hindered amine compounds, etc. Examples include ultraviolet absorbers. Of these, organic ultraviolet absorbers are preferred, and benzotriazole compounds are more preferred. By selecting an organic ultraviolet absorber, the polycarbonate resin composition of the present invention tends to have good transparency and mechanical properties.
ベンゾトリアゾール化合物の具体例としては、例えば、２−（２’−ヒドロキシ−５’−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−［２’−ヒドロキシ−３’，５’−ビス（α，α−ジメチルベンジル）フェニル］−ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−フェニル）−ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’−ｔｅｒｔ−ブチル−５’−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−フェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール）、２−（２’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−アミル）−ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−５’−ｔｅｒｔ−オクチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２，２’−メチレンビス［４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）−６−（２Ｎ−ベンゾトリアゾール−２−イル）フェノール］等が挙げられ、なかでも２−（２’−ヒドロキシ−５’−ｔｅｒｔ−オクチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２，２'−メチレンビス［４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）−６−（２Ｎ−ベンゾトリアゾール−２−イル）フェノール］が好ましく、特に２−（２’−ヒドロキシ−５’−ｔｅｒｔ−オクチルフェニル）ベンゾトリアゾールが好ましい。 Specific examples of the benzotriazole compound include, for example, 2- (2′-hydroxy-5′-methylphenyl) benzotriazole, 2- [2′-hydroxy-3 ′, 5′-bis (α, α-dimethylbenzyl). ) Phenyl] -benzotriazole, 2- (2′-hydroxy-3 ′, 5′-di-tert-butyl-phenyl) -benzotriazole, 2- (2′-hydroxy-3′-tert-butyl-5 ′) -Methylphenyl) -5-chlorobenzotriazole, 2- (2'-hydroxy-3 ', 5'-di-tert-butyl-phenyl) -5-chlorobenzotriazole), 2- (2'-hydroxy-3 ', 5'-di-tert-amyl) -benzotriazole, 2- (2'-hydroxy-5'-tert-octylphenyl) benzotriazole, 2,2′-methylenebis [4- (1,1,3,3-tetramethylbutyl) -6- (2N-benzotriazol-2-yl) phenol] and the like, among others, 2- (2′- Hydroxy-5'-tert-octylphenyl) benzotriazole, 2,2'-methylenebis [4- (1,1,3,3-tetramethylbutyl) -6- (2N-benzotriazol-2-yl) phenol] And 2- (2′-hydroxy-5′-tert-octylphenyl) benzotriazole is particularly preferable.
このようなベンゾトリアゾール化合物としては、具体的には例えば、シプロ化成社製（商品名、以下同じ）「シーソーブ７０１」、「シーソーブ７０２」、「シーソーブ７０３」、「シーソーブ７０４」、「シーソーブ７０５」、「シーソーブ７０９」、共同薬品社製「バイオソーブ５２０」、「バイオソーブ５８０」、「バイオソーブ５８２」、「バイオソーブ５８３」、ケミプロ化成社製「ケミソーブ７１」、「ケミソーブ７２」、サイテックインダストリーズ社製「サイアソーブＵＶ５４１１」、アデカ社製「ＬＡ−３２」、「ＬＡ−３８」、「ＬＡ−３６」、「ＬＡ−３４」、「ＬＡ−３１」、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「チヌビンＰ」、「チヌビン２３４」、「チヌビン３２６」、「チヌビン３２７」、「チヌビン３２８」等が挙げられる。
Specific examples of such benzotriazole compounds include “Seesorb 701”, “Seesorb 702”, “Seesorb 703”, “Seesorb 704”, and “Seesorb 705” manufactured by Sipro Kasei Co., Ltd. (trade names, the same applies hereinafter). , “Seasorb 709”, “Biosorb 520”, “Biosorb 580”, “Biosorb 582”, “Biosorb 583” manufactured by Kyodo Yakuhin Co., Ltd. “UV5411”, “LA-32”, “LA-38”, “LA-36”, “LA-34”, “LA-31”, manufactured by Adeka Corporation, “Tinuvin P”, “Cinuvin” manufactured by Ciba Specialty Chemicals 234 "," Tinubin 326 "," Tinubin 327 ","
紫外線吸収剤の好ましい含有量は、ポリカーボネート樹脂１００重量部に対して、０．０１重量部以上、より好ましくは０．１重量部以上であり、また、５重量部以下、好ましくは３重量部以下、より好ましくは１重量部以下、さらに好ましくは０．５重量部以下である。紫外線吸収剤の含有量が前記範囲の下限値以下の場合は、耐候性の改良効果が不十分となる可能性があり、紫外線吸収剤の含有量が前記範囲の上限値を超える場合は、モールドデボジット等が生じ、金型汚染を引き起こす可能性がある。なお、紫外線吸収剤は、１種が含有されていてもよく、２種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていてもよい。 The preferable content of the ultraviolet absorber is 0.01 parts by weight or more, more preferably 0.1 parts by weight or more, and 5 parts by weight or less, preferably 3 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the polycarbonate resin. More preferably, it is 1 part by weight or less, and still more preferably 0.5 part by weight or less. If the content of the UV absorber is below the lower limit of the above range, the effect of improving the weather resistance may be insufficient, and if the content of the UV absorber exceeds the upper limit of the above range, the mold Debogit etc. may occur and cause mold contamination. In addition, 1 type may contain the ultraviolet absorber and 2 or more types may contain it by arbitrary combinations and a ratio.
本実施例において、波長変換部材５は、接着剤等の固着部材を用いて筐体２に固着される。また、波長変換部材５を筐体２ｃの側面を覆うように配置し、波長変換部材５と筐体２の側面とを紐等によって縛りつけてもよい。そして、波長変換部材５を構成する複数の発光糸状成形体１１がほつれたり、或いはばらばらにならないように、発光糸状成形体１１同士を接着剤で固定してもよく、波長変換部材５の縁部分を樹脂等で固めてもよく、又は他の糸等を用いて複数の発光糸状成形体１１の端部を束にして固定してもよい。
In this embodiment, the
次に、波長変換部材５の具体的な製造方法を説明する。先ず、ＹＡＧ蛍光体、ＣＡＳＮ蛍光体、及びＳＣＡＳＮ蛍光体を８：１：１の重量比で混合して混色蛍光体を生成する。続いて、ポリカーボネート樹脂原料と混合し、溶融紡糸装置に投入する。その後、溶融紡糸装置内の温度を摂氏２６０度（２６０℃）以上に調整し、混色蛍光体とポリカーボネート樹脂原料とを混合した蛍光体混合ポリカーボネート樹脂を溶かす。そして、溶かした蛍光体混合ポリカーボネート樹脂の一部を引っ張ることで、断面の直径０．５ｍｍの発光糸状成形体１１が生成される。
Next, a specific method for manufacturing the
発光糸状成形体１１を生成した後、公知の織機を用いて上述した工程を経て生成された発光糸状成形体１１を織り（編み）込むことにより、波長変換部材５を形成する。より具体的には、形成する波長変換部材５の寸法に応じて、経糸１１ａの本数及び長さ及び緯糸１１ｂの本数及び長さを決定し、経糸１１ａの間に緯糸１１ｂを縫うようにして経糸１１ａと緯糸１１ｂとを交互に上下に織り込み、波長変換部材５を形成する。すなわち、一般的な平織りによって波長変換部材５が形成されることになる。なお、織り方は、平織りに限定されることなく、綾織、又は朱子織であってもよい。
After generating the luminous filamentous molded
＜実施例１の効果＞
本実施例に係る半導体発光装置１においては、半導体発光装置１の構成部材である波長変換部材５が、ＬＥＤチップ４から入射される青色光の少なくとも一部を吸収して当該青色光とは異なる波長の赤色光及び黄色光を出射する蛍光体１３、及び蛍光体１３を保持する母材１４からなる少なくとも１本の発光糸状成形体１１を用いて面状に形成されている。このような構造を有する波長変換部材５は、比較的に容易に製造することができるため、半導体発光装置１及び波長変換部材５の製造工程の簡素化及び削減、並びに製造コストの低減を図ることができる。また、上述した構造を有する波長変換部材５は、その大きさを自在に変更することができるため、当該波長変換部材５を用いた半導体発光装置１においては、発光効率の低下を起こすことなく小型化及び高輝度化を図ることができる。
<Effect of Example 1>
In the semiconductor
また、本実施例に係る波長変換部材５を構成する母材１４は、光透過率が８０％以上であって曲げ弾性率が１００ＭＰａ以上２００００ＭＰａ以下であるため、波長変換部材５に良好な可撓性をもたらしつつ、波長変換部材５における光のロスを低減することできる。これにより、半導体発光装置１の形状に合わせて容易に波長変換部材５の形状を変化させることができ、良好な発光効率を有する半導体発光装置１を実現することができる。
Moreover, since the
更に、本実施例に係る波長変換部材５においては、複数の発光糸状成形体１１が編み込まれているため、波長変換部材５に複数の空隙が形成されている。このような空隙の存在により、波長変換部材５を通過する空気の対流を生成することができ、波長変換に伴う波長変換部材５の発熱による温度上昇を抑制することができる。
Furthermore, in the
そして、本実施例に係る波長変換部材５においては、複数の発光糸状成形体１１の断面の直径が０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下であるため、波長変換部材５が屈曲自在となり、波長変換部材５の形状を様々な形状（面状又は立体状）に変更することができる。これにより、波長変換部材５の金型の種類を増やすことなく、半導体発光装置１自体の外形パターンを増やすことができ、製造コストの増加を生じさせることなく、様々な形状の要望に応じて半導体発光装置１を製造することができる。
And in the
＜変形例＞
上述した半導体発光装置１の構造は一例に過ぎず、各種の構成部材の構造及び形状は、本発明の要旨を変更しない範囲において任意に変更することが可能である。以下において、半導体発光装置１の構成部材の変形例を説明する。
<Modification>
The structure of the semiconductor
（波長変換部材の変形例）
上述した実施例において、ＬＥＤチップ４から放射される青色光と、蛍光体１３から出射される黄色光及び赤色光とを合成し、波長変換部材５から擬似的に白色光を放射していたが、黄色蛍光体のみを母材１４に含有させるようにしてもよい。このような場合であっても、青色光及び黄色光とから白色光を合成し、波長変換部材５から当該白色光を放射することができる。また、黄色光は赤色光と緑色光との合成光であるため、波長変換部材５が含有する蛍光体１３を赤色蛍光体及び緑色蛍光体に代えてもよい。このような場合には、ＬＥＤチップ４から放射される青色光と、赤色蛍光体から放射される赤色光と、緑色蛍光体から放射される緑色光とを合成し、波長変換部材５から擬似的に白色光を放射することになる。
(Modification of wavelength conversion member)
In the embodiment described above, the blue light emitted from the
具体的な緑色蛍光体の発光ピーク波長は、通常は５００ｎｍ以上、好ましくは５１０ｎｍ以上、より好ましくは５１５ｎｍ以上で、通常は５５０ｎｍ未満、好ましくは５４２ｎｍ以下、より好ましくは５３５ｎｍ以下の波長範囲にあるものが好適である。中でも、緑色蛍光体として例えば、（Ｙ，Ｌｕ）3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12：Ｃｅ、ＣａＳｃ2Ｏ4：Ｃｅ、Ｃａ3（Ｓｃ，Ｍｇ）2Ｓｉ3Ｏ12：Ｃｅ、（Ｓｒ，Ｂａ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ、（Ｓｉ，Ａｌ）6（Ｏ，Ｎ）8：Ｅｕ（β−サイアロン）、（Ｂａ，Ｓｒ）3Ｓｉ6Ｏ12：Ｎ2：Ｅｕ、ＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ，Ｍｎ、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）Ｓｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕが好ましい。 The emission peak wavelength of a specific green phosphor is usually 500 nm or more, preferably 510 nm or more, more preferably 515 nm or more, and usually less than 550 nm, preferably 542 nm or less, more preferably 535 nm or less. Is preferred. Among them, as the green phosphor, for example, (Y, Lu) 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce, CaSc 2 O 4 : Ce, Ca 3 (Sc, Mg) 2 Si 3 O 12 : Ce, (Sr, Ba) 2 SiO 4 : Eu, (Si, Al) 6 (O, N) 8 : Eu (β-sialon), (Ba, Sr) 3 Si 6 O 12 : N 2 : Eu, SrGa 2 S 4 : Eu BaMgAl 10 O 17 : Eu, Mn, (Ba, Sr, Ca, Mg) Si 2 O 2 N 2 : Eu are preferable.
また、上述した実施例に係る波長変換部材５において、ポリカーボネート樹脂である母材１４内には蛍光体１３のみが分散して保持されていたが、光拡散部材を母材１４内に混入させてもよい。光拡散部材としは、例えば、無機系光拡散材、又は有機系光拡散材を用いることができる。
Further, in the
更に、上述した実施例においては、発光糸状成形体１１を織り込むことによって波長変換部材５を形成していたが、図６又は図７に示すような構造を備える波長変換部材２５、３５を形成してもよい。ここで、図６は変形例に係る波長変換部材２５の部分拡大平面図であり、図７は変形例に係る波長変換部材３５の部分拡大正面図である。なお、図６及び図７におけるＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向は、図１及び図２におけるＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向に対応している。
Further, in the above-described embodiment, the
図６に示すように、波長変換部材２５は、発光糸状成形体１１を網状に重ねた構造を備えている。すなわち、上述した実施例のように、経糸及び緯糸を織り込むようなことを行わず、Ｘ方向に延在する発光糸状成形体１１及びＹ方向に延在する発光糸状成形体１１を単に重ね合わせることのみより、波長変換部材２５が形成されている。このような場合には、発光糸状成形体１１がばらばらになる可能性が高いため、発光糸状成形体１１同士を接着剤で固定してもよく、波長変換部材２５の縁部分を樹脂等で固めてもよく、複数の発光糸状成形体１１の端部を束にして固定してもよい。このような場合であっても、波長変換部材２５は、発光糸状成形体１１同士の間に形成された複数の空隙２２を備えることとなり、優れた放熱性を備えることになる。
As shown in FIG. 6, the
そして、図６に示す波長変換部材２５においては、織機等による織り込み工程を行う必要がなくなり、製造工程の簡素化及び製造コストの低減を図ることができる。また、織機等により織り込むような場合と比較して、空隙２２の大きさを容易に調整することができ、波長変換部材２５の放熱性の向上を図り易くなる。
And in the
図７に示すように、波長変換部材３５は、少なくとも１本の発光糸状成形体１１が絡まった構造を備えている。すなわち、上述した実施例又は図６に係る変形例のように、複数の発光糸状成形体１１を規則的に交差するように並べることを行わず、少なくとも１本の発光糸状成形体１１を不規則に絡めて重ねることにより、所望の厚さを有する波長変換部材３５が形成されている。
As shown in FIG. 7, the
このように発光糸状成形体１１を絡めて重ねることにより、波長変換部材３５としては可撓性を備えることになり、その形状を自在に変形することができる。また、このような場合であっても、波長変換部材２５は、発光糸状成形体１１同士の間に形成された複数の空隙３２を備えることとなり、優れた放熱性を備えることになる。
In this way, by entwining and superposing the luminous filamentous molded
波長変換部材３５の製造方法の一例としては、上述した実施例と同様に溶融紡糸装置を用いて硬化する状態前（すなわち、一部を引っ張ることで延びる状態）の発光糸状成形体１１を生成する。そして、当該発光糸状成形体１１の温度が低下して硬化する前に、発光糸状成形体１１を冷却水内に投入する。この際、発光糸状成形体１１の投入位置を移動させることにより、発光糸状成形体１１を冷却水内で絡めつつ硬化することで、波長変換部材３５が形成される。
As an example of the manufacturing method of the
このように、本変形例の波長変換部材３５は、１本の発光糸状成形体１１から成形することができるため、発光糸状成形体１１の長さの調整や規則的に並べる必要もなく、製造工程の簡素化を図ることができる。また、発光糸状成形体１１を絡めるため、発光糸状成形体１１がほつれたり、又はばらばらになることがなく、波長変換部材３５の信頼性を高めることも可能である。
Thus, since the
また、上述した実施例においては、波長変換部材５を形成する複数の発光糸状成形体１１の構造は全て同一であったが、図８又は図９に示すように、構造が異なる複数の発光糸状成形体を備える波長変換部材４５、５５を形成してもよい。ここで、図８及び図９は、図５と同様にして示す、変形例に係る波長変換部材４５、５５の模式的な部分拡大平面図である。なお、図８及び図９におけるＸ方向及びＹ方向は、図２及び図５におけるＸ方向及びＹ方向に対応している。
Further, in the above-described embodiment, the structures of the plurality of luminescent filamentous molded
図８に示すように、波長変換部材４５は、２種類の発光糸状成形体４１ａ、４１ｂから形成されている。より具体的には、Ｙ方向に延在する発光糸状成形体４１ａと、Ｘ方向に延在する発光糸状成形体４１ｂとが網状に重ね合わせられることにより、波長変換部材４５が形成されている。すなわち、波長変換部材４５においては、上述した図６に係る変形例と同様に、発光糸状成形体同士が所定の間隔にて単に重ね合わせられ、複数の空隙４２が形成されている。
As shown in FIG. 8, the
Ｙ方向に延在する発光糸状成形体４１ａは、ＹＡＧ等の黄色蛍光体である蛍光体４３ａと、蛍光体４３ａを分散保持する母材４４ａとから構成されている。一方、Ｘ方向に延在する発光糸状成形体４１ｂは、ＣＡＳＮ及びＳＣＡＳＮ等の赤色蛍光体である蛍光体４３ｂと、蛍光体４３ｂを分散保持する母材４４ｂとから構成されている。このように、波長変換部材４５は、異なる種類の蛍光体を含有する２種類の発光糸状成形体４１ａ、４１ｂから構成されている。すなわち、波長変換部材４５は、互いに異なる発光特性を備える発光糸状成形体４１ａ、４１ｂから構成されている。なお、母材４４ａと母材４４ｂとは、同一材料であってもよく、異なる材料であってよい。
The light emitting filamentary molded
このような波長変換部材４５においては、発光糸状成形体４１ａ、４１ｂの本数及び長さ等を調整することにより、波長変換部材４５から出射する合成白色光の色、色度、色温度等の特性を自在に調整することができる。例えば、波長変換部材４５から出射する合成白色光を黄味がかった色にする場合には、発光糸状成形体４１ａの本数を多くする方法がとられることになり、波長変換部材４５から出射する合成白色光を赤味がかった色にする場合には、発光糸状成形体４１ｂの本数を多くする方法がとられることになる。
In such a
一方、図９に示すように、波長変換部材５５は、４種類の発光糸状成形体５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄから形成されている。より具体的には、Ｙ方向に延在する発光糸状成形体５１ａ、５１ｂと、Ｘ方向に延在する発光糸状成形体５１ｃ、５１ｄとが網状に重ね合わせられることにより、波長変換部材５５が形成されている。すなわち、波長変換部材５５においては、上述した図６及び図８に係る変形例と同様に、発光糸状成形体同士が所定の間隔にて単に重ね合わせられ、複数の空隙５２が形成されている。
On the other hand, as shown in FIG. 9, the
Ｙ方向に延在する発光糸状成形体５１ａ、５１ｂは、ＹＡＧ等の黄色蛍光体である蛍光体５３ａと、蛍光体５３ａを分散保持する母材５４ａとから構成されている。ここで、発光糸状成形体５１ａと発光糸状成形体５１ｂとの相違は蛍光体５３ａの含有量であり、発光糸状成形体５１ａにおける蛍光体５３ａの含有量が発光糸状成形体５１ｂにおける蛍光体５３ａの含有量よりも少なくなっている。一方、Ｘ方向に延在する発光糸状成形体５１ｃ、５１ｄは、ＣＡＳＮ及びＳＣＡＳＮ等の赤色蛍光体である蛍光体５３ｂと、蛍光体５３ｂを分散保持する母材５４ｂとから構成されている。ここで、発光糸状成形体５１ｃと発光糸状成形体５１ｄとの相違は蛍光体５３ｂの含有量であり、発光糸状成形体５１ｃにおける蛍光体５３ｂの含有量が発光糸状成形体５１ｄにおける蛍光体５３ｂの含有量よりも少なくなっている。このように、波長変換部材５５は、蛍光体の種類及び蛍光体の含有量が異なる、すなわち発光特性が互いに異なる４種類の発光糸状成形体５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄから構成されている。なお、図８の変形例と同様に、母材５４ａと母材５４ｂとは、同一材料であってもよく、異なる材料であってよい。
The light emitting thread-like molded
このような波長変換部材５５においても、図８に係る波長変換部材４５と同様に、発光糸状成形体５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄの本数及び長さ等を調整することにより、波長変換部材４５から出射する合成白色光の色、色度、色温度等の特性を自在に調整することができる。
In such a
また、発光糸状成形体５１ａ、５１ｂを交互に配置することなく、所定の領域に発光糸状成形体５１ａ又は５１ｂのいずれかを多く配置することにより、半導体発光装置１から出射する合成白色光に色むらを備えさせてもよい。同様に、発光糸状成形体５１ｃ、５１ｄについても、所定の領域にいずれかを多く配置してもよい。例えば、波長変換部材５５を半分に分けた場合に、一方の領域に発光糸状成形体５１ａを多く配置し、他方の領域に発光糸状成形体５１ｂを多く配置することにより、半導体発光装置１から出射する合成白色光の黄色みを上述した領域ごとに異ならしめてもよい。
In addition, by arranging a large number of the light-emitting thread-like molded
なお、図８及び図９に係る変形例においては、複数の発光糸成形体を単に重ね合わせることにより、波長変換部材４５、５５を形成していたが、上述した実施例と同様にして複数の発光糸状成形体を織り込む、又は図７に係る変形例と同様にして複数の発光糸状成形体を絡ませることにより波長変換部材４５、５５を形成してもよい。また、各発光糸状成形体が含有する蛍光体は、黄色蛍光体及び赤色蛍光体に限定されることなく、各色光を出射する蛍光体を用いることができ、各色の蛍光体を含有する発光糸状成形体をランダムに配置してもよい。
8 and 9, the
更に、上述した実施例においては、波長変換部材５を形成する全ての発光糸状成形体１１が蛍光体１３を含有し、青色光を波長変換して黄色光又は赤色光を出射することができたが、図１０又は図１１に示すように、非発光糸状成形体を備える波長変換部材６５、７５を形成してもよい。ここで、図１０及び図１１は、図５と同様にして示す、変形例に係る波長変換部材６５、７５の部分拡大平面図である。なお、図１０及び図１１におけるＸ方向及びＹ方向は、図５におけるＸ方向及びＹ方向に対応している。
Further, in the above-described embodiment, all the light emitting filamentous molded
図１０に示すように、波長変換部材６５は、経糸１１ａ、緯糸１１ｂ、及び擬似糸６１から形成されている。より具体的には、Ｙ方向に延在する経糸１１ａ及び擬似糸６１が、Ｘ方向に延在する緯糸１１ｂによって織り込まれている。すなわち、波長変換部材６５は、上述した実施例に係る波長変換部材５における経糸１１ａの一部が擬似糸６１に代わった構造を備えている。ここで、経糸１１ａ及び緯糸１１ｂについては、上述した実施例と同一材料からなるため、その説明は省略する。
As shown in FIG. 10, the
擬似糸６１は、例えば、母材１４のみからなり、蛍光体を含有しない非発光糸状成形体である。従って、擬似糸６１にＬＥＤチップからの青色光が入射しても、当該青色光は波長変換されることなく、擬似糸６１を透過することになる。このように、波長変換部材６５が擬似糸６１を含むことにより、合成白色光を構成する青色光の量を多くすることができ、合成白色光を青味がかった白色にすることができる。また、蛍光体を含有しない非発光糸状成形体を多くすることにより、蛍光体のコストを削減することができ、波長変換部材６５及び半導体発光装置１自体のコストの低減にも繋がることになる。
The pseudo-yarn 61 is, for example, a non-light-emitting thread-like molded body made of only the
図１１に示すように、波長変換部材７５は、経糸１１ａ、緯糸１１ｂ、及び放熱糸７１から形成されている。より具体的には、Ｙ方向に延在する経糸１１ａ及び放熱糸７１が、Ｘ方向に延在する緯糸１１ｂによって織り込まれている。すなわち、波長変換部材７５は、上述した実施例に係る波長変換部材５における経糸１１ａの一部が放熱糸７１に代わった構造を備えている。ここで、経糸１１ａ及び緯糸１１ｂについては、上述した実施例と同一材料からなるため、その説明は省略する。
As shown in FIG. 11, the
放熱糸７１は、比較的に熱伝導率が高く、ＬＥＤチップ４から放射される青色光、並びに蛍光体１３から出射される黄色光及び赤色光を反射する材料から構成されていることが好ましい。特に、擬似糸６１は、アルミニウム、銀、金、白金等の金属材料から構成されていることが好ましい。このように波長変換部材７５内に放熱糸７１が存在することにより、波長変換部材７５が青色光を吸収して黄色光又は赤色光に変化する際に生じる熱を効率良く外部に放熱することが可能になる。また、放熱糸７１が上述したような反射特性を備えことにより、放熱糸７１によって各色の光が吸収されることがなくなり、半導体発光装置１としての発光効率の低下を抑制することができる。
The
なお、放熱糸７１は、ペルチェ素子から構成されていてもよい。このような場合には、上述した金属材料から構成される場合と比較して、一層の冷却効果を奏することが可能になる。
The
（ＬＥＤチップの変形例）
上述した実施例においては、半導体発光装置１の光源として青色光を放射するＬＥＤチップ４を用いたが、半導体発光装置１から白色光を放射することができれば、青色光を放射するＬＥＤチップ４に限定されることなく、例えば、紫外線を放射する他のＬＥＤチップや、近紫外チップ、紫色ＬＥＤチップを用いてもよい。このような場合、波長変換部材５を構成する各発光糸状成形体１１が、当該波長の光を励起光として吸収して赤色光を放射する赤色蛍光体、紫外線を吸収して緑色光を放射する緑色蛍光体、及び紫外線を吸収して青色光を放射する青色蛍光体を分散して保持してもよい。また、赤色蛍光体のみを含有する赤色発光糸状成形体、緑色蛍光体のみを含有する緑色発光糸状成形体、及び青色蛍光体のみを含有する青色発光糸状成形体を形成し、これらの発光糸状成形体を織り込んで波長変換部材５を形成してもよい。このようなＬＥＤチップが発する光のピーク波長は、４００ｎｍ〜４２０ｎｍの波長範囲内にあることが好ましく、４０５ｎｍ〜４１５ｎｍの波長範囲内にあることがより好ましい。
(Modification of LED chip)
In the embodiment described above, the
具合的な赤色蛍光体の発光ピーク波長、及び緑色蛍光体の発光ピーク波長は、上述したものと同一である。 The specific emission peak wavelength of the red phosphor and the emission peak wavelength of the green phosphor are the same as those described above.
具体的な青色蛍光体の発光ピーク波長は、通常は４２０ｎｍ以上、好ましくは４３０ｎｍ以上、より好ましくは４４０ｎｍ以上で、通常は５００ｎｍ未満、好ましくは４９０ｎｍ以下、より好ましくは４８０ｎｍ以下、更に好ましくは４７０ｎｍ以下、特に好ましくは４６０ｎｍ以下の波長範囲にあるものが好適である。中でも、青色蛍光体として例えば、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）10（ＰＯ4）6（Ｃｌ，Ｆ）2：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ）3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕが好ましく、（Ｂａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）10（ＰＯ4）6（Ｃｌ，Ｆ）2：Ｅｕ、Ｂａ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕがより好ましく、Ｓｒ10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕが特に好ましい。 The emission peak wavelength of a specific blue phosphor is usually 420 nm or more, preferably 430 nm or more, more preferably 440 nm or more, usually less than 500 nm, preferably 490 nm or less, more preferably 480 nm or less, and even more preferably 470 nm or less. Particularly preferred are those in the wavelength range of 460 nm or less. Among them, as the blue phosphor, for example, (Ca, Sr, Ba) MgAl 10 O 17 : Eu, (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 (Cl, F) 2 : Eu, (Ba, Ca , Mg, Sr) 2 SiO 4 : Eu, (Ba, Ca, Sr) 3 MgSi 2 O 8 : Eu are preferred, and (Ba, Sr) MgAl 10 O 17 : Eu, (Ca, Sr, Ba) 10 (PO 4 ) 6 (Cl, F) 2 : Eu, Ba 3 MgSi 2 O 8 : Eu are more preferable, and Sr 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu and BaMgAl 10 O 17 : Eu are particularly preferable.
実施例１に係る半導体発光装置１の波長変換部材５は面状に形成されていたが、波長変換部材５を立体的に形成し、当該立体的な波長変換部材を用いて半導体発光装置を構成してもよい。図１２及び図１３を参照しつつ、このような半導体発光装置１０１を実施例２として説明する。ここで、図１２は半導体発光装置１０１の概略を示す斜視図であり、図１３は図１２における線XIII−XIIIに沿った断面図である。なお、図１２及び図１３におけるＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向は、図１及び図４における各方向と同一方向を示している。
Although the
図１２及び図１３から分かるように、半導体発光装置１０１は、複数の略直方体状の配線基板１０３、配線基板１０３上に実装されたＬＥＤチップ１０４、ＬＥＤチップ１０４の上方に設けられた光学レンズ１１０、及びＬＥＤチップ１０４から放射される光の少なくとも一部を波長変換する機能を有する波長変換部材１０５から構成されている。ここで、ＬＥＤチップ１０４の構造及び種類は実施例１のＬＥＤチップ４の構造及び種類と同一であり、波長変換部材１０５の構造は実施例１の波長変換部材５の構造と同一であるため、共通する構成については、その説明を省略する。
As can be seen from FIGS. 12 and 13, the semiconductor
本実施例における半導体発光装置１０１においては、８枚の配線基板１０３が放射状に配置され、１つの配線基体を構成している。従って、本実施例における半導体発光装置１０１は、実施例１の半導体発光装置１と異なり、当該配線基体側にも複数の空隙１１７が形成されている。また、各配線基板１０３のチップ実装面１０３ａは、ＬＥＤチップ１０４の１個が搭載される程の幅を有しており、実施例１の実装基板３よりもその幅が小さくなっている。各配線基板１０３には、２個のＬＥＤチップ１０３が実装されており、半導体発光装置１としては、合計１６個のＬＥＤチップ１０３が実装されている。なお、本実施例において、８枚の配線基板１０３は接着剤等の固着部材により固着されているが、これに限定されることなく、例えば、上記配線基体と同一形状の配線基体を予め一体的に形成するようにしてもよい。
In the semiconductor
本実施例における波長変換部材１０５は、全体として湾曲し、配線基板１０３のチップ実装面１０３ａ、ＬＥＤチップ１０４、及び光学レンズ１１０を離間して覆うように配置されている。すなわち、波長変換部材１０５はその外形がお椀状に形成されており、半導体発光装置１０１の外形がドーム状となっている。これにより、配線基板１０３と波長変換部材１０５との間に、ＬＥＤチップ１０４及び光学レンズ１１０を収納するための部材収納空間１０５ａが形成されることになる。ここで、波長変換部材１０５は、実施例１の波長変換部材５と同様に、複数の発光糸状成形体から構成されているため、優れた可撓性を有しており、これにより、全体的に湾曲させることができる。また、波長変換部材１０５は、半導体発光装置１０１の縁部分を構成する各配線基板１０３の外側端部に、接着剤等を使用して固着されている。
The
光学レンズ１１０は、一般的な平凸レンズであり、ＬＥＤチップ１０４から放射する青色光を一定の方向に集光する。これにより、半導体発光装置１０１から出射する合成白色光をスポット的に照射することが可能になる。光学レンズ１１０は、平凸レンズに限定されることなく、光を集光することができる様々なレンズを用いることができる。なお、半導体発光装置１０１から出射する合成白色光をスポット的に照射するのでなく、全体的に広がるように合成白色光を照射する場合には、光学レンズ１１０を凹レンズにすることが好ましい。これは、ＬＥＤチップ１０４から出射する青色光を発散させ、波長変換部材１０５の大部分に対して青色光を出射させるためである。
The
本実施例の半導体発光装置１０１においては、複数の配線基板１０３から空隙１１７を有する配線基体が構成されているため、配線基板１０３から波長変換部材１０５に亘る空気の流れを生じさせることが可能になる。すなわち、部材収納空間１０５ａ内に対流を生じさせることができる。これにより、ＬＥＤチップ１０３及び波長変換部材１０５に対する冷却効果を向上させることができる。
In the semiconductor
実施例２に係る半導体発光装置１０１においては、波長変換部材１０５の外形がドーム状（半球状）に形成されていたが、波長変換部材の外形を球状に形成し、当該立体的な波長変換部材を用いて半導体発光装置を構成してもよい。図１４及び図１５を参照しつつ、このような半導体発光装置２０１を実施例３として説明する。ここで、図１４は半導体発光装置２０１の概略を示す斜視図であり、図１５は図１４における線XV−XVに沿った断面図である。
In the semiconductor
図１４及び図１５から分かるように、半導体発光装置２０１は、１つの直方体状の配線基板２０３、１つのＬＥＤチップ２０４、ＬＥＤチップ２０４の上方に設けられた光学レンズ２１０、及びＬＥＤチップ２０４から放射される光の少なくとも一部を波長変換する機能を有する波長変換部材２０５から構成されている。ここで、配線基板２０３上に実装されるＬＥＤチップ２０４の数量は、実施例１の半導体発光装置１とは異なり１個であるものの、配線基板２０３の基本的な構成は実施例１の配線基板３と同様であり、ＬＥＤチップ２０４の構造及び種類は実施例１のＬＥＤチップ４の構造及び種類と同一であるため、共通する構成については、その説明を省略する。また、波長変換部材２０５の構造は実施例１の波長変換部材５の構造と同一であるため、共通する構成については、その説明を省略する。
As can be seen from FIGS. 14 and 15, the semiconductor
本実施例における波長変換部材２０５は、全体として湾曲し、ＬＥＤチップ２０４、及び光学レンズ２１０を離間して覆うように配置されている。より具体的には、波長変換部材２０５の外形は球状に形成され、配線基板２０３の外形に合わせて開口が設けられており、当該開口にＬＥＤチップ２０４及び光学レンズ２１０が実装された状態の配線基板２０３が嵌め込まれている。これにより、配線基板２０３と波長変換部材１０５との間に、ＬＥＤチップ２０４及び光学レンズ２１０を収納するための略球状の部材収納空間２０５ａが形成されている。ここで、波長変換部材２０５は、実施例１の波長変換部材５と同様に、複数の発光糸状成形体から構成されているため、優れた可撓性を有しており、これにより、全体的に湾曲させることができる。
The
本実施例においては、光学レンズ２１０として、拡散レンズが使用されている。これにより、ＬＥＤチップ２０４から出射する青色光を波長変換部材２０５の全面に向けて出射することができ、半導体発光装置２０１から出射される合成白色光を比較的に広範囲に出射することができる。
In this embodiment, a diffusion lens is used as the
本実施例においては、織り込む発光糸状成形体１１の数量及び長さを変更することにより、波長変換部材２０５の寸法を自在調整することができるため、１個のＬＥＤチップ２０４を光源とするような比較的小型の半導体発光装置２０１を実現することが可能になる。
In the present embodiment, by changing the quantity and length of the light-emitting thread-like molded
本実施例に係る半導体発光装置２０１は、例えば、電球等の光源として用いることが可能になる。
The semiconductor
実施例３に係る半導体発光装置２０３においては、波長変換部材２０５の外形を球状に構成し、波長変換部材２０５によって１つのＬＥＤチップ及び１つの光学レンズ２１０が離間して囲まれることにより、従来のような電球と同様の形状の半導体発光装置２０３が構成されていたが、球状の波長変換部材内に複数のＬＥＤチップ及び光学レンズを設けるようにしてもよい。図１６及び図１７を参照しつつ、このような半導体発光装置３０１を実施例４として説明する。ここで、図１６は半導体発光装置３０１の概略を示す斜視図であり、図１７は図１６における線XVII−XVIIに沿った断面図である。
In the semiconductor
図１６及び図１７から分かるように、半導体発光装置３０１は、正六面体状の配線基体３０３、配線基体３０３の６つ面のそれぞれに実装されたＬＥＤチップ３０４、ＬＥＤチップ３０４の上方に設けられた光学レンズ３１０、ＬＥＤチップ３０４から放射される光の少なくとも一部を波長変換する機能を有する波長変換部材３０５、配線基体３０３に電力を供給するための電力供給配線３１５、及び配線基体３０３を保持するための保持棒３１６から構成されている。ここで、ＬＥＤチップ３０４の構造及び種類は実施例１のＬＥＤチップ４の構造及び種類と同一であり、波長変換部材３０５の構造は実施例１の波長変換部材５の構造と同一であるため、共通する構成については、その説明を省略する。
As can be seen from FIGS. 16 and 17, the semiconductor
正六面体状の配線基体３０３は、各表面に配線パターンが形成されており、その基本的な構成は、実施例１における配線基板３と同様であり、当該配線パターンに電力供給配線３１５が電気的に接続されている。従って、配線基体３０３に実装されたＬＥＤチップ３０４は、電力供給配線３１５及び当該配線パターンを介して外部電力が供給されることになる。なお、配線基体３０３の形状は正六面体に限定されることなく、他の正多面体、又は単なる多面体等の基体であってもよい。このような場合においても、各面にＬＥＤチップ３０４及び光学レンズ３１０が実装されることになる。
The regular hexahedron-shaped
本実施例における波長変換部材３０５は、全体として湾曲し、配線基体３０３、ＬＥＤチップ３０４、及び光学レンズ３１０を離間して覆うように配置されている。より具体的には、波長変換部材３０５の外形は球状に形成され、配線基板３０３が波長変換部材３０５の中心に配置さている。これにより、波長変換部材３０５の内側領域に、ＬＥＤチップ３０４及び光学レンズ３１０を収納するための部材収納空間３０５ａが形成されることになる。また、波長変換部材３０５の一部には開口３１７が設けられており、電力供給配線３１５が開口３１７を介して波長変換部材３０５内の配線基体３０３に電気的に接続されている。
The
ここで、波長変換部材３０５は、実施例１の波長変換部材５と同様に、複数の発光糸状成形体１１から構成されているため、優れた可撓性を有しており、これにより、全体的に湾曲させることができる。また、波長変換部材３０５を構成する発光糸状成形体１１は、容易に切断することもできることから、布状に織り込まれた状態の波長変換部材３０５を湾曲させて球状にした後、波長変換部材３０５の一部を切り取ることによって開口３１７を形成してもよい。
Here, since the
本実施例においては、光学レンズ３１０として、拡散レンズが使用されている。この理由は、実施例３と同一である。
In this embodiment, a diffusion lens is used as the
保持棒３１６は、配線基体３０３を波長変換部材３０５内の中心に保持するために設けられている。また、保持棒３１６は、ＬＥＤチップ３０４から放射される青色光を吸収することがないように、高い反射率を有する金属等で形成することが好ましい。例えば、保持棒３１６は、アルミニウム、銀、銅等の金属、又はアルミナ系セラミックから構成されていてもよい。また、高い反射率を有さない材料を使用する場合には、当該材料の表面に反射材料（例えば、アルミニウム、銀、若しくは銅等の金属、又はアルミナ系セラミック）を配置することが好ましい。
The holding
本実施例においては、ＬＥＤチップ３０４が正四面体状の配線基体３０３の全ての面に実装されているため、ＬＥＤチップ３０４が６つの方向に向かって青色光を出射することになり、半導体発光装置１の中心から放射状に青色光を出射することができる。そして、波長変換部材３０５が配線基体３０３を中心として外形が球状になるように配置されているため、ＬＥＤチップ３０４から波長変換部材３０５に到達して波長変換された黄色光及び赤色光が、半導体発光装置１の中心から放射状に出射されることになる。これにより、合成白色光は、半導体発光装置１の中心から放射状に出射されることになり、半導体発光装置１から全方位に対して白色光を均一に出射することが可能になる。
In this embodiment, since the
本実施例に係る半導体発光装置３０１は、例えば、提灯、灯籠、又は行灯等の照明装置の光源として用いることが可能になる。
The semiconductor
次に、実施例５として、実施例２に係る半導体発光装置１０１を備える照明装置４００について、図１８を参照しつつ詳細に説明する。ここで図１８は、図１３と同様にして示す照明装置４００の断面図である。なお、半導体発光装置１０１の構成については、実施例２と同一であるため、その説明は省略する。
Next, as Example 5, a
図１８に示すように、照明装置４００は、半導体発光装置１０１、送風機４２１、制御回路４２２、及び筐体４２３から構成されている。本実施例の照明装置４００は、発光部分である半導体発光装置２０１が半球状に形成され、筐体４２３を外形とする非発光部分が略半球状に形成されており、全体として略球状の構造を有している。
As illustrated in FIG. 18, the
送風機４２１は、羽状部４２１ａと、羽部４２１ａを支持する支持部４２１ｂとから構成され、チップ実装面１０３ａとは反対側に位置する面に配置されている。より具体的には、送風機４２１は、駆動源（図示せず）によって回転駆動する支持部４２１ａと、支持部４２１の外周に支持された複数の羽部４２１ａとを有している。すなわち、本実施例に係る送風機４２１は、プロペラファン型に属する。なお、送風機４２１の羽として機能する羽部４２１ａ数量は例えば４枚であるが、送風機４２１の大きさ及び送り出す空気の量（風量）に応じて適宜変更することができる。
The
制御回路４２２は、送風機４２１を回転駆動させるために必要な電力供給を制御することができる、一般的な電子回路である。制御回路４２２は、送風機４２１に対して対向するように筐体４２３の内側表面に配置されており、電気配線（図示せず）を介して送風機の駆動源と電気的に接続している。
The
また、制御装置４２２は、ＬＥＤチップ１０４に供給するための電力量も制御する。従って、制御装置４２２からＬＥＤチップ１０４に供給される電力量を調整することにより、照明装置４００から照射される白色光の輝度及び光量等を調整することができる。
The
筐体４２３は、その外形が略球状であり、その内部に送風機４２１及び制御回路４２２を収納するための部材収納空間４２３ａを有している。すなわち、筐体４２３は、略ドーム状に構成されており、送風機４２１を離間して覆うように配置されている。また、筐体４２３には、筐体４２３を貫くように空気孔４２３ｂが設けられている。これらの空気孔４２３ｂは、送風機４２１が駆動することによって部材収納空間４２３ａから筐体４２３の外部に排出するために設けられている。ここで、空気孔４２３ｂは、送風機４２１と対向する位置に設けられていることが好ましい。これは、送風機４２１の回転によって部材収納空間４２３ａ内の空気を効率よく外部に排出するためである。
The
筐体４２３は、内部に収納される各種の構成部材を照明装置４００の外部から加えられる力（すなわち、外力）から保護するために、金属、セラミックス又はプラスチック等の比較的に強固な部材から構成されている。本実施形態においては、筐体２の材料としてプラスチックを用いることにする。
The
本実施例に係る照明装置４００においては、送風機４２１が回転駆動することにより、波長変換部材１０５の空隙を経由して空気が部材収納空間１０５ａに流れ込む。換言すれば、波長変換部材１０５からＬＥＤチップ１０４に向けた対流が生じる。また、部材収納空間１０５ａ内の空気は、配線基板１０３同士の間を通り抜けて部材収納空間４２３ａに流れ込み、更には空気孔４２３ｂを介して外部に排出される。以上のことから、本実施例の照明装置４００においては、図１８に示すような、波長変換部材１０５から筐体４２３の空気孔４２３ｂに向かう対流が生じることになる。このような対流が生じることにより、ＬＥＤチップ１０４及び制御回路４２２を冷却することができ、照明装置４００の発光効率の向上を図ることができる。
In the
なお、空気の流れは、波長変換部材１０５から筐体４２３の空気孔４２３ｂに向かうものに限れることなく、筐体４２３の空気孔４２３ｂから波長変換部材１０５に向かうように調整してもよい。
The air flow is not limited to the direction from the
１ 半導体発光装置
１ａ 光出射面
２ 筐体
２ａ 開口
２ｂ 部材収納空間
２ｃ 内部側面
３ 配線基板
３ａ チップ実装面
４ ＬＥＤチップ
５ 波長変換部材
６ 配線パターン
７ 配線パターン
８ ｐ電極
９ ｎ電極
１１ 発光糸状成形体
１１ａ 経糸
１１ｂ 緯糸
１２ 空隙
１３ 蛍光体
１４ 母材
２２、３２、４２、１１７ 空隙
２５、３５、４５、５５、６５、７５、１０５、２０５ 波長変換部材
４１ａ、４１ｂ 発光糸状成形体
４３ａ、４３ｂ 蛍光体
４４ａ、４４ｂ 母材
６１ 擬似糸
７１ 放熱糸
１０１、２０１、３０１ 半導体発光装置
１０３ａ チップ実装面
１０４、２０４、３０４ ＬＥＤチップ
１０５ａ、２０５ａ、３０５ａ 部材収納空間
１１０、２１０、３１０ 光学レンズ
３０３ 配線基体
３１５ 電力供給配線
３１６ 保持棒
３１７ 開口
４００ 照明装置
４２１ 送風機
４２１ａ 羽部
４２１ｂ 支持部
４２２ 制御回路
４２３ 筐体
４２３ａ 部材収納空間
４２３ｂ 空気孔
DESCRIPTION OF
Claims (27)
前記半導体発光素子から入射される入射光の少なくとも一部を吸収して前記入射光とは異なる波長の出射光を出射する蛍光体、及び前記蛍光体を保持する母材からなる少なくとも１本の発光糸状成形体を含む波長変換部材と、を有し、
前記波長変換部材は、前記少なくとも１本の発光糸状成形体を用いて面状又は立体形状に形成されていることを特徴とする半導体発光装置。 A semiconductor light emitting device that emits ultraviolet light or blue light;
At least one light emission comprising a phosphor that absorbs at least a part of incident light incident from the semiconductor light emitting element and emits outgoing light having a wavelength different from that of the incident light, and a base material that holds the phosphor. A wavelength conversion member including a thread-shaped molded body,
The wavelength conversion member is formed in a planar shape or a three-dimensional shape using the at least one luminescent filamentary molded body.
前記少なくとも１本の発光糸状成形体によって面状又は立体形状に形成されていることを特徴とする波長変換部材。 A phosphor that absorbs at least a part of incident light incident from the outside and emits outgoing light having a wavelength different from that of the incident light, and at least one light-emitting filamentary molded body that includes a base material that holds the phosphor. Have
A wavelength conversion member formed into a planar shape or a three-dimensional shape by the at least one luminescent filamentary molded body.
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