[发明专利]复合波长转换粉体、含有复合波长转换粉体的树脂组合物及发光装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合波长转换粉体及含有复合波长转换粉体的树脂组合物，更详细而言，涉及一种适合用于各种显示装置、照明装置、太阳能发电装置、光子器件、光放大器等各种光学装置中并且能够兼具高效发光与高可靠性的复合波长转换粉体及含有复合波长转换粉体的树脂组合物。

另外，本发明涉及一种发光装置，更详细而言，涉及一种能够兼具高效发光及高可靠性、并且能够以高输出获得颜色不均少的均匀的发光、例如白光等的发光装置。

本申请要求基于2012年9月21日在日本申请的日本专利申请第2012-208651号、及2013年1月30日在日本申请的日本专利申请第2013-015563号的优先权，在此援引其内容。

背景技术

荧光体被用于各种显示装置、照明装置、太阳能发电装置、光子器件、光放大器等各种光学装置中。尤其是，白色发光元件(白色LED元件)、太阳能电池等光伏装置的波长转换膜等中使用的荧光体需要通过近紫外线或可见光中的蓝光等能量较低的电子射线激发来使其高效发光(荧光)。另外，对于白色发光元件或太阳能光伏装置而言，当然需要荧光体的长期稳定性优良(在长时间内劣化少)，并且需要即使在高温、高湿环境下发光效率的降低也小的波长转换材料。尤其是，在使用通过用近紫外线或可见光激发来发射可见光或红外线的波长转换材料的光学器件中，需要兼顾发光的高效化、高可靠性及优良的耐久性。

作为用近紫外线或蓝光激发且高效地发出可见光的荧光体材料，通常使用钇铝石榴石(YAG)等具有石榴石结构的YAG类荧光体。作为YAG类荧光体的一例的(Y,Tb,Gd)₃Al₅O₁₂：Ce³⁺在室温下获得约90％的量子效率。作为其它荧光体材料，开发并提出了硅酸盐、硼酸盐、磷酸盐等荧光体粉体，但是从耐湿性、耐热性的观点来看劣于YAG类荧光体。另外，作为发光效率、耐久性与YAG类荧光体同等水平的荧光体，提出了氮化物、氧氮化物类荧光体。

这些荧光体通常通过将粉体状的荧光体分散在环氧树脂、聚硅氧烷树脂等有机粘结剂、或玻璃、二氧化硅类无机粘结剂中而用作波长转换构件。

这种高效且高可靠性的荧光体粒子的折射率为约1.63～约2.0，另一方面，有机粘结剂、无机粘结剂的折射率小于1.6。因此，由于荧光体粒子与粘结剂的折射率差而发生散射。例如，在使激发光从波长转换构件的后方入射并使发射光向该波长转换构件的前方射出的光学元件中，需要减少由反向散射导致的光利用效率的损失。因此，将荧光体的粒径设为约10μm。

然而，粒径为约10μm大小的荧光体粒子的情况下，只在粒子的表层部进行激发光的吸收和发射光的射出，而粒子内部几乎不发挥荧光体的功能，浪费材料。

因此，为了提高由荧光体粒子的散射引起的光利用效率，提出了通过用多孔状的覆盖层覆盖荧光体粒子表面来抑制在荧光体粒子表面的散射(专利文献1)。

另外，提出了尝试通过在粘结剂中分散粒径小于激发光、发射光的波长的荧光体粒子而减少由光散射导致的光利用效率的损失。例如，提出了将发光中心用稀土金属负载于沸石单晶的发光材料(专利文献2)、在球形二氧化硅基质中分散有氧化物荧光体纳米粒子的球形无机荧光体(专利文献3)等。

此外，提出了尝试通过减小YAG类荧光体的粒径来抑制光散射性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2011-503266号公报

专利文献2：日本特开2003-246981号公报

专利文献3：日本特开2010-155958号公报

专利文献4：日本特开平10-247750号公报

发明内容

发明所要解决的问题

然而，对于专利文献1中记载的用多孔状的覆盖层覆盖荧光体粒子的表面而言，荧光体粒子本身的折射率并没有改善，因此存在以下问题，虽然抑制了在荧光体粒子表面的散射，但是对于抑制散射几乎没有效果。

另外，对于专利文献2、3中记载的在粘结剂中分散粒径小于激发光、发射光的波长的纳米荧光体而言，虽然由散射导致的光利用效率的损失减少，但是存在由表面缺陷导致的纳米荧光体本身的发光效率大幅降低的缺点，此外，存在容易受到湿度很大影响等可靠性方面的问题，作为波长转换材料的性能不充分。

此外，对于通过减小YAG类荧光体的粒径而抑制光散射性而言，由于粒径减小，由此受到粒子表面的晶体无序程度的很大影响，因此发光效率低至约21％～约56％，对于实用而言不充分。