(57)【要約】【課題】熱による半導体ナノ粒子蛍光体の量子効率の低下を抑制できる発光装置を実現する。【解決手段】ＬＥＤパッケージ（１）は、蛍光体素子（１０）、ＬＥＤ（５１）および封止材（２）を備えている。蛍光体素子（１０）は、封止材（２）において蛍光の出射側に偏在している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリックス中に分散された半導体ナノ粒子蛍光体を含む蛍光体素子と、
励起光を発する光源と、
前記蛍光体素子および前記光源を封止する封止材とを備え、
前記封止材における、前記蛍光体素子が発する蛍光が出射される側を出射側と称し、
前記蛍光体素子は、前記封止材において前記出射側に偏在していることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記蛍光体素子は、前記封止材において前記光源よりも前記出射側に偏在していることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記蛍光体素子が発する蛍光を反射するリフレクターをさらに備え、
前記リフレクターの底部に前記光源が配置され、
前記蛍光体素子は、前記封止材の前記出射側半分の領域に偏在していることを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記封止材は、
前記光源を封止する第１層と、
前記第１層よりも前記出射側に位置する第２層とを含み、
前記蛍光体素子は、前記第１層に含まれておらす、前記第２層に含まれていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項５】
マトリックス中に分散された半導体ナノ粒子蛍光体を含む蛍光体素子と、
励起光を発する光源と、
前記蛍光体素子および前記光源を封止する封止材とを備えた発光装置の製造方法であって、
前記蛍光体素子を含まない第１封止材を前記光源の周囲に注入する第１注入工程と、
前記第１注入工程によって形成された層の上に、前記蛍光体素子を含む第２封止材を注入する第２注入工程とを含むことを特徴とする製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ナノ粒子蛍光体素子を含む発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ナノ粒子蛍光体は、蛍光体としての用途が着目され、研究が進められている。半導体ナノ粒子蛍光体を蛍光体素子として利用する場合、半導体ナノ粒子蛍光体は、マトリックス中に分散されて封入体に封入される。特許文献１には、半導体ナノ粒子の集団を含む一次粒子（蛍光体素子）が開示されている。この一次粒子には表面コーティング材料の層が個別に与えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１３−５０５３４７号公報（２０１３年２月１４日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体ナノ粒子蛍光体は、熱を与えられることによって、その量子効率（ＱＹ）が低下する。この現象は、熱により半導体ナノ粒子蛍光体表面の有機修飾基が脱離し、ナノ粒子蛍光体表面にダングリングボンドが生じることによって生じると考えられる。
【０００５】
しかしながら、特許文献１には、当該現象に対する対処方法が開示されていない。
【０００６】
本開示の一態様は、熱による半導体ナノ粒子蛍光体の量子効率の低下を抑制できる発光装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係る発光装置は、マトリックス中に分散された半導体ナノ粒子蛍光体を含む蛍光体素子と、励起光を発する光源と、前記蛍光体素子および前記光源を封止する封止材とを備え、前記封止材における、前記蛍光体素子が発する蛍光が出射される側を出射側と称し、前記蛍光体素子は、前記封止材において前記出射側に偏在している構成である。
【０００８】
本開示の一態様に係る製造方法は、マトリックス中に分散された半導体ナノ粒子蛍光体を含む蛍光体素子と、励起光を発する光源と、前記蛍光体素子および前記光源を封止する封止材とを備えた発光装置の製造方法であって、前記蛍光体素子を含まない第１封止材を前記光源の周囲に注入する第１注入工程と、前記第１注入工程によって形成された層の上に、前記蛍光体素子を含む第２封止材を注入する第２注入工程とを含む方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の一態様によれば、熱による半導体ナノ粒子蛍光体の量子効率の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１に係るＬＥＤパッケージの構成を示す断面図である。
【図２】蛍光体素子の構成を示す断面図である。
【図３】実施形態２に係るＬＥＤパッケージの構成を示す断面図である。
【図４】実施形態３に係るＬＥＤパッケージの構成を示す断面図である。
【図５】実施形態４に係るＬＥＤパッケージの構成を示す断面図である。
【図６】実施形態５に係るＬＥＤパッケージの構成を示す断面図である。
【図７】実施形態６に係る蛍光体素子の構成を示す断面図である。
【図８】実施形態７に係る蛍光体素子の構成を示す断面図である。
【図９】実施例で用いた複数種類のＬＥＤパッケージを示す断面図である。
【図１０】ＬＥＤパッケージの点灯試験の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
〔実施形態１〕
以下、本開示の一実施形態について、詳細に説明する。図１は、実施形態１に係るＬＥＤ（Light Emitting Diode）パッケージ１（発光装置）の構成を示す断面図である。図１に示すように、ＬＥＤパッケージ１は、ＬＥＤ５１（光源）、リフレクター５２、封止材２および蛍光体素子１０を備えている。ＬＥＤパッケージ１では、封止材２に分散された蛍光体素子１０がリフレクター５２の凹部５に直接注入および封止されている。
【００１２】
リフレクター５２は、蛍光体素子１０が発する蛍光（およびＬＥＤ５１が発する励起光の一部）を反射する部材であり、凹部５の内面が反射鏡として機能する。凹部５の底面５２ＡにＬＥＤ５１が配置されている。
【００１３】
ＬＥＤ５１は、蛍光体素子１０が含む半導体ナノ粒子蛍光体１１を励起させるための励起光を発する励起光源である。ＬＥＤ５１は、リフレクター５２の底面５２Ａに配される必要はなく、リフレクター５２の底面５２Ａの近傍かつ凹部５の側面に配されてもよい。このような底面５２Ａの近傍をリフレクター５２の底部と称する。また、上記励起光源として、半導体レーザなど、他の種類の光源を用いてもよい。
【００１４】
封止材２は、蛍光体素子１０およびＬＥＤ５１を封止する封止材であり、光学的に透明な分散媒である。封止材２は、例えば、樹脂からなるものである。詳細には、封止材２は、ポリマー、エポキシ、シリコーンおよび（メタ）アクリレート、シリカガラス、シリカゲル、シロキサン、ゾルゲル、ヒドロゲル、アガロース、セルロース、エポキシ、ポリエーテル、ポリエチレン、ポリビニル、ポリジアセチレン、ポリフェニレンビニレン、ポリスチレン、ポリピロール、ポリイミド、ポリイミダゾール、ポリスルホン、ポリチオフェン、ポリホスフェート、ポリ（メタ）アクリレート、ポリアクリルアミド、ポリペプチド、ポリサッカライドおよびそれらの組合せから成る。
【００１５】
凹部５の内部に形成された封止材２および蛍光体素子１０の混合物を波長変換部材６と称する。ＬＥＤパッケージ１、特に波長変換部材６において、蛍光体素子１０が発する蛍光が出射される側を出射側と称する。また、ＬＥＤパッケージ１の各部材の面のうち、出射側の面を上面と称することがある。
【００１６】
蛍光体素子１０は、波長変換部材６において出射側に偏在している。より詳細には、蛍光体素子１０は、波長変換部材６においてＬＥＤ５１の上面５１Ａよりも出射側に位置している。上面５１Ａは、ＬＥＤ５１のうち、底面５２Ａと接する面とは反対側の面であり、出射側の面である。図１において、底面５２Ａと並行な平面であり、上面５１Ａを含む平面５３を示す。全ての蛍光体素子１０は、この平面５３よりも出射側に位置している。ただし、不可避的に平面５３よりも底面５２Ａの側に微量の蛍光体素子１０が存在する場合もあり得るが、このような発光装置も本開示の技術的範囲に含まれる。
【００１７】
ＬＥＤ５１は、発光するときに発熱するため、ＬＥＤ５１の周囲に蛍光体素子１０を配さないことが好ましい。図１に示すように蛍光体素子１０を配置することにより、半導体ナノ粒子蛍光体１１の量子効率がＬＥＤ５１の熱によって低下することを抑制することができる。
【００１８】
図２は、蛍光体素子１０の構成を示す断面図である。図２に示すように蛍光体素子１０は、封入体１３、当該封入体１３に封入されたマトリックス１２、およびマトリックス１２中に分散された半導体ナノ粒子蛍光体１１を備えている。マトリックス１２は、イオン性液体または当該イオン性液体に由来する構成単位を含んでいる。
【００１９】
蛍光体素子１０の形状は球状に限定されず、断面形状が多角形を有する立方体等の形状でもよい。蛍光体素子１０の粒子径（直径）は、１μｍ以上、３０μｍ以下が好ましい。蛍光体素子１０の粒子径が３０μｍ以下である場合には、従来の蛍光体と同様のプロセスで封止材２中に分散させることができる傾向にある。
【００２０】
半導体ナノ粒子蛍光体１１は、ナノサイズの蛍光体粒子であり、可視光の散乱がない単一の蛍光体粒子である。半導体ナノ粒子蛍光体１１は、１種類以上の半導体結晶より構成される。
【００２１】
半導体ナノ粒子蛍光体１１の粒子径（直径）は、原料および所望の発光波長に応じて適宜選択することができ、特に制限されない。半導体ナノ粒子蛍光体１１の粒子径は、例えば、１〜２０ｎｍの範囲内である。
【００２２】
半導体ナノ粒子蛍光体１１は、好ましくは、半導体ナノ粒子として、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、ＡｌＰ、ＡｌＳ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、Ｓｉ、Ｇｅ、ＭｇＳ、ＭｇＳｅ、ＭｇＴｅおよびその組み合せから成る群から選択される１または複数の半導体材料を含んでいる。
【００２３】
さらに、半導体ナノ粒子蛍光体１１は、当業者に知られている二成分コア型、三成分コア型、四成分コア型、コアシェル型またはコアマルチシェル型、ドープされたナノ粒子または傾斜したナノ粒子であってよい。
【００２４】
半導体ナノ粒子蛍光体１１は、表面に有機修飾基が存在するため、半導体ナノ粒子蛍光体１１同士の凝集を防ぐことができる。また、半導体ナノ粒子蛍光体１１の表面が極性を有するため、半導体ナノ粒子蛍光体１１は、イオン性液体に由来する構成単位を含むマトリックス中に良好に分散することができる。そのため、半導体ナノ粒子蛍光体１１が凝集によって劣化することを抑制できる。
【００２５】
マトリックス１２は、半導体ナノ粒子蛍光体を安定的に分散させる分散媒であり、イオン性液体または当該イオン性液体に由来する構成単位を含んでいる。本明細書中「イオン性液体」とは、常温（たとえば２５℃）でも溶融状態の塩（常温溶融塩）を意味するものであり、下記一般式（１）で示される。
【００２６】
Ｘ＋Ｙ−    ・・・（１）
上記一般式（１）中、Ｘ＋は、イミダゾリウムイオン、ピリジニウムイオン、ホスホニウムイオン、脂肪族四級アンモニウムイオン、ピロリジニウム、スルホニウムから選択されるカチオンである。これらの中でも、熱的および大気中での安定性に優れるという理由から、脂肪族四級アンモニウムイオンが特に好ましいカチオンとして挙げられる。
【００２７】
また上記一般式（１）中、Ｙ−は、テトラフルオロホウ酸イオン、ヘキサフルオロリン酸イオン、ビストリフルオロメチルスルホニルイミド酸イオン、過塩素酸イオン、トリス（トリフルオロメチルスルホニル）炭素酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、トリフルオロ酢酸イオン、カルボン酸イオン、ハロゲンイオンから選択されるアニオンである。これらの中でも、熱的および大気中での安定性に優れるという理由から、ビストリフルオロメチルスルホニルイミド酸イオンが特に好ましいアニオンとして挙げられる。
【００２８】
例えば、マトリックス１２は、重合性官能基を有するイオン性液体に由来する構成単位を含む樹脂を主成分（例えば、８０質量％以上）として含んでいる。重合性官能基を有するイオン性液体としては、例えば、２−（メタクリロイロキシ）−エチルトリメチルアンモニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドや、１−（３−アクリロイロキシ−プロピル）−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド等が挙げられる。
【００２９】
また、マトリックス１２は、重合性官能基を有しないイオン性液体に由来する構成単位を含む樹脂を主成分（例えば、８０質量％以上）として含んでいてもよい。重合性官能基を有しないイオン性液体としては、例えば、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−Ｎ−プロピルアンモニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−メチル−２−（２−メトキシエチル）アンモニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド等が挙げられる。
【００３０】
イオン性液体に由来する構成単位を含む樹脂は、例えば、イオン性液体を、架橋剤を用いて熱や光などで硬化させることで形成できる。硬化の方法として、紫外線を当てて硬化させる光硬化法や、熱を加えて硬化させる熱硬化法を用いることができる。
【００３１】
マトリックス１２としての上述の物質は、蒸気圧を持たず、ほとんど気化することがないため、安定な状態を保つことが可能となる。また、半導体ナノ粒子蛍光体１１の表面を静電的に安定化させ、凝集させずに安定分散させる効果があり、高い発光効率を保つことが可能になる。
【００３２】
封入体１３は、封入空間を画定する中空かつ透光性のカプセルであり、半導体ナノ粒子蛍光体１１が分散されたマトリックス１２を前記封入空間内に保有する。マトリックス１２の周囲を封入体１３で被覆することにより、マトリックス１２中への酸素および水分の侵入を抑制することができる。これにより、酸素または水分による半導体ナノ粒子蛍光体１１の劣化を抑制でき、半導体ナノ粒子蛍光体１１の効率の低下を抑制できる。
【００３３】
封入体１３の材料は、透光性を有し、かつ酸素や水分を遮断する材料であれば、特に限定されず、無機材料またはポリマー材料等を用いることができる。無機材料は、酸素および水分の遮断性が非常に優れている。無機材料としては、例えば、シリカ、金属酸化物、金属窒化物等を用いることができる。
【００３４】
ポリマー材料は柔軟性を有するため、封入体１３の材料として用いると、半導体ナノ粒子蛍光体１１の耐衝撃性が向上する。ポリマー材料としては、アクリレートポリマー、エポキシド、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリチオエーテル、ポリアクリロニトリル、ポリジエン、ポリスチレンポリブタジエンコポリマー、パリレン、シリカ−アクリレートハイブリッド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニリデン、ポリジビニルベンゼン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイソブチレン、ポリイソプレン、セルロース誘導体、ポリテトラフルオロエチレン等を用いることができる。
【００３５】
（製造方法）
半導体ナノ粒子蛍光体１１の製造方法は、特に制限されず、いかなる製造方法であってもよい。手法が簡便であり、且つ、低コストであるという観点では、半導体ナノ粒子蛍光体１１の製造方法として化学合成法を用いることが好ましい。化学合成法では、生成物質の構成元素を含む複数の出発物質を媒体に分散させた上で、これらを反応させることにより目的の生成物質を得ることができる。このような化学合成法としては、例えば、ゾルゲル法（コロイド法）、ホットソープ法、逆ミセル法、ソルボサーマル法、分子プレカーサ法、水熱合成法、または、フラックス法などが挙げられる。
【００３６】
蛍光体素子１０の製造方法についても特に制限されない。蛍光体素子１０の製造方法として、例えば、次の方法を挙げることができる。
【００３７】
イオン性修飾剤でキャッピングした少なくとも１種類の半導体ナノ粒子蛍光体１１を分散させたマトリックス１２を、封入体１３の材料を含んだ溶液に入れた後、封入体材料の析出処理を行う。これにより、マトリックス１２の表面が封入体１３で被覆された蛍光体素子１０を得ることができる。
【００３８】
ＬＥＤパッケージ１の製造方法として、次の方法を例示できる。まず、リフレクター５２の底面５２ＡにＬＥＤ５１を配置する。そして、封止材２のみ（第１封止材）をリフレクター５２の凹部５に注入する（第１注入工程）。このとき、注入した封止材２がＬＥＤ５１の上面５１Ａを覆う程度に封止材２を注入する。その後、蛍光体素子１０が分散された封止材２（第２封止材）をさらに注入し（第２注入工程）、封止材２の硬化処理を行うことにより、波長変換部材６が完成する。
【００３９】
〔実施形態２〕
本開示の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
【００４０】
図３は、実施形態２に係るＬＥＤパッケージ５０（発光装置）の構成を示す断面図である。図３では、底面５２Ａと封止材２の出射側の面との間の距離を符号Ｈで示している。当該距離を波長変換部材６の高さＨと称する。また、底面５２Ａに平行な平面であり、高さＨの半分の高さに位置する平面を符号５４で示している。
【００４１】
ＬＥＤパッケージ５０では、波長変換部材６において、全ての蛍光体素子１０が平面５４よりも出射側に偏在している。換言すれば、蛍光体素子１０は、封止材２の出射側半分の領域に保持されている。ただし、不可避的に平面５４よりも底面５２Ａの側に微量の蛍光体素子１０が存在する場合もあり得るが、このような発光装置も本開示の技術的範囲に含まれる。すなわち、ＬＥＤパッケージ５０では、波長変換部材６において、実質的に全ての蛍光体素子１０が平面５４よりも出射側に位置している。
【００４２】
ＬＥＤパッケージ５０では、蛍光体素子１０が底面５２Ａから少なくとも高さＨの半分の距離離れている。ＬＥＤパッケージ１と比較して、ＬＥＤパッケージ５０では、蛍光体素子１０をＬＥＤ５１からより遠ざけているため、ＬＥＤ５１の熱による半導体ナノ粒子蛍光体１１の劣化をより効果的に抑制できる。
【００４３】
（製造方法）
ＬＥＤパッケージ５０の製造方法として、次の方法を例示できる。まず、リフレクター５２の底面５２ＡにＬＥＤ５１を配置する。そして、封止材２のみ（第１封止材）をリフレクター５２の凹部５に注入する（第１注入工程）。このとき、注入した封止材２の上面が高さＨの半分よりも出射側に位置するように封止材２を注入する。その後、蛍光体素子１０が分散された封止材２（第２封止材）をさらに注入し（第２注入工程）、封止材２の硬化処理を行うことにより、波長変換部材６が完成する。
【００４４】
〔実施形態３〕
本開示の他の実施形態について、以下に説明する。
【００４５】
図４は、実施形態３に係るＬＥＤパッケージ６０（発光装置）の構成を示す断面図である。図４に示すように、ＬＥＤパッケージ６０は、ＬＥＤ５１を、蛍光体素子１０を含まない封止材２によって封止することで形成された第１層５５と、蛍光体素子１０を封止材２で封止した第２層５６とを備えている。第２層５６は、第１層５５よりも出射側に位置している。
【００４６】
図４には、高さＨの半分の高さ位置する平面５４を示している。第１層５５と第２層５６との境界面は、平面５４よりも出射側に位置している。すなわち、第１層５５の、底面５２Ａからの高さは、第１層５５および第２層５６の合計の高さＨの半分以上である。
【００４７】
このようにＬＥＤパッケージ６０では、蛍光体素子１０が底面５２Ａから少なくとも高さＨの半分の距離離れている。ＬＥＤパッケージ１と比較して、ＬＥＤパッケージ６０では、蛍光体素子１０をＬＥＤ５１からより遠ざけているため、ＬＥＤ５１の熱による半導体ナノ粒子蛍光体１１の劣化をより効果的に抑制できる。
【００４８】
（製造方法）
ＬＥＤパッケージ６０の製造方法として、次の方法を例示できる。まず、リフレクター５２の底面５２ＡにＬＥＤ５１を配置する。そして、封止材２のみをリフレクター５２の凹部５に注入する（第１注入工程）。このとき、注入した封止材２の上面が高さＨの半分よりも出射側に位置するように封止材２を注入する。そして、注入した封止材２を硬化させて、第１層５５を形成する。
【００４９】
その後、蛍光体素子１０が分散された封止材２をさらに注入し（第２注入工程）、封止材２の硬化処理を行うことにより、第２層５６が形成される。
【００５０】
このように２段階で波長変換部材６を形成することにより、ＬＥＤ５１の近傍には蛍光体素子１０が含まれない第１層５５を形成し、ＬＥＤ５１から離れた位置に蛍光体素子１０を配置することが確実にできる。
【００５１】
〔実施形態４〕
本開示の他の実施形態について、以下に説明する。
【００５２】
図５は、実施形態４に係るＬＥＤパッケージ７０（発光装置）の構成を示す断面図である。図５に示すように、ＬＥＤパッケージ７０は、蛍光体素子１０と蛍光体素子２０とが封止された波長変換部材６を備えている。
【００５３】
蛍光体素子２０は、蛍光体素子１０が有する半導体ナノ粒子蛍光体１１とは異なる波長の蛍光を発する半導体ナノ粒子蛍光体１１を含んでいる。例えば、蛍光体素子１０が赤色の蛍光を発する半導体ナノ粒子蛍光体１１を含み、蛍光体素子２０が緑色の蛍光を発する半導体ナノ粒子蛍光体１１を含んでいてもよい。このように異なる波長の蛍光を発する蛍光体素子１０・２０を組み合わせることで、所望の色度の蛍光を発する波長変換部材６を実現できる。
【００５４】
ＬＥＤパッケージ７０では、蛍光体素子１０・２０のいずれもが平面５４よりも出射側に位置している。そのため、蛍光体素子１０・２０に含まれる半導体ナノ粒子蛍光体１１がＬＥＤ５１の熱によって劣化することを抑制できる。
【００５５】
なお、蛍光体素子１０・２０を組み合わせることをＬＥＤパッケージ１および６０において実現してもよい。
【００５６】
〔実施形態５〕
本開示の他の実施形態について、以下に説明する。
【００５７】
図６は、実施形態５に係るＬＥＤパッケージ８０（発光装置）の構成を示す断面図である。図６に示すように、ＬＥＤパッケージ８０は、蛍光体素子１０と従来の蛍光体４０とが封止された波長変換部材６を備えている。
【００５８】
蛍光体素子１０は、従来の蛍光体４０と同様に扱えるため、従来と同様のプロセスで、蛍光体素子１０と蛍光体４０とを混合し、所望の発光色を有するＬＥＤパッケージ８０を製造することができる。従来の蛍光体４０として、例えば、無機蛍光体、有機色素、希土類賦活酸窒化物蛍光体、ＣａＡｌＳｉＮ３赤色蛍光体またはＹＡＧ：Ｃｅ黄色蛍光体を用いることができる。
【００５９】
ＬＥＤパッケージ８０では、蛍光体素子１０および蛍光体４０のいずれもが平面５４よりも出射側に位置している。そのため、蛍光体素子１０に含まれる半導体ナノ粒子蛍光体１１および蛍光体４０がＬＥＤ５１の熱によって劣化することを抑制できる。
【００６０】
なお、蛍光体素子１０と従来の蛍光体４０とを組み合わせることをＬＥＤパッケージ１および６０において実現してもよい。
〔実施形態６〕
本開示の他の実施形態について、以下に説明する。図７は、実施形態６に係る蛍光体素子１０Ａの構成を示す断面図である。図７に示すように、封入体１３の壁面に、当該壁面から内部空間に貫通する細孔１３Ａが形成されていてもよい。細孔１３Ａの径は、例えば、２０ｎｍ以上１０μｍ以下である。
【００６１】
封入体１３が細孔１３Ａを有していることにより、封入体１３を作製した後、半導体ナノ粒子蛍光体１１を分散させたマトリックス１２を当該封入体１３中に注入して蛍光体素子１０Ａを作製することができる。細孔１３Ａの径が２０ｎｍ以上１０μｍ以下であることにより、半導体ナノ粒子蛍光体１１を分散させたマトリックス１２を効率良く封入体１３に注入できる。
【００６２】
〔実施形態７〕
本開示の他の実施形態について、以下に説明する。図８は、実施形態７に係る蛍光体素子３０の構成を示す断面図である。図８に示すように、蛍光体素子３０は、最も外側に保護基材１４を有している。本実施形態において、封入体１３が細孔１３Ａを有していてもよい。
【００６３】
保護基材１４を形成する材料としては特に制限はなく、例えば主成分の少なくとも一つとしてＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などを挙げることができる。
【００６４】
保護基材１４を設けることにより、蛍光体素子３０に高い化学的安定性を付与することができる。また、封入体１３に細孔１３Ａが形成されている場合には、当該細孔１３Ａからのイオン性液体の液漏れを物理的に防ぐことができ、取扱い性が向上する。
【実施例１】
【００６５】
本開示の一実施例について以下に説明する。図９は、本実施例で用いた複数種類のＬＥＤパッケージを示す断面図である。本実施例では、図９の（ａ）〜（ｄ）に示すＬＥＤパッケージ１００・１１０・１２０・１３０を用いて、これらのＬＥＤパッケージに封止されている蛍光体素子１０に含まれる半導体ナノ粒子蛍光体１１の量子効率（ＱＹ）の維持率を調べた。
【００６６】
図９の（ａ）に示すＬＥＤパッケージ１００は、ＬＥＤ５１の周囲に蛍光体素子１０が存在する従来のＬＥＤパッケージである。図９の（ｂ）に示すＬＥＤパッケージ１１０は、第１層５５の高さと第２層５６の高さとの比が３０：７０である。図９の（ｃ）に示すＬＥＤパッケージ１２０では、第１層５５の高さと第２層５６の高さとの比が５０：５０である。図９の（ｄ）に示すＬＥＤパッケージ１３０では、第１層５５の高さと第２層５６の高さとの比が８０：２０である。なお、第１層５５の高さと第２層５６の高さとの合計は、０．７ｍｍである。
【００６７】
これらＬＥＤパッケージ１００・１１０・１２０・１３０を連続的に点灯させ、蛍光体素子１０に含まれる半導体ナノ粒子蛍光体１１の量子効率の変化を調べた。ＬＥＤ５１の出力は、いずれのＬＥＤパッケージにおいても３０ｍＷであり、ＬＥＤ５１が出射する光の波長は、４５ｎｍである。
【００６８】
ＬＥＤパッケージ１００・１１０・１２０・１３０についての点灯試験の結果を図１０において、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの折れ線で示す。折れ線ＥおよびＦは、半導体ナノ粒子蛍光体１１を封入体１３に封入せずに直接封止した場合の試験結果を示す。折れ線Ｅは、１層のみの場合（図９の（ａ）に対応）の結果を示し、折れ線Ｆは、２層の場合（図９の（ｃ）に対応）の結果を示している。
【００６９】
図１０に示すように、蛍光体素子１０をＬＥＤ５１から遠ざける方が量子効率の低下が抑制された。Ｃ、Ｄの折れ線が示すように、波長変換部材６の高さＨの半分以上、蛍光体素子１０を底面５２Ａから遠ざけることにより、半導体ナノ粒子蛍光体１１の量子効率の低下をより確実に抑制できることが明らかになった。
【００７０】
一般に初期の量子効率に対して７０％にまで減衰する時間が、発光装置の寿命とされている。１０００時間以上の点灯で、量子効率の維持率が０．７以上であれば、明るさの変動が小さくなり、実用可能となる。波長変換部材６の高さＨの半分以上、蛍光体素子１０を底面５２Ａから遠ざけることにより、この基準を満たすＬＥＤパッケージを実現することが容易になる。
【００７１】
本開示は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１、５０、６０、７０、８０  ＬＥＤパッケージ
２  封止材
５  凹部
６  波長変換部材
１０、１０Ａ、２０、３０  蛍光体素子
１１  半導体ナノ粒子蛍光体
１２  マトリックス
１３  封入体
１３Ａ  細孔
４０  蛍光体
５１  ＬＥＤ
５１Ａ  上面
５２  リフレクター
５２Ａ  底面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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