(57)【要約】【課題】  特に半導体発光素子を励起光源とする発光装置の発光材料として使用した時、従来のものよりもより発光効率が高く、かつ、製造コストが低減された新規な発光材料を提供すること、及び従来のものよりもより高輝度の発光を呈する発光装置を提供すること。【解決手段】  励起光を吸収して発光する蛍光体と、前記励起光、及び前記蛍光体からの発光光を透過し得る非発光物質とを１：０.１〜１：４０の重量比で混合、もしくは互いに付着させてなる発光組成物とする。  前記非発光物質としては、その屈折率が１．４０〜１.８５であるものが好ましく、例えばガラスビーズ、ガラス微粉末、樹脂ビーズ、樹脂微粉末、及び体質顔料の中の少なくとも１種が好ましい。特に前記非発光物質が体質顔料である場合には、その平均粒子径が０.１μｍ以下の超微粒子顔料が好ましい。前記発光組成物にはさらに着色材を含有させてもよい。【選択図】  図３
2016020420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光体と、該蛍光体の励起光及び該蛍光体からの発光光を透過し得る非発光物質とを１：０.１〜１：４０の重量比で混合、もしくは互いに付着させてなることを特徴とする発光組成物。
【請求項２】
前記非発光物質の屈折率が１．４０〜１.８５であることを特徴とする請求項１に記載の発光組成物。
【請求項３】
前記非発光物質がガラスビーズ、ガラス微粉末、樹脂ビーズ、樹脂微粉末、マイカ顔料、及び体質顔料の中の少なくとも１種であることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光組成物。
【請求項４】
前記体質顔料が平均粒子径０.１μｍ以下の超微粒子顔料であることを特徴とする請求項３に記載の発光組成物。
【請求項５】
更に着色材を含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光組成物。
【請求項６】
励起光源、及び該励起光源からの光を受光してこれとは異なる波長の発光を呈する発光層を具備する発光装置であって、前記発光層が請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光組成物を含有することを特徴とする発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は構成成分中に蛍光体と非発光物質を含み、発光効率の改善された発光組成物に関する。また、本発明はこの発光組成物を含んだ発光層と半導体発光素子等の励起光源とを光学的に組み合わせてなる高輝度の発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、蛍光ランプの代替照明として、消費電力が少なく長寿命である等の利点を有するところから、発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザーダイオード（ＬＤ）等の半導体発光素子を励起光源として、これと蛍光体とを光学的に組み合わせた、白色系の発光を呈する液晶ディスプレイ用のバックライトや照明用光源（以下、発光装置という）が注目を浴びており、一般家庭への普及が進むとともにその市場も拡大の一途にある。
【０００３】
このような発光装置は、例えば特許文献１、特許文献２等に記載されているように、ＬＥＤ素子やＬＤ素子等の半導体発光素子を励起光源とし、これと該励起光源から発する発光（第１の発光）を吸収して、これとは異なる波長域の発光（第２の発光）に波長変換する一種もしくは複数種の発光材料とを光学的に組み合わせてなり、また、例えば特許文献３等に開示のように、着色剤を付着させた発光材料を使用することによって発光色の多様化が図られた発光装置や、光取り出し効率の向上と発光の均一化等を目的として、少量の粒子状光拡散物質と蛍光体とを分散させた透光性封止部材によって封止された発光素子を備えた面状発光装置等も提案されている。
【０００４】
ところで、励起光源と発光材料とを組み合わせた上述のような発光装置の発光輝度は、使用される発光材料の発光効率に大きく依存し、より高輝度の発光装置を得るため、例えば、特許文献１〜４等をはじめとして、励起光源である半導体発光素子と特定の発光材料との組合せからなる発光装置がこれまでにも次々に提案されている。
【０００５】
しかしながら、市場ではこのような構成を有する発光装置の普及に伴って発光色の多様化と、より高輝度の発光装置の開発が常に要望されている。
また、これら発光装置に使用される主な発光材料は希土類の化合物を原料とするものがほとんどであるためにいずれも高価であり、さらに市場の拡大に伴ってこれらの使用量の増大による資源の枯渇の懸念等もあるところから、使用される発光材料の生産コストのさらなる低減と使用量の削減が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１０７３２５号公報
【特許文献２】特開２００７−１８０４８３号公報
【特許文献３】特開２００７−２７３７７９号公報
【特許文献４】特開２００４−２２１１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、特に半導体発光素子を励起光源とする発光装置の発光材料として使用した時、従来のものよりもより発光効率が高く、かつ、製造コストが低減された新規な発光材料を提供することを課題とする。
また本発明は、従来のものよりもより高輝度の発光を呈する低コストの発光装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は前記課題を解決するため、半導体発光素子等を励起光源とする発光装置用として使用されている蛍光体の発光効率をより向上させた低コストの発光材料を得るべく、該蛍光体に種々の物質を添加、混合してみたところ、意外なことに、使用される蛍光体の励起光を受光しても自らは発光しない特定の非発光物質を該蛍光体に一定量混合した発光組成物は、該蛍光体単独である場合に比べてその発光効率がより向上し、この発光組成物を半導体発光素子等からなる励起光源と光学的に組み合わせて発光装置とすることによって、より少量の蛍光体使用量でもってより高輝度の発光装置が得られるとの知見を得て本発明に至った。
【０００９】
すなわち、本発明は下記（１）〜（６）の態様からなる。
（１）本発明の発光組成物は、蛍光体と、該蛍光体の励起光及び該蛍光体からの発光光を透過し得る非発光物質とを１：０.１〜１：４０量比で混合、もしくは互いに付着させてなることを特徴とする。前記蛍光体と前記非発光物質との混合重量比は１：０.５〜１：２０であることがより好ましく、１：１〜１：１０であることがさらに好ましい。
（２）本発明の発光組成物は、前記（１）の発光組成物において、前記非発光物質の屈折
率が１．４０〜１.８５であることを特徴とする。
（３）本発明の発光組成物は、前記（１）または（２）の発光組成物において、前記非発
光物質がガラスビーズ、ガラス微粉末、樹脂ビーズ、樹脂微粉末、マイカ顔料、及び体質
顔料の中の少なくとも１種であり、より好ましくは、中実もしくは中空のガラスビーズ；
中実もしくは中空のアクリル樹脂ビーズ；及び炭酸カルシウム、チタン酸バリウム、硫酸
バリュウム、亜鉛華、及び硫酸カルシウムの中の１種以上の体質顔料；及びカオリンの中
の少なくとも１種であることを特徴とする。
（４）本発明の発光組成物は、前記（２）の発光組成物において前記非発光物質が体質顔
料であって、その平均粒子径が０.１μｍ以下であり、より好ましくは０.０１μｍ以下の
超微粒子顔料であることを特徴とする。
（５）本発明の発光組成物は、前記（１）〜（４）のいずれかの発光組成物において、更
に着色材を含有することを特徴とする。
【００１０】
（６）また本発明の発光装置は、励起光源、及び該励起光源からの光を受光してこれとは異なる波長の発光を呈する発光層を具備する発光装置であって、前記発光層が前記（１）〜（５）のいずれかに記載の発光組成物を含有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の発光組成物はその構成成分として蛍光体及び非発光物質を含有し、該蛍光体単独である場合に比べて著しくその発光効率が向上する。
そのため、一定の発光輝度を有する発光材料を得るために消費される蛍光体の使用量が著しく低減される上、特定の蛍光体と非発光物質とを、単に混合、もしくは互いに付着させることによって製造することができるので、製造方法が簡単であることから発光材料の製造コストを著しく低減することができる。
また本発明の発光装置は、その発光層中に高効率の上記本発明の発光組成物を使用しているので、同一組成の蛍光体を用いた従来のものに比べてより高輝度で蛍光体使用量の低減された発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の発光組成物からなる発光層の一方の面から他方の面に向けて励起光が透過してゆく状態を模式的に示す断面図である。
【図２】蛍光体のみからなる従来の発光層の一方の面から他方の面に向けて励起光が透過してゆく状態を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の発光組成物中の蛍光体と非発光物質との混合重量比とその発光組成物からなる発光層を有する蛍光シートの相対照度との相関を示すグラフである。
【図４】本発明の発光装置の要部を例示する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明の発光組成物は、紫外光ないし可視光を発する励起光源、例えば近紫外光〜可視光を発するＬＥＤやＬＤ等の半導体発光素子や紫外線ランプ等からなる励起光源からの発光（第１の発光）を受光すると、これとは異なる波長域の発光（第２の発光）を呈する蛍光体と、前記励起光源からの発光（第１の発光）を受光しても自らは発光しないが、少なくとも該励起光源からの発光（第１の発光）の一部、及び前記蛍光体の発光（第２の発光）の一部は透過し得る非発光物質との混合物からなる。
【００１４】
本発明の発光組成物の一方の構成成分である蛍光体の組成には特に制限はなく、紫外光〜可視光を発する励起光源によって励起されて、該励起光源よりも長波長域の発光を呈し得る蛍光体であれば無機蛍光体、有機燐光体を問わずいずれも使用することができる。しかしながら、使用される蛍光体としては熱や光に対する安定性等の点から無機蛍光体を使用するのがより好ましい。
【００１５】
本発明において用いられる無機蛍光体としては、例えば、Ｓｒ１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ等のハロリン酸塩系の青色系発光蛍光体；（Ｂａ，Ｓｒ，Ｍｇ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ，Ｍｎ（ＢＯＳ系蛍光体）、Ｓｒ３Ｓｉ１３Ａｌ３Ｏ２Ｎ２：Ｅｕ（β−サイアロン蛍光体），３（Ｂａ，Ｍｇ）Ｏ・８Ａｌ２Ｏ３：Ｅｕ，Ｍｎ、β−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ等の緑色系蛍光体；（Ｙ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：ＣｅなどのＹＡＧ系、Ｔｂ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：ＣｅなどのＴＡＧ系、α−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ等の黄色系蛍光体；ＣａＡｌＳｉＮ：Ｅｕ（カズン蛍光体）、（Ｃａ，Ｓｒ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｓｉ７Ａｌ３ＯＮ１３：Ｅｕ、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ等の赤色系蛍光体；ＺｎＳ：Ｃｕ、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ，Ｄｙ、Ｓｒ２ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｅｕ，Ｄｙなどの蓄光性の蛍光体等、ＬＥＤ、ＬＤをはじめとする、近紫外〜可視光波長域の発光をする励起光源からの光を受光すると発光し得る公知の蛍光体が使用できる。
【００１６】
本発明の発光組成物のもう一方の構成成分である非発光物質としては、前記蛍光体を励起する励起光源からの発光を受光しても自らは全く発光しないか、もしくはほとんど発光することがなく、該励起光源の発光、及び該励起光源により励起されて発光する前記蛍光体からの発光（すなわち、紫外光〜可視光）を透過し得る物質が用いられる。
本発明の発光物質はフッ素樹脂（屈折率１．４５）、シリコーン樹脂（屈折率１．５０）等のバインダー樹脂中に分散させて蛍光シートの発光層とした使用されるので、使用される非発光物質の屈折率が共存するバインダー樹脂の屈折率に近似しいていると発光層の透明性が増し、該発光層中において該発光組成物の励起光や発光をより透過させ易くなる。
【００１７】
そのため、本発明の発光物質の一構成成分である非発光物質としては、その屈折率が一般的に使用されているバインダー樹脂の屈折率に比較的近似した、およそ１．４０〜１．６０である物質がより好ましく、このような非発光物質としては、例えばガラスビーズ、ガラス微粉末、樹脂ビーズ、樹脂微粉末、マイカ顔料、及び体質顔料の中の少なくとも１種が使用できる。これらの中でも得られる発光組成物の発光効率の点で、中実状、もしくは中空状で透明もしくは半透明のガラスビーズ、アクリル樹脂ビーズ、雲母、マイカ及び体質顔料であるチタン酸バリウム、硫酸バリュウム、炭酸カルシウム、亜鉛華及び硫酸カルシウム、及びカオリンの中の少なくとも１種がより好ましい。
【００１８】
得られる発光組成物の発光効率の点で、前記蛍光体の平均粒子径はおよそ３μｍ〜１５
μｍのもので、その粒度分布の狭いものが好ましい。
一方、非発光物質は、これが体質顔料である場合には、同時に用いられる蛍光体よりも
平均粒子径の小さいものが好ましく、特に平均粒子径が０.１μｍ以下である超微粒子の体質顔料は光透過性が非常に優れる上に、蛍光体と共にバインダー樹脂中に分散させて発光組成物の分散液とした際に、該分散液のチキソトロピー性をより向上させ、共存する蛍光体粒子を該分散液中において均一に分散させることができ、これを支持体上に塗布、乾燥させて発光層を形成する過程において大粒子の蛍光体が先に沈降するのを抑制することによって輝度、色温度、演色性等、発光層の発光特性のバラツキを少なくし得る点でより好ましい。
また、非発光物質が体質顔料以外である場合には、その平均粒子径はこれと同時に用い
られる蛍光体と同等又はそれ以上であり、その粒子径分布は、該蛍光体と同等、もしくは
それよりも広い粒子径分布を持ったものが推奨される。
【００１９】
本発明の発光組成物は、後述の実施例に示すように発光効率が高く、少量の蛍光体を用いても該蛍光体単独の場合よりも高効率の発光を呈し、特に、該発光組成物からなる発光層の一方の面から励起光を入射させ、その反対側の面から観察した場合（すなわち、透過法によって発光層の発光輝度を測定した場合）その発光効率が高い。
【００２０】
ところで、本発明の発光組成物からなる発光層の一方の面に例えば青色ＬＥＤ等の励起光（第１の発光）を照射すると、その反対の側の面からは発光層内に分散している蛍光体の発光（第２の発光）と、該蛍光体に吸収されないで発光層中を透過した励起光（第１の発光）の一部との混色光として観察される。
そのため、本発明の発光組成物は蛍光体単独（蛍光体含有率１００％）である場合に比べて発光効率は前記の通り向上するが、発光組成物中の蛍光体と非発光物質との混合割合によって前記第１の発光と第２の発光との割合が変わるため、発光組成物の発光色や演色性が変化する。
【００２１】
そこで、本発明の発光組成物中に、蛍光体、及び非発光物質に加えて、さらに青色、緑
色、黄色、赤色等の体色を有する所定量の着色材を添加することによって、発光効率が高
く、かつ、所望とする発光色並びに演色性を有する発光組成物を得ることができる。
その際の該着色材の添加量としては、添加効果が認められ、かつ、着色材の添加による
発光輝度の低下を実用的な範囲内に抑制し得る点で、発光組成物中の蛍光体に対して０.
００１〜０.０５重量％とするのが好ましい。
【００２２】
本発明の発光組成物の発光色並びに演色性の調整のために添加される着色材としては、
耐光性、耐熱性のある赤色顔料のカドミュウム赤、弁柄、アンチモン赤等の無機顔料や、
アンスラキノン系顔料、ジオキサン系顔料等の有機顔料；緑色顔料の酸化クロム,コバルトグリーン等の無機顔料や、フタロシアニングリーン等の有機顔料；黄色顔料のチタン・アンチモン酸化物，プラセオジム酸化物等の無機顔料や、キノフタロン系、縮合ジスア
ゾ系等の有機顔料；青色顔料の群青,紺青等の無機顔料や、銅フタロシア二ン系等の有機顔料などの公知の無機系顔料や有機系顔料が用いられるが、これらの中でも着色力や光透過性が大であり、耐久性に優も優れる点で特に無機系顔料が適している。
【００２３】
図1は本発明の発光組成物をバインダー樹脂中に分散させ、これを透明フイルム等の透
明な支持体上に塗布し、静置して硬化させることによって得た蛍光シートの発光層の厚み
方向の断面を模式的に例示するものであり、また、図２は同様にして得た、発光層が蛍光
体粒子のみからなる従来の発光層の同じく厚み方向の断面を模式的に例示するものである。
図２に例示のように、蛍光体のみからなる従来の発光層（Ｌ）では、蛍光体をバインダ
ー樹脂中に分散させた蛍光体塗布液を支持体上に塗布し、静置している間に、大粒子の蛍
光体粒子（Ｐ１）ほど沈降が早いために、発光層（Ｌ）中の樹脂層（Ｂ）を介し下層部（図示していない支持体側で、励起光（Ｅｅｘ）が入射する側）に大粒子の蛍光体粒子（Ｐ１）が配置され、上層部（発光を取り出す側）に小粒子の蛍光体（Ｐ２）が配列されることになる。そのため、下層部側（図示していない支持体側）の面から入射した励起光（Ｅｅｘ）や、励起光（Ｅｅｘ）によって励起された下層部に配置されている蛍光体粒子Ｐ１からの発光（Ｅｅｍ）が上層部（発光を取り出す側）の蛍光体粒子（Ｐ２）によって吸収され、遮蔽され易くなる。
【００２４】
これに対し、図１に示すように本発明の発光組成物からなる発光層（Ｌ）では、発光層
（Ｌ）中において蛍光体粒子（Ｐ）と非発光物質（Ｘ）とが発光層（Ｌ）内の樹脂層(
Ｂ）を介してランダムに分散し、蛍光体粒子（Ｐ）の近傍を非発光物質（Ｘ）が取り囲んでいて、下層部側（図示していない支持体側）の面から入射した励起光（Ｅｅｘ）は、その入射面近傍に非発光物質（Ｘ）が存在していてもこれを透過して遮蔽されることなく発光層（Ｌ）の上層部（発光を取り出す側）まで到達して発光層（Ｌ）の上層部に存在する蛍光体粒子（Ｐ）をも発光させることができる。
【００２５】
それに加えて発光層（Ｌ）の中間部や上層部（発光を取り出す側）にも蛍光体粒子（Ｐ）からの発光（Ｅｅｍ）を透過し得る非発光物質（Ｘ）がランダムに分散しているので、励起光（Ｅｅｘ）によって励起された発光層（Ｌ）内部に存在する蛍光体粒子（Ｐ）からの発光（Ｅｅｍ）も、発光層（Ｌ）の上層部（発光を取り出す側）近傍に存在する非発光粒子（Ｘ）に吸収されることなく発光層（Ｌ）の上層部から有効に取り出すことができるため、本発明の発光組成物は蛍光体単独である場合に比べて、特に透過法によって測定した時の発光輝度が大になるものと推測される。
【００２６】
このように、本発明の発光組成物は励起光や蛍光体の発光を透過させる非発光物の混合により、蛍光体のみが密に分散しているよりも取り出される発光量が増加して明るさが向上し、同じ膜厚の発光層であっても本発明の発光組成物からなる発光層の方が高輝度となる。そのため、非発光物の添加量にも限界はあるが、非発光物質の添加量が特定範囲にあれば、一定の明るさを得るために必要な蛍光体使用量の大幅な低減を図ることができる。
【００２７】
図３は本発明の発光組成物中の蛍光体と非発光物質との混合重量比と、その発光組成物からなる発光層を有する蛍光シートを発光させたときの明るさとの相関を示すグラフである。図３において横軸は各蛍光シートの発光層に使用した発光組成物中の蛍光体と非発光物質との混合重量比であり、縦軸は各蛍光シートを発光させたときの照度（ＬＵＸ）を、発光層が蛍光体のみからなる場合（蛍光体／非発光物質＝１／０）を１００とした時の相対照度であって、図中ａは非発光物質がアクリル樹脂ビーズ（平均粒径２５μｍ、屈折率１．４５）の場合であり、ｂは微粒子状の硫酸バリウム(平均粒径０．０５μｍ、屈折率１．６４)の場合である。なお、各蛍光シートの作製、及びその照度の測定は下記の実施例に準じて行った。
【００２８】
図３に示すように、蛍光体に非発光物質であるアクリルビーズや超微粒子状の硫酸バリウムの添加により、非発光物質の添加量が蛍光体に対しておよそ４０倍の量の範囲内では、非発光物質の添加量の増加とともに得られる発光組成物を発光層とする蛍光シートの明るさが向上した。また、アクリルビーズ、及び硫酸バリウム以外の非発光物質を用いた場合にも発光組成物中の蛍光体と非発光物質との混合重量比とこれを用いた蛍光シートの発光の明るさとの間には図３と類似の相関があることが確認された。
【００２９】
本発明の発光組成物中の蛍光体：非発光物質の混合重量比が１：０.１より大(すなわち、非発光物質の添加量が蛍光体に対して１０重量％以下)であると発光組成物の発光効率は非発光物質が添加されていない場合とほとんど変わらず、一方、非発光物質がアクリル樹脂又は硫酸バリウムの倍、蛍光体：非発光物質の混合重量比がほぼ１：４０より小(すなわち、非発光物質の添加量が重量で蛍光体の４０倍以上)であると非発光物質の種類によっては発光効率が蛍光体自体のそれよりも低下するので共に好ましくない。
そのため、発光効率の点で蛍光体と非発光物質との混合重量比を１：０.１〜１：４０と
するのが好ましく、１：０.５〜１：２０とするのがより好ましく、１：１〜１：１０とするのが特に好ましい。
【００３０】
本発明の発光組成物は、所望とする蛍光体と非発光物質とを所定の割合で秤取し、ミキサーや乳鉢による混合等、公知の混合手段により機械的に混合することによって製造される。また、本発明の発光組成物は、蛍光体と非発光物質とを単に機械的に混合するだけではなく、所定量の蛍光体と非発光物質とを公知の方法でバインダー等を介して互いに付着させておいてもよい。
【００３１】
本発明の発光組成物は、フッ素樹脂やシリコーン樹脂等のバインダー樹脂中に分散させ
て塗布液を調製し、これをガラス繊維からなる不織布やＰＥＴフイルムなどの透明フイルム等の支持体上に塗布して硬化させることによって蛍光シートを作製したり、セラミック素材中に分散混合し所望の形状に成形しこれを焼結させて蛍光性セラミック体に加工したものを発光装置の発光層として使用することもできる。
【００３２】
次に本発明の発光装置について説明する。
本発明の発光装置は、励起光源と、該励起光源からの発光（第１の発光）を受光してこれとは発光スペクトルの異なる第２の発光を呈する発光層を具備していて、その発光層中に上記本発明の発光組成物を含有することを特徴とする。
【００３３】
図４は本発明の発光装置の一実施形態の要部を示す断面図である。本例の発光装置(
１）は、支持基盤（２）の上に電極（６）を介して励起光源であるＬＥＤチップ（３）を積層しその上方のＬＥＤチップ（３）と対面する位置に、一定間隔を隔てて発光層（４）を配置して発光装置（１）の発光部とし、ＬＥＤチップ（３）及び発光層（４）の周囲を反射カップ（５）で囲んでなる。ＬＥＤチップ（３）はリード線（７）によって外部電源（図示せず）に通ずる電極（６）に接合される。
【００３４】
発光層（４）は、例えばフッ素樹脂、シリコーン樹脂等のバインダー樹脂と溶剤等を含有する溶液中に本発明の発光組成物を分散させて発光組成物の分散液（塗布液）を調製し、これをガラス繊維不織布、粘着剤付の透明なＰＥＴフイルム等の支持体上に塗布して硬化させて蛍光シートとすることによって作製される。
なお、塗布液は上記のようにバインダー樹脂液と溶剤等を含有する溶液中に別途調製された本発明の発光組成物を分散させるのではなく、該溶液中に本発明の発光組成物の構成成分である所定量の蛍光体と非発光物質、及び必要に応じて所定の着色材とを別々に投入し、これを撹拌して分散混合することによって調製してもよい。
【００３５】
なお、図４には発光層（４）をＬＥＤチップ（３）上に一定の間隔を隔てて互いに対面する位置に配置した例を示したが、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂等の透明樹脂からなるモールド部材中に本発明の発光組成物を予め分散させておき、このモールド部材をＬＥＤチップ（３）上に直接塗布したりポッティングする等、本発明の発光装置は、ＬＥＤチップと本発明の発光組成物とを直接接触させたり、ＬＥＤチップからの発光を受光し得る位置にＬＥＤチップと本発明の発光組成物とを一定の間隔を隔てて配置する等、ＬＥＤチップと蛍光体とが光学的に組み合わされた構造を有する従来の発光装置において、蛍光体を本発明の発光組成物に置き換える以外は同様にして製造することができる。
【００３６】
このように、本発明の発光装置として励起光源がＬＥＤ素子である発光装置の例を示したが、ＬＥＤ素子以外にもレーザー素子（ＬＤ）、紫外線ランプ、真空紫外線ランプ等、本発明の発光組成物を励起して発光させ得るものであれば本発明の発光装置の励起光源として使用できることは言うまでもない。
【００３７】
本発明の発光装置は、励起光源の種類、及び発光層を形成する発光組成物中の蛍光体の選択によって所望の発光色に発光させることができる。
例えば、波長４００ｎｍ以下の紫外発光をする励起光源を用いて白色発光の発光装置を得ようとする場合には、この励起光源と共に用いる発光組成物は、該組成物中の蛍光体として紫外線励起によって発光し、それぞれの発光色が互いに補色関係にある青色系蛍光体と黄色系蛍光体との混合蛍光体を含有するか、紫外線励起によってそれぞれ青色系、緑色系、及び赤色系の発光を呈する蛍光体の混合蛍光体を含有する発光組成物が選択される。
【００３８】
また、波長４００〜５００ｎｍの青、ないし青緑系の発光を呈するＬＥＤ素子等を励起光源とする場合は、該励起光源の発光色である青色ないし青緑色系の色と互いに補色関係にある黄色系の蛍光体を含有する発光組成物が用いられる。その他、白色以外にも励起光源の発光色と発光組成物中の蛍光体の選択によって、所望とする任意の発光色の発光装置を得ることができる。
さらに、蛍光体として蓄光性蛍光体を含有する発光組成物を用いて発光層を形成することにより、長残光性の発光を呈する発光装置としたり、蛍光体としてＥＬ発光をする無機ＥＬ蛍光体や有機ＥＬ蛍光体を含有する発光組成物を用いて発光層を形成することにより、高輝度のＥＬ発光装置とすることもできる。
【実施例】
【００３９】
以下、実施例を挙げて本発明についてさらに具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
〔実施例１〕
組成式Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅで表される平均粒子径１５μｍの蛍光体（ＹＡＧ蛍光体）と平均粒子径３５μｍの中実ガラスビーズ（非発光物質）とを１：３の重量比で秤取し、ボールミルで十分に混合して、ＹＡＧ蛍光体と非発光物質である中実ガラスビーズとの混合重量比が１：３である、実施例１の発光組成物を製造した。
次に、１重量部の実施例１の発光組成物と１０重量部のシリコーン樹脂（固形分１００％の二液硬化型）をして塗布液を調製した。この時の塗布液中に含有する蛍光体とシリコーン樹脂との重量比は１：４０であった。
次でこの塗布液をアプリケーターを用いて厚さが１００μｍの透明なＰＥＴフイルム上に硬化後の膜厚が３００μｍとなるように塗布し、１００℃で２０分間加熱処理して塗布液を硬化させて実施例１の発光組成物を発光層とする実施例１の蛍光シートを作製した。
なお、以下に例示の各実施例、及び比較例の蛍光シート作製のための塗布液調製に際しては、それぞれの発光組成物中に含有する蛍光体：樹脂の重量比（比較例１では蛍光体：樹脂の重量比）がいずれも１：４０となるように、それぞれの発光組成物に添加される樹脂の量を調整した。
【００４０】
次いで０.５ｍｍ角のチツプ６ｐｃｓからなる０．５Ｗの青色ＬＥＤ素子の周辺枠の上に実施例１の蛍光シートを載置してＬＥＤ素子を発光させ、色彩照度計（ＵＰＲｔｅｋ社製、ＭＫ３５０）を用いて、実施例１の蛍光シートの発光面から５ｍｍ上方に離れた地点における明るさ（ＬＵＸ）を測定した。この時の発光は白色であり、その明るさは２７７２８Ｌｕｘであって、これと同一条件で測定した下記比較例１の蛍光シートの照度のおよそ１.４４倍であった。
表１に、実施例１の発光組成物のＹＡＧ蛍光体と非発光物質との混合重量比（Ｐ／Ｘ）と、実施例１の蛍光シートの相対照度を示す。
なお、表１における相対照度は、同一の条件で測定された下記比較例１の蛍光シートの照度を１００としたときの相対値で示されている。
【００４１】
〔実施例２〜６〕
実施例１において用いたＹＡＧ蛍光体と非発光物質との混合重量比をそれぞれ表１に示す割合で混合した以外は実施例１の発光組成物と同様にして実施例２〜６の各発光組成物を製造した。
ついで、実施例１の発光組成物に代えてそれぞれ実施例２〜６の発光組成物を用いた以外は実施例１の蛍光シートと同様にして実施例２〜６の各蛍光シートを作製した。
次に、実施例１の蛍光シートと同一の測定条件で、得られた実施例２〜６の各蛍光シー
トの明るさ（ＬＵＸ）を測定した。
表１に、実施例２〜６の各発光組成物のＹＡＧ蛍光体と非発光物質との混合重量比（
Ｐ／Ｘ）と、下記比較例１の蛍光シートの照度に対する相対照度を示す。
【００４２】
〔実施例７〜１２〕
非発光組成物として、実施例１で用いたガラスビーズ（非発光組成物）に代えて平均粒子径が２５μｍの中実アクリル樹脂ビーズを用い、ＹＡＧ蛍光体と非発光物質との混合重量比（Ｐ／Ｘ）をそれぞれ表１に示す割合で混合した以外は実施例１の発光組成物と同様にして実施例７〜１２の各発光組成物を製造した。
次いで、実施例１の発光組成物に代えてそれぞれ実施例７〜１２の各発光組成物を用
い、かつ、シリコーン樹脂（屈折率１．４５）に代えてフッ素樹脂（屈折率１．５０、固形分７５％の２液硬化型）を用いた以外は実施例１の蛍光シートと同様にして実施例７〜１２の蛍光シートを作製した。
次に、実施例１の蛍光シートと同一の条件で、得られた実施例７〜１２の各蛍光シート
の明るさ（ＬＵＸ）を測定した。
表１に、実施例７〜１２の各発光組成物のＹＡＧ蛍光体と非発光物質との混合重量比（
Ｐ／Ｘ）と、同一の条件で測定された下記比較例１の蛍光シートの照度に対する相対照
度を示す。
【００４３】
〔実施例１３〜１８〕
非発光組成物として、実施例１で用いたガラスビーズ（非発光組成物）に代えて体質顔料である、平均粒子径が０.０２μｍの硫酸バリウムを用い、ＹＡＧ蛍光体と非発光物質との混合重量比をそれぞれ表１に示す割合で混合した以外は実施例１の発光組成物と同様にして実施例１３〜１８の各発光組成物を製造した。
ついで、実施例１の発光組成物に代えてそれぞれ実施例１３〜１８の各発光組成物を用いた以外は実施例１の蛍光シートと同様にして実施例１３〜１８の蛍光シートを作製した。
次に、実施例１の蛍光シートと同一の条件で、得られた実施例１３〜１８の各蛍光シー
トの明るさ（ＬＵＸ）を測定した。
表１に、実施例１３〜１８の各発光組成物のＹＡＧ蛍光体と非発光物質との混合重量比
（Ｐ／Ｘ）と、同一の条件で測定された下記比較例１の蛍光シートの照度に対する相対
照度を示す。
【００４４】
〔実施例１９〜２４〕
非発光組成物として、実施例１で用いたガラスビーズ（非発光組成物）に代えて平均粒
子径が０.１μｍの炭酸カルシウム（屈折率１．４８）を用い、ＹＡＧ蛍光体と非発光物質との混合重量比（Ｐ／Ｘ）をそれぞれ表１に示す割合で混合した以外は実施例１の発光組成物と同様にして実施例１９〜２４の各発光組成物を製造した。
ついで、実施例１の発光組成物に代えてそれぞれ実施例１９〜２４の各発光組成物を用いた以外は実施例１の蛍光シートと同様にして実施例１９〜２４の蛍光シートを作製した。
次に、得られた実施例１９〜２４の各蛍光シートについて、実施例１の蛍光シートと同
一の測定条件で、その明るさ（ＬＵＸ）を測定した。
表１に、実施例１３〜１８の各発光組成物のＹＡＧ蛍光体と非発光物質との混合重量比
（Ｐ／Ｘ）と、同一の条件で測定された下記比較例１の蛍光シートの照度に対する相対
照度を示す。
【００４５】
【表１】
2016020420.tif 000003
【００４６】
〔実施例２５〜３０〕
非発光物質として平均粒子径３５μｍの中実ガラスビーズに代えて、平均粒子径２５
μｍの中実ガラスビーズ（屈折率１．５０）、平均粒子径０.０３μｍの硫酸バリウム（屈折率１．６４）とを１：１の重量比で混合してなる、平均屈折率が１．５７の混合非発光物質を用い、ＹＡＧ蛍光体と該混合非発光物とをそれぞれ表２に示す混合重量比で混合した以外は実施例１の発光組成物同様にして実施例２５〜３０の発光組成物を製造した。
ついで、実施例１の発光組成物に代えてそれぞれ実施例２５〜３０の各発光組成物を用い、かつ、シリコーン樹脂に代えてフッ素樹脂を用いた以外は実施例１の蛍光シートと同様にして実施例２５〜３０の蛍光シートを作製した。
次に、実施例１の蛍光シートと同一の測定条件で、得られた実施例２５〜３０の各蛍光
シートの明るさ（ＬＵＸ）を測定した。
表２に、実施例２５〜３０の発光組成物の、ＹＡＧ蛍光体と非発光物質（中実ラスビーズ＋硫酸バリウム）との混合重量比（Ｐ／Ｘ）と、実施例２５〜３０の蛍光シートの相対照度を示す。なお、表２に示された各相対照度も表１と同様、同一の条件で測定された下記比較例１の蛍光シートの照度を１００とした時の相対値である。
【００４７】
【表２】
2016020420.tif 000004
【００４８】
〔実施例３１〕
実施例１において用いたＹＡＧ蛍光体と、赤色顔料（酸化鉄）、緑色顔料（アンチモン
−酸化クロム）、黄色顔料（アンチモン―酸化クロム―酸化鉛）の重量比が３／１／１で
ある赤色、緑色、及び黄色顔料の混合顔料からなる着色材とを、１：０.０１の重量比で十分に混合して着色材入りのＹＡＧ蛍光体を調製し、この着色材入りのＹＡＧ蛍光体と実施例１において用いた平均粒子径３５μｍの中実ガラスビーズ（非発光物質）とを１：１０の重量比でボールミルで十分に混合して、ＹＡＧ蛍光体と非発光物質との混合重量比が１：１０である、着色材を含有する実施例３１の発光組成物を製造した。
ついで、実施例１の発光組成物に代えて実施例３１の発光組成物を用いた以外は実施例１の蛍光シートと同様にして実施例３１の蛍光シートを作製した。
次に、実施例１と同一の条件で実施例３１の蛍光体シートの明るさ（ＬＵＸ）、発光の色温度（ＣＣＴ）、及び平均演色評価数（Ｒａ）を測定した。
表３に、実施例３１の発光組成物中に含有する蛍光体と着色材との混合重量比と、蛍光シートの発光の色温度（ＣＣＴ）、平均演色評価数（Ｒａ）、及び明るさ（ＬＵＸ）を示す。
【００４９】
〔実施例３２〜３５〕
実施例２５の発光組成物において用いた、ＹＡＧ蛍光体と着色材との混合重量比が１：
０.０１である着色材入りのＹＡＧ蛍光体に代えて、ＹＡＧ蛍光体と着色材とがそれぞれ表２に示す各重量比で混合されてなる着色材入りのＹＡＧ蛍光体と中実ガラスビーズ（非発光物質）とを用いた以外は実施例３１の発光組成物と同様にして実施例３２〜３５の発光組成物を調製した。
なお、実施例３２の発光組成物は、実施例３１の発光組成物と同様に、所定量の着色材を最初に蛍光体に添加、混合したものを中実ガラスビーズ（非発光物質）と混合することによって製造したが、実施例３３〜３５の発光組成物は、所定量の着色材を最初に中実ガラスビーズ（非発光物質）側に添加して混合しておいて、これと蛍光体とを混合することによって製造した。
【００５０】
ついで、実施例３１の発光組成物に代えて実施例３２〜３５の発光組成物を用いた以外
は実施例２５の蛍光シートと同様にして実施例３２〜３５の蛍光シートを作製し、実施例
２５と同一の測定条件で実施例３２〜３５の蛍光シートの発光の色温度（ＣＣＴ）平均演
色評価数（Ｒａ）、及び明るさ（ＬＵＸ）を測定した。
表３に、実施例３２〜３５の発光組成物中に含有する蛍光体と着色材との混合重量比と、
実施例３２〜３５の各蛍光体シート、及び下記比較例１の蛍光体シートの色温度（ＣＣＴ）平均演色評価数（Ｒａ）、及び明るさ（Ｌｕｘ）を示す。
【００５１】
【表３】
2016020420.tif 000005
【００５２】
〔比較例１〕
実施例１の発光組成物に代えて、実施例１の発光組成物の一方の構成成分である組成式Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅで表される平均粒子径１５μｍの蛍光体（実施例１のＹＡＧ蛍光体）のみを用いた以外は実施例１の蛍光シートと同様にして比較例１の蛍光シートを作製した。
ついで、得られた比較例１の蛍光シートについて、実施例１の蛍光シートと同一の条件で条件で、その照度（ＬＵＸ）、色温度（ＣＣＡ）、及び演色性（平均演色評価数；Ｒａ）
を測定した。この時の発光は白色であり、その明るさは２８４８１Ｌｕｘであった。
【００５３】
〔比較例２〕
非発光物質として、中実ガラス球に代えて隠ぺい性の強い白色顔料である、平均粒子径
が０.２μｍのチタン白（酸化チタン、屈折率２．７１）を用いた以外は実施例１の発光組成物と同様にして比較例２の発光組成物を製造し、実施例１の発光組成物に代えて比較例２の発光組成物を使用した以外は実施例１の蛍光シートと同様にして比較例２の蛍光シートを作製した。
次いで実施例１の蛍光シートと同一の測定条件で得られた比較例２の蛍光シートの照度
（ＬＵＸ）を測定した。この時の発光は白色であり、明るさは２４５６Ｌｕｘであって、
下記比較例１の蛍光シートの照度のおよそ１０％であった。
比較例２の発光組成物の蛍光体と非発光物質との混合重量比（Ｐ／Ｘ）と、比較例１の蛍光シートの照度を１００とした時の比較例２の蛍光シートの相対照度を表１、及び表２のそれぞれに示す。
【００５４】
表１、及び表２からわかるように、蛍光体と非発光物質からなる発光組成物であっても、該非発光物質として平均粒子径が０．１μｍ以上である通常の着色顔料やチタン白
のように隠蔽力が強く、光透過性の悪い物質を用いればで、得られる発光組成物の発光
輝度は大きく低下する（比較例２参照）。
これに対して、蛍光体に該蛍光体の励起光や発光光を透過し得るような非発光物質を混合してなる本発明の発光組成物を発光層とする蛍光体シート（実施例１〜２４）では、蛍光体の重量に対してその１０〜４０倍量の非発光物質を添加した発光組成物を発光層に用いることによって発光層中の蛍光体含有量を大幅に低減させても、該非発光物質の種類やその混合量によっては蛍光体のみを発光層とする従来の蛍光シート（比較例１）に比べておよそ２．１倍もの発光輝度の向上が認められる。
【００５５】
また、非発光物質としてガラスビーズ等、粒子径が比較的大きい物質と平均粒子径が０．０５μｍ以下である超微粒子の体質顔料とを併用しても（例えば、実施例３１〜３５）、ガラスビーズのみからなる非発光物質（例えば、実施例１３〜１８）のみを用いた場合と同様に蛍光体単独である場合よりも発光効率が著しく向上する。
その上、非発光物質成分として平均粒子径が０.０５μｍ以下の超微粒子顔料を含有する
発光組成物では、前述のように、バインダー樹脂中に分散させた際、発光組成物中の蛍光
体粒子がより均一に分散し、密度の異なる複数の蛍光体が共存する発光組成物の分散液で
あっても、放置中における蛍光体成分の沈降とそれに伴う分散液の固化速度が緩慢となり、このような発光組成物の分散液を用いると発光特性に個体間にバラツキの少ない発光層を形成することができる。
【００５６】
このように本発明の発光組成物を発光層とする蛍光シートでは、蛍光体のみを発光層
とするものに比べて発光効率が高く、同一の発光効率を有する発光材料を得るためには、
本発明の発光組成物を使用することによって高価な蛍光体の使用量を著しく低減させる
ことができる。
【００５７】
また、表３からわかるように、本発明の発光組成物ではこれにさらに着色顔料や染料
からなる着色材を添加することによって、発光の色温度（ＣＣＴ）や演色性（Ｒａ）を
所望の範囲内に制御することができる上、その添加量を調整することによって発光輝度
の低下も実用可能な範囲内に抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の発光組成物は、蛍光体の含有量をより少なくして該蛍光体自体よりも発光効率が高くてより低コストで製造することができる発光材料であって、本発明の発光組成物を半導体発光素子を励起光源とする発光装置や、紫外線を励起光源とする蛍光ランプや、ＥＬ発光装置等の蛍光膜として用いることにより、高輝度で低コストの発光装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００５９】
（１）……発光装置
（２）……支持基盤
（３）……ＬＥＤチップ（励起光源）
（４）……発光層
（５）……反射カップ
（６）……電極
（７）……リード線
（Ｅｅｘ）……励起光
（Ｅｅｍ）……発光光
（Ｌ）……発光層
（Ｂ）……樹脂部
（Ｐ）、（Ｐ１）、（Ｐ２）……蛍光体粒子
（Ｘ）……非発光物質
【図１】
2016020420.tif 000006
【図２】
2016020420.tif 000007
【図３】
2016020420.tif 000008
【図４】
2016020420.tif 000009