(57)【要約】【課題】色素の耐久性を向上させた波長制御光学部材、発光装置及び照明器具を提供する。【解決手段】波長制御光学部材（１０）は、マトリックス樹脂（１）と、マトリックス樹脂の内部に分散する色素含有微粒子（２）とを備える。そして、色素含有微粒子は、４００ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲内に最大吸収波長を有する色素（３）と、色素を内包し、アリール基を含むポリシルセスキオキサンとを含有する。発光装置は、発光素子と、発光素子が発する光を波長変換する波長変換部材（１４）と、波長制御光学部材とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリックス樹脂と、前記マトリックス樹脂の内部に分散する色素含有微粒子とを備え、
前記色素含有微粒子は、４００ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲内に最大吸収波長を有する色素と、前記色素を内包し、アリール基を含むポリシルセスキオキサンとを含有する波長制御光学部材。
【請求項２】
前記ポリシルセスキオキサンに含まれるアリール基の含有比率は、２０モル％以上７０モル％以下である請求項１に記載の波長制御光学部材。
【請求項３】
前記色素は、フタロシアニン系、テトラアザポルフィリン系及びポルフィリン系からなる群より選ばれる少なくとも一つである請求項１又は２に記載の波長制御光学部材。
【請求項４】
前記色素は、ペリレン系蛍光色素である請求項１又は２に記載の波長制御光学部材。
【請求項５】
前記色素含有微粒子の平均粒子径は、１００ｎｍ〜３０μｍである請求項１乃至４のいずれか一項に記載の波長制御光学部材。
【請求項６】
発光素子と、前記発光素子が発する光を波長変換する波長変換部材と、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の波長制御光学部材と、を備える発光装置。
【請求項７】
請求項６に記載の発光装置を備える照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長制御光学部材、発光装置及び照明器具に関する。詳細には本発明は、含有する色素の耐久性を向上させた波長制御光学部材、発光装置及び照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの高明度化及び高コントラスト化のため、色素を溶解した樹脂組成物を用いることが提案されている。しかし、色素は耐光性が悪いことが知られている。つまり、光エネルギーによって酸素が励起されて一重項酸素になり、この一重項酸素が色素を酸化・分解して退色するため、耐光性が不十分となる。そのため、大気中の酸素との接触を防ぎ、色素の劣化を抑制するために、色素を含有する樹脂微粒子を用いた近赤外線吸収フィルターが開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、特許文献１では、色素を含有する樹脂微粒子がアクリル系樹脂、アクリル−スチレン共重合系樹脂またはスチレン系樹脂からなる微粒子から選ばれる少なくとも一種であることも開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−６０６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のアクリル系樹脂、アクリル−スチレン共重合系樹脂及びスチレン系樹脂は、酸素透過性が高い。そのため、たとえこれらの樹脂で色素を内包し、カプセル化したとしても、色素と酸素との接触を抑制することが困難であった。
【０００５】
また、アクリル系樹脂、アクリル−スチレン共重合系樹脂及びスチレン系樹脂は、重合時にラジカル系や酸系の重合開始剤を使用しているため、樹脂中に重合開始剤を残存していることが多い。そして、このような重合開始剤が色素と接触すると色素を酸化・分解するため、これらの樹脂で被覆しても色素の劣化を抑制することが困難であった。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、色素の耐久性を向上させた波長制御光学部材、発光装置及び照明器具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の態様に係る波長制御光学部材は、マトリックス樹脂と、マトリックス樹脂の内部に分散する色素含有微粒子とを備える。そして、色素含有微粒子は、４００ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲内に最大吸収波長を有する色素と、色素を内包し、アリール基を含むポリシルセスキオキサンとを含有する。
【発明の効果】
【０００８】
アリール基を含むポリシルセスキオキサンは酸素遮断性が高いため、色素を当該ポリシルセスキオキサンで内包することにより、色素と酸素との接触を抑制できる。その結果、色素の耐久性、特に耐光性及び耐熱性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る波長制御光学部材の一例を示す概略図である。（ａ）はマトリックス樹脂の内部に分散する色素含有微粒子を示す概略図であり、（ｂ）は色素含有微粒子の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係る発光装置の一例を示す概略図である。
【図３】本発明の実施形態に係る照明器具の一例を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る照明器具の構成を示す概略図である。（ａ）は照明器具における灯具の分解斜視図であり、（ｂ）はＬＥＤモジュールの概略断面図であり、（ｃ）は灯具に使用されるフィルタを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本実施形態に係る波長制御光学部材、発光装置及び照明器具について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施形態で引用する図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
【００１１】
［波長制御光学部材］
本実施形態の波長制御光学部材１０は、図１に示すように、マトリックス樹脂１と、マトリックス樹脂１の内部に分散する色素含有微粒子２とを備える。さらに色素含有微粒子２は、４００ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲内に最大吸収波長を有する色素３と、色素３を内包する粒子化材４とを含有する。このような波長制御光学部材１０は、後述する発光素子及び波長変換部材の少なくとも一方が発する放射光の一部を吸収して強度を低減する作用を有する。これにより、例えば、放射光が照射される紙面の白色度を高め、視認性を向上させることが可能となる。
【００１２】
波長制御光学部材１０では、色素３の周囲が粒子化材４により覆われており、さらに色素３及び粒子化材４を含有する色素含有微粒子２の周囲がマトリックス樹脂１により覆われている。そのため、粒子化材４及びマトリックス樹脂１により、色素３が大気中の酸素や水分と遮断されることから、色素３の劣化を長期間抑制することが可能となる。
【００１３】
色素含有微粒子２では、粒子化材４としてアリール基を含むポリシルセスキオキサン、つまり芳香族系ポリシルセスキオキサンを用いている。芳香族系ポリシルセスキオキサンは、芳香族性を有するベンゼン環及び／又は縮合ベンゼン環を置換基として含む。さらに当該ポリシルセスキオキサンは、（ＲＳｉＯ３/２）ｎ（Ｒは有機基）で表される基本構成単位、つまり化学式１に示す三官能型のＴ単位が三次元網目状に架橋した構造を骨格に有している。
【００１４】
【化１】
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【００１５】
このような芳香族系ポリシルセスキオキサンは、ジメチル系シリコーンのような炭化水素系の置換基を含むシリコーンと比較して、一般的にガスバリア性が高く、酸素を遮断することができる。そのため、芳香族系ポリシルセスキオキサンを粒子化材４として用いることにより、色素３と酸素との接触をより防止し、色素３の劣化を抑制することが可能となる。また、アリール基を含むポリシルセスキオキサンは、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視光領域において高い透過率を有するため、粒子化材４の材料として特に適している。
【００１６】
なお、化学的安定性が低い樹脂を粒子化材として用いた場合、当該樹脂は、酸素や紫外線等で主鎖や側鎖が切断され、劣化する場合がある。そして、生成した劣化物が色素を攻撃し、色素を退色させることがある。しかし、芳香族系ポリシルセスキオキサンは化学的安定性が高く、劣化物が生成し難いことから、劣化物による色素の退色も抑制することが可能となる。
【００１７】
芳香族系ポリシルセスキオキサンとしては、アリール基を含むポリシルセスキオキサンであれば特に限定されない。具体的には、シルセスキオキサンとしては、化学式２に示す、（ＲＳｉＯ３/２）ｎで表される基本構成単位のｎが８であるかご型のシルセスキオキサンを挙げることができる。また、シルセスキオキサンとしては、化学式３に示す、（ＲＳｉＯ３/２）ｎで表される基本構成単位が三次元的に架橋したはしご型のシルセスキオキサンを挙げることができる。これらのシルセスキオキサンは、有機基として少なくともアリール基を有している。そして、本実施形態のポリシルセスキオキサンでは、これらのシルセスキオキサンが互いに架橋した構造を有する。
【００１８】
【化２】
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【００１９】
【化３】
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【００２０】
なお、かご型のシルセスキオキサンは、化学式２に示すｎ＝８のＴ８構造に限定されず、例えば化学式４に示すｎ＝１０のＴ１０構造やｎ＝１２のＴ１２構造も挙げることができる。
【００２１】
【化４】
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【００２２】
上述のようなシルセスキオキサンは、かご型構造やはしご型構造を維持しつつ、有機基を置換することができる。つまり、化学式１〜４に示す有機基Ｒをアリール基や反応性置換基と置換することが可能である。そのため、ポリシルセスキオキサンの有機基を色素３との親和性が高い置換基にすることで、粒子化材４中における色素３の分散性を高め、放射光の吸収をより効率的に行うことが可能となる。また、ポリシルセスキオキサンと色素３との親和性を高めることで、色素のブリードアウトを抑制し、波長制御光学部材１０の意匠性を高めることが可能となる。さらにポリシルセスキオキサンと色素３との親和性を高めることで、粒子化を容易にし、色素含有微粒子２を効率的に作製することが可能となる。
【００２３】
アリール基としては、炭素数６〜１０のアリール基が好ましい。また、アリール基は、当該アリール基を構成する１又は２以上の水素原子が他の基で置換されていてもよい。当該アリール基の置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等の炭素数１〜６のアルキル基が挙げられる。具体的には、アリール基としては、フェニル基、ナフチル基等の無置換のアリール基、メチルフェニル基、エチルフェニル基、プロピルフェニル基等のアルキルフェニル基のようなアルキルアリール基等が挙げられる。アリール基としては、特にフェニル基が好ましい。なお、アリール基は、シルセスキオキサンのケイ素原子に直接結合してもよく、酸素原子を介して結合してもよい。また、アリール基は、シルセスキオキサンのケイ素原子に対し、ケイ素−酸素結合を介して結合してもよい。
【００２４】
なお、芳香族系ポリシルセスキオキサンは、高いガスバリア性を有するならば、アリール基以外の置換基Ｒを有していてもよい。アリール基以外の置換基Ｒとしては、例えばアルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、水素原子及び水酸基が挙げられる。ただ、アルコキシ基、アルケニル基及び水酸基は、重合時に未反応の残存官能基であるため、可能な限り少ない方が好ましい。
【００２５】
アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の無置換のアルキル基；フェニルメチル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基等のアラルキル基が挙げられる。
【００２６】
アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基及びｔｅｒｔ−ブトキシ基が挙げられる。また、アルケニル基としては、ビニル基（エテニル基）、アリール基（２−プロペニル基）、１−プロペニル基、イソプロペニル基及びブテニル基が挙げられる。
【００２７】
芳香族系ポリシルセスキオキサンは、アリール基を含有するシルセスキオキサンを架橋させることにより得られる。つまり、例えば、一方のシルセスキオキサンの置換基がＳｉ−Ｈ構造を有し、他方のシルセスキオキサンの置換基が不飽和炭化水素基を有する場合、重合触媒によりＳｉ−Ｈ構造と不飽和炭化水素基との付加反応を進行させる。これにより、シルセスキオキサンを架橋し、本実施形態の芳香族系ポリシルセスキオキサンを得ることが可能となる。
【００２８】
シルセスキオキサンの架橋に用いられる重合触媒として、例えば白金系の金属触媒を用いることができる。具体的には、例えばＨ２ＰｔＣｌ６・ｍＨ２Ｏ、Ｋ２ＰｔＣｌ６、ＫＨＰｔＣｌ６・ｍＨ２Ｏ、Ｋ２ＰｔＣｌ４、Ｋ２ＰｔＣｌ４・ｍＨ２Ｏ、ＰｔＯ２・ｍＨ２Ｏ、白金（０）−２,４,６,８−テトラメチル−２,４,６,８−テトラビニルシクロテトラシロキサン錯体などの金属錯体を用いることができる。そのため、得られた芳香族系ポリシルセスキオキサンには、金属触媒が残存していることがある。ただ、このような金属触媒は色素３に影響を与え難く、たとえ金属触媒が色素と接触しても色素の酸化・分解が進行し難い。そのため、粒子化材４として芳香族系ポリシルセスキオキサンを使用したとしても、残存する金属触媒により色素３が劣化することを抑制できる。
【００２９】
色素含有微粒子２は、粒子化材４として、アリール基を含むポリシルセスキオキサンに加え、ポリシラザンを含有してもよい。ポリシラザンも３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視光領域において高い透過率を有し、容易に造粒することが可能となる。
【００３０】
ポリシラザンは、「−（ＳｉＨ２−ＮＨ）−」を繰り返し単位とするポリマーであり、鎖状ポリシラザン、環状ポリシラザン等が挙げられる。この際、Ｈの全部又は一部が置換基で置換されていてもよい。鎖状ポリシラザンとしては、ペルヒドロポリシラザン、ポリメチルヒドロシラザン、ポリＮ−メチルシラザン、ポリＮ−（トリエチルシリル）アリルシラザン、ポリＮ−（ジメチルアミノ）シクロヘキシルシラザン、フェニルポリシラザン等が挙げられる。なお、ポリシラザンは一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００３１】
本実施形態に係る色素３としては、４００ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲内に最大吸収波長を有するものであれば特に限定されず、４５０ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲内に最大吸収波長を有するものがより好ましい。色素３は、フタロシアニン系、テトラアザポルフィリン系及びポルフィリン系からなる群より選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。フタロシアニン系の色素としては、例えばＣ.Ｉ.ダイレクトブルー８６，８７，１８９，１９９などが挙げられる。また、フタロシアニン系色素としては、Ｃ.Ｉ.アシッドブルー２４９なども挙げられる。テトラアザポルフィリン系の色素としては、例えばＴＡＰ−２、ＴＡＰ−１８、ＴＡＰ−４５（山田化学工業株式会社製）等が挙げられる。ポルフィリン系の色素としては、例えば５，１０，１５，２０−テトラフェニル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン（株式会社ワコーケミカル製）が挙げられる。これらの色素は一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００３２】
また、色素３は、ペリレン系蛍光色素であることも好ましい。ペリレン系蛍光色素としては、例えばC.I. Solvent Green 5（緑色）、C.I. Solvent Orange 55（橙色）、C.I. Solvent Red 135, 179、C.I. Pigment Red 123, 149, 166, 178, 179, 190, 194, 224（赤色）、C.I. Pigment Violet 29（紫色）、及びC.I. Pigment Black 31, 32（黒色）などが挙げられる。これらの色素は一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００３３】
色素含有微粒子２が分散するマトリックス樹脂１としては、色素含有微粒子２を安定的に分散させ、さらに３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視光領域において高い透過率を有する樹脂を用いることができる。このようなマトリックス樹脂１としては、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アクリル−スチレン共重合体、スチレン系樹脂、シリコーン系樹脂及びシクロオレフィン系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一つを含有することが好ましい。
【００３４】
アクリル系樹脂は、（メタ）アクリル系単量体を主成分として重合させたものであり、（メタ）アクリル系単量体と共重合可能な他の単量体を含んでいてもよい。アクリル系樹脂としては、アクリル系モノマーを重合してなる樹脂を用いることができる。このようなアクリル系モノマーとしては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレートが挙げられる。β−カルボキシエチル（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレートも挙げられる。また、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレートも挙げられる。ビスフェノールＡジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、トリシクロデカニル（メタ）アクリレートも挙げられる。なお、アクリル系モノマーは一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００３５】
ポリカーボネート系樹脂としては、例えば二価フェノールと、ホスゲン又は炭酸ジエステル化合物とを反応させることによって得られる芳香族ポリカーボネート重合体、及びこれらの共重合体である芳香族ポリカーボネート樹脂が挙げられる。また、ポリカーボネート系樹脂としては、二酸化炭素とエポキシドとの共重合体によって得られる脂肪族ポリカーボネート樹脂も挙げられる。さらに、ポリカーボネート系樹脂としては、これらを共重合した芳香族−脂肪族ポリカーボネートも挙げられる。また、アジピン酸，ピメリン酸，スベリン酸，アゼライン酸，セバシン酸，デカンジカルボン酸等の直鎖状脂肪族二価カルボン酸等も、ポリカーボネート系樹脂の共重合モノマーとして挙げられる。なお、ポリカーボネート系樹脂は一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００３６】
アクリル−スチレン共重合体は、（メタ）アクリル系単量体及びスチレン系単量体を主成分として重合したものである。また、アクリル−スチレン共重合体は、（メタ）アクリル系単量体及びスチレン系単量体と共重合可能な他の単量体を含んでいてもよい。アクリル−スチレン共重合体としては、スチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ジエチルアミノエチルメタアクリレート共重合体、スチレン−ブタジエン−アクリル酸エステル共重合体が挙げられる。また、スチレン−メチルメタアクリレート共重合体も挙げられる。なお、アクリル−スチレン共重合体は一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００３７】
スチレン系樹脂は、スチレン系単量体を主成分として重合させたものである。スチレン系単量体としては、スチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、α−メチルスチレン、ｐ−メトキシスチレンが挙げられる。また、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｐ−フェニルスチレン、ｏ−クロロスチレン、ｍ−クロロスチレン、ｐ−クロロスチレンも挙げられる。これらのスチレン系単量体は一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００３８】
シリコーン系樹脂は、シロキサン結合からなる直鎖状高分子が架橋することで三次元網状構造となっている樹脂である。シリコーン系樹脂としては、側鎖が例えばメチル基で構成されるジメチル系シリコーンや、一部分が芳香族系分子に置換されている芳香族系シリコーンがある。
【００３９】
なお、シリコーン系樹脂は、アルコキシシランを加水分解した後に脱水縮合させて得られる縮合物からなるものであってもよい。アルコキシシランの具体例としては、例えば、トリフェニルエトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリエチルエトキシシラン、トリフェニルメトキシシラン、トリエチルメトキシシラン、エチルジメチルメトキシシランが挙げられる。メチルジエチルメトキシシラン、エチルジメチルエトキシシラン、メチルジエチルエトキシシラン、フェニルジメチルメトキシシラン、フェニルジエチルメトキシシラン、フェニルジメチルエトキシシラン、フェニルジエチルエトキシシランも挙げられる。また、メチルジフェニルメトキシシラン、エチルジフェニルメトキシシラン、メチルジフェニルエトキシシラン、エチルジフェニルエトキシシラン、ｔｅｒｔ−ブトキシトリメチルシラン、ブトキシトリメチルシランも挙げられる。ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシランも挙げられる。Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシランも挙げられる。メチルトリアセトキシシラン、エチルトリアセトキシシラン、Ｎ−β−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランも挙げられる。トリエトキシシラン、トリメトキシシラン、トリイソプロポキシシラン、トリ−ｎ−プロポキシシラン、トリアセトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシランも挙げられる。なお、アルコキシシランの加水分解縮合物は一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００４０】
シクロオレフィン系樹脂は、主鎖が炭素−炭素結合からなり、主鎖の少なくとも一部に環状炭化水素構造を有する樹脂である。シクロオレフィン系樹脂としては、エチレンとノルボルネンの付加共重合体や、エチレンとテトラシクロドデセンの付加共重合体などが挙げられる。
【００４１】
粒子化材４を構成するアリール基を含むポリシルセスキオキサンにおいて、当該ポリシルセスキオキサンに含まれるアリール基の含有比率は２０モル％以上７０モル％以下であることが好ましい。アリール基の含有比率がこの範囲内であることにより、ガスバリア性を高め、色素３と酸素との接触をより効果的に抑制することが可能となる。なお、シリコーンに含まれるアリール基の含有比率は２９Ｓｉ−ＮＭＲによって測定可能である。つまり、置換基とケイ素原子との結合に帰属するピークの面積に対する、アリール基とケイ素原子との結合（Ａｒ−Ｓｉ）に帰属するピークの面積から、含有比率を算出できる。
【００４２】
本実施形態の波長制御光学部材１０において、色素含有微粒子２の平均粒子径は１００ｎｍ〜３０μｍであることが好ましく、１００ｎｍ〜５μｍであることがより好ましい。色素含有微粒子２の平均粒子径がこの範囲内であることにより、色素含有微粒子２をマトリックス樹脂１の内部に高分散させることが可能となる。また、後述するように、色素含有微粒子２が一重項酸素クエンチャー、酸化防止剤及び紫外線吸収剤等の劣化抑制添加剤を含有する場合には、劣化抑制添加剤を色素３の近傍に常に配置させることができる。そのため、色素３の劣化を効率的に抑制することが可能となる。なお、色素含有微粒子２の平均粒子径は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）等を用いて、波長制御光学部材１０の断面を観察することにより測定することができる。
【００４３】
色素含有微粒子２は、色素３及び粒子化材４に加え、さらに劣化抑制添加剤としての一重項酸素クエンチャー、酸化防止剤及び紫外線吸収剤からなる群より選ばれる少なくとも一つを含有することができる。つまり、色素含有微粒子２は、色素３、並びに一重項酸素クエンチャー、酸化防止剤及び紫外線吸収剤からなる群より選ばれる少なくとも一つを粒子化材４で内包することができる。このように、色素含有微粒子２の内部に、色素３と共に劣化抑制添加剤を封入することにより、色素３の近傍に劣化抑制添加剤が常に配置されている構成となる。そのため、劣化抑制添加剤の効果を色素３に効率的に及ぼすことが可能となる。
【００４４】
つまり、例えば、劣化抑制添加剤がマトリックス樹脂１に含有されている場合には、劣化抑制添加剤と色素３との距離が離れすぎてしまう。その結果、劣化抑制添加剤の効果が色素３に十分に及ばず、色素３の劣化を抑制することが難しい場合がある。しかしながら、色素３及び劣化抑制添加剤を粒子化材４で内包する構成であることにより、色素３と劣化抑制添加剤とを近接させることが可能となる。そのため、劣化抑制添加剤の効果を色素３に直接的に及ぼすことが可能となり、色素３の劣化をより抑制することができる。
【００４５】
劣化抑制添加剤としての一重項酸素クエンチャーは、空気中の酸素が光のエネルギーにより活性化して生成した一重項酸素をトラップし、一重項酸素を不活性化するものであれば特に限定されない。一重項酸素クエンチャーとしては、遷移金属錯体、色素類（赤外線吸収色素）、アミン類、フェノール類、スルフィド類などが挙げられる。遷移金属錯体は、配位子としてジアルキルホスフェイト、ジアルキルジチオカルバネート、ベンゼンジチオール又はその類似ジチオールが挙げられ、中心金属としてニッケル、銅又はコバルトが挙げられる。色素類としては、ポリメチン色素、シアニン色素、アズレニウム色素、ピリリウム色素、スクアリリウム色素、クロコニウム色素、アミニウム色素、イモニウム色素、ジイモニウム色素などが挙げられる。なお、これらの一重項酸素クエンチャーは一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００４６】
劣化抑制添加剤としての酸化防止剤は、色素３の自動酸化を抑制できるものであれば特に限定されない。酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤などが挙げられる。特にフェノール系酸化防止剤とアミン系酸化防止剤が好ましく、アミン系酸化防止剤の中では特にヒンダードアミンが好ましい。
【００４７】
フェノール系酸化防止剤としては、２，６−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール、ｎ−オクタデシル−３−（３’５’−ジ−ｔ−ブチル４’−ヒドロキシフェニル）プロピオネート等が挙げられる。また、フェノール系酸化防止剤としては、テトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシメチル）］メタンなども挙げられる。アミン系酸化防止剤としては、アデカスタブ（登録商標）ＬＡ−７７、ＬＡ−５７，ＬＡ−５２、ＬＡ−６２，ＬＡ−６３、ＬＡ−６７，ＬＡ−６８（株式会社ＡＤＥＫＡ製）などが挙げられる。また、アミン系酸化防止剤としては、ＴＩＮＵＶＩＮ（登録商標）１２３、ＴＩＮＵＶＩＮ１４４、ＴＩＮＵＶＩＮ６２２、ＴＩＮＵＶＩＮ７６５、ＴＩＮＵＶＩＮ９４４（ＢＡＳＦジャパン株式会社製）なども挙げられる。なお、これらの酸化防止剤は一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００４８】
劣化抑制添加剤としての紫外線吸収剤は、２８０ｎｍ〜３６０ｎｍの波長範囲の透過率が低い特性を有するものであれば、特に限定されない。紫外線吸収剤はとしては、トリアジン系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、ヒドロキシベンゾエート系紫外線吸収剤などを挙げることができる。
【００４９】
トリアジン系紫外線吸収剤としては、２，４−ビス［ヒドロキシ−４−ブトキシフェニル］−６−（２，４−ジブトキシフェニル）−１，３，５−トリアジン等が挙げられる。また、２−（２−ヒドロキシ−４−ヒドロキシメチルフェニル）−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン、２−（２−ヒドロキシ−４−ヒドロキシメチルフェニル）−４，６−ビス（２，４−ジメチルフェニル）−１，３，５−トリアジン等も挙げられる。ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、２，２'−ジヒドロキシ−４，４'−ジ（ヒドロキシメチル）ベンゾフェノン、２，２'−ジヒドロキシ−４，４'−ジ（２−ヒドロキシエチル）ベンゾフェノン等が挙げられる。ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、２−〔２'−ヒドロキシ−５'−（ヒドロキシメチル）フェニル〕−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−〔２'−ヒドロキシ−５'−（２−ヒドロキシエチル）フェニル〕−２Ｈ−ベンゾトリアゾール等が挙げられる。シアノアクリレート系紫外線吸収剤としては、２−エチルヘキシル−２−シアノ−３，３'−ジフェニルアクリレート、エチル−２−シアノ−３，３'−ジフェニルアクリレート等が挙げられる。ヒドロキシベンゾエート系紫外線吸収剤としては、フェニルサルシレート、４−ｔ−ブチルフェニルサルシレート、２，５−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ安息香酸ｎ−ヘキサデシルエステル等が挙げられる。なお、これらの紫外線吸収剤は一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００５０】
このように、本実施形態の波長制御光学部材１０は、マトリックス樹脂１と、マトリックス樹脂１の内部に分散する色素含有微粒子２とを備える。そして、色素含有微粒子２は、４００ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲内に最大吸収波長を有する色素３と、色素３を内包し、アリール基を含むポリシルセスキオキサンとを含有する。アリール基を含むポリシルセスキオキサンは酸素遮断性が高いため、色素３を当該ポリシルセスキオキサンで内包することにより、色素３と酸素との接触を抑制できる。その結果、長期間に亘り、色素３の耐久性、特に耐光性及び耐熱性を向上させることが可能となる。また、アリール基を含むポリシルセスキオキサンは、色素３との親和性を高めることができるため、色素のブリードアウトを抑制し、さらに色素含有微粒子２の生産性を向上させることが可能となる。
【００５１】
［波長制御光学部材の製造方法］
次に、波長制御光学部材の製造方法について説明する。本実施形態に係る波長制御光学部材の製造方法は、マトリックス樹脂１に色素含有微粒子２を分散させることができれば特に限定されない。
【００５２】
具体的には、まず上述の色素含有微粒子を溶媒に分散させた後、当該分散液にマトリックス樹脂を溶解する。その後、当該分散液を基板に塗布し、溶媒を除去することにより、波長制御光学部材を得ることができる。基板に対する分散液の塗布方法は特に限定されないが、例えばスプレーコート法、スピンコート法、スリットコート法、ロールコート法等が利用できる。また、溶媒を除去する際には、減圧乾燥機、コンベクションオーブン、ＩＲオーブン、ホットプレートなどを使用してもよい。
【００５３】
分散液を塗布する基板としては透明基板を使用することができ、例えばソーダ石灰ガラス、低アルカリ硼珪酸ガラス、無アルカリアルミノ硼珪酸ガラスなどのガラス板を使用することができる。また、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂板も使用することができる。
【００５４】
波長制御光学部材は、次のような方法でも製造することができる。まず、上述の色素含有微粒子を溶媒に分散させた後、当該分散液にマトリックス樹脂の前駆体を溶解する。その際、必要に応じて重合開始剤を添加する。その後、当該分散液を基板に塗布し、マトリックス樹脂の前駆体を重合し硬化することにより、波長制御光学部材を得ることができる。なお、マトリックス樹脂が熱硬化性樹脂の場合には加熱により、活性エネルギー線硬化性樹脂の場合には活性エネルギー線（電磁波、紫外線、可視光線、赤外線、電子線、γ線等）により、硬化を行うことができる。
【００５５】
なお、上述の分散液には、マトリックス樹脂及び色素含有微粒子以外にも、その他の添加剤を添加してもよい。添加剤としては、例えば可塑剤、重合安定剤、蛍光増白剤、磁性粉、紫外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤などを挙げることができる。
【００５６】
色素含有微粒子２の製造方法は、粒子化材４中に上述の色素を含有する粒子とすることができれば、特に限定されない。色素含有微粒子２は、例えば界面重合法、Ｗ／Ｏ系液中乾燥法、ストーバー法、及びスプレードライ法により製造することができる。また、色素含有微粒子２は、例えばｉｎ  Ｓｉｔｕ重合法、水溶液からの相分離法、有機溶媒からの相分離法、融解分散冷却法、気中懸濁被覆法により製造することもできる。
【００５７】
界面重合法は、疎水性モノマーと親水性モノマーを組み合わせ、エマルション液滴界面での化学反応を利用して粒子化する方法である。具体的には、まず、油溶性のモノマー（粒子化材の前駆体）と有効成分（色素、必要に応じて劣化抑制添加剤）とを均一に混合した油相プレミックスを作製する。さらに、油溶性のモノマーと反応して膜を形成するための水溶性モノマーと乳化分散剤とを含む水相を作製する。次に、作製した水相に油相プレミックスを分散させる。そして、得られた乳化分散液（Ｏ／Ｗのエマルション又はＷ／Ｏのエマルション）を加熱することにより、油相と水相の界面で加熱重合させ、色素含有微粒子２を得ることができる。
【００５８】
Ｗ／Ｏ系液中乾燥法では、まず芯物質（色素、必要に応じて劣化抑制添加剤）が乳化又は分散されている壁膜物質（粒子化材の前駆体）の溶液を作製する。次に、壁膜物質の溶液を水の媒体中に分散し、さらに重合触媒を添加した後、攪拌しつつ加温又は減圧することによって、壁膜物質を溶解している溶剤を除去する。これにより、水媒体中に色素含有微粒子２を作製することができる。
【００５９】
粒子化材がシリカ系の材料からなる場合には、ストーバー法により色素含有微粒子２を製造することができる。つまり、色素、さらに必要に応じて劣化抑制添加剤を混合した有機溶媒に、上述のアルコキシシラン及び触媒を加えて攪拌し、加熱・乾燥することにより、色素含有微粒子２を作製することができる。
【００６０】
このように、本実施形態の波長制御光学部材は公知の膜形成法により作製できる。さらに、波長制御光学部材中の色素含有微粒子２も公知の造粒方法により作製できる。そのため、本実施形態の波長制御光学部材は安価に作製することが可能である。
【００６１】
［発光装置］
次に、本実施形態に係る発光装置について説明する。本実施形態に係る発光装置は、発光素子と、発光素子が発する光を波長変換する波長変換部材と、上述の波長制御光学部材とを備える。
【００６２】
図２は、発光装置の一例としてのＬＥＤモジュール１１（Light-emitting diodeモジュール）を示す。ＬＥＤモジュール１１は、回路基板１２に、発光素子としてのＬＥＤ素子１３が実装されている。そして、このＬＥＤ素子１３が波長変換部材１４により覆われている。
【００６３】
ＬＥＤ素子１３は、例えば３８０〜５００ｎｍの範囲内に主な発光ピークを有し、青色の光を出射する青色ＬＥＤ素子や紫色の光を出射する紫色ＬＥＤ素子を用いることができる。このようなＬＥＤ素子１３としては、例えば窒化ガリウム系のＬＥＤ素子が挙げられる。
【００６４】
波長変換部材１４は、シリコーン樹脂等の透光性材料内に、例えば青色蛍光体、緑色蛍光体、黄色蛍光体及び赤色蛍光体の少なくとも一種類以上の蛍光体１５を含有している。青色蛍光体は、ＬＥＤ素子１３の出射光により励起され、青色光を出射する。緑色蛍光体及び黄色蛍光体もＬＥＤ素子１３の出射光により励起され、それぞれ緑色光及び黄色光を出射する。
【００６５】
青色蛍光体は４７０ｎｍ〜５００ｎｍの波長域に発光ピークを持ち、緑色蛍光体は５００ｎｍ〜５４０ｎｍの波長域に発光ピークを持ち、黄色蛍光体は５４５ｎｍ〜５９５ｎｍの波長域に発光ピークを持つものである。青色蛍光体としては、例えばＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋、ＣａＭｇＳｉ２Ｏ６：Ｅｕ２＋、Ｂａ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋、Ｓｒ１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ２＋などが挙げられる。緑色蛍光体としては、例えば（Ｂａ，Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、Ｃａ８Ｍｇ（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２：Ｅｕ２＋、Ｃａ８Ｍｇ（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋が挙げられる。黄色蛍光体としては、例えば（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、（Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋、α−Ｃａ−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ２＋が挙げられる。
【００６６】
赤色蛍光体は、ＬＥＤ素子１３や、緑色蛍光体及び黄色蛍光体の少なくとも一方の出射光により励起され、赤色光を出射する。赤色蛍光体は、６００ｎｍ〜６５０ｎｍの波長域に発光ピークを持つものである。赤色蛍光体としては、例えばＳｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋、ＳｒＡｌＳｉ４Ｎ７：Ｅｕ２＋、ＣａＳ：Ｅｕ２＋、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋、Ｙ３Ｍｇ２（ＡｌＯ４）（ＳｉＯ４）２：Ｃｅ３＋が挙げられる。
【００６７】
ＬＥＤモジュール１１の出射面側には、ＬＥＤ素子１３や蛍光体１５から出射された光の少なくとも一部の放射強度を低減する波長制御光学部材１０が配置されている。このような波長制御光学部材１０を用いて、ＬＥＤ素子１３及び蛍光体１５の少なくとも一方が発する放射光の一部を吸収して強度を低減することにより、視認性を向上させることが可能となる。
【００６８】
［照明器具］
次に、本実施形態に係る照明器具について説明する。本実施形態の照明器具は、上述の発光装置を備えている。
【００６９】
図３では、照明器具の一例として、ＬＥＤモジュール１１を備えたデスクスタンド２０を示す。図３に示すように、デスクスタンド２０は、略円板状のベース２１上に照明本体２２が取り付けられている。照明本体２２はアーム２３を有し、アーム２３の先端側の灯具３０にはＬＥＤモジュール１１を備える。照明本体２２にはスイッチ２２ａが設けられ、このスイッチ２２ａをオン・オフ操作することでＬＥＤモジュール１１の点灯状態が変更されるようになっている。
【００７０】
図４（ａ）に示すように、灯具３０は、略円筒状のベース部３１と、光源ユニット３２と、配向制御部３３と、上述の波長制御光学部材からなるフィルタ３４と、カバー３５とを備える。光源ユニット３２は、図４（ｂ）に示すようにＬＥＤモジュール１１を備える。配向制御部３３は、光源ユニット３２の光を所望の配光に制御するために用いられるものであり、本実施形態ではレンズを備えている。ただし、配向制御部３３としては、レンズの他に、照明装置の構成によって反射板や導光板を有していてもよい。
【００７１】
なお、フィルタ３４と配向制御部３３は、一体構成としてもよい。その一例として、例えば図４（ｃ）に示すように、配向制御部３３を構成する透明樹脂部３４ａの表面にコーティングを施して、フィルタ３４として作用するコーティング部３４ｂを形成してもよい。
【００７２】
本実施形態の照明器具は、色素の耐久性、特に耐光性及び耐熱性が高い波長制御光学部材を用いている。そのため、長期に亘り所望の分光特性を得ることが可能となる。つまり、本実施形態の照明器具は、例えば放射光が照射される紙面の白色度を高め、視認性を向上させることが可能となる。
【実施例】
【００７３】
以下、本実施形態を実施例及び比較例によりさらに詳細に説明するが、本実施形態はこれら実施例に限定されるものではない。
【００７４】
［シルセスキオキサンの合成］
まず、化学式５で示すＰＳＳ水和物−オクタキス（テトラメチルアンモニウム）置換体（ＰＳＳ置換体）と、ジフェニルクロロシラン及びクロロジメチルビニルシランとを、表１に示す割合でヘキサン中に混合した。その後、混合物を５時間攪拌することで、シルセスキオキサン化合物１及びシルセスキオキサン化合物２を合成した。シルセスキオキサン化合物１及びシルセスキオキサン化合物２は、Ｔ８構造にジフェニルシリル基及びジメチルビニルシリル基が置換基として付加した化合物である。なお、ＰＳＳ水和物−オクタキス（テトラメチルアンモニウム）置換体は、シグマアルドリッチ社製のものを使用した。ジフェニルクロロシランはＡｌｆａ  Ａｅｓａｒ社製のものを使用し、クロロジメチルビニルシランは東京化成工業株式会社製のものを使用した。ヘキサンは、和光純薬工業株式会社製のものを使用した。
【００７５】
【表１】
2017003815.tif 000007
【００７６】
【化５】
2017003815.tif 000008
【００７７】
［実施例１］
（色素含有微粒子の作製）
まず、表２に示す割合で、ペリレン系蛍光色素、一重項酸素クエンチャー、酸化防止剤、紫外線吸収剤をヘキサンに溶解して攪拌し、さらにシルセスキオキサン化合物１を添加して攪拌することにより、混合溶液を作製した。そして、当該混合溶液を２Ｌのイオン交換水に投入し、さらに白金系触媒を添加して１５００ｒｐｍで２時間攪拌した。その後、析出物を濾過して乾燥することにより、本実施例の色素含有微粒子を作製した。なお、得られた色素含有微粒子の平均粒子径は、３μｍであった。各原料の製品名は、次のとおりである。また、攪拌の際に使用した攪拌機は、プライミクス株式会社製ラボ・リューション（登録商標）である。
・ペリレン系蛍光色素：ＢＡＳＦ社製ＬＵＭＯＧＥＮ（登録商標）Ｆ  ＲＥＤ３０５
・一重項酸素クエンチャー：日本カーリット株式会社製ＣＩＲ−９６５ｉ
・紫外線吸収剤：ＢＡＳＦ社製ＩＲＧＡＮＯＸ（登録商標）−１０１０
・酸化防止剤：ＢＡＳＦ社製ＴＩＮＵＶＩＮ（登録商標）ＰＡ１４４
・白金系触媒：株式会社ワコーケミカル社製 白金（０）−２,４,６,８−テトラメチル−２,４,６,８−テトラビニルシクロテトラシロキサン錯体（Ｐｔ１．７％）
【００７８】
（波長制御光学部材の作製）
上述のように作製した色素含有微粒子をトルエンに分散させた後、アクリル樹脂を投入して攪拌することで、色素分散塗布液を作成した。そして、作製した色素分散塗布液をスライドガラス板（基板）上にバーコーターにて塗布して乾燥し、塗膜を形成することにより、本例の試験サンプルを作製した。なお、アクリル樹脂は、三菱レイヨン株式会社製アクリペット（登録商標）ＶＨを使用した。
【００７９】
［実施例２］
シルセスキオキサン化合物１及び白金系触媒の添加量を表２に示す値とした以外は実施例１と同様にして、本例の試験サンプルを作製した。なお、本例で得られた色素含有微粒子の平均粒子径は、４μｍであった。
【００８０】
［実施例３］
シルセスキオキサン化合物１の代わりにシルセスキオキサン化合物２を使用した以外は実施例１と同様にして、本例の試験サンプルを作製した。なお、本例で得られた色素含有微粒子の平均粒子径は、４μｍであった。
【００８１】
［実施例４］
シルセスキオキサン化合物１の代わりにシルセスキオキサン化合物２を使用した以外は実施例２と同様にして、本例の試験サンプルを作製した。なお、本例で得られた色素含有微粒子の平均粒子径は、４μｍであった。
【００８２】
【表２】
2017003815.tif 000009
【００８３】
［比較例］
まず、表２に示す割合で、実施例１のペリレン系蛍光色素、一重項酸素クエンチャー、酸化防止剤、紫外線吸収剤をトルエンに分散させた後、アクリル樹脂を投入して攪拌することで、色素分散塗布液を作成した。そして、作製した色素分散塗布液をスライドガラス板上にバーコーターにて塗布して乾燥し、塗膜を形成することにより、本例の試験サンプルを作製した。なお、アクリル樹脂は、三菱レイヨン株式会社製アクリペットＶＨを使用した。また、アクリル樹脂の添加量は、得られる試験サンプル中のペリレン系蛍光色素、一重項酸素クエンチャー、酸化防止剤及び紫外線吸収剤の濃度が実施例１と同じになるように調整した。
【００８４】
［評価］
実施例及び比較例の試験サンプルを、ダイプラ・ウィンテス株式会社製メタルウェザー（登録商標）試験機を用いて劣化させた。そして、分光光度計（株式会社日立ハイテクノロジーズ製Ｕ４１００）にて、劣化前と劣化後の試験サンプルの全光線透過率を測定した。
【００８５】
得られた全光線透過率より、色素の最大吸収波長（５９５ｎｍ）の初期透過率（劣化試験前の透過率、Ｔ０）及び劣化試験後の透過率（Ｔ１）を計測し、以下の式１から残存率を算出した。実施例及び比較例の残存率の結果を表１に示す。
［数１］
残存率（％）＝［色素分散塗布液を塗布した基板の透過率（Ｔｂ）−劣化試験後の透過率（Ｔ１）］／［色素分散塗布液を塗布した基板の透過率（Ｔｂ）−劣化試験前の透過率（Ｔ０）］×１００
【００８６】
【表３】
2017003815.tif 000010
【００８７】
表３に示すように、実施例１乃至４の試験サンプルの残存率は、比較例の試験サンプルよりも向上する結果となった。このことから、アリール基を含むポリシルセスキオキサンで色素を内包することにより、色素と酸素との接触率が低下することから、耐久性が向上することが分かる。
【００８８】
また、実施例１及び３と実施例２及び４とを比較すると、ポリシルセスキオキサンの割合が増えることにより、残存率が向上することが分かる。つまり、色素を内包するポリシルセスキオキサンの量が増加することにより、色素と酸素との接触率がさらに低下することから、耐久性がより向上することが分かる。
【００８９】
以上、本実施形態を実施例及び比較例によって説明したが、本実施形態はこれらに限定されるものではなく、本実施形態の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００９０】
１  マトリックス樹脂
２  色素含有微粒子
３  色素
４  粒子化材（アリール基を含むポリシルセスキオキサン）
１０  波長制御光学部材
１１  ＬＥＤモジュール（発光装置）
１３  ＬＥＤ素子（発光素子）
１４  波長変換部材
【図１】
2017003815.tif 000011
【図２】
2017003815.tif 000012
【図３】
2017003815.tif 000013
【図４】
2017003815.tif 000014