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WO2010095395A1 - 蛍光体含有樹脂組成物及び蛍光シート - Google Patents

蛍光体含有樹脂組成物及び蛍光シート Download PDF

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WO2010095395A1
WO2010095395A1 PCT/JP2010/000816 JP2010000816W WO2010095395A1 WO 2010095395 A1 WO2010095395 A1 WO 2010095395A1 JP 2010000816 W JP2010000816 W JP 2010000816W WO 2010095395 A1 WO2010095395 A1 WO 2010095395A1
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WO
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phosphor
resin
resin composition
light
sheet
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/000816
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English (en)
French (fr)
Inventor
篠倉明日香
伊東純一
柴田陽介
木下和也
妹尾雄一
小川原理一
Original Assignee
三井金属鉱業株式会社
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a phosphor-containing resin composition containing a phosphor and a phosphor sheet formed from the phosphor-containing resin composition, and more specifically, a fluorescence suitable for use in combination with an LED (light emitting diode).
  • the present invention relates to a body-containing resin composition and a fluorescent sheet.
  • LEDs are used as light sources, they consume less power than fluorescent lamps, have a long life, and are safe to touch and touch.
  • LEDs are expected to become the mainstream of light sources for illumination in the near future, and various research and development have been made.
  • a phosphor is added to a liquid thermosetting resin (for example, a silicone resin or an epoxy resin) to obtain a phosphor-containing resin composition.
  • a liquid thermosetting resin for example, a silicone resin or an epoxy resin
  • thermosetting resins such as silicone resins
  • the fluorescent function may be absorbed or oxidized and the fluorescent function may be deteriorated over time.
  • the present invention does not provide a phosphor-containing resin composition that can uniformly disperse phosphors, has no possibility of chemical change due to dissolution, and has excellent gas barrier properties. It is what.
  • the present invention proposes a phosphor-containing resin composition containing a non-luminous phosphor and a thermoplastic resin.
  • Thermoplastic resins have a much faster curing speed than thermosetting resins, so that the phosphor does not settle out while the resin cures, unlike thermosetting resins, and the phosphor is uniform. And a phosphor-containing resin composition having excellent gas barrier properties.
  • the liquid thermosetting resin or curing agent may cause a chemical reaction, but in the case of a thermoplastic resin, It is also excellent in that there is no risk of chemical change due to dissolution of a simple phosphor.
  • the phosphor-containing resin composition of the present invention can be formed into various shapes, for example, by adding powdered non-luminescent phosphors to thermoplastic resin pellets and mixing them, or by heating and kneading them after mixing. Can be prepared.
  • a fluorescent sheet can be formed by forming a sheet, and the fluorescent sheet thus formed can be bonded directly onto the LED, for example, or indirectly via an adhesive or an adhesive.
  • the phosphor-containing resin composition of the present invention is formed in various shapes, and is disposed in the vicinity of the LED, so that a light emitting element or device such as a special light source or a liquid crystal backlight can be configured. it can.
  • light-emitting elements or apparatuses such as EL, FED, and CRT display devices can be formed using various excitation sources.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration example of a light-emitting element or apparatus different from that in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration example of a light emitting element or apparatus different from those in FIGS. It is the graph which showed the time-dependent change of PL spectrum intensity
  • a phosphor-containing resin composition according to an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as “the present phosphor resin composition”) is a thermoplastic resin as a base resin and a non-luminescent phosphor (hereinafter also simply referred to as “phosphor”). And a phosphor-containing resin composition.
  • the base resin of the phosphor resin composition may be a transparent thermoplastic resin.
  • thermoplastic resin examples include polyethylene resins such as low density polyethylene, high density polyethylene, and linear low density polyethylene, or styrene such as polystyrene resin, ABS resin, AS resin, AAS resin, AES resin, and MBS resin. Resin, ethylene-alkyl acrylate or methacrylate copolymer, ethylene-acrylic acid copolymer, ionomer resin, polymethyl methacrylate, polymethacrylate and other acrylic resins, or cellulose acetate, cellulose propionate, etc.
  • biodegradable plastic such as polylactic acid, other aliphatic polyesters, modified starch, thermoplastic elastomers such as styrene, nylon and olefin, or polyamide resins such as various nylons, or Polyester resin such as polypropylene resin, ethylene-vinyl acetate copolymer, polyvinyl chloride resin, thermoplastic polyurethane resin, thermoplastic polyester resin, polycarbonate resin, polyethylene terephthalate resin, polybutylene terephthalate resin, polyethylene naphthalate resin, Polyacetal resin, modified polyphenylene ether resin, polymethylpentene resin, polysulfone resin, polyether sulfone resin, polyallyl sulfone resin, polyarylate resin, polyetherimide resin, polyphenylene sulfide resin, polyether ether ketone resin, polyimide resin, Examples include engineering plastics such as polyamideimide resin, fluororesin, and liquid crystal polymer, and super engineering plastics. It
  • an amorphous resin is preferable from the viewpoint of excellent transparency, ultraviolet resistance and dimensional accuracy (low thermal expansion coefficient), and among them, a benzene ring is included in the main chain from the viewpoint of heat resistance.
  • Thermoplastic resins are preferred.
  • An amorphous resin is a resin that maintains an amorphous state having almost no crystal structure, and has a polymer chain in a random state. That is, it is a resin having a structure in which a large side chain is attached in a random configuration along the molecular main chain axis, the molecule is highly branched, or the molecules are bridged with each other.
  • amorphous resin for example, polycarbonate resin, polysulfone resin, polyethersulfone resin, polyamide resin, polyimide resin, polyamideimide resin, polyetherimide resin, polystyrene resin, acrylic resin such as PMMA, ABS, vinyl chloride resin, Examples thereof include polyphenylene ether resin, polyarylate resin, engineering plastic, and super engineering plastic.
  • thermoplastic resins those having a total light transmittance of 50% or more as measured by JIS K 7105 or ASTM D1003 are preferable, and those having 70% or more are particularly preferable. Of these, those of 80% or more are particularly preferred.
  • the linear expansion coefficient measured by ASTM D696 is preferably 1 ⁇ 10 ⁇ 3 / K or less, and in particular, 1 ⁇ 10 ⁇ 4 / K.
  • the following are particularly preferable, and among them, those of 1 ⁇ 10 ⁇ 5 / K or less are particularly preferable.
  • the deflection temperature under load of the thermoplastic resin is 150 ° C. or higher, particularly 170 ° C. or higher, particularly 200 ° C. or higher.
  • the deflection temperature under load is one of the parameters for evaluating the heat resistance of the synthetic resin, and can be measured by a test method defined in JIS K 7121, ASTM D648, or the like.
  • the polyphenylene ether resin is 88%, 2.7 to 3.1 ⁇ 10 ⁇ 5 / K, 180 ° C.
  • the polyarylate resin is 87 to 89%, 6.1 to 6.3 ⁇ 10 ⁇ 5 / K, 170-175 ° C.
  • polysulfone resin 89%, 5.6 ⁇ 10 ⁇ 5 / K, 174 ° C.
  • polyetherimide resin 88%, 5.6 ⁇ 10 ⁇ 5 / K, 200 ° C.
  • polyethersulfur Phon resin is 89%, 5.7 ⁇ 10 ⁇ 5 / K, 203 ° C.
  • polyetheretherketone resin is 54%, 5 ⁇ 10 ⁇ 5 / K, 152 to 156 ° C.
  • polyamideimide resin is
  • polyarylate resin polysulfone resin, polyetherimide resin, polyphenylene sulfide resin, polyethersulfone resin, polyetheretherketone resin
  • resins called super engineering plastics such as polyamideimide resin, thermoplastic polyimide resin, liquid crystal polymer, and U-polymer.
  • the super engineering plastics are not limited to the resins exemplified here.
  • amorphous materials such as polysulfone resin (PSF), polyether sulfone resin (PES), polyarylate resin (PAR), polyamideimide resin (PAI), polyetherimide resin (PEI), thermoplastic polyimide resin (PI), etc.
  • PSF polysulfone resin
  • PES polyether sulfone resin
  • PAR polyarylate resin
  • PAI polyamideimide resin
  • PEI polyetherimide resin
  • PI thermoplastic polyimide resin
  • sexual super engineering plastics are particularly preferred.
  • Such amorphous super engineering plastics are excellent in gas barrier properties of water vapor and oxygen, can suppress phosphor deterioration, have excellent light transmittance in the near ultraviolet to visible light region, and are more
  • the phosphor can be uniformly dispersed, and since the curing is fast, it is easy to control the thickness when the sheet is molded, and the roll is not dissolved or heated and deteriorated. It has the advantage that it can be wound and
  • the phosphor used in the present phosphor resin composition may be any substance that emits visible light when irradiated with light.
  • the composition of the phosphor is not particularly limited.
  • a composition in which an activating element or a co-activating element is combined with a crystal matrix is common.
  • the crystal matrix include metal oxides typified by Y 2 O 3 , metal nitrides typified by Sr 2 Si 5 N 8 , Ca 5 (PO 4 ) 3 Cl, and the like. Examples thereof include sulfides represented by phosphates, ZnS, SrS, CaS, and the like.
  • sulfides such as (Zn, Cd) S, SrGa 2 S 4 , CaGa 2 S 4 , SrS, CaS and ZnS, oxysulfides such as Y 2 O 2 S, BaAl 2 Si 2 O 8 , silicates such as Y 2 SiO 5 , Zn 2 SiO 4 , Sr 2 SiO 4 , SnO 2 , Y 2 O 3, (Y, Gd) 3 Al 5 O 12 , YA 1 O 3 , BaMgAl 10 O 17 , (Ba , Sr) (Mg, Mn) Al 10 O 17 , (Ba, Sr, Ca) (Mg, Zn, Mn) Al 10 O 17 , BaAl 12 O 19 , CaMgAl 10 O 17, (Ba, Sr, Mg) O ⁇ Oxides such as Al 2 O 3 , borates such as GdMgB 5 O 10 and (Y, Gd) BO 3 , Ca 10
  • ions of rare earth metals such as Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Ag, Cu, Au
  • examples include ions of metals such as Al, Mn, and Sb.
  • particularly preferable phosphors used in the present phosphor resin composition are Ba 2 (Si 1-x Al x ) S 4 : Ce (where x in the formula is 0 ⁇ x ⁇ 1), SrS: Ce, BaMgAl 10 O 17 : Eu, Sr 3 MgSi 2 O 8 : Eu, SrGa 2 S 4 : Eu as a green phosphor, (Ba 1-x Sr x ) 2 SiO 4 : Eu, Sr 2 SiO 4 : Eu, SrS: Tb, CaS: Ce, CaGa 2 S 4 : Eu as a yellow phosphor, Sr 2 SiS 4 : Eu, YAG: Ce, CaS: Ce, Eu, (Ca 1 -x Sr x) S: Eu, in ( however, x in the formula 0 ⁇ 1), CaZrO 3: Eu, La 2 O 2 S: Eu, Y 2 O 2 S: Eu, CaAlSiN 3: Eu,
  • Two or more kinds of phosphors may be combined and mixed.
  • the fluorescent color can be adjusted by combining and mixing two or more phosphors among blue phosphor, green phosphor, yellow phosphor, and red phosphor.
  • a phosphor that is easily adapted to the thermoplastic resin.
  • sulfur (S) such as a polysulfone resin or a polyethersulfone resin is used.
  • the particle size of the phosphor is not particularly limited, but from the viewpoint of dispersibility, D50 based on the volume-based particle size distribution obtained by measurement by the laser diffraction / scattering particle size distribution measurement method is 0.1 ⁇ m to 50 ⁇ m. It is preferably 1 ⁇ m to 30 ⁇ m, more preferably 2 ⁇ m to 20 ⁇ m. If D50 is less than 0.1 ⁇ m, the luminous efficiency tends to decrease, and the phosphor particles may aggregate. Moreover, when it exceeds 50 micrometers, dispersibility may fall and there exists a possibility that application
  • the surface of the phosphor particle is coated with inorganic oxide particles such as silica, alumina, zirconia, or a glass composition. You may make it coat
  • the phosphor resin composition can be used as required by various additives such as plasticizers, pigments, antioxidants, heat stabilizers, ultraviolet absorbers, light stabilizers, flame retardants, lubricants, foaming agents, fillers, charging agents.
  • additives such as plasticizers, pigments, antioxidants, heat stabilizers, ultraviolet absorbers, light stabilizers, flame retardants, lubricants, foaming agents, fillers, charging agents.
  • An inhibitor, a reinforcing agent such as a fiber, and the like may be appropriately contained.
  • the blending ratio of the phosphor with respect to the thermoplastic resin varies depending on the types of the thermoplastic resin and the phosphor and the use of the phosphor resin composition, but as a guide, the phosphor is based on 100 parts by mass of the thermoplastic resin. Is preferably blended in an amount of 5 to 80 parts by weight, more preferably 10 to 60 parts by weight, and particularly preferably 15 to 40 parts by weight.
  • the phosphor resin composition can be made into a powder form by adding a powdered non-luminescent phosphor to a pellet of a thermoplastic resin, for example. It can also be formed into, for example. More specifically, a phosphor powder, other additives, etc.
  • a pellet-shaped thermoplastic resin base resin
  • base resin a pellet-shaped thermoplastic resin
  • a ribbon blender a tumbler or a Henschel mixer
  • a Banbury mixer uniaxial or Using a twin screw extruder, etc.
  • heat and melt to a temperature equal to or higher than the melting point of the base resin, extrude from the die, for example, cool through a water-cooled tank, dry with a wind dryer, etc., with a cutter or grinder
  • it can be obtained by cutting or grinding into pellets or powders.
  • this fluorescent substance resin composition is arbitrary, For example, any of powder, a paste, a liquid, a viscous liquid, and solid (a molded body of various shapes, such as a sheet form, a pellet form, and a rod form) may be sufficient. .
  • the phosphor resin composition can be appropriately shaped into various forms and used for various applications.
  • the description will focus on the case of forming a sheet body (referred to as “fluorescent sheet”), but the present invention is not limited to the sheet body.
  • the phosphor resin composition obtained by cutting into pellets as described above is heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the base resin using a single screw or twin screw extruder. After melting, the molten resin composition is extruded into a sheet form from the slit-shaped discharge port of the T die and solidified in close contact with the cooling roll, or is wound while being pulled by a winder. A sheet can be formed.
  • the thickness of the fluorescent sheet can be arbitrarily adjusted, but from the viewpoint of absorption, it is preferably 10 ⁇ m to 500 ⁇ m, more preferably 50 ⁇ m to 500 ⁇ m, especially 80 ⁇ m to 400 ⁇ m, of which 100 ⁇ m to 300 ⁇ m. Even more preferably.
  • This fluorescent sheet can be used for various purposes by constituting a light emitting element or device by being disposed in the vicinity of a light emitting source such as an LED, a laser, or a diode. More specifically, the fluorescent sheet can be bonded directly onto the LED or indirectly via an adhesive or adhesive.
  • a light-emitting element or device can be configured by fitting a lens body on the outside thereof and used for various purposes. At this time, instead of forming the phosphor resin composition on the phosphor sheet, it is possible to have the above-mentioned lens body function by molding into a lens shape covering the LED.
  • the phosphor resin composition is formed in various shapes and then placed in the vicinity of the LED, so that it can be used for, for example, general illumination, a special light source, a liquid crystal backlight, and the like. Further, by arranging an electric field source or an electron source in the vicinity of the light emitter and arranging it in the vicinity thereof, it can be used for display devices such as EL, FED, and CRT.
  • the vicinity of the light emitter refers to a position where the light emitted by the light emitter can be received.
  • a light emitting element or device can be configured by arranging LEDs on the end side of the fluorescent sheet.
  • or an apparatus can be comprised by laminating
  • a light-emitting element or device is configured by laminating a light guide plate on a light-emitting layer in which LEDs are embedded at appropriate intervals, and further laminating a fluorescent sheet thereon.
  • a fluorescent sheet a fluorescent sheet containing yellow to white phosphors may be used, and the fluorescent sheet containing each of the blue phosphor, the green phosphor, and the red phosphor is cut into a pixel size, for example. And you may use the fluorescent sheet formed by connecting this in order and repeatedly.
  • An antireflection film for efficiently absorbing excitation light from the LED can be attached to the fluorescent sheet surface on the side where the excitation light source such as LED is arranged. Furthermore, in order to efficiently extract light emitted from the fluorescent sheet, a low refractive index film made of a porous silica film or a polyester resin can be attached. When the excitation light from the excitation light source is reflected on the fluorescent sheet, Ag, Ag-based alloy, Al, Al-based alloy is formed on the back surface of the fluorescent sheet by vapor deposition, sputtering or coating. A metal-based reflective film can be attached. Alternatively, instead of the metal-based reflective film, an organic resin-based reflective film can be attached.
  • the method for forming the barrier film include a physical process such as vacuum vapor deposition and sputtering, and a chemical process such as chemical vapor deposition (CVD).
  • CVD chemical vapor deposition
  • a liquid main agent and a catalyst are mixed in an air atmosphere at room temperature and applied to form a single component or any multi-component on the phosphor sheet surface.
  • a method of forming a transparent thin film made of a glass can also be used.
  • non-phosphorescent phosphor means that “phosphorescent phosphor” and “phosphor” are not included.
  • the afterglow time of phosphors is extremely short, and when the external stimulus is stopped, the light emission is quickly attenuated.
  • the stimulus is stopped for a considerable time (several tens of minutes to several
  • afterglow is observed with the naked eye over time, and these are distinguished from ordinary phosphors and are called “phosphorescent phosphors” or “phosphors”.
  • the “non-phosphorescent phosphor” in the present invention means that such “phosphorescent phosphor” and “phosphor” are not included.
  • the “light emitting element” in the “light emitting element or apparatus” is intended to be a light emitting device that emits a relatively small light and includes at least a phosphor and a light emitting source as an excitation source thereof.
  • the “light-emitting device” is intended to be a light-emitting device that emits a relatively large amount of light and includes at least a phosphor and a light-emitting source as an excitation source thereof.
  • “X to Y” (X and Y are arbitrary numbers) means “X or more and Y or less” unless otherwise specified, and “preferably larger than X” or “preferably The meaning of “smaller than Y” is also included.
  • Model ZE40A manufactured by Belstolf
  • screw length 1340 mm, L / D 33.5, die ⁇ 5 mm x 5 holes
  • PES Polyethersulfone
  • a fluorescent sheet (sample) having a thickness of 50 ⁇ m to 510 ⁇ m was obtained while being extruded in a shape and pulled by a winder (taken roll temperature 140 ° C.). See Table 1 for detailed manufacturing conditions.
  • the items of the take-up speed and take-up roll temperature are described as “natural hanging down”, but in this case, the thickness was adjusted only by the T die without winding. (The same applies to others).
  • the polyethersulfone used in Example 1-13 is “Sumika Excel PES3600G” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., the total light transmittance measured by ASTM D1003 is 89%, and the linear expansion measured by ASTM D696 The coefficient of deformation is 5.7 ⁇ 10 ⁇ 5 / K, and the deflection temperature under load as measured by ASTM D648 is 203 ° C.
  • the phosphor powders all had a center particle size (D50) of 15 ⁇ m.
  • Example 14-19 As a sheet forming apparatus, used in Example 1 as a single-screw kneading extruder (“Model M / KCK-L” manufactured by Asada Tekko Co., Ltd., feed screw diameter 64 mm, metering screw diameter 20 mm, rotating blade diameter 60 mm ⁇ 6 sheets) A device formed by connecting the T-die extrusion molding machine and the winder was used.
  • the uniaxial kneading extruder used in Examples 14-19 is a uniaxial continuous kneading and dispersing machine utilizing the shearing shear effect between the rotating blade and the fixed blade.
  • the fluorescent sheet (sample) having a thickness of 50 ⁇ m to 510 ⁇ m was obtained while being extruded in a sheet form from a temperature of 350 ° C. and being pulled by a winder (take-off roll temperature 140 ° C.). See Table 1 for detailed manufacturing conditions.
  • the phosphor powders used in Examples 14-19 were SrS: Eu (20 mass%, center particle size (D50) 12 ⁇ m, afterglow time within 1 minute) and SrGa2S4: Eu (80 mass%, center particle size (D50). ) 15 ⁇ m, afterglow time within 1 second).
  • Example 20-26 A phosphor sheet was obtained in the same manner as in Examples 14-19 except that YAG: Ce (center particle size (D50) 13 ⁇ m, afterglow time within 1 second) was used as the phosphor powder. However, see Table 1 for detailed manufacturing conditions.
  • Example 27-32 A phosphor sheet was obtained in the same manner as in Examples 14-19 except that CaAlSiN 3 : Eu (center particle diameter (D50) 15 ⁇ m, afterglow time within 1 second) was used as the phosphor powder. However, see Table 1 for detailed manufacturing conditions.
  • Example 33-39 instead of PES, pellets of polyarylate resin (PAR) as a thermoplastic super engineering plastic are used, and phosphor powder is Sr 2 SiO 4 : Eu (center particle size (D50) 10 ⁇ m, afterglow time within 1 second) A phosphor sheet was obtained in the same manner as in Example 1 except that was used. However, see Table 2 for detailed manufacturing conditions. At this time, the polyarylate resin (PAR) used was “U-100” manufactured by Unitika, the total light transmittance measured by ASTM D1003 was 87%, and the linear expansion coefficient measured by ASTM D696 was 6.1 ⁇ 10 ⁇ 5 / K, the deflection temperature under load measured by ASTM D648 is 175 ° C.
  • PAR polyarylate resin
  • Example 40 to 47 instead of PES, pellets of polysulfone resin (PSF) as thermoplastic super engineering plastics are used, and as phosphor powder, La 2 O 2 S: Eu (center particle size (D50) 12 ⁇ m, afterglow time within 1 second) A phosphor sheet was obtained in the same manner as in Example 1 except that was used. However, see Table 2 for detailed manufacturing conditions.
  • the polysulfone resin (PSF) used here is “Udel P-3500” manufactured by Union Carbide, the total light transmittance measured by ASTM D1003 is 89%, and the linear expansion measured by ASTM D696 is used. The coefficient of deformation is 5.6 ⁇ 10 ⁇ 5 / K, and the deflection temperature under load measured by ASTM D648 is 174 ° C.
  • Example 48-54 instead of PES, polyetherimide resin (PEI) pellets as thermoplastic super engineering plastics are used, and phosphor powder is CaS: Ce, Eu (center particle size (D50) 16 ⁇ m, afterglow time within 1 second). A phosphor sheet was obtained in the same manner as in Example 1 except that was used. However, see Table 2 for detailed manufacturing conditions. At this time, the polyetherimide resin (PEI) used is “1000” manufactured by GE, the total light transmittance measured by ASTM D1003 is 88%, and the linear expansion coefficient measured by ASTM D696 is 5. .6 ⁇ 10 ⁇ 5 / K, and the deflection temperature under load measured by ASTM D648 is 200 ° C.
  • PEI polyetherimide resin
  • Comparative Example 1 A powder phosphor (SrGa 2 S 4 : Eu, afterglow time within 1 second) was used as a sample of Comparative Example 1.
  • Example 2-8 To 100 parts by mass of silicone resin obtained by mixing “SH9555” and “SH9555K” manufactured by Toray Dow Corning at a ratio of 10: 1, 20 parts by mass of a phosphor (the same as in Example 1) was added and kneaded. Next, this was applied using an applicator while adjusting the gap interval to extend on a glass plate with a desired thickness, and then heat-cured at 100 ° C. for 1 hour to obtain a fluorescent sheet.
  • the silicone resin used has a total light transmittance of 94% as measured by ASTM D1003, a linear expansion coefficient of 2.3 ⁇ 10 ⁇ 4 / K measured by ASTM D696, and measured by ASTM D648.
  • the deflection temperature under load was 220 ° C.
  • ⁇ Measurement of PL spectrum> Using a spectrofluorimeter (F-4500, manufactured by Hitachi, Ltd.), using R928 manufactured by Hamamatsu Photonics as a photomultiplier, the region of 500 to 800 nm was corrected with a sub-standard light source (3000K), and obtained in Examples and Comparative Examples.
  • the PL (photoluminescence) spectrum of each sample was measured.
  • the emission intensity (au) is the integrated intensity of the PL spectrum.
  • the emission intensity (PL spectrum integrated intensity) shown in Table 1-3 is an initial value.
  • FIG. 4 shows only the results of representative examples and comparative examples for easy understanding.
  • the sample was stored in an autoclave at 120 ° C. ⁇ saturated water vapor pressure of 2 atm for 16 hours, and then the sample was taken out and the emission intensity (PL spectrum integrated intensity) was measured to examine changes over time. (See Table 4).
  • Example 1-54 since the time until the resin was cured was short, no precipitation of the phosphor was observed. Further, in any of Examples 1-54, the phosphor did not cause a chemical reaction, and the fluorescence function was not lowered or the inhibition of curing was not caused.

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Abstract

　蛍光体を均一に分散させることができ、溶解等による化学変化の可能性がなく、ガスバリア性に優れた蛍光体含有樹脂組成物を提供する。　非蓄光性蛍光体と熱可塑性樹脂とを含有する蛍光体含有樹脂組成物を提案する。中でも、非蓄光性蛍光体と、スーパーエンプラと呼ばれる熱可塑性樹脂とを含有する蛍光体含有樹脂組成物を提案する。

Description

蛍光体含有樹脂組成物及び蛍光シート
　本発明は、蛍光体を含有する蛍光体含有樹脂組成物、並びにこの蛍光体含有樹脂組成物から形成される蛍光シートに関し、詳しくは、ＬＥＤ（発光ダイオード）と組み合わせて使用するのに適した蛍光体含有樹脂組成物及び蛍光シートに関する。
　現在の照明用光源の主流は、蛍光灯や白熱電球であるが、ＬＥＤを光源に用いると、蛍光灯等に比べて消費電力が少なく、寿命も長く、手で触っても熱くない安全性を備えている上、水銀等の有害物質を含まず環境面でも優れているため、ＬＥＤは、近い将来、照明用光源の主流となることが期待され、様々な研究開発が為されている。
　例えばＬＥＤを光源に用いて白色光を得る方法として、ＬＥＤの近傍に蛍光体を配置することにより、ＬＥＤより発光された光を蛍光体に吸収させ、この蛍光体によって、吸収した光を波長の異なる光に波長変換させ、ＬＥＤからの発光と蛍光体からの発光との拡散混色により、或いは、蛍光体により波長変換された発光のみにより、白色光を得る方法が提案されている。
　また、ＬＥＤを用いた発光素子乃至装置としては、例えば図５に示すように、液状の熱硬化性樹脂（例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂など）に蛍光体を添加して蛍光体含有樹脂組成物を調製し、この蛍光体含有樹脂組成物を混練した上で、これをＬＥＤ上の型に注入（ポッティング）し、その後、加熱して樹脂を硬化させ、さらにこれらを包囲するようにレンズを被覆してなる構成のものが知られている（例えば特許文献１－３参照）。
特開２００８－２５２１１９号公報 特開２００７－３３３９９０号公報 特開２００６－０８３２１９号公報
　前述のように液状の熱硬化性樹脂に蛍光体を添加して混練し、注入（ポッティング）後に加熱して樹脂を硬化させた場合、窒素化合物、リン化合物、硫黄化合物などが介在すると、液状の熱硬化性樹脂や金属触媒等の硬化剤と蛍光体とが化学反応を起こして蛍光機能の低下や硬化阻害を招くことがあった。
　また、樹脂が硬化するまでに時間が掛るため、この間に蛍光体が沈降し、蛍光体の分布に偏りが生じることもあった。さらに、熱硬化性樹脂の中には、シリコーン樹脂のように水蒸気や酸素のガスバリア性に劣るものがあるため、蛍光体が吸湿または酸化されて経時的に蛍光機能が低下することもあった。
　そこで本発明は、かかる課題を解決するために、蛍光体を均一に分散させることができ、溶解等による化学変化の可能性がなく、しかもガスバリア性に優れた蛍光体含有樹脂組成物を提供せんとするものである。
　本発明は、非蓄光性蛍光体と熱可塑性樹脂とを含有する蛍光体含有樹脂組成物を提案する。
　熱可塑性樹脂は、熱硬化性樹脂に比べて樹脂の硬化速度が格段に速いため、熱硬化性樹脂のように樹脂が硬化する間に蛍光体が沈降するようなことがなく、蛍光体を均一に分散させることができ、且つガスバリア性に優れた蛍光体含有樹脂組成物を提供することができる。
　また、液状の熱硬化性樹脂に蛍光体を添加する場合、液状の熱硬化性樹脂や硬化剤と蛍光体とが化学反応を起こすことがあったが、熱可塑性樹脂の場合には、このような蛍光体の溶解等による化学変化のおそれがない点でも優れている。
　本発明の蛍光体含有樹脂組成物は、例えば熱可塑性樹脂のペレットに粉末状の非蓄光性蛍光体を加えて混合したり、或いは混合後に加熱して混練したりするなどして、各種形状に調製することができる。例えばシート成形して蛍光シートとすることもでき、このように形成した蛍光シートは、例えばＬＥＤ上に直接或は粘着剤や接着剤を介して間接的に貼り合わせることができる。
　このように本発明の蛍光体含有樹脂組成物を各種形状に形成し、これをＬＥＤの近傍に配置することにより、例えば特殊光源や、液晶のバックライトなどの発光素子乃至装置を構成することができる。また、各種励起源を用いてＥＬ、ＦＥＤ、ＣＲＴ用表示デバイスなどの発光素子乃至装置を構成することができる。
本発明の蛍光シートの利用形態の一例として、発光素子乃至装置の構成例を示した断面図である。 本発明の蛍光シートの利用形態の一例として、図１とは異なる発光素子乃至装置の構成例を示した断面図である。 本発明の蛍光シートの利用形態の一例として、図１及び図２とは異なる発光素子乃至装置の構成例を示した断面図である。 実施例及び比較例の中から幾つかの実施例及び比較例を抜粋し、これら実施例及び比較例で得られたサンプルのＰＬスペクトル強度の経時変化を示したグラフである。 ＬＥＤを用いた従来の発光素子乃至装置の一例を示した図である。
　以下に本発明の実施形態について詳細に述べるが、本発明の範囲が以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
　本発明の実施形態に係る蛍光体含有樹脂組成物（以下「本蛍光体樹脂組成物」という）は、ベース樹脂としての熱可塑性樹脂と非蓄光性蛍光体（以下、単に「蛍光体」とも称する）とを含有する蛍光体含有樹脂組成物である。
（ベース樹脂）
　本蛍光体樹脂組成物のベース樹脂は、透明な熱可塑性樹脂であればよい。
　この種の熱可塑性樹脂としては、例えば低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン等のポリエチレン樹脂、或いはポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＡＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＭＢＳ樹脂等のスチレン系樹脂、或いはエチレン－アルキルアクリレートもしくはメタクリレート共重合体、エチレンーアクリル酸共重合体、アイオノマー樹脂、ポリメチルメタアクリレート、ポリメタアクリレート等のアクリル系樹脂、或いはセルロースアセテート、セルロースプロピオネート等のセルロース系樹脂、或いはポリ乳酸、その他の脂肪族ポリエステル、変性澱粉等の生分解性プラスチック、或いはスチレン系、ナイロン系、オレフィン系等の熱可塑性エラストマー、或いは各種ナイロン等のポリアミド樹脂、或いは、ポリプロピレン樹脂、エチレン－酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリアセタール樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリアリルサルフォン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、フッ素樹脂、液晶ポリマー等のエンジニアリングプラスチック及びスーパーエンジニアリングプラスチックなどを挙げることができ、これらのうちの１種を単独で使用することもできるし、又、２種類以上からなるポリマーブレンドを使用することもできる。
　これらの中でも、透明性、耐紫外線性及び寸法精度（熱膨張係数の低さ）に優れるという観点から、非晶性樹脂が好ましく、その中でも、耐熱性の観点から、主鎖にベンゼン環を含む熱可塑性樹脂が好ましい。
　非晶性樹脂とは、結晶構造をほとんど持たない無定形状態を保つ樹脂であり、高分子の鎖がランダムな状態になっている。つまり、分子主鎖軸にそって無秩序な立体配置で大きな側鎖がついているか、分子に枝分かれが多いか、或いは分子同士が互いに橋かけされているなどの構造となっている樹脂である。
　非晶性樹脂としては、例えばポリカーボネート樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ＰＭＭＡなどのアクリル樹脂、ＡＢＳ、塩化ビニル樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリアリレート樹脂、エンジニアリングプラスチック及びスーパーエンジニアリングプラスチックなどを挙げることができる。
　近年エネルギー効率の観点などから、ＬＥＤ発光の短波長化が進められており、青色ＬＥＤよりも短波長側の近紫外領域の光によって励起される蛍光体の開発が進められている。そのため、この種の蛍光体を添加する樹脂には、近紫外～可視光領域の光を透過することが求められるが、エポキシ樹脂などのように近紫外光を吸収して透過しないものがあった。
　そこで、かかる観点から、上記の熱可塑性樹脂の中でも、ＪＩＳ　Ｋ　７１０５又はＡＳＴＭ　Ｄ１００３にて測定される全光線透過率が５０％以上であるものが好ましく、中でも７０％以上であるものが特に好ましく、その中でも８０％以上であるものが特に好ましい。
　また、寸法精度（熱膨張係数の低さ）の観点からは、ＡＳＴＭ　Ｄ６９６にて測定される線膨張係数が１×１０-3／Ｋ以下であるものが好ましく、中でも１×１０-4／Ｋ以下であるものが特に好ましく、その中でも１×１０-5／Ｋ以下であるものが特に好ましい。
　さらにまた、耐熱性の観点から、熱可塑性樹脂の荷重たわみ温度は、１５０℃以上、特に１７０℃以上、中でも特に２００℃以上であるのがより好ましい。
　なお、荷重たわみ温度は、合成樹脂の耐熱性を評価するパラメータの一つであり、ＪＩＳ　Ｋ　７１２１やＡＳＴＭ　Ｄ６４８などに定められた試験法により測定することができる。
　ちなみに、ＡＳＴＭ　Ｄ１００３にて測定される全光線透過率（％）、ＡＳＴＭ　Ｄ６９６にて測定される線膨張係数（／Ｋ）、およびＡＳＴＭ　Ｄ６４８にて測定される荷重たわみ温度（℃）に関し、主な樹脂についてみると、ポリフェニレンエーテル樹脂は８８％、２．７～３．１×１０-5／Ｋ、１８０℃、ポリアリレート樹脂は８７～８９％、６．１～６．３×１０-5／Ｋ、１７０～１７５℃、ポリサルフォン樹脂は８９％、５．６×１０-5／Ｋ、１７４℃、ポリエーテルイミド樹脂は８８％、５．６×１０-5／Ｋ、２００℃、ポリエーテルサルフォン樹脂は８９％、５．７×１０-5／Ｋ、２０３℃、ポリエーテルエーテルケトン樹脂は５４％、５×１０-5／Ｋ、１５２～１５６℃、ポリアミドイミド樹脂は４０～８０％、２．５～４．０×１０-5／Ｋ、２７５℃、芳香族ポリアミド樹脂は９０％、５．０×１０-5／Ｋ、２７０℃である。
　透明性、耐熱性、ガスバリア性、軽量性、寸法安定性などを総合すると、例えばポリアリレート樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリフェニレンスルファイド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、液晶ポリマー、Ｕ－ポリマーなどのスーパーエンプラと呼ばれる樹脂が特に好ましい。但し、スーパーエンプラはここに例示された樹脂に限定されるものではない。
　中でも、ポリサルフォン樹脂（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルフォン樹脂（ＰＥＳ）、ポリアリレート樹脂（ＰＡＲ）、ポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ）、熱可塑性ポリイミド樹脂(ＰＩ)などの非晶性スーパーエンプラが特に好ましい。このような非晶性スーパーエンプラは、水蒸気や酸素のガスバリア性に優れているため蛍光体の劣化を抑制でき、且つ近紫外～可視光領域の光線透過率にも優れており、さらには通常の熱可塑性樹脂同様に、蛍光体を均一に分散させることができ、硬化が速いのでシート成形した場合に厚み制御が容易であり、蛍光体を溶解したり加熱劣化させたりすることがなく、それでいてロール巻き取りが可能で量産に適しているという利点を有している。
（蛍光体）
　本蛍光体樹脂組成物に用いる蛍光体は、光の照射によって可視光を発する物質であればよい。
　蛍光体の組成は特に制限はない。結晶母体に付活元素又は共付活元素を組み合わせてなる組成が一般的である。この際、結晶母体としては、例えばＹ2Ｏ3等に代表される金属酸化物、Ｓｒ2Ｓｉ5Ｎ8等に代表される金属窒化物、Ｃａ5(ＰＯ4)3Ｃｌ等に代表されるリン酸塩、ＺｎＳ、ＳｒＳ、ＣａＳ等に代表される硫化物などを挙げることができる。より具体的には、例えば(Ｚｎ，Ｃｄ)Ｓ、ＳｒＧａ2Ｓ4、ＣａＧａ2Ｓ4、ＳｒＳ、ＣａＳ、ＺｎＳ等の硫化物、Ｙ2Ｏ2Ｓ等の酸硫化物、ＢａＡｌ2Ｓｉ2Ｏ8、Ｙ2ＳｉＯ5、Ｚｎ2ＳｉＯ4、Ｓｒ2ＳｉＯ4等の珪酸塩、ＳｎＯ2、Ｙ2Ｏ3、(Ｙ，Ｇｄ)3Ａｌ5Ｏ12、ＹＡ1Ｏ3、ＢａＭｇＡｌ1０Ｏ17、(Ｂａ，Ｓｒ)(Ｍｇ，Ｍｎ)Ａｌ10Ｏ17、(Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ)(Ｍｇ，Ｚｎ，Ｍｎ)Ａｌ10Ｏ17、ＢａＡｌ12Ｏ19、ＣａＭｇＡｌ10Ｏ17、(Ｂａ，Ｓｒ，Ｍｇ)Ｏ・Ａｌ2Ｏ3等の酸化物、ＧｄＭｇＢ5Ｏ10、(Ｙ，Ｇｄ)ＢＯ3等の硼酸塩、Ｃａ10 (ＰＯ4)6(Ｆ，Ｃｌ)2、(Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ)10 (ＰＯ4)6Ｃｌ2等のハロリン酸塩、Ｓｒ2Ｐ2Ｏ7、(Ｌａ，Ｃｅ)ＰＯ4等のリン酸塩等を挙げることができる。
　また、付活元素又は共付活元素としては、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ等の希土類金属のイオンや、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｓｂ等の金属のイオンを挙げることができる。
　以上の中でも、本蛍光体樹脂組成物に用いる蛍光体として特に好ましいものを挙げると、青色蛍光体としてＢａ2（Ｓｉ１－ｘＡｌｘ）Ｓ4：Ｃｅ（但し、式中のｘは０＜ｘ＜１）、ＳｒＳ：Ｃｅ、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ、Ｓｒ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ、緑色蛍光体としてＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕ、（Ｂａ１－ｘＳｒｘ）2ＳiＯ4：Ｅｕ、Ｓｒ2ＳｉＯ4：Ｅｕ、ＳｒＳ:Ｔｂ、ＣａＳ：Ｃｅ、黄色蛍光体としてＣａＧａ2Ｓ4：Ｅｕ、Ｓｒ2ＳｉＳ4：Ｅｕ、ＹＡＧ：Ｃｅ、ＣａＳ：Ｃｅ，Ｅｕ、赤色蛍光体として（Ｃａ１－ｘＳｒｘ）Ｓ：Ｅｕ，Ｉｎ（但し、式中のｘは０～１）、ＣａＺｒＯ3：Ｅｕ、Ｌａ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、ＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ、白色蛍光体としてＳｒxＳｉyＭｇzＯ2(x+z)：Ｅｕ、ＣａＺｒＯ3Ｅｕ，Ｔｂなどを挙げることができる。但し、これらに限定するものでは
ない。
　２種類以上の蛍光体を組み合わせて混合してもよい。例えば、青色蛍光体、緑色蛍光体、黄色蛍光体、赤色蛍光体のうちから２種類以上の蛍光体を組み合わせて混合することにより、蛍光色を調整することができる。
　また、熱可塑性樹脂に対する蛍光体の分散性などの観点から、熱可塑性樹脂に対して馴染み易い蛍光体を使用するのが好ましいため、例えばポリサルフォン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂などの硫黄（Ｓ）を含有する硫化物樹脂と、例えばＢａ2（Ｓｉ１－ｘＡｌｘ）Ｓ4：Ｃｅ（但し、式中のｘは０≦ｘ≦１）、（Ｃａ１－ｘＳｒｘ）Ｓ：Ｅｕ，Ｉｎ（但し、式中のｘは０≦ｘ≦１）、ＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕなどのように硫黄（Ｓ）を含有する硫化物蛍光体とを組み合わせて混合するのが好ましい。
　蛍光体の粒径は、特に制限するものではないが、分散性の観点から、レーザー回折散乱式粒度分布測定法により測定して得られる体積基準粒度分布によるＤ５０が、０．１μｍ～５０μｍであることが好ましく、１μｍ～３０μｍであることがより好ましく、２μｍ～２０μｍであることが特に好ましい。
　Ｄ５０が０．１μｍ未満では、発光効率が低下する傾向があるばかりか、蛍光体粒子が凝集してしまうおそれがある。また、５０μｍを超えると、分散性が低下して、塗布ムラやディスペンサー等の閉塞が生じるおそれがある。
　なお、蛍光体の吸湿或いは酸化による劣化の防止、並びに、熱可塑性樹脂の硬化阻害の抑制などの観点から、シリカ、アルミナ、ジルコニア等の無機酸化物粒子やガラス組成物で蛍光体の粒子表面を被覆するようにしてもよい。
（その他の成分）
　本蛍光体樹脂組成物は、必要に応じて、各種添加剤、例えば可塑剤、顔料、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、難燃剤、滑剤、発泡剤、フィラー、帯電防止剤、繊維等の補強剤などを適宜含有してもよい。
（配合）
　熱可塑性樹脂に対する蛍光体の配合割合は、熱可塑性樹脂及び蛍光体それぞれの種類や、本蛍光体樹脂組成物の用途によっても異なるが、目安としては、熱可塑性樹脂１００質量部に対して蛍光体を５～８０質量部配合するのが好ましく、特に１０～６０質量部、中でも特に１５～４０質量部配合するのがより好ましい。
（製法）
　本蛍光体樹脂組成物は、例えば熱可塑性樹脂のペレットに粉末状の非蓄光性蛍光体を加えて混合して粉末状にすることもできるし、また、前記混合後に加熱・混練してペレット状などに成形することもできる。
　より具体的には、ペレット状の熱可塑性樹脂（ベース樹脂）に蛍光体粉末、その他の添加剤等を加えて、例えばリボンブレンダー、タンブラー或いはヘンシェルミキサー等で混練した後、バンバリーミキサー、１軸または２軸押出機等を用いて、ベース樹脂の融点以上の温度に加熱して溶融させ、例えばダイ部から押し出し、例えば水冷槽を通して冷却し、風力乾燥機などで乾燥させ、カッターや粉砕機などで例えばペレット状や粉末状に裁断乃至粉砕して得ることができる。
　なお、本蛍光体樹脂組成物の形態は任意であり、例えば粉末、ペースト、液体、粘性液体、固体（シート状、ペレット状、棒状などの各種形状の成形体含む）のいずれであってもよい。
（用途）
　本蛍光体樹脂組成物は、適宜形態に成形し、各種用途に利用することができる。ここでは、シート体（「蛍光シート」という）に成形する場合を中心に説明するが、シート体に限定するものではない。
　より具体的には、例えば上記の如くペレット状に裁断して得られた本蛍光体樹脂組成物を、１軸または２軸押出機等を用いて、ベース樹脂の融点以上の温度に加熱して溶融させた後、溶融した樹脂組成物をＴダイのスリット状の吐出口からシート状に押し出し、冷却ロ－ルに密着固化させるか、或いは、巻き取り機で引っ張りながら巻き取るようにして、蛍光シートを成形することができる。
　なお、押出したシートは、必要に応じて１軸方向或いは２軸方向に延伸してもよい。また、シートに耐熱性および寸法安定性を付与するために、延伸後に熱固定を行ってもよい。
　蛍光シートの厚さは任意に調整可能であるが、吸収率の観点から、１０μｍ～５００μｍであるのが好ましく、特に５０μｍ～５００μｍであるのがより好ましく、中でも８０μｍ～４００μｍ、その中でも１００μｍ～３００μｍであるのがさらにより一層好ましい。
　この蛍光シートは、例えばＬＥＤ、レーザー又はダイオード等の発光源の近傍に配置することにより、発光素子乃至装置を構成し、各種用途に用いることができる。より具体的には、ＬＥＤ上に、直接或は粘着剤や接着剤を介して間接的に蛍光シートを貼り合わせることができる。そして例えばその外側にレンズ体を嵌め込むことにより、発光素子乃至装置を構成し、各種用途に用いることができる。
　この際、本蛍光体樹脂組成物を蛍光シートに形成する代わりに、ＬＥＤを覆うレンズ状に成形することにより、上記のレンズ体の機能を持ち合わせるようにすることも可能である。
　以上のように本蛍光体樹脂組成物を各種形状に形成した後、ＬＥＤの近傍に配置することにより、例えば一般照明のほか、特殊光源、液晶のバックライトなどに利用することができる。また、発光体の近傍に電界源や電子源を配置してその近傍に配置することで、ＥＬ、ＦＥＤ、ＣＲＴなどの表示デバイスに利用することができる。
　発光体の近傍とは、該発光体が発光した光を受光し得る位置をいう。
　より具体的な例として、例えば図１に示すように、蛍光シートの端部側にＬＥＤを配置することにより発光素子乃至装置を構成することができる。
　また、図２に示すように、導光板上に蛍光シートを積層し、前記導光板の端部側にＬＥＤを配置することにより発光素子乃至装置を構成することができる。
　この際、蛍光シートは、軽量かつ割れにくいため、ディスプレイ画面全体を覆うことができる。
　さらにまた、図３に示すように、適宜間隔をおいてＬＥＤを埋設した発光層上に、導光板を積層し、さらにその上に蛍光シートを積層することで、発光素子乃至装置を構成することができる。
　この際、蛍光シートとしては、黄色乃至白色蛍光体を含有する蛍光シートを用いてもよいし、また、青色蛍光体、緑色蛍光体、赤色蛍光体それぞれを含有する蛍光シートを例えば画素サイズに裁断し、これを順番にかつ繰り返し並べて連結してなる蛍光シートを用いてもよい。
　ＬＥＤなどの励起光源を配置する側の蛍光シート面に、ＬＥＤからの励起光を効率よく吸収するための反射防止膜を取り付けることができる。
　さらに、蛍光シートからの発光を効率よく取り出すために、ポーラスシリカ膜やポリエステル系樹脂などからなる低屈折率フィルムを取り付けることができる。
　また、励起光源の励起光を蛍光シートに反射させて使用する場合は、蛍光シートの裏面に、Ａｇ、Ａｇ系合金、Ａｌ、Ａｌ系合金を、蒸着法、スパッタ法或いは塗布法などによって成膜してなる金属系反射膜を取り付けることができる。或いは、前記金属系反射膜の代わりに、有機樹脂系の反射フィルムを取り付けることができる。
　さらにまた、酸素や水蒸気のバリア性を高めるために、蛍光シートにポリ－２－クロロパラキシレン膜、Ａｌ2Ｏ3膜、ＳｉＯx(ｘ＝１～２)膜などのバリア膜を形成してもよい。
　バリア膜の形成方法としては、例えば真空蒸着法やスパッタリング法などの物理的プロセスや、化学的気相成長法（ＣＶＤ）などの化学的プロセスを挙げることができる。また、日本特許第２５３８２７号に開示されているように、大気常温雰囲気下で液状の主剤と触媒を混合して、これを塗布することで、蛍光体シート表面に単一成分又は任意の多成分系ガラスからなる透明薄膜を形成する方法を用いることもできる。
（用語の説明）
　本発明において「非蓄光性蛍光体」とは、「蓄光性蛍光体」及び「燐光体」を含まないという意である。一般に蛍光体の残光時間は極めて短く、外部刺激を停止すると速やかにその発光は減衰するが、まれに紫外線等で刺激した後その刺激を停止した後もかなりの長時間（数１０分～数時間）に渡り残光が肉眼で認められるものがあり、これらを通常の蛍光体とは区別して「蓄光性蛍光体」あるいは「燐光体」と呼ばれている。本発明における「非蓄光性蛍光体」とは、このような「蓄光性蛍光体」及び「燐光体」を含まないという意である。
　また、本明細書において「発光素子乃至装置」における「発光素子」とは、少なくとも蛍光体とその励起源としての発光源とを備えた、比較的小型の光を発する発光デバイスを意図し、「発光装置」とは、少なくとも蛍光体とその励起源としての発光源とを備えた、比較的大型の光を発する発光デバイスを意図するものである。
　本明細書において「Ｘ～Ｙ」（Ｘ、Ｙは任意の数字）と記載した場合、特にことわらない限り「Ｘ以上Ｙ以下」の意であり、「好ましくはＸより大きい」或いは「好ましくはＹより小さい」の意も包含する。
　以下、実施例及び比較例に基づいて本発明を説明する。但し、本発明はこれらに限定されて解釈されるものではない。
（実施例１－１３）
　シート成形装置として、２軸混練押出機（ベルストルフ社製「型式ＺＥ４０Ａ」、スクリュー長１３４０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３３．５、ダイスφ５ｍｍ×５穴）と、Ｔダイ押出成形機（ラボプラストミル、東洋精機製「型式３０Ｃ１５０」、スクリュー長１３４０ｍｍ、φ２０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝２５、フルフライトスクリュー、Ｔダイ幅１５０ｍｍ、リップ幅２５μｍ）と、巻取り機とを連結してなる装置を使用した。
　熱可塑性スーパーエンプラとしてのポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）のペレットと、該ＰＥＳに対して１０～８０質量％量の蛍光体粉末（組成：ＳｒＧａ2Ｓ4:Ｅｕ又はＣａＳ:Ｅｕ、残光時間１秒以内）とを、２軸混練押出機のフィーダーに投入し、ダイ温度３４０℃にて押出混練し、押出速度１．５～６ｋｇ／ｈでＴダイ口（Ｔダイ口金温度３５０℃）よりシート状に押し出し、巻取り機（引取ロール温度１４０℃）で引っ張りながら、厚さ５０μｍ～５１０μｍの蛍光シート（サンプル）を得た。詳細な製造条件は表１参照のこと。
　なお、表１において、実施例５などでは、引取速度及び引取ロール温度の項目が「自然垂れ下げ」と表記されているが、この場合は巻取りせずにＴダイのみで厚み調整したという意味である（他も同様）。
　実施例１－１３で使用したポリエーテルサルフォンは、住友化学社製「スミカエクセルPES3600G」であり、ＡＳＴＭ　Ｄ１００３にて測定される全光線透過率は８９％、ＡＳＴＭ　Ｄ６９６にて測定される線膨張係数が５．７×１０-5／Ｋ、ＡＳＴＭ　Ｄ６４８にて測定される荷重たわみ温度は２０３℃である。
　また、蛍光体粉末は、いずれも中心粒径（Ｄ５０）１５μｍであった。
（実施例１４－１９）
　シート成形装置として、１軸混練押出機（浅田鉄工社製「型式Ｍ・ＫＣＫ－Ｌ」、フィードスクリュー径６４ｍｍ、メーターリングスクリュー径２０ｍｍ、回転ブレード径６０ｍｍ×６枚）と、実施例１で使用したＴダイ押出成形機と、巻取り機とを連結してなる装置を使用した。
　実施例１４－１９で使用した１軸混練押出機は、回転ブレード、固定ブレード間でのズリ剪断効果を利用した１軸連続式の混練分散機である。
　１軸混練押出機の混練部の温度を２８０～３９０℃、主軸回転数を２０～６０ｒｐｍの範囲で調整した後、実施例１と同様のポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）のペレットと、該ＰＥＳに対して１０～８０質量％量の蛍光体粉末（詳細は下記参照）とを、１軸混練押出機のフィーダーに投入し、押出速度１．５～６ｋｇ／ｈでＴダイ口（Ｔダイ口金温度３５０℃）よりシート状に押し出し、巻取り機（引取ロール温度１４０℃）で引っ張りながら、厚さ５０μｍ～５１０μｍの蛍光シート（サンプル）を得た。なお、詳細な製造条件は表１参照のこと。
　実施例１４－１９で使用した蛍光体粉末は、ＳｒＳ：Ｅｕ（２０質量％、中心粒径（Ｄ５０）１２μｍ、残光時間１分以内）とＳｒＧａ2Ｓ4:Ｅｕ（８０質量％、中心粒径（Ｄ５０）１５μｍ、残光時間１秒以内）の混合粉末である。
（実施例２０－２６）
　蛍光体粉末として、ＹＡＧ：Ｃｅ（中心粒径（Ｄ５０）１３μｍ、残光時間１秒以内）を使用した以外は、実施例１４－１９と同様に蛍光シートを得た。ただし、詳細な製造条件は表１参照のこと。
（実施例２７－３２）
　蛍光体粉末として、ＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ（中心粒径（Ｄ５０）１５μｍ、残光時間１秒以内）を使用した以外は、実施例１４－１９と同様に蛍光シートを得た。ただし、詳細な製造条件は表１参照のこと。
（実施例３３－３９）
　ＰＥＳの代わりに、熱可塑性スーパーエンプラとしてのポリアリレート樹脂（ＰＡＲ）のペレットを使用し、蛍光体粉末として、Ｓｒ2ＳｉＯ4：Ｅｕ（中心粒径（Ｄ５０）１０μｍ、残光時間１秒以内）を使用した以外は、実施例１と同様にして蛍光シートを得た。ただし、詳細な製造条件は表２参照のこと。
　この際、使用したポリアリレート樹脂（ＰＡＲ）は、ユニチカ社製「Ｕ－１００」であり、ＡＳＴＭ　Ｄ１００３にて測定される全光線透過率は８７％、ＡＳＴＭ　Ｄ６９６にて測定される線膨張係数が６．１×１０-5／Ｋ、ＡＳＴＭ　Ｄ６４８にて測定される荷重たわみ温度は１７５℃である。
（実施例４０－４７）
　ＰＥＳの代わりに、熱可塑性スーパーエンプラとしてのポリサルフォン樹脂（ＰＳＦ）のペレットを使用し、蛍光体粉末として、Ｌａ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ（中心粒径（Ｄ５０）１２μｍ、残光時間１秒以内）を使用した以外は、実施例１と同様にして蛍光シートを得た。ただし、詳細な製造条件は表２参照のこと。
　この際、使用したポリサルフォン樹脂（ＰＳＦ）は、ユニオンカーバイト社製「ユーデルＰ－３５００」であり、ＡＳＴＭ　Ｄ１００３にて測定される全光線透過率は８９％、ＡＳＴＭ　Ｄ６９６にて測定される線膨張係数が５．６×１０-5／Ｋ、ＡＳＴＭ　Ｄ６４８にて測定される荷重たわみ温度は１７４℃である。
（実施例４８－５４）
　ＰＥＳの代わりに、熱可塑性スーパーエンプラとしてのポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ）のペレットを使用し、蛍光体粉末として、ＣａＳ：Ｃｅ，Ｅｕ（中心粒径（Ｄ５０）１６μｍ、残光時間１秒以内）を使用した以外は、実施例１と同様にして蛍光シートを得た。ただし、詳細な製造条件は表２参照のこと。
　この際、使用したポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ）は、ＧＥ社製「１０００」であり、ＡＳＴＭ　Ｄ１００３にて測定される全光線透過率は８８％、ＡＳＴＭ　Ｄ６９６にて測定される線膨張係数が５．６×１０-5／Ｋ、ＡＳＴＭ　Ｄ６４８にて測定される荷重たわみ温度は２００℃である。
（比較例１）
　粉末蛍光体(ＳｒＧａ2Ｓ4:Ｅｕ、残光時間１秒以内)を比較例１のサンプルとした。
（比較例２－８）
　東レ・ダウコーニング社製「ＳＨ９５５５」と「ＳＨ９５５５Ｋ」とを１０：１で混合してなるシリコーン樹脂１００質量部に２０質量部の蛍光体（実施例１と同じ）を加えて混練した。次に、これをアプリケ－タを使用して、ギャップ間隔を調節して所望の厚さでガラス板上に延ばしながら塗布した後、１００℃で１時間加熱硬化させて蛍光シートを得た。
　なお、使用したシリコーン樹脂は、ＡＳＴＭ　Ｄ１００３にて測定される全光線透過率が９４％、ＡＳＴＭ　Ｄ６９６にて測定される線膨張係数が２．３×１０-4／Ｋ、ＡＳＴＭ　Ｄ６４８にて測定される荷重たわみ温度は２２０℃であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
＜ＰＬスペクトルの測定＞
　分光蛍光光度計（日立製作所社製Ｆ－４５００）を用い、ホトマルとして浜松ホトニクス社製Ｒ９２８を用い、５００～８００ｎｍの領域は副標準光源（３０００Ｋ）で修正して、実施例及び比較例で得たサンプルのＰＬ(フォトルミネッセンス)スペクトルを測定した。なお、発光強度（a.u.）は、ＰＬスペクトルの積分強度である。
　また、環境加速試験として、サンプルを８５℃×８５％ＲＨに１０００時間保管する間に適宜サンプルを取り出して発光強度（ＰＬスペクトル積分強度）を測定し、経時的な変化を検討した（図４参照）。なお、表１－３に示した発光強度（ＰＬスペクトル積分強度）は初期値である。また、図４には、分かり易くするため、代表的な実施例及び比較例の結果のみを示した。
　さらに過酷な環境加速試験として、サンプルを１２０℃×飽和水蒸気圧２ａｔｍのオートクレーブ中に１６時間保管した後、サンプルを取り出して発光強度（ＰＬスペクトル積分強度）を測定し、経時的な変化を検討した（表４参照）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
（考察）
　環境加速試験における比較例１及び比較例２－８のサンプルをみると、経時的に蛍光体が劣化して発光強度（ＰＬスペクトル積分強度）が低下していることが認められる。これに対して、実施例１－５４のサンプルは、いずれも発光強度（ＰＬスペクトル積分強度）は低下しておらず、経時的な蛍光体の劣化は認められなかった。このことは、実施例１－５４のサンプルは、比較例１及び比較例２－８のサンプルに比べて、水蒸気や酸素の侵入を抑えることができ、ガスバリア性に優れていることを意味するものである。
　なお、シリコーン樹脂を使用して蛍光シートを形成した場合（比較例２－８）には、樹脂が硬化するまでの間に蛍光体の沈降が認められたが、熱可塑性樹脂を使用したいずれの場合にも（実施例１－５４）、樹脂が硬化するまでの時間が短いため、蛍光体の沈降は認められなかった。
　また、実施例１－５４のいずれにおいても、蛍光体が化学反応を起こして蛍光機能が低下したり、硬化阻害を招いたりするようなことはなかった。

Claims (5)

  1. 　非蓄光性蛍光体と熱可塑性樹脂とを含有する蛍光体含有樹脂組成物。
  2. 　前記熱可塑性樹脂が、荷重たわみ温度が１５０℃以上である熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１記載の蛍光体含有樹脂組成物。
  3. 　前記熱可塑性樹脂が、非晶性樹脂で、且つ主鎖にベンゼン環を含む熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１又は２記載の蛍光体含有樹脂組成物。
  4. 　請求項１～３のいずれかの蛍光体含有樹脂組成物を成形して得られる厚さ１０μｍ～５００μｍの蛍光シート。
  5. 　請求項４に記載の蛍光シートとＬＥＤ或いはレーザーダイオードとを組み合わせた構成を備えた発光素子乃至発光装置。

     
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