JP2006173286A - Optical output detection system and method - Google Patents

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大太 屋広
Masatoshi Abe
雅俊 阿部
Satoru Iwamoto
悟 岩本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable irregularities in the optical output of an optical source composed of light emitting devices to be easily ascertained. <P>SOLUTION: An optical output detection system includes the optical source composed of light emitting devices; a light conversion member which contains fluorescent material that absorbs a part of light emitted from the light source and emits light having different wavelengths; and an optical output detecting means which is capable of discriminating light emitting devices having different optical outputs from the other light emitting devices. The optical output detection system is capable of discriminating the light emitting devices having different optical outputs from the other light emitting devices, based on an optical output from the light conversion member interposed between the optical output detection means and the above optical source. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、発光素子を複数実装させた発光装置、特に面状光源において、各発光素子の光出力のバラツキを調べる光出力検出システムに関する。   The present invention relates to a light-emitting device in which a plurality of light-emitting elements are mounted, and more particularly to a light output detection system for examining variations in light output of each light-emitting element in a planar light source.

近年、発光ダイオードやレーザダイオードのような発光素子の高出力化が進み、紫外線など短波長の高出力光を発する発光ダイオード(LED)やレーザダイオード(LD)を複数実装させ、紫外線硬化樹脂などの光硬化性組成物を硬化させるための光源として利用することができるようになってきている。   In recent years, light-emitting elements such as light-emitting diodes and laser diodes have increased in output, and a plurality of light-emitting diodes (LEDs) and laser diodes (LDs) that emit high-power light with a short wavelength such as ultraviolet rays have been mounted. It can be utilized as a light source for curing a photocurable composition.

例えば、特開2002−303988号公報に開示される露光光源は、発光ダイオードが該発光ダイオードに電力を供給する導体配線が施された実装基板に多数配列されてなる。また、本発明における発光ダイオードは、200nmから400nmの発光ピーク波長を有する窒化物半導体発光素子である。このような露光光源とすることにより、均一な照度の光線を用いて広範囲の露光を行うことができる。   For example, many exposure light sources disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-303988 are arranged on a mounting substrate provided with conductor wiring for supplying power to the light emitting diodes. The light emitting diode in the present invention is a nitride semiconductor light emitting device having an emission peak wavelength of 200 nm to 400 nm. By using such an exposure light source, a wide range of exposure can be performed using light with uniform illuminance.

ところで、半導体ウエハをチップ化することにより形成される発光ダイオードやレーザダイオードのような発光素子は、半導体ウエハの半導体積層面の各領域において均一な成膜を行うことは困難である。したがって、チップ化された発光素子においても発光効率や発光出力など、発光素子毎に種々のバラツキが生じている。さらに、このような発光素子は、長時間の使用により、発光出力が徐々に低下するが、発光素子毎に発光出力の低下の度合いが異なる。   By the way, it is difficult for a light emitting element such as a light emitting diode or a laser diode formed by making a semiconductor wafer into chips to form a uniform film in each region of the semiconductor lamination surface of the semiconductor wafer. Therefore, even in a light-emitting element that is made into a chip, various variations occur for each light-emitting element, such as light-emitting efficiency and light-emission output. Further, such a light emitting element gradually decreases in light emission output as it is used for a long time, but the degree of decrease in light emission output differs for each light emitting element.

特開2002−303988号公報。JP 2002-303988 A.

上述したように、複数の発光素子が搭載されてなる光源は、いくつかの発光素子の出力が低下することにより、所定の被照射領域に対して均一な光強度で照射することができなくなることがある。さらに、複数の発光素子の幾つかに光出力の低下が起こると、光硬化性組成物の硬化ムラが生じるため、光硬化性組成物により形成される製品の品質低下を招くこととなる。そこで、光源を構成する発光素子のうち、どこに実装されている発光素子の光出力がどの程度低下しているのかを即座に検出し、光源を新しい光源に交換するなどの措置をとる時期を見極める必要がある。   As described above, a light source on which a plurality of light emitting elements are mounted cannot irradiate a predetermined irradiated region with a uniform light intensity due to a decrease in the output of some light emitting elements. There is. Further, when the light output is reduced in some of the plurality of light emitting elements, the unevenness of curing of the photocurable composition occurs, which leads to a decrease in quality of a product formed from the photocurable composition. Therefore, out of the light-emitting elements that make up the light source, immediately detect how much the light output of the mounted light-emitting element is decreasing, and determine when to take measures such as replacing the light source with a new light source. There is a need.

しかしながら、複数の発光素子が高密度に実装された光源を目視することにより、どこに実装されている発光素子の光出力がどの程度低下しているのかを検出することは極めて困難である。また、他の発光素子と光出力して、ある一定の値以上、光出力が低下している発光素子の存在の有無を認識することは困難である。また、紫外線を照射する発光素子からなる光源について、安全かつ確実に光出力のばらつき具合を検出する必要もある。   However, it is extremely difficult to detect how much the light output of the light emitting elements mounted is lowered by observing a light source in which a plurality of light emitting elements are mounted with high density. In addition, it is difficult to recognize the presence or absence of a light emitting element that outputs light with another light emitting element and whose light output has decreased by a certain value or more. In addition, it is necessary to detect a variation in light output safely and reliably for a light source including a light emitting element that emits ultraviolet rays.

そこで、本発明は、複数の発光素子からなる光源における各発光素子の光出力のばらつき具合を簡易な手段にて確実に検出する方法を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for reliably detecting the degree of variation in light output of each light emitting element in a light source composed of a plurality of light emitting elements with simple means.

以上の目的を達成するために本発明に係る光出力検出システムは、複数の発光素子からなる光源と、上記光源からの光の少なくとも一部を吸収し異なる波長を有する光を発する蛍光物質が含有された光変換部材と、上記光変換部材の発光を検出する光出力検出手段と、前記光出力検出手段からの出力により、上記複数の発光素子のうち光出力が異なる発光素子を識別する識別手段とを備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a light output detection system according to the present invention includes a light source comprising a plurality of light emitting elements and a fluorescent material that emits light having a different wavelength by absorbing at least part of the light from the light source. And a light output detection means for detecting light emission of the light conversion member, and an identification means for identifying a light emitting element having a different light output among the plurality of light emitting elements based on an output from the light output detection means It is characterized by providing.

これにより、複数の発光素子からなる光源において、光出力が他の発光素子と異なる発光素子を識別し、各発光素子の光出力のばらつき具合あるいは、ばらつきの程度を容易に確認することができる。   Thereby, in a light source composed of a plurality of light emitting elements, a light emitting element having a light output different from that of other light emitting elements can be identified, and the degree of variation or the degree of variation of the light output of each light emitting element can be easily confirmed.

また、上記蛍光物質は、発光スペクトルが異なる複数種の蛍光体を含む。これにより、複数の発光素子からなる光源における各発光素子の光出力ばらつきの程度を容易に検出することができる。すなわち、各種の蛍光体は、発光素子からの出力光の強度により発光色や発光強度が異なるため、各種蛍光体を組み合わせた光変換部材とすることにより、発光素子の光出力変化の程度を検出することが容易にできる。   The fluorescent substance includes a plurality of types of phosphors having different emission spectra. Accordingly, it is possible to easily detect the degree of variation in light output of each light emitting element in a light source composed of a plurality of light emitting elements. In other words, since various phosphors have different emission colors and emission intensities depending on the intensity of the output light from the light emitting element, the degree of change in the light output of the light emitting element can be detected by using a light conversion member that combines various phosphors. Can be easily done.

また、上記光変換部材は、上記蛍光物質を含有する樹脂がシート状に成型されてなることが好ましい。これにより、光源と、光出力検出手段との間に光変換部材を介在させることが容易となる。また、発光スペクトルが異なる複数種の蛍光体を、それぞれ異なる光変換部材に含有させた蛍光体シートとし、それらの蛍光体シートを適宜選択して組み合わせて光出力の検出を行うことができる。   The light conversion member is preferably formed by molding a resin containing the fluorescent material into a sheet shape. Thereby, it becomes easy to interpose a light conversion member between a light source and a light output detection means. Further, a plurality of types of phosphors having different emission spectra can be used as phosphor sheets containing different light conversion members, and the light output can be detected by appropriately selecting and combining these phosphor sheets.

また、上記光源は、発光ピーク波長が300nmから450nmの窒化物半導体発光素子が配列されてなる。これにより、紫外線を含む光を出射する発光素子からなる光源について、安全かつ確実に光出力のばらつき具合を検出することができる。   The light source includes a nitride semiconductor light emitting element having an emission peak wavelength of 300 nm to 450 nm. Accordingly, it is possible to detect the variation in the light output safely and reliably for the light source including the light emitting element that emits light including ultraviolet rays.

また、上記蛍光物質は、アルカリ土類ケイ酸塩蛍光体、アルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体、アルカリ土類ホウ酸ハロゲン蛍光体、アルカリ土類アルミン酸塩蛍光体、希土類アルミン酸塩系蛍光体、希土類酸硫化物蛍光体あるいは有機錯体蛍光体から選択される少なくとも一種の蛍光体を有する。これにより、光出力が他の発光素子と異なる発光素子を識別し、各発光素子の光出力のばらつき具合を容易に検出することができる。   In addition, the fluorescent material is alkaline earth silicate phosphor, alkaline earth halogen apatite phosphor, alkaline earth borate halogen phosphor, alkaline earth aluminate phosphor, rare earth aluminate phosphor, It has at least one phosphor selected from rare earth oxysulfide phosphors and organic complex phosphors. Thereby, it is possible to identify light emitting elements having different light outputs from other light emitting elements, and to easily detect variations in the light output of each light emitting element.

また、上記光出力検出手段は、CCDカメラあるいは上記複数の発光素子に対応するよう配列された受光素子である。これにより、発光素子が高密度に実装された光源においても光出力が他の発光素子と異なる発光素子を正確に識別し、各発光素子の光出力のばらつき具合を正確に検出することができる。   The light output detection means is a CCD camera or a light receiving element arranged to correspond to the plurality of light emitting elements. Thereby, even in a light source in which light emitting elements are mounted with high density, it is possible to accurately identify light emitting elements having different light outputs from other light emitting elements, and to accurately detect variations in the light output of each light emitting element.

また、上記蛍光物質は、蓄光性蛍光物質とすることができる。また、蓄光性蛍光物質は、硫化物系蛍光体、アルミン酸塩系蛍光体、ホウ素を有するアルミン酸塩系蛍光体あるいは酸硫化物系蛍光体から選択される少なくとも一種の蛍光体とすることができる。これにより、光出力が他の発光素子と異なる発光素子を正確に識別し、各発光素子の光出力のばらつき具合を正確に検出することができる。   The fluorescent material can be a phosphorescent fluorescent material. The phosphorescent phosphor may be at least one phosphor selected from sulfide phosphors, aluminate phosphors, aluminate phosphors containing boron, and oxysulfide phosphors. it can. Accordingly, it is possible to accurately identify a light emitting element having a light output different from that of other light emitting elements, and to accurately detect variations in the light output of each light emitting element.

また、本発明は、複数の発光素子のうち光出力が異なる発光素子を識別する光出力検出方法であって、上記発光素子からの光の少なくとも一部を吸収し異なる波長を有する光を発する蛍光物質が含有された光変換部材からの光出力によって、上記複数の発光素子のうち光出力が異なる発光素子を識別することを特徴とする。さらに、光変換部材からの光出力は、CCDカメラあるいは上記複数の発光素子に対応するよう配列された受光素子により検出することが好ましい。   The present invention is also a light output detection method for identifying light emitting elements having different light outputs among a plurality of light emitting elements, wherein the light emitting element absorbs at least part of the light from the light emitting elements and emits light having different wavelengths. A light emitting element having a different light output among the plurality of light emitting elements is identified by a light output from the light conversion member containing the substance. Further, the light output from the light conversion member is preferably detected by a CCD camera or a light receiving element arranged to correspond to the plurality of light emitting elements.

これにより、複数の発光素子からなる光源において、光出力が他の発光素子と異なる発光素子を識別し、各発光素子の光出力のばらつき具合を容易に確認することができる。   Thereby, in a light source composed of a plurality of light emitting elements, it is possible to identify light emitting elements having different light outputs from other light emitting elements, and to easily check the variation in the light output of each light emitting element.

本発明は、複数の発光素子が配列された光源から出射された光を蛍光物質により波長変換させて認識することにより、他の発光素子と比較して発光出力が低下した発光素子を識別することが容易にできる。あるいは、複数の発光素子が配列された光源において、光出力が他の発光素子より低下した発光素子の有無を確認することが容易にできる。したがって、本発明にかかる検出システムを利用することにより、複数の発光素子が配列された光源を信頼性高く使用することができる。   The present invention recognizes light emitted from a light source in which a plurality of light emitting elements are arranged by converting the wavelength of the light using a fluorescent material, thereby identifying a light emitting element having a lower light output than other light emitting elements. Can be easily done. Alternatively, in a light source in which a plurality of light emitting elements are arranged, it can be easily confirmed whether there is a light emitting element whose light output is lower than that of other light emitting elements. Therefore, by using the detection system according to the present invention, a light source in which a plurality of light emitting elements are arranged can be used with high reliability.

本発明を実施するための最良の形態を、以下に図面を参照しながら説明する。ただし、以下に示す形態は、本発明の技術思想を具体化するための光出力検査方法を例示するものであって、本発明は光出力検査方法を以下に限定するものではない。また、各図面に示す部材の大きさや位置関係などは説明を明確にするために誇張しているところがある。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the form shown below illustrates the light output inspection method for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not limit the light output inspection method to the following. Further, the size and positional relationship of the members shown in the drawings are exaggerated for clarity of explanation.

複数の発光素子が高密度に実装されて面状光源とされた照射源を目視することにより、どこに実装されている発光素子の光出力がどの程度低下しているのかを検出することは極めて困難である。また、紫外線を照射する発光素子からなる光源について、安全かつ確実に光出力のばらつき具合を検出する必要もある。このような課題を解決すべく、本発明者らは種々の検討を行った結果、以下に述べる解決手段を見いだし本願発明とするに至った。   It is extremely difficult to detect how much the light output of the mounted light emitting element is reduced by visually observing the irradiation source which is a surface light source in which a plurality of light emitting elements are mounted with high density. It is. In addition, it is necessary to detect a variation in light output safely and reliably for a light source including a light emitting element that emits ultraviolet rays. In order to solve such a problem, the present inventors have conducted various studies, and as a result, have found the means for solving the problems described below and have come to the present invention.

すなわち、本発明に係る光出力検出システムは、複数の発光素子からなる光源と、発光素子からの光の少なくとも一部を吸収し異なる波長を有する光を発する蛍光物質が含有された光変換部材と、上記光変換部材の発光を検出する光出力検出手段と、上記複数の発光素子のうち光出力が異なる発光素子を識別する識別手段とを備えることを特徴とする。   That is, a light output detection system according to the present invention includes a light source composed of a plurality of light emitting elements, a light conversion member containing a fluorescent material that absorbs at least part of light from the light emitting elements and emits light having a different wavelength, and And a light output detecting means for detecting light emission of the light converting member, and an identifying means for identifying light emitting elements having different light outputs among the plurality of light emitting elements.

本発明に係る光出力検出システムにおいて、光変換部材に含有される蛍光物質は、励起エネルギー源となる光源からの光出力(例えば、発光強度、発光スペクトルあるいは発光ピーク波長)の相違により、その蛍光の出力、例えば発光強度、色合い、色度、色調あるいは濃淡などが異なる。したがって、光出力が他の発光素子と異なる発光素子は、その光出力が波長変換された蛍光の出力も他の発光素子と異なることとなる。これにより、複数の発光素子からなる光源において、光出力が他の発光素子と異なる発光素子を、それに対応した光変換部材からの蛍光により識別し、各発光素子の光出力のばらつき具合を容易に検出することができる。あるいは、光源を構成する複数の発光素子のうち、その光出力が他の発光素子より所定の値以下に低下した発光素子の有無を確認する。そして、光源を新しい光源に交換するなどの措置をとることが効率よくできる。   In the light output detection system according to the present invention, the fluorescent substance contained in the light conversion member is fluorescent due to a difference in light output (for example, emission intensity, emission spectrum, or emission peak wavelength) from a light source serving as an excitation energy source. Output, for example, emission intensity, hue, chromaticity, color tone, or light and shade are different. Accordingly, a light-emitting element having a light output different from that of other light-emitting elements also has a fluorescence output whose wavelength is converted from that of the light-emitting element. As a result, in a light source composed of a plurality of light emitting elements, light emitting elements whose light outputs are different from those of other light emitting elements are identified by fluorescence from the corresponding light conversion member, and the variation in light output of each light emitting element can be easily performed. Can be detected. Or the presence or absence of the light emitting element from which the light output fell among the several light emitting elements which comprise a light source to below predetermined value from other light emitting elements is confirmed. It is possible to efficiently take measures such as replacing the light source with a new light source.

本形態における蛍光物質は、発光スペクトルが異なる複数種の蛍光体を含むことができる。このような蛍光体として、例えば、アルカリ土類ケイ酸塩蛍光体、アルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体、アルカリ土類ホウ酸ハロゲン蛍光体、アルカリ土類アルミン酸塩蛍光体、希土類アルミン酸塩系蛍光体、希土類酸硫化物蛍光体あるいは有機錯体蛍光体から選択される少なくとも一種の蛍光体とすることが好ましい。   The fluorescent substance in this embodiment can include a plurality of types of phosphors having different emission spectra. Examples of such phosphors include alkaline earth silicate phosphors, alkaline earth halogen apatite phosphors, alkaline earth borate halogen phosphors, alkaline earth aluminate phosphors, and rare earth aluminate phosphors. It is preferable to use at least one phosphor selected from a phosphor, a rare earth oxysulfide phosphor, or an organic complex phosphor.

このように、蛍光物質を複数種の蛍光体とすることにより、複数の発光素子からなる光源における各発光素子の光出力ばらつきの程度を容易に検出することができる。すなわち、上述の各種蛍光体は、発光素子からの出力光の発光強度や発光スペクトルにより、その発光色や発光強度が異なる。したがって、各種蛍光体を組み合わせた光変換部材からの蛍光により、他の発光素子と比較して光出力が異なる発光素子を識別し、その発光素子の光出力の変化(発光強度、発光ピーク波長あるいは発光スペクトルの変化)の程度を大凡知ることができる。   Thus, by using a plurality of types of phosphors as the fluorescent material, it is possible to easily detect the degree of variation in the light output of each light emitting element in the light source composed of a plurality of light emitting elements. That is, the various phosphors described above have different emission colors and emission intensities depending on the emission intensity and emission spectrum of the output light from the light emitting element. Therefore, a light emitting element having a different light output compared to other light emitting elements is identified by fluorescence from a light conversion member in which various phosphors are combined, and a change in light output of the light emitting element (emission intensity, emission peak wavelength or The degree of change in the emission spectrum can be roughly known.

本形態における光変換部材は、上記蛍光物質を含有する透光性部材がシート状に成型された部材とすることが好ましい。このような蛍光物質を含有する透光性部材は、例えば、耐光性の高いガラスや石英などの透光性無機部材や、シリコーン樹脂、ポリカーボネート樹脂あるいはアクリル樹脂のような成型性の高い透光性樹脂とすることができる。これにより、光源と光出力検出手段の間の間隔を適宜調整しながら、その間に光変換部材を介在させることが容易となる。また、発光ピーク波長が異なる複数種の蛍光体を、それぞれ異なる光変換部材に含有させた蛍光体シートとし、それらを適宜選択して組み合わせて光出力の検出を行うことが容易にできる。このような種々の蛍光体シートから適宜選択して蛍光を出力させることにより、光出力が異なる発光素子を識別するだけでなく、その発光素子の光出力の変化(発光強度、発光ピーク波長あるいは発光スペクトルの変化)の程度を大凡知ることができる。   It is preferable that the light conversion member in this embodiment is a member obtained by molding the light-transmitting member containing the fluorescent material into a sheet shape. The translucent member containing such a fluorescent material is, for example, a translucent inorganic member such as highly light-resistant glass or quartz, or a highly translucent translucent member such as silicone resin, polycarbonate resin, or acrylic resin. It can be a resin. This makes it easy to interpose the light conversion member between the light source and the light output detection means while appropriately adjusting the distance between them. Moreover, it is possible to easily detect the light output by appropriately selecting and combining a plurality of types of phosphors having different emission peak wavelengths into different light conversion members. By appropriately selecting from these various phosphor sheets and outputting fluorescence, not only light emitting elements with different light outputs are identified, but also changes in the light output of the light emitting elements (emission intensity, emission peak wavelength or light emission). The degree of change in the spectrum can be roughly known.

また、面状光源の発光面と、蛍光体シートの主面とが略平行となるように配置させることにより、面状光源を構成する発光素子の発光面と蛍光体シートの主面までの最短距離を発光素子ごとに等しくし、光路長差を少なくすることが好ましい。これにより、光出力が異なる発光素子のより正確な識別を行うことができる。また、光源と光変換部材との間隔は、各発光素子に対応する蛍光がそれぞれ認識できるように、適宜調整することが好ましい。   In addition, by arranging the light emitting surface of the planar light source and the main surface of the phosphor sheet to be substantially parallel, the shortest distance from the light emitting surface of the light emitting element constituting the planar light source to the main surface of the phosphor sheet. It is preferable to make the distance equal for each light emitting element and reduce the optical path length difference. Thereby, it is possible to more accurately identify light emitting elements having different light outputs. Moreover, it is preferable to adjust suitably the space | interval of a light source and a light conversion member so that the fluorescence corresponding to each light emitting element can each be recognized.

本形態における蛍光物質は、蓄光性蛍光物質とすることができる。蓄光性蛍光物質は、他の蛍光物質と比較して残光時間が長いため、光感度の高いCCDカメラや受光素子を必要とすることなく、目視にて、光出力が他の発光素子と異なる発光素子を正確に識別し、各発光素子の光出力のばらつき具合を正確に検出することができる。このような蓄光性蛍光物質として例えば、硫化物系蛍光体、アルミン酸塩系蛍光体、ホウ素を有するアルミン酸塩系蛍光体あるいは酸硫化物系蛍光体から選択される少なくとも一種の蛍光体とすることができる。以下、本形態における各構成部材について詳述する。   The fluorescent substance in this embodiment can be a phosphorescent fluorescent substance. Since phosphorescent phosphors have a long afterglow time compared to other phosphors, the light output is visually different from other light emitting elements without the need for a highly sensitive CCD camera or light receiving element. It is possible to accurately identify the light emitting elements and accurately detect the variation in the light output of each light emitting element. As such a phosphorescent phosphor, for example, at least one phosphor selected from a sulfide phosphor, an aluminate phosphor, an aluminate phosphor having boron, or an oxysulfide phosphor is used. be able to. Hereinafter, each structural member in this form is explained in full detail.

[光出力検出手段、識別手段]
本形態における光出力検出手段とは、各発光素子の光出力に反応して電気信号などを出力するものである。このような光出力検出手段として、例えば、CCDカメラあるいは光源を構成する複数の発光素子に対応するよう配列された受光素子とすることができる。
[Light output detection means, identification means]
The light output detection means in the present embodiment outputs an electric signal or the like in response to the light output of each light emitting element. As such light output detection means, for example, a CCD camera or a light receiving element arranged so as to correspond to a plurality of light emitting elements constituting a light source can be used.

また、本形態における識別手段とは、光出力検出手段からの電気信号などの出力を受信して、光源を構成する複数の発光素子のうち、光出力が許容範囲外の発光素子を識別するものである。すなわち、光源を構成する複数の発光素子のうち、光出力が他の発光素子より小さい(あるいは大きい)発光素子を識別したり、複数の発光素子のうち、光出力が他の発光素子より小さい(あるいは大きい)発光素子の有無やその数を認識したりするものである。このような識別手段として、例えば、コンピュータなどの演算処理装置が挙げられる。なお、本形態における識別手段として、コンピュータなどの演算処理装置を利用する場合には、その出力結果を視覚的に表示させるための認識手段として、例えば、映像モニタなどを利用することができる。   The identifying means in this embodiment is a means for receiving a light signal output from the light output detecting means and identifying a light emitting element whose light output is outside the allowable range among a plurality of light emitting elements constituting the light source. It is. That is, among the plurality of light emitting elements constituting the light source, the light output having a light output smaller than (or larger than) the other light emitting elements is identified, or among the plurality of light emitting elements, the light output is smaller than the other light emitting elements ( Or the presence or number of light emitting elements). Examples of such identification means include an arithmetic processing device such as a computer. In addition, when using arithmetic processing units, such as a computer, as an identification means in this form, a video monitor etc. can be utilized as a recognition means for displaying the output result visually, for example.

図1は、本形態における光出力検出システムの模式図を示す。光出力検出手段をCCDカメラとする一例として、図1に示されるように、光変換部材30の発光分布の状態をCCDカメラ50により撮影するものが挙げられる。さらに、撮影によりCCDカメラ50から出力された映像信号を画像処理装置に送信して、光変換部材の発光を映像モニタ画面にそのまま映像として映し出すことにより確認する。あるいは、コンピュータなどの演算処理装置70によって、画像処理装置に送信された映像信号を画像データとして所定の演算処理を施し、人間がより認識しやすいように、発光強度ごとに色分けされたドットパターンなどが映像モニタ60に視覚的に表示されるようにしてもよい。ここで、ある発光素子の光出力と他の発光素子の光出力との差(光出力ばらつき)の許容値を予め演算処理装置に記憶させておき、実測の光出力差と比較して、その許容値を超えた発光素子について表示されるようにすることもできる。また、本発明は、上述のように認識手段が映像モニタ画面に表示される形態に限定されることなく、印字、音声、警告ランプ、警告ブザー等あるいは、それらの組合せによって、光出力が許容範囲外となった発光素子の有無、あるいは光出力が許容範囲外となった発光素子の数が一定数を超えた状態を認識するようにすることもできる。これにより、発光素子が高密度に実装された光源においても、光出力が他の発光素子と異なる発光素子を正確に識別することができる。あるいは、CCDカメラや通常のカメラにより撮影した画像を写真フィルムとする。この写真フィルムを確認することにより、光出力が他の発光素子と異なる発光素子を簡易な方法にて容易に識別することができる。   FIG. 1 is a schematic diagram of a light output detection system in the present embodiment. As an example in which the light output detecting means is a CCD camera, as shown in FIG. 1, there is one in which a CCD camera 50 photographs the state of the light emission distribution of the light conversion member 30. Further, the image signal output from the CCD camera 50 by photographing is transmitted to the image processing apparatus, and the light emitted from the light conversion member is displayed on the image monitor screen as it is for confirmation. Alternatively, the image processing device 70 such as a computer performs predetermined arithmetic processing on the video signal transmitted to the image processing device as image data, and the dot pattern is color-coded for each light emission intensity so that it can be easily recognized by humans. May be visually displayed on the video monitor 60. Here, the allowable value of the difference (light output variation) between the light output of one light-emitting element and the light output of another light-emitting element is stored in advance in the arithmetic processing unit, and compared with the actually measured light output difference. It is also possible to display a light emitting element that exceeds an allowable value. Further, the present invention is not limited to the form in which the recognition means is displayed on the video monitor screen as described above, and the light output is within an allowable range by printing, sound, warning lamp, warning buzzer, etc., or a combination thereof. It is also possible to recognize the presence or absence of a light emitting element that has become outside, or a state in which the number of light emitting elements whose light output is outside the allowable range exceeds a certain number. Thereby, even in a light source in which light emitting elements are mounted with high density, it is possible to accurately identify light emitting elements having different light outputs from those of other light emitting elements. Alternatively, an image taken with a CCD camera or a normal camera is used as a photographic film. By confirming this photographic film, light emitting elements having different light outputs from other light emitting elements can be easily identified by a simple method.

光出力検出手段を受光素子とする一例として、発光素子の配列に対応するようドットマトリックス状に配列された受光素子とすることができる。すなわち、各発光素子に対応する各受光素子の出力電圧を測定し、他の受光素子の出力電圧と比較して許容値を超えた受光素子を特定する。これにより、その受光素子に対応する発光素子が特定され、光出力が許容範囲外となった発光素子を特定することができる。   As an example in which the light output detection means is a light receiving element, the light receiving elements can be arranged in a dot matrix so as to correspond to the arrangement of the light emitting elements. That is, the output voltage of each light receiving element corresponding to each light emitting element is measured, and the light receiving element that exceeds the allowable value compared with the output voltage of the other light receiving elements is specified. Thereby, the light emitting element corresponding to the light receiving element is specified, and the light emitting element whose light output is outside the allowable range can be specified.

ここで、面状光源の発光面と、蛍光体シートとされた光変換部材の主面および受光素子の光入射面とが略平行となるように配置させることが好ましい。これにより、面状光源を構成する発光素子の発光面と蛍光体シートの主面および受光素子の光入射面までの最短距離を発光素子ごとに等しくする。このように、発光素子から受光素子までの光路長差を、発光素子ごとに少なくすることにより、光出力が異なる発光素子のより正確な識別を行うことができる。   Here, it is preferable to arrange the light emitting surface of the planar light source, the main surface of the light conversion member that is a phosphor sheet, and the light incident surface of the light receiving element to be substantially parallel. Thereby, the shortest distance from the light emitting surface of the light emitting element which comprises a planar light source, the main surface of a fluorescent substance sheet, and the light-incidence surface of a light receiving element is made equal for every light emitting element. In this way, by reducing the difference in optical path length from the light emitting element to the light receiving element for each light emitting element, it is possible to more accurately identify light emitting elements having different light outputs.

さらに、各受光素子の出力電圧を測定することにより、その受光素子に対応する発光素子の光出力が光源の使用開始時と比較して、どの程度変化したかを知ることもできる。すなわち、まず、各発光素子の光出力に対応する受光素子の出力電圧の初期値を予め測定しておく。ここで、予め測定された初期値は、コンピュータなどの演算処理装置70に備えられた記憶手段(例えば、メモリ)に記憶させておいてもよい。次に、光源の光出力ばらつき検査時において、光源から光を照射された各受光素子についての出力電圧を測定する。ここで、各受光素子についての出力電圧は、測定データとしてコンピュータなどの演算処理装置70に直接入力されるようにしてもよい。さらに、光源の検査時における各受光素子の出力電圧と、予め測定された初期値とを比較して変化の程度を確認する。あるいは、コンピュータなどの演算処理装置70によって、測定データに所定の演算処理を施し、人間がより認識しやすいように、所定の変化量ごとに色分けされたドットパターンなどが映像モニタ60に視覚的に表示されるようにしてもよい。これにより、その受光素子に対応する発光素子の光出力が光源の使用開始時と比較してどの程度変化したかを知ることもできる。   Further, by measuring the output voltage of each light receiving element, it is possible to know how much the light output of the light emitting element corresponding to the light receiving element has changed compared to when the light source started to be used. That is, first, the initial value of the output voltage of the light receiving element corresponding to the light output of each light emitting element is measured in advance. Here, the initial value measured in advance may be stored in storage means (for example, a memory) provided in the arithmetic processing unit 70 such as a computer. Next, at the time of the light output variation inspection of the light source, the output voltage for each light receiving element irradiated with light from the light source is measured. Here, the output voltage for each light receiving element may be directly input to the arithmetic processing unit 70 such as a computer as measurement data. Furthermore, the output voltage of each light receiving element at the time of the inspection of the light source is compared with an initial value measured in advance to confirm the degree of change. Alternatively, a predetermined arithmetic process is performed on the measurement data by an arithmetic processing unit 70 such as a computer, and a dot pattern or the like color-coded for each predetermined change amount is visually displayed on the video monitor 60 so as to be easily recognized by humans. It may be displayed. Thereby, it is also possible to know how much the light output of the light emitting element corresponding to the light receiving element has changed compared to when the light source is used.

このように、光出力検出手段をCCDカメラや受光素子とすることにより、発光素子が高密度に実装された光源においても光出力が他の発光素子と異なる発光素子を正確に確認し、各発光素子の光出力のばらつき具合を正確に検出することができ、信頼性高く光源を使用することができる。   In this way, by using a CCD camera or a light receiving element as the light output detection means, even in a light source in which light emitting elements are mounted at high density, light emitting elements whose light outputs are different from those of other light emitting elements are accurately confirmed, and each light emitting element It is possible to accurately detect the variation in the light output of the element, and to use the light source with high reliability.

なお、本形態による光出力検出手段と、複数の発光素子のうち光出力が異なる発光素子を識別する識別手段とは、それらの手段を併せて、人間による目視によるものとすることができることは言うまでもない。これにより、各発光素子の光出力のばらつき具合や出力が低下した発光素子の存在の有無を容易に検出することができ、信頼性高く光源を使用することができる。   It goes without saying that the light output detection means according to the present embodiment and the identification means for identifying light emitting elements having different light outputs among the plurality of light emitting elements can be combined with those means and visually observed by a human. Yes. Thereby, it is possible to easily detect the variation in the light output of each light emitting element and the presence or absence of the light emitting element whose output is reduced, and the light source can be used with high reliability.

[光源]
図2は、本形態における光源の模式的な斜視図である。図2に示されるように、本形態における光源は、発光素子がドットマトリクス状に配列された面状光源とされている。ここで、各発光素子は、耐光性の高い金属パッケージやセラミックパッケージ、リード電極が成型樹脂によりインサート成型されたパッケージのような支持体に配置されていてもよい。各発光素子あるいは支持体に搭載された発光素子は、それらが実装される基板に施された導体配線と電気的に接続され、外部電源から電力が供給される。例えば、光源は、発光ピーク波長が300nmから450nmの窒化物半導体発光素子が複数配列されてなる。このような紫外線を含む光を出射する発光素子からなる光源についても、本発明は、安全かつ確実に光出力のばらつき具合を検出することができる。
[light source]
FIG. 2 is a schematic perspective view of a light source in the present embodiment. As shown in FIG. 2, the light source in this embodiment is a planar light source in which light emitting elements are arranged in a dot matrix. Here, each light emitting element may be arranged on a support such as a metal package or a ceramic package having high light resistance, or a package in which lead electrodes are insert-molded with a molding resin. Each light emitting element or the light emitting element mounted on the support is electrically connected to a conductor wiring provided on a substrate on which the light emitting element is mounted, and power is supplied from an external power source. For example, the light source includes a plurality of nitride semiconductor light emitting elements having an emission peak wavelength of 300 nm to 450 nm. With respect to a light source composed of a light emitting element that emits light including such ultraviolet rays, the present invention can detect variations in light output safely and reliably.

このように発光素子からなる光源の利点として、以下の事項が挙げられる。(1)水銀ランプと異なり、光源からの照射光自体が熱を持つことがない。したがって、被照射物の熱変形や熱劣化が生じることがない。(2)電力投入後、水銀ランプのように待機時間を必要とすることなく、直ちに光照射することができる。(4)発光素子を利用することにより装置の小型化および省電力化が可能である。(5)発光素子は、水銀ランプと比較して応答速度が速く、パルス駆動による光照射が可能である。以下、本形態における光源を構成することができる半導体発光素子について詳述する。   Thus, the following matters are mentioned as an advantage of the light source which consists of a light emitting element. (1) Unlike mercury lamps, the irradiation light itself from the light source does not have heat. Therefore, thermal deformation and thermal deterioration of the irradiated object do not occur. (2) Immediately after the power is turned on, light irradiation can be performed without requiring a waiting time like a mercury lamp. (4) By using a light emitting element, it is possible to reduce the size and power consumption of the apparatus. (5) The light-emitting element has a faster response speed than a mercury lamp and can be irradiated with light by pulse driving. Hereinafter, a semiconductor light-emitting element that can constitute the light source in this embodiment will be described in detail.

(半導体発光素子)
本形態における半導体発光素子は、発光ダイオードやレーザダイオードとすることができる。ここでは、半導体発光素子の一例として、発光ダイオード(LEDチップ)について説明する。LEDチップを構成する半導体発光素子としては、ZnSeやGaNなど種々の半導体を使用したものを挙げることができるが、短波長の高出力光が発光可能な窒化物半導体(InAlGa1−X−YN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)が好適に挙げられる。また、このような短波長の高出力光は、光変換部材に含有される蛍光物質を効率よく励起させることができる。
(Semiconductor light emitting device)
The semiconductor light emitting element in this embodiment can be a light emitting diode or a laser diode. Here, a light emitting diode (LED chip) will be described as an example of a semiconductor light emitting element. Examples of the semiconductor light-emitting element constituting the LED chip include those using various semiconductors such as ZnSe and GaN. Nitride semiconductors (In X Al Y Ga 1 -1) capable of emitting high-power light with a short wavelength can be exemplified. X-YN , 0≤X, 0≤Y, X + Y≤1) are preferred. Moreover, such short wavelength high output light can efficiently excite the fluorescent substance contained in the light conversion member.

半導体発光素子における半導体の構造としては、MIS接合、PIN接合やpn接合などを有するホモ構造、ヘテロ構造あるいはダブルへテロ構成のものが挙げられる。半導体層の材料やその混晶度によって発光波長を種々選択することができる。また、半導体活性層を量子効果が生ずる薄膜に形成させた単一量子井戸構造や多重量子井戸構造とすることもできる。   Examples of the semiconductor structure in the semiconductor light emitting device include a homostructure having a MIS junction, a PIN junction, a pn junction, etc., a heterostructure, or a double hetero configuration. Various emission wavelengths can be selected depending on the material of the semiconductor layer and the degree of mixed crystal. In addition, a single quantum well structure or a multiple quantum well structure in which the semiconductor active layer is formed in a thin film in which a quantum effect is generated can be used.

窒化物半導体を使用した場合、半導体用基板にはサファイア、スピネル、SiC、Si、ZnO等の材料が好適に用いられる。結晶性の良い窒化物半導体を量産性よく形成させるためにはサファイア基板を用いることが好ましい。このサファイア基板上にMOCVD法などを用いて窒化物半導体を形成させることができる。サファイア基板上にGaN、AlN、GaAlN等のバッファ層を形成し、その上にpn接合を有する窒化物半導体を形成させる。   When a nitride semiconductor is used, a material such as sapphire, spinel, SiC, Si, ZnO or the like is preferably used for the semiconductor substrate. In order to form a nitride semiconductor with good crystallinity with high productivity, it is preferable to use a sapphire substrate. A nitride semiconductor can be formed on the sapphire substrate by MOCVD or the like. A buffer layer of GaN, AlN, GaAlN or the like is formed on the sapphire substrate, and a nitride semiconductor having a pn junction is formed thereon.

窒化物半導体を使用したpn接合を有する発光素子の例として、バッファ層上に、n型窒化ガリウムで形成した第1のコンタクト層、n型窒化アルミニウム・ガリウムで形成させた第1のクラッド層、窒化インジウム・ガリウムで形成した活性層、p型窒化アルミニウム・ガリウムで形成した第2のクラッド層、p型窒化ガリウムで形成した第2のコンタクト層を順に積層させたダブルへテロ構成などが挙げられる。   As an example of a light emitting device having a pn junction using a nitride semiconductor, a first contact layer formed of n-type gallium nitride, a first clad layer formed of n-type aluminum nitride / gallium on a buffer layer, Examples include a double hetero structure in which an active layer formed of indium / gallium nitride, a second cladding layer formed of p-type aluminum nitride / gallium, and a second contact layer formed of p-type gallium nitride are sequentially stacked. .

窒化物半導体は、不純物をドープしない状態でn型導電性を示す。発光効率を向上させるなど所望のn型窒化物半導体を形成させる場合は、n型ドーパントとしてSi、Ge、Se、Te、C等を適宜導入することが好ましい。一方、p型窒化物半導体を形成させる場合は、p型ドーパントであるZn、Mg、Be、Ca、Sr、Ba等をドープさせる。窒化物半導体は、p型ドーパントをドープしただけではp型化しにくいためp型ドーパント導入後に、炉による加熱やプラズマ照射等により低抵抗化させることが好ましい。   Nitride semiconductors exhibit n-type conductivity without being doped with impurities. When forming a desired n-type nitride semiconductor, for example, to improve luminous efficiency, it is preferable to appropriately introduce Si, Ge, Se, Te, C, etc. as an n-type dopant. On the other hand, when forming a p-type nitride semiconductor, the p-type dopants such as Zn, Mg, Be, Ca, Sr, and Ba are doped. Since nitride semiconductors are not easily converted to p-type by simply doping with a p-type dopant, it is preferable to reduce resistance by heating in a furnace or plasma irradiation after introducing the p-type dopant.

p型半導体層には、発光素子に投入された電流をp型半導体層の全面に広げるための拡散電極が設けられる。さらに、拡散電極およびn型半導体層には、バンプや導電性ワイヤのような導電部材と接続するp側台座電極およびn側台座電極がそれぞれ設けられる。ここで、バンプの材料としては、例えばAuやAu−Sn共晶、鉛フリー半田が挙げられる。また、導電性ワイヤの材料としては、例えば、Al、Au、Cuあるいはそれらを含む合金からなる細線が挙げられる。   The p-type semiconductor layer is provided with a diffusion electrode for spreading the current input to the light emitting element over the entire surface of the p-type semiconductor layer. Furthermore, a p-side pedestal electrode and an n-side pedestal electrode connected to a conductive member such as a bump or a conductive wire are provided on the diffusion electrode and the n-type semiconductor layer, respectively. Here, examples of the material of the bump include Au, Au—Sn eutectic, and lead-free solder. Moreover, as a material of an electroconductive wire, the fine wire which consists of Al, Au, Cu, or the alloy containing them is mentioned, for example.

拡散電極あるいはp側台座電極、およびn側台座電極の形成は、エッチング等の方法によりn型半導体を露出させた後、蒸着法やスパッタリング法により行う。また、拡散電極あるいはp側台座電極の形状は、発光素子全面に電流が均一に広がるように、種々の形状とされる。   The diffusion electrode, the p-side pedestal electrode, and the n-side pedestal electrode are formed by an evaporation method or a sputtering method after exposing the n-type semiconductor by a method such as etching. Further, the shape of the diffusion electrode or the p-side pedestal electrode may be various shapes so that the current spreads uniformly over the entire surface of the light emitting element.

本形態において、p側およびn側台座電極の材料は、バンプや導電性ワイヤに含有される材料の少なくとも一種を含有することが好ましい。すなわち、バンプや導電性ワイヤがAuを材料とするときは、p側およびn側台座電極の材料、特にバンプや導電性ワイヤとの接合面となる最上層の材料は、AuまたはAuを含む合金とする。例えば、p側およびn側台座電極は、W/Pt/AuやRh/Pt/Auとされ、それぞれの金属の厚みは数百Å〜数千Åである。なお、本明細書中において、記号「A/B」は、金属Aおよび金属Bが順にスパッタリングあるいは蒸着のような方法により積層されることを示す。   In this embodiment, the material for the p-side and n-side pedestal electrodes preferably contains at least one of the materials contained in the bumps and conductive wires. That is, when the bump or the conductive wire is made of Au, the material of the p-side and n-side pedestal electrode, particularly the uppermost layer that becomes the bonding surface with the bump or the conductive wire is Au or an alloy containing Au. And For example, the p-side and n-side pedestal electrodes are made of W / Pt / Au or Rh / Pt / Au, and the thickness of each metal is several hundred to several thousand. In this specification, the symbol “A / B” indicates that the metal A and the metal B are sequentially laminated by a method such as sputtering or vapor deposition.

また、p型半導体層側全面に形成される拡散電極は、発光素子の出光を発光素子の透光性基板方向へ反射させる材料とすることが好ましい。例えば、Ag、Al、Rh、Rh/Irが挙げられる。さらに、これらの材料と組み合わせて、或いは単独で、p型半導体の全面にITO(インジウム(In)とスズ(Sn)の複合酸化物)、ZnOのような酸化物導電膜や、Ni/Au等の金属薄膜を透光性電極として形成させることができる。   The diffusion electrode formed on the entire surface of the p-type semiconductor layer is preferably made of a material that reflects light emitted from the light-emitting element toward the light-transmitting substrate of the light-emitting element. For example, Ag, Al, Rh, Rh / Ir can be mentioned. Furthermore, in combination with these materials, or alone, an oxide conductive film such as ITO (complex oxide of indium (In) and tin (Sn)), ZnO, Ni / Au, etc. on the entire surface of the p-type semiconductor. The metal thin film can be formed as a translucent electrode.

また、別の形態に係る半導体発光素子は、窒化物半導体層のみからなるものであって、半導体層の上面と下面に対向電極が形成されている。このような対向電極を有する半導体発光素子は、一方の電極が本形態にかかる支持基板に対向するように、導電性接着剤を介して固定される。したがって、発光素子の一方の電極は、支持基板の導体配線と電気的に接続し、他方の電極は、上記導体配線とは極性の異なる導体配線に対し導電性ワイヤを介して接続される。導電性接着剤の材料として、例えば、銀ペースト、Au−SnやAg−Snのような共晶材が挙げられる。   A semiconductor light emitting device according to another embodiment is composed only of a nitride semiconductor layer, and counter electrodes are formed on the upper surface and the lower surface of the semiconductor layer. The semiconductor light emitting element having such a counter electrode is fixed via a conductive adhesive so that one electrode faces the support substrate according to this embodiment. Therefore, one electrode of the light emitting element is electrically connected to the conductor wiring of the support substrate, and the other electrode is connected to the conductor wiring having a polarity different from that of the conductor wiring through the conductive wire. Examples of the material for the conductive adhesive include silver paste, and eutectic materials such as Au—Sn and Ag—Sn.

以下、このような対向電極構造を有する半導体発光素子の形成方法を説明する。まずn型窒化物半導体層およびp型窒化物半導体層を上述の半導体素子と同様にして積層後、第1の電極であるp電極とp電極以外のp型窒化物半導体層上に絶縁膜を形成する。他方、この半導体層に貼り合わせる支持基板を準備する。支持基板の具体的な材料としては、Cu−W、Cu−Mo、AlN、Si、SiC等である。貼り合わせ面には密着層、バリア層、共晶層を備えた構造が好ましい。例えばTi−Pt−Au、又はTi−Pt−AuSn等の金属膜を形成する。このような金属膜は共晶により合金化され、後工程で導通層となる。   Hereinafter, a method for forming a semiconductor light emitting device having such a counter electrode structure will be described. First, after laminating an n-type nitride semiconductor layer and a p-type nitride semiconductor layer in the same manner as the semiconductor element described above, an insulating film is formed on the p-type nitride semiconductor layer other than the p-electrode serving as the first electrode and the p-electrode. Form. On the other hand, a support substrate to be bonded to the semiconductor layer is prepared. Specific materials for the support substrate include Cu—W, Cu—Mo, AlN, Si, SiC, and the like. A structure having an adhesion layer, a barrier layer, and a eutectic layer on the bonding surface is preferable. For example, a metal film such as Ti—Pt—Au or Ti—Pt—AuSn is formed. Such a metal film is alloyed by eutectic and becomes a conductive layer in a later step.

次に支持基板の金属膜を形成した面と窒化物半導体層の表面とを向かい合わせて、プレスをしながら熱を加え合金化した後、異種基板側からエキシマレーザを照射するか、又は研削により異種基板を取り除く。その後、窒化物半導体素子を形成するためRIE等で外周エッチングを行い、外周の窒化物半導体層を除去した状態の窒化物半導体素子とする。また、光の取りだし効果を向上させるために窒化物半導体の露出面をRIE等で凹凸(ディンプル加工)を施してもよい。凹凸の断面形状はメサ型、逆メサ型があり、平面形状は、島状形状、格子状、矩形状、円状、多角形状などがある。次に、第2の電極であるn電極を窒化物半導体層の露出面に形成する。電極材料としては、Ti/Al/Ni/Au、W/Al/WPt/Auなどが挙げられる。   Next, the surface of the support substrate on which the metal film is formed and the surface of the nitride semiconductor layer face each other, heat is applied while pressing and alloyed, and then an excimer laser is irradiated from the different substrate side or by grinding. Remove the dissimilar substrate. Thereafter, outer peripheral etching is performed by RIE or the like in order to form a nitride semiconductor element, thereby obtaining a nitride semiconductor element in a state where the outer peripheral nitride semiconductor layer is removed. In order to improve the light extraction effect, the exposed surface of the nitride semiconductor may be roughened (dimple processing) by RIE or the like. The cross-sectional shape of the unevenness includes a mesa shape and an inverted mesa shape, and the planar shape includes an island shape, a lattice shape, a rectangular shape, a circular shape, a polygonal shape, and the like. Next, an n electrode as a second electrode is formed on the exposed surface of the nitride semiconductor layer. Examples of the electrode material include Ti / Al / Ni / Au and W / Al / WPt / Au.

[光変換部材]
本形態の光変換部材に含有される蛍光物質とは、発光素子から放出される可視光や紫外光の一部を吸収し、その吸収した光の波長と異なる波長を有する光を発光するものである。特に、本形態の蛍光体は、少なくとも半導体発光素子から発光された光によって励起され、波長変換した光を発する蛍光体をいい、該蛍光体を固着させる結着剤とともに光変換部材を構成する。
[Light conversion member]
The fluorescent substance contained in the light conversion member of the present embodiment absorbs a part of visible light or ultraviolet light emitted from the light emitting element, and emits light having a wavelength different from the wavelength of the absorbed light. is there. In particular, the phosphor of this embodiment refers to a phosphor that emits light that has been wavelength-converted by being excited by at least light emitted from a semiconductor light emitting element, and constitutes a light conversion member together with a binder that fixes the phosphor.

本形態の光変換部材は、光源からの光出力の照射を受けることができる位置に配置される。特に、本形態の光変換部材は、光出力検出手段と光源との間に介されることが好ましい。光源からの光出力の影響を受けることなく、光変換部材の発光そのものを光検出手段に出力させることができるからである。なお、光出力検出手段は、光変換部材の発光が検出できる位置に配置されていればよいことはいうまでもない。例えば、蛍光体シートとさせた光変換部材において、光源の側に配置させた光出力検出手段により、光源からの光照射を受ける面側の発光を検出してもよい。これにより、紫外線など短波長の光を照射する光源に対して、発光素子の光出力のばらつきを確認することが安全かつ容易にできる。   The light conversion member of this embodiment is arranged at a position where it can receive light output from the light source. In particular, the light conversion member of this embodiment is preferably interposed between the light output detection means and the light source. This is because light emitted from the light conversion member can be output to the light detection means without being affected by light output from the light source. Needless to say, the light output detecting means only needs to be disposed at a position where light emission of the light conversion member can be detected. For example, in the light conversion member that is a phosphor sheet, the light emission on the surface side that is irradiated with light from the light source may be detected by the light output detection means disposed on the light source side. Thereby, it is possible to safely and easily check the variation in the light output of the light emitting element with respect to the light source that irradiates light of short wavelength such as ultraviolet rays.

本形態の光変換部材における結着剤としては、例えば、エポキシ樹脂や耐光性の高いシリコーン樹脂のような透光性樹脂や、金属アルコキシドを出発原料としてゾルゲル法により生成される透光性無機材料や、ガラスとすることもできる。   As the binder in the light conversion member of this embodiment, for example, a light-transmitting resin such as an epoxy resin or a highly light-resistant silicone resin, or a light-transmitting inorganic material generated by a sol-gel method using a metal alkoxide as a starting material Or it can be made of glass.

また、蛍光物質および結着剤の塗布方法は、スクリーン印刷、インクジェット塗布、ポッティング、孔版印刷など種々の形成方法とすることができる。例えば、光変換部材は、石英、ガラスや透光性樹脂からなる板材に蛍光物質および結着剤が上記形成方法により塗布されて形成される。あるいは、ガラスやエポキシ樹脂や耐光性の高いシリコーン樹脂のような透光性樹脂に含有させてシート状に成型した光変換部材とすることもできる。以下、本形態の光変換部材に含有させることができる蛍光物質について詳述する。   Moreover, the application method of a fluorescent substance and a binder can be made into various formation methods, such as screen printing, inkjet coating, potting, and stencil printing. For example, the light conversion member is formed by applying a fluorescent material and a binder to a plate material made of quartz, glass, or a translucent resin by the above forming method. Or it can also be set as the light conversion member which was contained in translucent resin like glass, an epoxy resin, and a silicone resin with high light resistance, and shape | molded in the sheet form. Hereinafter, the fluorescent substance that can be contained in the light conversion member of this embodiment will be described in detail.

<アルミニウム・ガーネット系蛍光体>
希土類アルミン酸塩系蛍光体として、以下に述べるアルミニウム・ガーネット系蛍光体や、ルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体を挙げることができる。本形態におけるアルミニウム・ガーネット系蛍光体とは、Alを含み、かつY、Lu、Sc、La、Gd、Tb、Eu及びSmから選択された少なくとも一つの元素と、Ga及びInから選択された一つの元素とを含み、希土類元素から選択された少なくとも一つの元素で付活された蛍光体であり、LEDチップから発光された可視光や紫外線で励起されて発光する蛍光体である。
<Aluminum garnet phosphor>
Examples of rare earth aluminate-based phosphors include the following aluminum / garnet phosphors and lutetium / aluminum / garnet phosphors. The aluminum garnet-based phosphor in the present embodiment includes Al and at least one element selected from Y, Lu, Sc, La, Gd, Tb, Eu, and Sm, and one selected from Ga and In. A phosphor that contains two elements and is activated by at least one element selected from rare earth elements, and is a phosphor that emits light when excited by visible light or ultraviolet light emitted from an LED chip.

例えば、YAlO:Ce、YAl12:Ce、YAl:Ce、(Y0.8Gd0.2Al12:Ce、Y(Al0.8Ga0.212:Ce、Tb2.95Ce0.05Al12、Y2.90Ce0.05Tb0.05Al12、Y2.94Ce0.05Pr0.01Al12、Y2.90Ce0.05Pr0.05Al12等が挙げられる。さらに、本実施の形態において、特にYを含み、かつCeあるいはPrで付活され組成の異なる二種類以上のイットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光体(イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(以下、「YAG系蛍光体」と呼ぶ。))が利用される。特に、高輝度且つ長時間の使用時においては(Re1-xSmx3(Al1-yGay512:Ce(0≦x<1、0≦y≦1、但し、Reは、Y,Gd,Laからなる群より選択される少なくとも一種の元素である。)などが好ましい。 For example, YAlO 3 : Ce, Y 3 Al 5 O 12 : Ce, Y 4 Al 2 O 9 : Ce, (Y 0.8 Gd 0.2 ) 3 Al 5 O 12 : Ce, Y 3 (Al 0.8 Ga 0.2) 5 O 12: Ce , Tb 2.95 Ce 0.05 Al 5 O 12, Y 2.90 Ce 0.05 Tb 0.05 Al 5 O 12, Y 2.94 Ce 0.05 Pr 0.01 Al 5 O 12, Y 2.90 Ce 0.05 Pr 0.05 Al 5 O 12 and the like. Further, in the present embodiment, two or more types of yttrium / aluminum oxide phosphors (hereinafter referred to as “YAG / aluminum garnet phosphors”) containing Y and activated by Ce or Pr and having different compositions. Called "system phosphor"))). In particular, at the time of high luminance and long-term use (Re 1-x Sm x) 3 (Al 1-y Ga y) 5 O 12: Ce (0 ≦ x <1,0 ≦ y ≦ 1, where, Re Is at least one element selected from the group consisting of Y, Gd, and La).

(Re1-xSmx3(Al1-yGay512:Ce蛍光体は、ガーネット構造のため、熱、光及び水分に強く、励起スペクトルのピークが470nm付近などにさせることができる。また、発光ピークも530nm付近にあり720nmまで裾を引くブロードな発光スペクトルを持たせることができる。 (Re 1-x Sm x) 3 (Al 1-y Ga y) 5 O 12: Ce phosphor, for garnet structure, heat, resistant to light and moisture, the peak of the excitation spectrum can be like in the vicinity of 470nm Can do. In addition, the emission peak is in the vicinity of 530 nm, and a broad emission spectrum that extends to 720 nm can be provided.

本形態の光変換部材において、蛍光体は、2種類以上の蛍光体を混合させてもよい。即ち、上述したYAG系蛍光体について言えば、Al、Ga、Y、La及びGdやSmの含有量が異なる2種類以上の(Re1-xSmx3(Al1-yGay512:Ce蛍光体を混合させてRGBの波長成分を増やすことができる。また、現在のところ半導体発光素子の発光波長には、バラツキが生ずるものがあるため2種類以上の蛍光体を混合調整させて所望の白色系の混色光などを得ることができる。具体的には、発光素子の発光波長に合わせて色度点の異なる蛍光体の量を調整し含有させることでその蛍光体間と発光素子で結ばれる色度図上の任意の点を発光させることができる。 In the light conversion member of this embodiment, the phosphor may be a mixture of two or more phosphors. That is, speaking the YAG fluorescent material described above, Al, Ga, Y, the content of La and Gd and Sm are two or more kinds of (Re 1-x Sm x) 3 (Al 1-y Ga y) 5 O 12 : Ce phosphors can be mixed to increase RGB wavelength components. At present, there are variations in the emission wavelength of the semiconductor light emitting device, so that two or more kinds of phosphors can be mixed and adjusted to obtain a desired white mixed color light or the like. Specifically, by adjusting the amount of phosphors having different chromaticity points in accordance with the emission wavelength of the light emitting element, the arbitrary points on the chromaticity diagram connected between the phosphors and the light emitting element are caused to emit light. be able to.

発光層に窒化物系化合物半導体を用いた発光素子から発光した青色系の光と、青色光を吸収させるためボディーカラーが黄色である蛍光体から発光する緑色系の光と、赤色系の光とを混色表示させると所望の白色系発光色表示を行うことができる。発光装置はこの混色を起こさせるために蛍光体の粉体やバルクをエポキシ樹脂、アクリル樹脂或いはシリコーン樹脂などの各種樹脂や酸化珪素、酸化アルミニウムなどの透光性無機物中に含有させることもできる。このように蛍光体が含有されたものは、発光素子からの光が透過する程度に薄く形成させたドット状のものや層状ものなど用途に応じて種々用いることができる。蛍光体と透光性無機物との比率や塗布、充填量を種々調整すること及び発光素子の発光波長を選択することにより白色を含め電球色など任意の色調を提供させることができる。   Blue light emitted from a light emitting device using a nitride compound semiconductor in the light emitting layer, green light emitted from a phosphor whose body color is yellow to absorb blue light, red light, When mixed color display is performed, a desired white light emission color display can be performed. In order to cause this color mixture, the light emitting device can contain phosphor powder and bulk in various resins such as epoxy resin, acrylic resin or silicone resin, and translucent inorganic materials such as silicon oxide and aluminum oxide. Such phosphors can be used in various ways depending on the application, such as dot-like and layer-like ones that are formed thin enough to transmit light from the light-emitting element. By adjusting the ratio, coating, and filling amount of the phosphor and the translucent inorganic substance and selecting the emission wavelength of the light emitting element, it is possible to provide an arbitrary color tone such as a light bulb color including white.

また、2種類以上の蛍光体をそれぞれ発光素子からの入射光に対して順に配置させることによって効率よく発光可能な発光装置とすることができる。即ち、反射部材を有する発光素子上には、長波長側に吸収波長があり長波長に発光可能な蛍光体が含有された色変換部材と、それよりも長波長側に吸収波長がありより長波長に発光可能な色変換部材とを積層などさせることで反射光を有効利用することができる。   In addition, by arranging two or more kinds of phosphors in order with respect to the incident light from the light emitting element, a light emitting device capable of efficiently emitting light can be obtained. That is, on a light emitting element having a reflective member, a color conversion member containing a phosphor that has an absorption wavelength on the long wavelength side and can emit light at a long wavelength, and an absorption wavelength on the longer wavelength side that has a longer wavelength. The reflected light can be used effectively by laminating a color conversion member capable of emitting light at a wavelength.

YAG系蛍光体を使用すると、放射照度として(Ee)=0.1W・cm−2以上1000W・cm−2以下の発光素子と接する或いは近接して配置された場合においても高効率に十分な耐光性を有する発光装置とすることができる。 When a YAG phosphor is used, sufficient light resistance with high efficiency even when it is placed in contact with or close to a light emitting element having an irradiance of (Ee) = 0.1 W · cm −2 to 1000 W · cm −2 The light emitting device can be made to have the property.

本実施の形態に用いられるセリウムで付活された緑色系が発光可能なYAG系蛍光体では、ガーネット構造のため、熱、光及び水分に強く、励起吸収スペクトルのピーク波長が420nmから470nm付近にさせることができる。また、発光ピーク波長λpも510nm付近にあり700nm付近まで裾を引くブロードな発光スペクトルを持つ。一方、セリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光体である赤色系が発光可能なYAG系蛍光体でも、ガーネット構造であり熱、光及び水分に強く、励起吸収スペクトルのピーク波長が420nmから470nm付近にさせることができる。また、発光ピーク波長λpが600nm付近にあり750nm付近まで裾を引くブロードな発光スペクトルを持つ。   The cerium-activated YAG-based phosphor used in this embodiment and capable of emitting green light has a garnet structure and is resistant to heat, light, and moisture, and the peak wavelength of the excitation absorption spectrum is in the vicinity of 420 nm to 470 nm. Can be made. Also, the emission peak wavelength λp is near 510 nm, and has a broad emission spectrum that extends to the vicinity of 700 nm. On the other hand, the YAG phosphor that emits red light, which is an yttrium-aluminum oxide phosphor activated by cerium, has a garnet structure, is resistant to heat, light and moisture, and has a peak wavelength of 420 nm in the excitation absorption spectrum. To about 470 nm. Further, the emission peak wavelength λp is in the vicinity of 600 nm, and has a broad emission spectrum that extends to the vicinity of 750 nm.

ガーネット構造を持ったYAG系蛍光体の組成の内、Alの一部をGaで置換することで発光スペクトルが短波長側にシフトし、また組成のYの一部をGd及び/又はLaで置換することで、発光スペクトルが長波長側へシフトする。このように組成を変化することで発光色を連続的に調節することが可能である。したがって、長波長側の強度がGdの組成比で連続的に変えられるなど窒化物半導体の青色系発光を利用して白色系発光に変換するための理想条件を備えている。Yの置換が2割未満では、緑色成分が大きく赤色成分が少なくなり、8割以上では、赤味成分が増えるものの輝度が急激に低下する。また、励起吸収スペクトルについても同様に、ガーネット構造を持ったYAG系蛍光体の組成の内、Alの一部をGaで置換することで励起吸収スペクトルが短波長側にシフトし、また組成のYの一部をGd及び/又はLaで置換することで、励起吸収スペクトルが長波長側へシフトする。YAG系蛍光体の励起吸収スペクトルのピーク波長は、発光素子の発光スペクトルのピーク波長より短波長側にあることが好ましい。このように構成すると、発光素子に投入する電流を増加させた場合、励起吸収スペクトルのピーク波長は、発光素子の発光スペクトルのピーク波長にほぼ一致するため、蛍光体の励起効率を低下させることなく、色度ズレの発生を抑えた発光装置を形成することができる。   Of the composition of YAG phosphors with a garnet structure, the emission spectrum is shifted to the short wavelength side by substituting part of Al with Ga, and part of Y of the composition is replaced with Gd and / or La. By doing so, the emission spectrum shifts to the long wavelength side. In this way, it is possible to continuously adjust the emission color by changing the composition. Therefore, an ideal condition for converting white light emission by using blue light emission of the nitride semiconductor is provided such that the intensity on the long wavelength side is continuously changed by the composition ratio of Gd. If the substitution of Y is less than 20%, the green component is large and the red component is small, and if it is 80% or more, the redness component is increased but the luminance is drastically decreased. Similarly, the excitation absorption spectrum is shifted to the short wavelength side by substituting part of Al with Ga in the composition of the YAG phosphor having a garnet structure. By substituting a part of Gd and / or La, the excitation absorption spectrum is shifted to the longer wavelength side. The peak wavelength of the excitation absorption spectrum of the YAG phosphor is preferably on the shorter wavelength side than the peak wavelength of the emission spectrum of the light emitting element. With this configuration, when the current input to the light emitting element is increased, the peak wavelength of the excitation absorption spectrum substantially matches the peak wavelength of the emission spectrum of the light emitting element, so that the excitation efficiency of the phosphor is not reduced. Thus, a light emitting device in which the occurrence of chromaticity deviation is suppressed can be formed.

アルミニウム・ガーネット系蛍光体は、以下のような方法で製造することができる。まず、蛍光体は、Y、Gd、Ce、La、Al、Sm、Pr、Tb及びGaの原料として酸化物、又は高温で容易に酸化物になる化合物を使用し、それらを化学量論比で十分に混合して原料を得る。又は、Y、Gd、Ce、La、Sm、Pr、Tbの希土類元素を化学量論比で酸に溶解した溶解液を蓚酸で共沈したものを焼成して得られる共沈酸化物と、酸化アルミニウム、酸化ガリウムとを混合して混合原料を得る。これにフラックスとしてフッ化アンモニウム等のフッ化物を適量混合して坩堝に詰め、空気中1350〜1450°Cの温度範囲で2〜5時間焼成して焼成品を得、次に焼成品を水中でボールミルして、洗浄、分離、乾燥、最後に篩を通すことで得ることができる。また、別の実施の形態の蛍光体の製造方法では、蛍光体の原料を混合した混合原料とフラックスからなる混合物を、大気中又は弱還元雰囲気中にて行う第一焼成工程と、還元雰囲気中にて行う第二焼成工程とからなる、二段階で焼成することが好ましい。ここで、弱還元雰囲気とは、混合原料から所望の蛍光体を形成する反応過程において必要な酸素量は少なくとも含むように設定された弱い還元雰囲気のことをいい、この弱還元雰囲気中において所望とする蛍光体の構造形成が完了するまで第一焼成工程を行うことにより、蛍光体の黒変を防止し、かつ光の吸収効率の低下を防止できる。また、第二焼成工程における還元雰囲気とは、弱還元雰囲気より強い還元雰囲気をいう。このように二段階で焼成すると、励起波長の吸収効率の高い蛍光体が得られる。従って、このように形成された蛍光体にて発光装置を形成した場合に、所望とする色調を得るために必要な蛍光体量を減らすことができ、光取り出し効率の高い発光装置を形成することができる。   The aluminum garnet phosphor can be manufactured by the following method. First, phosphors use oxides or compounds that easily become oxides at high temperatures as raw materials for Y, Gd, Ce, La, Al, Sm, Pr, Tb and Ga, and they are added in a stoichiometric ratio. Mix thoroughly to obtain the raw material. Or a coprecipitated oxide obtained by calcining a solution obtained by coprecipitation of oxalic acid with a solution obtained by dissolving a rare earth element of Y, Gd, Ce, La, Sm, Pr, and Tb in an acid at a stoichiometric ratio with acid; Aluminum and gallium oxide are mixed to obtain a mixed raw material. An appropriate amount of fluoride such as ammonium fluoride is mixed with this as a flux and packed in a crucible, fired in air at a temperature range of 1350 to 1450 ° C. for 2 to 5 hours to obtain a fired product, and then the fired product in water. It can be obtained by ball milling, washing, separating, drying and finally passing through a sieve. Further, in the method for manufacturing a phosphor according to another embodiment, a first firing step in which a mixture composed of a mixture of phosphor materials and a flux is mixed in the atmosphere or in a weak reducing atmosphere, and in a reducing atmosphere. It is preferable to perform the baking in two stages, which includes the second baking step performed in step (b). Here, the weak reducing atmosphere refers to a weak reducing atmosphere set to include at least the amount of oxygen necessary in the reaction process of forming a desired phosphor from the mixed raw material. By performing the first firing step until the formation of the phosphor structure is completed, blackening of the phosphor can be prevented and a decrease in light absorption efficiency can be prevented. In addition, the reducing atmosphere in the second firing step refers to a reducing atmosphere stronger than the weak reducing atmosphere. By firing in two stages in this way, a phosphor with high absorption efficiency at the excitation wavelength can be obtained. Therefore, when a light emitting device is formed with the phosphor thus formed, the amount of the phosphor necessary for obtaining a desired color tone can be reduced, and a light emitting device with high light extraction efficiency can be formed. Can do.

組成の異なる2種類以上のセリウムで付活されたアルミニウム・ガーネット系蛍光体は、混合させて用いても良いし、それぞれ独立して配置させても良い。蛍光体をそれぞれ独立して配置させる場合、発光素子から光をより短波長側で吸収発光しやすい蛍光体、それよりも長波長側で吸収発光しやすい蛍光体の順に配置させることが好ましい。これによって効率よく吸収及び発光させることができる。   Aluminum and garnet phosphors activated with two or more types of cerium having different compositions may be mixed or used independently. When the phosphors are arranged independently, it is preferable to arrange the phosphors in the order of the phosphor that easily absorbs and emits light from the light emitting element on the shorter wavelength side, and the phosphor that easily absorbs and emits light on the longer wavelength side. This makes it possible to efficiently absorb and emit light.

本形態における蛍光体は、イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体やルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体に代表されるアルミニウム・ガーネット系蛍光体と、赤色系の光を発光可能な蛍光体、特に窒化物系蛍光体とを組み合わせたものを使用することもできる。これらのYAG系蛍光体および窒化物系蛍光体は、混合して光変換部材中に含有させてもよいし、複数の層から構成される光変換部材中に別々に含有させてもよい。以下、それぞれの蛍光体について詳細に説明していく。   The phosphors in this embodiment are aluminum / garnet phosphors represented by yttrium / aluminum / garnet phosphors and lutetium / aluminum / garnet phosphors, and phosphors capable of emitting red light, particularly nitrides. A combination with a phosphor may be used. These YAG phosphors and nitride phosphors may be mixed and contained in the light conversion member, or may be separately contained in the light conversion member composed of a plurality of layers. Hereinafter, each phosphor will be described in detail.

<ルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体>
ルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体とは、一般式(Lu1−a−b(Al1−cGa12(但し、RはCeを必須とする少なくとも1種以上の希土類元素である。MはSc、Y、La、Gdから選択される少なくとも1種の元素であり、0.0001≦a≦0.5、0≦b≦0.5、0.0001≦a+b<1、0≦c≦0.8である。)で表される蛍光体である。例えば、組成式が(Lu0.99Ce0.01Al12、(Lu0.90Ce0.10Al12、(Lu0.99Ce0.01(Al0.5Ga0.512で表される蛍光体である。
<Lutetium, aluminum, garnet phosphor>
The lutetium / aluminum / garnet phosphor is a general formula (Lu 1-ab R a M b ) 3 (Al 1-c Ga c ) 5 O 12 (provided that R is at least one element in which Ce is essential). The above rare earth elements, M is at least one element selected from Sc, Y, La, and Gd, and 0.0001 ≦ a ≦ 0.5, 0 ≦ b ≦ 0.5, 0.0001 ≦ a + b <1, 0 ≦ c ≦ 0.8.) For example, the composition formula is (Lu 0.99 Ce 0.01 ) 3 Al 5 O 12 , (Lu 0.90 Ce 0.10 ) 3 Al 5 O 12 , (Lu 0.99 Ce 0.01 ) 3 (Al a phosphor represented by 0.5 Ga 0.5) 5 O 12.

ルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(以下、「LAG系蛍光体」と呼ぶことがある。)は、次のようにして得られる。蛍光体原料として、ルテチウム化合物、希土類元素Rの化合物、希土類元素Mの化合物、アルミニウム化合物及びガリウム化合物を用い、各化合物について上記一般式の割合になるように秤取し、混合するか、又はこれら蛍光体原料にフラックスを加えて混合し、原料混合物を得る。この原料混合物をルツボに充填後、還元性雰囲気中、1200〜1600℃で焼成し、冷却後、分散処理することにより、上記一般式で表される本発明の蛍光体を得る。   The lutetium / aluminum / garnet phosphor (hereinafter sometimes referred to as “LAG phosphor”) is obtained as follows. As a phosphor raw material, a lutetium compound, a rare earth element R compound, a rare earth element M compound, an aluminum compound, and a gallium compound are used, and each compound is weighed and mixed so as to have the ratio of the above general formula, or these are mixed. Flux is added to the phosphor material and mixed to obtain a material mixture. After filling this raw material mixture into a crucible, it is fired at 1200 to 1600 ° C. in a reducing atmosphere, and after cooling, the phosphor of the present invention represented by the above general formula is obtained by dispersion treatment.

蛍光体原料として、酸化物又は熱分解により酸化物となる炭酸塩、水酸化物等の化合物が好ましく用いられる。また、蛍光体原料として、蛍光体を構成する各金属元素を全部又は一部含む共沈物を用いることもできる。例えば、これらの元素を含む水溶液にアルカリ、炭酸塩等の水溶液を加えると共沈物が得られるが、これを乾燥又は熱分解して用いることができる。また、フラックスとしてはフッ化物、ホウ酸塩等が好ましく、蛍光体原料100重量部に対し0.01〜1.0重量部の範囲で添加する。焼成雰囲気は、付活剤のセリウムが酸化されない還元性雰囲気が好ましい。水素濃度が3.0体積%以下の水素・窒素の混合ガス雰囲気がより好ましい。焼成温度は1200〜1600℃が好ましく、目的の中心粒径の蛍光体を得ることができる。より好ましくは1300〜1500℃である。   As the phosphor raw material, an oxide or a compound such as a carbonate or hydroxide that becomes an oxide by thermal decomposition is preferably used. Moreover, the coprecipitate which contains all or one part of each metal element which comprises fluorescent substance as a fluorescent substance raw material can also be used. For example, when an aqueous solution such as alkali or carbonate is added to an aqueous solution containing these elements, a coprecipitate can be obtained, which can be used after being dried or thermally decomposed. Moreover, as a flux, a fluoride, a borate, etc. are preferable, and it adds in 0.01-1.0 weight part with respect to 100 weight part of fluorescent substance raw materials. The firing atmosphere is preferably a reducing atmosphere in which the activator cerium is not oxidized. A mixed gas atmosphere of hydrogen and nitrogen having a hydrogen concentration of 3.0% by volume or less is more preferable. The firing temperature is preferably 1200 to 1600 ° C., and a phosphor having a target center particle diameter can be obtained. More preferably, it is 1300-1500 degreeC.

上記一般式において、Rは付活剤であり、Ceを必須とする少なくとも1種以上の希土類元素であって、具体的には、Ce、La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lrである。RはCeのみでもよいが、CeとCe以外の希土類元素から選ばれる少なくとも1種以上の元素とを含んでいてもよい。Ce以外の希土類元素は、共付活剤として作用するためである。ここで、Rには、CeがR全量に対し70mol%以上含有されていることが好ましい。a値(R量)は、0.0001≦a≦0.5が好ましく、0.0001未満では発光輝度が低下し、0.5を越えても濃度消光によって発光輝度が低下する。より好ましくは、0.001≦a≦0.4、さらに好ましくは、0.005≦a≦0.2である。b値(M量)は、0≦b≦0.5が好ましく、より好ましくは0≦b≦0.4であり、さらに好ましくは0≦b≦0.3である。例えば、MがYの場合、b値が0.5を越えると長波長紫外線〜短波長可視光、特に360〜410nm励起による発光輝度が非常に低下してしまう。c値(Ga量)は、0≦c≦0.8が好ましく、より好ましくは0≦c≦0.5であり、さらに好ましくは0≦c≦0.3である。c値が0.8を越えると発光波長は短波長にシフトし、発光輝度が低下する。   In the above general formula, R is an activator and is at least one or more rare earth elements essential for Ce, specifically, Ce, La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lr. R may be Ce alone, but may contain Ce and at least one element selected from rare earth elements other than Ce. This is because rare earth elements other than Ce act as coactivators. Here, it is preferable that Ce contains 70 mol% or more of Ce with respect to the total amount of R. The a value (R amount) is preferably 0.0001 ≦ a ≦ 0.5. If the value is less than 0.0001, the light emission luminance is lowered, and if it exceeds 0.5, the light emission luminance is lowered by concentration quenching. More preferably, 0.001 ≦ a ≦ 0.4, and still more preferably 0.005 ≦ a ≦ 0.2. The b value (M amount) is preferably 0 ≦ b ≦ 0.5, more preferably 0 ≦ b ≦ 0.4, and still more preferably 0 ≦ b ≦ 0.3. For example, when M is Y and the b value exceeds 0.5, the emission luminance due to excitation of long-wavelength ultraviolet light to short-wavelength visible light, particularly 360 to 410 nm is extremely lowered. The c value (Ga content) is preferably 0 ≦ c ≦ 0.8, more preferably 0 ≦ c ≦ 0.5, and still more preferably 0 ≦ c ≦ 0.3. When the c value exceeds 0.8, the emission wavelength shifts to a short wavelength, and the emission luminance decreases.

LAG系蛍光体の中心粒径は1〜100μmの範囲が好ましく、より好ましくは5〜50μmの範囲であり、さらに好ましくは5〜15μmの範囲である。1μmより小さい蛍光体は、凝集体を形成しやすい傾向にある。これに対し、5〜50μmの粒径範囲の蛍光体は、光の吸収率及び変換効率が高く、光変換部材も形成しやすい。このように、光学的に優れた特徴を有する粒径の大きな蛍光体を含有させることにより、発光装置の量産性も向上する。また、上記中心粒径値を有する蛍光体が頻度高く含有されていることが好ましく、頻度値は20%〜50%が好ましい。このように粒径のバラツキが小さい蛍光体を用いることにより、より色ムラが抑制され良好な色調を有する発光装置が得られる。   The center particle size of the LAG phosphor is preferably in the range of 1 to 100 μm, more preferably in the range of 5 to 50 μm, and still more preferably in the range of 5 to 15 μm. Phosphors smaller than 1 μm tend to form aggregates. On the other hand, the phosphor having a particle size in the range of 5 to 50 μm has high light absorptivity and conversion efficiency, and easily forms a light conversion member. As described above, the mass productivity of the light-emitting device is improved by including a phosphor having a large particle diameter and having optically excellent characteristics. Moreover, it is preferable that the fluorescent substance which has the said center particle size value is contained frequently, and 20%-50% of frequency values are preferable. By using a phosphor having a small variation in particle size in this way, a light emitting device having a favorable color tone with more suppressed color unevenness can be obtained.

ルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体は300nm〜550nmの波長域の紫外線又は可視光により効率よく励起され発光することから、光変換部材に含有される蛍光体として有効に利用することができる。さらに、組成式の異なる複数種のLAG系蛍光体、又はLAG系蛍光体を他の蛍光体とともに用いることにより、発光装置の発光色を種々変化させることができる。半導体発光素子からの青色系の発光と、該発光を吸収し黄色系の発光する蛍光体からの発光との混色により、白色系の混色光を発光する従来の発光装置は、発光素子からの光の一部を透過させて利用するため、構造自体を簡略化できると共に出力向上を行いやすいという利点がある。その一方、上記発光装置は、2色の混色による発光であるため、演色性が十分でなく、改良が求められている。そこで、LAG系蛍光体を利用して白色系の混色光を発する発光装置は、従来の発光装置と比較してその演色性を向上させることができる。また、LAG系蛍光体は、YAG系蛍光体と比較して温度特性に優れるため、劣化、色ずれの少ない発光装置を得ることができる。   Since the lutetium / aluminum / garnet phosphor is efficiently excited and emitted by ultraviolet rays or visible light in the wavelength region of 300 nm to 550 nm, it can be effectively used as a phosphor contained in the light conversion member. Furthermore, by using a plurality of types of LAG phosphors having different composition formulas or LAG phosphors together with other phosphors, the emission color of the light emitting device can be variously changed. A conventional light emitting device that emits white light by mixing blue light emitted from a semiconductor light emitting element and light emitted from a phosphor emitting yellow light by absorbing the light emitted from the light emitting element. Since part of the light is used through transmission, there is an advantage that the structure itself can be simplified and the output can be easily improved. On the other hand, since the light emitting device emits light by mixing two colors, the color rendering properties are not sufficient, and improvement is required. Therefore, a light emitting device that emits white color mixed light using a LAG phosphor can improve its color rendering as compared with a conventional light emitting device. In addition, since the LAG phosphor has excellent temperature characteristics as compared with the YAG phosphor, a light emitting device with little deterioration and color shift can be obtained.

<窒化物系蛍光体>
本形態における窒化物系蛍光体とは、Nを含み、かつBe、Mg、Ca、Sr、Ba、及びZnから選択された少なくとも一つの元素と、C、Si、Ge、Sn、Ti、Zr、及びHfから選択された少なくとも一つの元素とを含み、希土類元素から選択された少なくとも一つの元素で付活された蛍光体である。また、本形態における窒化物系蛍光体としては、LEDチップから発光された可視光、紫外線、及びYAG系蛍光体からの発光を吸収することによって励起され発光する蛍光体をいう。
<Nitride phosphor>
The nitride-based phosphor in the present embodiment includes N and at least one element selected from Be, Mg, Ca, Sr, Ba, and Zn, and C, Si, Ge, Sn, Ti, Zr, And at least one element selected from Hf, and a phosphor activated by at least one element selected from rare earth elements. In addition, the nitride-based phosphor in the present embodiment refers to a phosphor that emits light when excited by absorbing visible light, ultraviolet light, and light emitted from the YAG-based phosphor emitted from the LED chip.

例えば、SrSi:Eu,Pr、BaSi:Eu,Pr、MgSi:Eu,Pr、ZnSi:Eu,Pr、SrSi10:Eu,Pr、BaSi10:Eu,Ce、MgSi10:Eu,Ce、ZnSi10:Eu,Ce、SrGe:Eu,Ce、BaGe:Eu,Pr、MgGe:Eu,Pr、ZnGe:Eu,Pr、SrGe10:Eu,Ce、BaGe10:Eu,Pr、MgGe10:Eu,Pr、ZnGe10:Eu,Ce、Sr1.8Ca0.2Si:Eu,Pr、Ba1.8Ca0.2Si:Eu,Ce、Mg1.8Ca0.2Si:Eu,Pr、Zn1.8Ca0.2Si:Eu,Ce、Sr0.8Ca0.2Si10:Eu,La、Ba0.8Ca0.2Si10:Eu,La、Mg0.8Ca0.2Si10:Eu,Nd、Zn0.8Ca0.2Si10:Eu,Nd、Sr0.8Ca0.2Ge10:Eu,Tb、Ba0.8Ca0.2Ge10:Eu,Tb、Mg0.8Ca0.2Ge10:Eu,Pr、Zn0.8Ca0.2Ge10:Eu,Pr、Sr0.8Ca0.2SiGeN10:Eu,Pr、Ba0.8Ca0.2SiGeN10:Eu,Pr、Mg0.8Ca0.2SiGeN10:Eu,Y、Zn0.8Ca0.2SiGeN10:Eu,Y、SrSi:Pr、BaSi:Pr、SrSi:Tb、BaGe10:Ceなどが挙げられるがこれに限定されない。窒化物蛍光体に含有される希土類元素は、Y、La、Ce、Pr、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Luのうち少なくとも1種以上が含有されていることが好ましいが、Sc、Sm、Tm、Ybが含有されていてもよい。これらの希土類元素は、単体の他、酸化物、イミド、アミド等の状態で原料中に混合する。Mnを用いると粒径を大きくすることができ、発光輝度の向上を図ることができる。 For example, Sr 2 Si 5 N 8: Eu, Pr, Ba 2 Si 5 N 8: Eu, Pr, Mg 2 Si 5 N 8: Eu, Pr, Zn 2 Si 5 N 8: Eu, Pr, SrSi 7 N 10 : Eu, Pr, BaSi 7 N 10: Eu, Ce, MgSi 7 N 10: Eu, Ce, ZnSi 7 N 10: Eu, Ce, Sr 2 Ge 5 N 8: Eu, Ce, Ba 2 Ge 5 N 8: Eu, Pr, Mg 2 Ge 5 N 8: Eu, Pr, Zn 2 Ge 5 N 8: Eu, Pr, SrGe 7 N 10: Eu, Ce, BaGe 7 N 10: Eu, Pr, MgGe 7 N 10: Eu , Pr, ZnGe 7 N 10 : Eu, Ce, Sr 1.8 Ca 0.2 Si 5 N 8 : Eu, Pr, Ba 1.8 Ca 0.2 Si 5 N 8 : Eu, Ce, Mg 1.8 Ca 0.2 Si 5 N 8 : Eu, Pr, Zn 1.8 Ca 0.2 Si 5 N 8 : Eu, Ce, Sr 0.8 Ca 0.2 Si 7 N 10 : Eu, La, Ba 0.8 Ca 0.2 Si 7 N 10 : Eu, La, Mg 0.8 Ca 0.2 Si 7 N 10 : Eu, Nd, Zn 0.8 Ca 0.2 Si 7 N 10 : Eu, Nd, Sr 0.8 Ca 0. 2 Ge 7 N 10 : Eu, Tb, Ba 0.8 Ca 0.2 Ge 7 N 10 : Eu, Tb, Mg 0.8 Ca 0.2 Ge 7 N 10 : Eu, Pr, Zn 0.8 Ca 0 .2 Ge 7 N 10: Eu, Pr, Sr 0.8 Ca 0.2 Si 6 GeN 10: Eu, Pr, Ba 0.8 Ca 0.2 Si 6 GeN 10: Eu, Pr, Mg 0.8 Ca 0.2 Si 6 GeN 10 : Eu, Y, Zn 0.8 Ca 0. 2 Si 6 GeN 10 : Eu, Y, Sr 2 Si 5 N 8 : Pr, Ba 2 Si 5 N 8 : Pr, Sr 2 Si 5 N 8 : Tb, BaGe 7 N 10 : Ce, etc. It is not limited. The rare earth element contained in the nitride phosphor preferably contains at least one of Y, La, Ce, Pr, Nd, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, and Lu. , Sm, Tm, Yb may be contained. These rare earth elements are mixed in the raw material in the state of oxide, imide, amide, etc. in addition to simple substances. When Mn is used, the particle size can be increased, and the emission luminance can be improved.

特に本蛍光体は、Mnが添加されたSr−Ca−Si−N:Eu、Ca−Si−N:Eu、Sr−Si−N:Eu、Sr−Ca−Si−O−N:Eu、Ca−Si−O−N:Eu、Sr−Si−O−N:Eu系シリコンナイトライドである。この蛍光体の基本構成元素は、一般式LSi(2/3X+4/3Y):Eu若しくはLSi(2/3X+4/3Y−2/3Z):Eu(Lは、Sr、Ca、SrとCaのいずれか。)で表される。一般式中、X及びYは、X=2、Y=5又は、X=1、Y=7であることが好ましいが、任意のものも使用できる。具体的には、基本構成元素は、Mnが添加された(SrCa1−XSi:Eu、SrSi:Eu、CaSi:Eu、SrCa1−XSi10:Eu、SrSi10:Eu、CaSi10:Euで表される蛍光体を使用することが好ましいが、この蛍光体の組成中には、Mg、Sr、Ca、Ba、Zn、B、Al、Cu、Mn、Cr及びNiからなる群より選ばれる少なくとも1種以上が含有されていてもよい。Lは、Sr、Ca、SrとCaのいずれかである。SrとCaは、所望により配合比を変えることができる。蛍光体の組成にSiを用いることにより安価で結晶性の良好な蛍光体を提供することができる。 In particular, this phosphor is composed of Sr—Ca—Si—N: Eu, Ca—Si—N: Eu, Sr—Si—N: Eu, Sr—Ca—Si—O—N: Eu, Ca to which Mn is added. —Si—O—N: Eu, Sr—Si—O—N: Eu-based silicon nitride. The basic constituent elements of this phosphor are represented by the general formula L X Si Y N (2 / 3X + 4 / 3Y) : Eu or L X Si Y O Z N (2 / 3X + 4 / 3Y-2 / 3Z) : Eu (L is Sr, Ca, or any one of Sr and Ca.) In the general formula, X and Y are preferably X = 2, Y = 5, or X = 1, Y = 7, but any can be used. Specifically, the basic constituent elements, Mn is added (Sr X Ca 1-X) 2 Si 5 N 8: Eu, Sr 2 Si 5 N 8: Eu, Ca 2 Si 5 N 8: Eu, Sr X Ca 1-X Si 7 N 10: Eu, SrSi 7 N 10: Eu, CaSi 7 N 10: it is preferable to use a phosphor represented by Eu, during the composition of the phosphor, Mg, At least one selected from the group consisting of Sr, Ca, Ba, Zn, B, Al, Cu, Mn, Cr and Ni may be contained. L is any one of Sr, Ca, Sr and Ca. The mixing ratio of Sr and Ca can be changed as desired. By using Si for the composition of the phosphor, it is possible to provide an inexpensive phosphor with good crystallinity.

本蛍光体は、母体のアルカリ土類金属系窒化ケイ素に対して、Eu2+を付活剤として用いる。添加物であるMnは、Eu2+の拡散を促進し、発光輝度、エネルギー効率、量子効率等の発光効率の向上を図る。Mnは、原料中に含有させるか、又は、製造工程中にMn単体若しくはMn化合物を含有させ、原料と共に焼成する。 This phosphor uses Eu 2+ as an activator with respect to the base alkaline earth metal silicon nitride. Mn as an additive promotes diffusion of Eu 2+ and improves luminous efficiency such as luminous luminance, energy efficiency, and quantum efficiency. Mn is contained in the raw material, or Mn alone or a Mn compound is contained in the manufacturing process and fired together with the raw material.

蛍光体には、基本構成元素中に、若しくは、基本構成元素とともに、Mg、Ga,In,Li、Na,K、Re、Mo、Fe,Sr、Ca、Ba、Zn、B、Al、Cu、Mn、Cr、O及びNiからなる群より選ばれる少なくとも1種以上を含有する。これらの元素は、粒径を大きくしたり、発光輝度を高めたりする等の作用を有している。また、B、Al、Mg、Cr及びNiは、残光を抑えることができるという作用を有している。   The phosphor includes Mg, Ga, In, Li, Na, K, Re, Mo, Fe, Sr, Ca, Ba, Zn, B, Al, Cu, in the basic constituent element or together with the basic constituent element. It contains at least one selected from the group consisting of Mn, Cr, O and Ni. These elements have actions such as increasing the particle diameter and increasing the luminance of light emission. Further, B, Al, Mg, Cr and Ni have an effect that afterglow can be suppressed.

このような窒化物系蛍光体は、発光素子によって発光された光の一部を吸収して黄から赤色領域の光を発光する。窒化物系蛍光体をYAG系蛍光体と共に使用して、発光素子により発光された光と、窒化物系蛍光体による黄色から赤色光とが混色により暖色系の白色系の混色光を発光する発光装置を提供する。窒化物系蛍光体の他に加える蛍光体には、アルミニウム・ガーネット系蛍光体が含有されていることが好ましい。アルミニウム・ガーネット系蛍光体を含有することにより、所望の色度に調節することができるからである。例えば、セリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム酸化物蛍光物質は、発光素子光の一部を吸収して黄色領域の光を発光する。ここで、発光素子により発光された光と、イットリウム・アルミニウム酸化物蛍光物質の黄色光とが混色により白色系の混色光を発する。従って、このイットリウム・アルミニウム酸化物蛍光物質と赤色発光する蛍光体とを、透光性を有する光変換部材中に一緒に混合し、発光素子により発光された青色光、あるいは蛍光体により波長変換された青色光とを組み合わせることにより白色系の光を発光する発光装置を提供することができる。特に好ましいのは、色度が色度図における黒体放射の軌跡上に位置する白色系の発光装置である。但し、所望の色温度の発光装置を提供するため、イットリウム・アルミニウム酸化物蛍光物質の蛍光体量と、赤色発光の蛍光体量を適宜変更することもできる。この白色系の混色光を発光する発光装置は、特殊演色評価数R9の改善を図っている。従来の青色発光素子とセリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム酸化物蛍光物質との組合せのみの白色系発光装置は、色温度Tcp=4600K付近において特殊演色評価数R9がほぼ0に近く、赤味成分が不足していた。そのため特殊演色評価数R9を高めることが解決課題となっていたが、本発明において赤色発光の蛍光体をイットリウム・アルミニウム酸化物蛍光物質と共に用いることにより、色温度Tcp=4600K付近において特殊演色評価数R9を40付近まで高めることができる。   Such a nitride-based phosphor absorbs part of the light emitted by the light emitting element and emits light in the yellow to red region. Light emission using a nitride-based phosphor together with a YAG-based phosphor to emit warm white-colored light by mixing the light emitted by the light-emitting element and the yellow to red light by the nitride-based phosphor Providing the device. The phosphor added in addition to the nitride phosphor preferably contains an aluminum garnet phosphor. This is because it can be adjusted to a desired chromaticity by containing an aluminum / garnet phosphor. For example, a yttrium / aluminum oxide phosphor activated with cerium absorbs a part of the light emitting element light and emits light in a yellow region. Here, the light emitted by the light emitting element and the yellow light of the yttrium / aluminum oxide phosphor emit white mixed color light by mixing colors. Therefore, this yttrium / aluminum oxide phosphor and phosphor emitting red light are mixed together in a light-transmitting light conversion member, and the wavelength is converted by blue light emitted from the light emitting element or phosphor. In combination with blue light, a light emitting device that emits white light can be provided. Particularly preferred is a white light emitting device whose chromaticity is located on the locus of black body radiation in the chromaticity diagram. However, in order to provide a light emitting device having a desired color temperature, the amount of phosphor of the yttrium / aluminum oxide phosphor and the amount of phosphor of red light emission can be appropriately changed. This light-emitting device that emits white-based mixed color light improves the special color rendering index R9. A white light emitting device consisting only of a combination of a conventional blue light emitting element and a yttrium aluminum oxide fluorescent material activated with cerium has a special color rendering index R9 of almost 0 at a color temperature of Tcp = 4600K, which is reddish. Insufficient ingredients. For this reason, increasing the special color rendering index R9 has been a problem to be solved. However, in the present invention, the special color rendering index near the color temperature Tcp = 4600K is obtained by using the phosphor emitting red light together with the yttrium aluminum oxide phosphor. R9 can be increased to around 40.

次に、本発明に係る蛍光体((SrCa1−XSi:Eu)の製造方法を説明するが、本製造方法に限定されない。上記蛍光体には、Mn、Oが含有されている。 Next, the phosphor according to the present invention: is described a method of manufacturing the ((Sr X Ca 1-X ) 2 Si 5 N 8 Eu), but is not limited to this manufacturing method. The phosphor contains Mn and O.

原料のSr、Caは、単体を使用することが好ましいが、イミド化合物、アミド化合物などの化合物を使用することもできる。また原料Sr、Caには、B、Al、Cu、Mg、Mn、MnO、Mn、Alなどを含有するものでもよい。原料のSr、Caは、アルゴン雰囲気中、グローブボックス内で粉砕を行う。粉砕により得られたSr、Caは、平均粒径が約0.1μmから15μmであることが好ましいが、この範囲に限定されない。より混合状態を良くするため、金属Ca、金属Sr、金属Euのうち少なくとも1以上を合金状態としたのち、窒化し、粉砕後、原料として用いることもできる。 The raw materials Sr and Ca are preferably used alone, but compounds such as imide compounds and amide compounds can also be used. The raw materials Sr and Ca may contain B, Al, Cu, Mg, Mn, MnO, Mn 2 O 3 , Al 2 O 3 and the like. The raw materials Sr and Ca are pulverized in a glove box in an argon atmosphere. Sr and Ca obtained by pulverization preferably have an average particle diameter of about 0.1 μm to 15 μm, but are not limited to this range. In order to improve the mixed state, at least one of the metal Ca, the metal Sr, and the metal Eu can be alloyed, nitrided, pulverized, and used as a raw material.

原料のSiは、単体を使用することが好ましいが、窒化物化合物、イミド化合物、アミド化合物などを使用することもできる。例えば、Si、Si(NH、MgSiなどである。原料のSiの純度は、3N以上のものが好ましいが、Al、Mg、金属ホウ化物(CoB、NiB、CrB)、酸化マンガン、HBO、B、CuO、CuOなどの化合物が含有されていてもよい。Siも、原料のSr、Caと同様に、アルゴン雰囲気中、若しくは、窒素雰囲気中、グローブボックス内で粉砕を行う。Si化合物の平均粒径は、約0.1μmから15μmであることが好ましい。 The raw material Si is preferably a simple substance, but a nitride compound, an imide compound, an amide compound, or the like can also be used. For example, Si 3 N 4 , Si (NH 2 ) 2 , Mg 2 Si, or the like. The purity of the raw material Si is preferably 3N or more, but Al 2 O 3 , Mg, metal borides (Co 3 B, Ni 3 B, CrB), manganese oxide, H 3 BO 3 , B 2 O 3 , Compounds such as Cu 2 O and CuO may be contained. Si is also pulverized in a glove box in an argon atmosphere or a nitrogen atmosphere in the same manner as the raw materials Sr and Ca. The average particle size of the Si compound is preferably about 0.1 μm to 15 μm.

次に、Sr、Caを、窒素雰囲気中で窒化する。Sr、Caは、混合して窒化しても良いし、それぞれ個々に窒化しても良い。これにより、Sr、Caの窒化物を得ることができる。また、原料のSiを、窒素雰囲気中で窒化する。これにより、窒化ケイ素を得る。   Next, Sr and Ca are nitrided in a nitrogen atmosphere. Sr and Ca may be mixed and nitrided, or may be individually nitrided. Thereby, a nitride of Sr and Ca can be obtained. Further, the raw material Si is nitrided in a nitrogen atmosphere. Thereby, silicon nitride is obtained.

Sr、Ca若しくはSr−Caの窒化物を粉砕する。Sr、Ca、Sr−Caの窒化物を、アルゴン雰囲気中、若しくは、窒素雰囲気中、グローブボックス内で粉砕を行う。
同様に、Siの窒化物を粉砕する。また、同様に、Euの化合物Euを粉砕する。Euの化合物として、酸化ユウロピウムを使用するが、金属ユウロピウム、窒化ユウロピウムなども使用可能である。このほか、原料のZは、イミド化合物、アミド化合物を用いることもできる。酸化ユウロピウムは、高純度のものが好ましいが、市販のものも使用することができる。粉砕後のアルカリ土類金属の窒化物、窒化ケイ素及び酸化ユウロピウムの平均粒径は、約0.1μmから15μmであることが好ましい。
Sr, Ca or Sr—Ca nitride is pulverized. Sr, Ca, and Sr—Ca nitrides are pulverized in a glove box in an argon atmosphere or a nitrogen atmosphere.
Similarly, Si nitride is pulverized. Similarly, the Eu compound Eu 2 O 3 is pulverized. Europium oxide is used as the Eu compound, but metal europium, europium nitride, and the like can also be used. In addition, as the raw material Z, an imide compound or an amide compound can be used. Europium oxide is preferably highly purified, but commercially available products can also be used. The average particle size of the alkaline earth metal nitride, silicon nitride and europium oxide after pulverization is preferably about 0.1 μm to 15 μm.

上記原料中には、Mg、Sr、Ca、Ba、Zn、B、Al、Cu、Mn、Cr、O及びNiからなる群より選ばれる少なくとも1種以上が含有されていてもよい。また、Mg、Zn、B等の上記元素を以下の混合工程において、配合量を調節して混合することもできる。これらの化合物は、単独で原料中に添加することもできるが、通常、化合物の形態で添加される。この種の化合物には、HBO、Cu、MgCl、MgO・CaO、Al、金属ホウ化物(CrB、Mg、AlB、MnB)、B、CuO、CuOなどがある。 The raw material may contain at least one selected from the group consisting of Mg, Sr, Ca, Ba, Zn, B, Al, Cu, Mn, Cr, O, and Ni. In addition, the above elements such as Mg, Zn, and B can be mixed by adjusting the blending amount in the following mixing step. These compounds can be added alone to the raw material, but are usually added in the form of compounds. Such compounds include H 3 BO 3 , Cu 2 O 3 , MgCl 2 , MgO · CaO, Al 2 O 3 , metal borides (CrB, Mg 3 B 2 , AlB 2 , MnB), B 2 O 3 , Cu 2 O, CuO, and the like.

上記粉砕を行った後、Sr、Ca、Sr−Caの窒化物、Siの窒化物、Euの化合物Euを混合し、Mnを添加する。これらの混合物は、酸化されやすいため、Ar雰囲気中、又は、窒素雰囲気中、グローブボックス内で、混合を行う。 After the pulverization, Sr, Ca, Sr—Ca nitride, Si nitride, and Eu compound Eu 2 O 3 are mixed, and Mn is added. Since these mixtures are easily oxidized, they are mixed in a glove box in an Ar atmosphere or a nitrogen atmosphere.

最後に、Sr、Ca、Sr−Caの窒化物、Siの窒化物、Euの化合物Euの混合物をアンモニア雰囲気中で、焼成する。焼成により、Mnが添加された(SrCa1−XSi:Euで表される蛍光体を得ることができる。ただし、各原料の配合比率を変更することにより、目的とする蛍光体の組成を変更することができる。 Finally, a mixture of Sr, Ca, Sr—Ca nitride, Si nitride, and Eu compound Eu 2 O 3 is fired in an ammonia atmosphere. A phosphor represented by (Sr X Ca 1-X ) 2 Si 5 N 8 : Eu to which Mn is added can be obtained by firing. However, the composition of the target phosphor can be changed by changing the blending ratio of each raw material.

焼成は、管状炉、小型炉、高周波炉、メタル炉などを使用することができる。焼成温度は、1200から1700℃の範囲で焼成を行うことができるが、1400から1700℃の焼成温度が好ましい。焼成は、徐々に昇温を行い1200から1500℃で数時間焼成を行う一段階焼成を使用することが好ましいが、800から1000℃で一段階目の焼成を行い、徐々に加熱して1200から1500℃で二段階目の焼成を行う二段階焼成(多段階焼成)を使用することもできる。蛍光体の原料は、窒化ホウ素(BN)材質のるつぼ、ボートを用いて焼成を行うことが好ましい。窒化ホウ素材質のるつぼの他に、アルミナ(Al)材質のるつぼを使用することもできる。 For firing, a tubular furnace, a small furnace, a high-frequency furnace, a metal furnace, or the like can be used. The firing temperature can be in the range of 1200 to 1700 ° C, but the firing temperature is preferably 1400 to 1700 ° C. It is preferable to use a one-step baking in which the temperature is gradually raised and the baking is performed at 1200 to 1500 ° C. for several hours, but the first baking is performed at 800 to 1000 ° C. and the heating is gradually started from 1200. Two-stage firing (multi-stage firing) in which the second stage firing is performed at 1500 ° C. can also be used. The phosphor material is preferably fired using a boron nitride (BN) crucible or boat. Besides the crucible made of boron nitride, a crucible made of alumina (Al 2 O 3 ) can also be used.

以上の製造方法を使用することにより、目的とする蛍光体を得ることが可能である。本発明の実施例において、赤味を帯びた光を発光する蛍光体として、特に窒化物系蛍光体を使用するが、本発明においては、上述したYAG系蛍光体と赤色系の光を発光可能な蛍光体とを備える発光装置とすることも可能である。このような赤色系の光を発光可能な蛍光体は、波長が400〜600nmの光によって励起されて発光する蛍光体であり、例えば、YS:Eu、LaS:Eu、CaS:Eu、SrS:Eu、ZnS:Mn、ZnCdS:Ag,Al、ZnCdS:Cu,Al等が挙げられる。このようにYAG系蛍光体とともに赤色系の光を発光可能な蛍光体を使用することにより発光装置の演色性を向上させることが可能である。 By using the above manufacturing method, it is possible to obtain a target phosphor. In the embodiment of the present invention, a nitride-based phosphor is used as the phosphor that emits reddish light. In the present invention, the above-described YAG-based phosphor can emit red light. It is also possible to provide a light emitting device including a simple phosphor. Such a phosphor capable of emitting red light is a phosphor that emits light when excited by light having a wavelength of 400 to 600 nm. For example, Y 2 O 2 S: Eu, La 2 O 2 S: Eu. CaS: Eu, SrS: Eu, ZnS: Mn, ZnCdS: Ag, Al, ZnCdS: Cu, Al and the like. Thus, by using a phosphor capable of emitting red light together with a YAG phosphor, it is possible to improve the color rendering properties of the light emitting device.

以上のようにして形成されるアルミニウム・ガーネット系蛍光体、および窒化物系蛍光体に代表される赤色系の光を発光可能な蛍光体は、発光素子の周辺において一層からなる光変換部材中に二種類以上存在してもよいし、二層からなる光変換部材中にそれぞれ一種類あるいは二種類以上存在してもよい。このような構成にすると、異なる種類の蛍光体からの光の混色による混色光が得られる。この場合、各蛍光物質から発光される光をより良く混色しかつ色ムラを減少させるために、各蛍光体の平均粒径及び形状は類似していることが好ましい。また、窒化物系蛍光体は、YAG系蛍光体により波長変換された光の一部を吸収してしまうことを考慮して、窒化系蛍光体がYAG系蛍光体より発光素子に近い位置に配置されるように光変換部材を形成することが好ましい。このように構成することによって、YAG蛍光体により波長変換された光の一部が窒化物系蛍光体に吸収されてしまうことがなくなり、YAG系蛍光体と窒化物系蛍光体とを混合して含有させた場合と比較して、混色光の演色性を向上させることができる。   The phosphor capable of emitting red light typified by the aluminum garnet phosphor and the nitride phosphor formed as described above is included in the light conversion member consisting of one layer around the light emitting element. Two or more types may exist, and one type or two or more types may exist in the light conversion member which consists of two layers, respectively. With such a configuration, it is possible to obtain mixed color light by mixing light from different types of phosphors. In this case, it is preferable that the average particle diameters and shapes of the phosphors are similar in order to better mix the light emitted from the phosphors and reduce color unevenness. Also, considering that the nitride-based phosphor absorbs part of the light that has been wavelength-converted by the YAG-based phosphor, the nitride-based phosphor is disposed closer to the light emitting element than the YAG-based phosphor. It is preferable to form the light conversion member as described above. With this configuration, a part of the light wavelength-converted by the YAG phosphor is not absorbed by the nitride phosphor, and the YAG phosphor and the nitride phosphor are mixed. Compared with the case where it contains, the color rendering property of mixed-color light can be improved.

<酸窒化物系蛍光体>
上述の蛍光物質の他、本形態における蛍光物質には、さらに下記の一般式で表される酸窒化物蛍光体を含有させることができる。
xyz{(2/3x+(4/3)y−(2/3)z}:R
ただし、LはBe、Mg、Ca、Sr、Ba、Znからなる群より選択される少なくとも1種の元素を有し、MはC、Si、Ge、Sn、Ti、Zr、Hfからなる群より選択される少なくとも1種の元素を有する。また、Nは窒素で、Oは酸素、Rは希土類元素である。x、y、zは以下の数値を満足する。
x=2、4.5≦y≦6、0.01<z<1.5
またはx=1、6.5≦y≦7.5、0.01<z<1.5
またはx=1、1.5≦y≦2.5、1.5≦z≦2.5
以下、酸窒化物蛍光体の製造方法を説明するが、本製造方法に限定されないことは言うまでもない。まず、所定配合比となるように、Lの窒化物、Mの窒化物および酸化物、希土類元素の酸化物を原料として混合する。各原料の配合比率を変更することにより、目的とする蛍光体の組成を変更することができる。
<Oxynitride phosphor>
In addition to the fluorescent material described above, the fluorescent material in the present embodiment can further contain an oxynitride phosphor represented by the following general formula.
L x M y O z N { (2 / 3x + (4/3) y- (2/3) z}: R
However, L has at least one element selected from the group consisting of Be, Mg, Ca, Sr, Ba, and Zn, and M is from the group consisting of C, Si, Ge, Sn, Ti, Zr, and Hf. Having at least one element selected. N is nitrogen, O is oxygen, and R is a rare earth element. x, y, and z satisfy the following numerical values.
x = 2, 4.5 ≦ y ≦ 6, 0.01 <z <1.5
Or x = 1, 6.5 ≦ y ≦ 7.5, 0.01 <z <1.5
Or x = 1, 1.5 ≦ y ≦ 2.5, 1.5 ≦ z ≦ 2.5
Hereinafter, although the manufacturing method of oxynitride fluorescent substance is demonstrated, it cannot be overemphasized that it is not limited to this manufacturing method. First, L nitride, M nitride and oxide, and an oxide of rare earth element are mixed as raw materials so as to obtain a predetermined blending ratio. By changing the blending ratio of each raw material, the composition of the target phosphor can be changed.

次に、上記原料の混合物を坩堝に投入し、焼成を行う。焼成は、管状炉、小型炉、高周波炉、メタル炉などを使用することができる。焼成温度は、特に限定されないが、1200から1700℃の範囲で焼成を行うことが好ましく、1400から1700℃の焼成温度が、さらに好ましい。本蛍光体の原料は、窒化ホウ素(BN)材質の坩堝、ボートを用いて焼成を行うことが好ましい。窒化ホウ素材質の坩堝の他に、アルミナ(Al)材質の坩堝を使用することもできる。また、焼成は、還元雰囲気中で行うことが好ましい。還元雰囲気は、窒素雰囲気、窒素−水素雰囲気、アンモニア雰囲気、アルゴン等の不活性ガス雰囲気等である。以上の製造方法を使用することにより、目的とするオキシ窒化物蛍光体を得ることができる。 Next, the mixture of the above raw materials is put into a crucible and fired. For firing, a tubular furnace, a small furnace, a high-frequency furnace, a metal furnace, or the like can be used. The firing temperature is not particularly limited, but the firing is preferably performed in the range of 1200 to 1700 ° C, more preferably 1400 to 1700 ° C. The phosphor material is preferably fired using a boron nitride (BN) crucible and boat. Besides the crucible made of boron nitride, a crucible made of alumina (Al 2 O 3 ) can also be used. Moreover, it is preferable to perform baking in a reducing atmosphere. The reducing atmosphere is a nitrogen atmosphere, a nitrogen-hydrogen atmosphere, an ammonia atmosphere, an inert gas atmosphere such as argon, or the like. By using the above manufacturing method, the target oxynitride phosphor can be obtained.

<アルカリ土類金属珪酸塩>
本実施の形態における発光装置は、発光素子が発光した光の一部を吸収し、その吸収した光の波長と異なる波長を有する光を発光する蛍光体として、ユウロピウムで付活されたアルカリ土類金属珪酸塩を有することもできる。アルカリ土類金属珪酸塩は、青色領域の光を励起光とし、暖色系の混色光を発光する発光装置とすることができる。該アルカリ土類金属珪酸塩は、以下のような一般式で表されるアルカリ土類金属オルト珪酸塩が好ましい。
(2−x−y)SrO・x(Ba,Ca)O・(1−a−b−c−d)SiO・aPbAlcBdGeO:yEu2+(式中、0<x<1.6、0.005<y<0.5、0<a、b、c、d<0.5である。)
(2−x−y)BaO・x(Sr,Ca)O・(1−a−b−c−d)SiO・aPbAlcBdGeO:yEu2+(式中、0.01<x<1.6、0.005<y<0.5、0<a、b、c、d<0.5である。)
ここで、好ましくは、a、b、cおよびdの値のうち、少なくとも一つが0.01より大きい。
<Alkaline earth metal silicate>
The light-emitting device in this embodiment mode uses alkaline earth activated by europium as a phosphor that absorbs part of light emitted from a light-emitting element and emits light having a wavelength different from the wavelength of the absorbed light. It can also have a metal silicate. The alkaline earth metal silicate can be a light-emitting device that emits warm color mixed light using blue light as excitation light. The alkaline earth metal silicate is preferably an alkaline earth metal orthosilicate represented by the following general formula.
(2-x-y) SrO · x (Ba, Ca) O · (1-a-b-c-d) SiO 2 · aP 2 O 5 bAl 2 O 3 cB 2 O 3 dGeO 2: yEu 2+ ( Equation Medium, 0 <x <1.6, 0.005 <y <0.5, 0 <a, b, c, d <0.5.)
(2-x-y) BaO · x (Sr, Ca) O · (1-a-b-c-d) SiO 2 · aP 2 O 5 bAl 2 O 3 cB 2 O 3 dGeO 2: yEu 2+ ( Equation (Inside, 0.01 <x <1.6, 0.005 <y <0.5, 0 <a, b, c, d <0.5.)
Here, preferably, at least one of the values of a, b, c and d is greater than 0.01.

本実施の形態における発光装置は、アルカリ土類金属塩からなる蛍光体として、上述したアルカリ土類金属珪酸塩の他、ユウロピウムおよび/またはマンガンで付活されたアルカリ土類金属アルミン酸塩やY(V,P,Si)O:Eu、または次式で示されるアルカリ土類金属−マグネシウム−二珪酸塩を有することもできる。 The light-emitting device in the present embodiment is a phosphor composed of an alkaline earth metal salt. In addition to the alkaline earth metal silicate described above, alkaline earth metal aluminate or Y activated by europium and / or manganese is used. (V, P, Si) O 4 : Eu, or an alkaline earth metal-magnesium-disilicate represented by the following formula:

Me(3−x−y)MgSi:xEu,yMn(式中、0.005<x<0.5、0.005<y<0.5、Meは、Baおよび/またはSrおよび/またはCaを示す。)
次に、本実施の形態におけるアルカリ土類金属珪酸塩からなる蛍光体の製造工程を説明する。
Me (3-xy) MgSi 2 O 3 : xEu, yMn (wherein 0.005 <x <0.5, 0.005 <y <0.5, Me represents Ba and / or Sr and / or Or Ca.)
Next, the manufacturing process of the phosphor made of alkaline earth metal silicate in the present embodiment will be described.

アルカリ土類金属珪酸塩の製造のために、選択した組成に応じて出発物質アルカリ土類金属炭酸塩、二酸化珪素ならびに酸化ユウロピウムの化学量論的量を密に混合し、かつ、蛍光体の製造に常用の固体反応で、還元性雰囲気のもと、温度1100℃および1400℃で所望の蛍光体に変換する。この際、0.2モル未満の塩化アンモニウムまたは他のハロゲン化物を添加することが好ましい。また、必要に応じて珪素の一部をゲルマニウム、ホウ素、アルミニウム、リンで置換することもできるし、ユウロピウムの一部をマンガンで置換することもできる。   For the production of alkaline earth metal silicates, the stoichiometric amounts of the starting materials alkaline earth metal carbonate, silicon dioxide and europium oxide are intimately mixed according to the selected composition, and the phosphor is produced. In a conventional solid reaction, the desired phosphor is converted at a temperature of 1100 ° C. and 1400 ° C. under a reducing atmosphere. At this time, it is preferable to add less than 0.2 mol of ammonium chloride or other halide. If necessary, part of silicon can be replaced with germanium, boron, aluminum, and phosphorus, and part of europium can be replaced with manganese.

上述したような蛍光体、即ち、ユウロピウムおよび/またはマンガンで付活されたアルカリ土類金属アルミン酸塩やY(V,P,Si)O:Eu、YS:Eu3+の一つまたはこれらの蛍光体を組み合わせることによって、所望の色温度を有する発光色および高い色再現性を得ることができる。 One of the phosphors as described above, ie, alkaline earth metal aluminates activated with europium and / or manganese, Y (V, P, Si) O 4 : Eu, Y 2 O 2 S: Eu 3+ By combining one or these phosphors, an emission color having a desired color temperature and high color reproducibility can be obtained.

<蓄光性蛍光物質>
本形態における蓄光性蛍光物質は、例えば、硫化物系蛍光体、アルミン酸塩系蛍光体、ホウ素を有するアルミン酸塩系蛍光体あるいは酸硫化物系蛍光体から選択される少なくとも一種の蓄光性蛍光体とすることができる。以下、蓄光性蛍光物質について詳述する。
<Phosphorescent phosphor>
The phosphorescent phosphor in this embodiment is, for example, at least one phosphorescent phosphor selected from a sulfide phosphor, an aluminate phosphor, an aluminate phosphor having boron, or an oxysulfide phosphor. It can be a body. Hereinafter, the phosphorescent fluorescent material will be described in detail.

(1)硫化物系蛍光体とは、Mg、Ca、Ba、Sr、ZnおよびCdからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素Mと、Sとが、Cu、Mn、Eu、ClおよびAgからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素M’で付活された蛍光物質である。   (1) A sulfide-based phosphor is composed of at least one element M selected from the group consisting of Mg, Ca, Ba, Sr, Zn and Cd, and S from Cu, Mn, Eu, Cl and Ag. A fluorescent material activated by at least one element M ′ selected from the group consisting of:

(2)アルミン酸塩系蛍光体とは、Mg、Ca、Ba、SrおよびZnからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素Mと、Oと、Alとが、Euと、Pr、Nd、Dy、ErおよびHoからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素Qとで付活された蛍光物質である。   (2) Aluminate phosphors are at least one element M selected from the group consisting of Mg, Ca, Ba, Sr and Zn, O, Al, Eu, Pr, Nd, Dy. , A fluorescent material activated with at least one element Q selected from the group consisting of Er and Ho.

(3)ホウ素を有するアルミン酸塩系蛍光体とは、Mg、Ca、Ba、SrおよびZnからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素Mと、Oと、Alと、Bとが、Euと、Pr、Nd、Dy、ErおよびHoからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素Qとで付活された、ホウ素を有する蛍光物質である。   (3) The aluminate-based phosphor having boron is at least one element M selected from the group consisting of Mg, Ca, Ba, Sr and Zn, O, Al, and B, and Eu. , A phosphor having a boron activated with at least one element Q selected from the group consisting of Pr, Nd, Dy, Er and Ho.

(4)酸硫化物系蛍光物質とは、Y、La、GdおよびLuからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素Lnと、Oと、Sとが、Euと、Mg、Ti、Nb、TaおよびGaからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素Mとで付活された蛍光物質である。   (4) The oxysulfide-based fluorescent material includes at least one element Ln selected from the group consisting of Y, La, Gd, and Lu, O, and S, Eu, Mg, Ti, Nb, and Ta. And a fluorescent material activated with at least one element M selected from the group consisting of Ga.

本形態における蓄光性蛍光物質の製造方法は特に限定されないが、例えば以下のようにして製造することができる。   Although the manufacturing method of the luminous fluorescent substance in this form is not specifically limited, For example, it can manufacture as follows.

1.原料混合物の作製
後述する化合物を各構成元素が所定の組成比となるように混合して、蛍光物質の原料混合物を得る。蛍光物質の原料混合物に用いられる化合物は、目的とする組成を構成する元素に応じて選択される。
1. Preparation of Raw Material Mixture Compounds described later are mixed so that each constituent element has a predetermined composition ratio to obtain a raw material mixture of a fluorescent material. The compound used for the raw material mixture of the fluorescent substance is selected according to the elements constituting the target composition.

混合の方法は、特に限定されず、例えば、粉末状の化合物をそのまま混合して原料混合物とする方法;水および/または有機溶媒を用いてスラリー状として混合した後、乾燥させて原料混合物とする方法;上述した化合物の水溶液を混合して沈降させ、得られた沈殿物を乾燥させて原料混合物とする方法;これらを併用する方法が挙げられる。以下に、蓄光性蛍光物質の原料混合物に用いられる化合物を例示する。   The mixing method is not particularly limited, for example, a method of mixing powdery compounds as they are to obtain a raw material mixture; mixing in a slurry form using water and / or an organic solvent, and then drying to obtain a raw material mixture Method: A method in which an aqueous solution of the above-mentioned compound is mixed and precipitated, and the resulting precipitate is dried to obtain a raw material mixture; a method in which these are used in combination. Below, the compound used for the raw material mixture of a luminous fluorescent substance is illustrated.

(硫化物系蛍光物質の場合)
Mg、Ca、Ba、Sr、Zn、Cd、Cu、Mn、Eu、Cl、AgおよびSの化合物は、特に限定されないが、例えば、金属や酸化物等、Sと反応して容易に硫化物になり得る化合物が挙げられる。
(Sulphide fluorescent materials)
The compounds of Mg, Ca, Ba, Sr, Zn, Cd, Cu, Mn, Eu, Cl, Ag, and S are not particularly limited. For example, metals, oxides, and the like can be easily converted into sulfides by reacting with S. Possible compounds are mentioned.

(アルミン酸塩系蛍光物質の場合)
Mg、Ca、Ba、Sr、Zn、Eu、Pr、Nd、Dy、Er、HoおよびBの化合物は、特に限定されないが、例えば、酸化物、又は高温で容易に酸化物になる化合物が挙げられる。
(In the case of aluminate phosphor)
The compounds of Mg, Ca, Ba, Sr, Zn, Eu, Pr, Nd, Dy, Er, Ho, and B are not particularly limited, and examples thereof include oxides and compounds that easily become oxides at high temperatures. .

(酸硫化物系蛍光物質の場合)
Y、La、Gd、Lu、Eu、Mg、Ti、Nb、TaおよびGaの化合物は、特に限定されないが、例えば、酸化物や炭酸塩等、Sと反応して容易に酸硫化物になり得る化合物が挙げられる。
(For oxysulfide phosphors)
The compounds of Y, La, Gd, Lu, Eu, Mg, Ti, Nb, Ta, and Ga are not particularly limited, but can easily become oxysulfides by reacting with S such as oxides and carbonates. Compounds.

2.原料混合物の焼成および粉砕
ついで、原料混合物を焼成する。焼成の温度、時間、雰囲気等は、特に限定されず、目的に応じて適宜決定することができる。
2. The raw material mixture is fired and ground, and then the raw material mixture is fired. The firing temperature, time, atmosphere, and the like are not particularly limited, and can be appropriately determined according to the purpose.

焼成温度は、800℃以上であるのが好ましい。焼成温度が低すぎると、未反応の原料が蛍光物質に残留し、蛍光物質の本来の特徴を生かせない場合があるが、上記範囲であればこのような問題は生じない。また、焼成温度は、1600℃以下であるのが好ましい。焼成温度が高すぎると、蛍光物質の粒径が大きくなり過ぎて特性が低下する場合があるが、上記範囲であればこのような問題は生じない。   The firing temperature is preferably 800 ° C. or higher. If the firing temperature is too low, unreacted raw materials may remain in the fluorescent material and the original characteristics of the fluorescent material may not be utilized, but such a problem does not occur within the above range. Moreover, it is preferable that a calcination temperature is 1600 degrees C or less. If the firing temperature is too high, the particle size of the fluorescent material may become too large and the characteristics may deteriorate. However, such a problem does not occur within the above range.

焼成時間は、一般に、1〜20時間程度であるのが好ましい。焼成時間が短すぎると、原料粒子間の拡散反応が進行し難く、焼成時間が長すぎると、拡散反応がほぼ完了した後の焼成が無駄となり、また、焼結による粗大粒子が形成されてしまう場合があるが、上記範囲であればこのような問題は生じない。   In general, the firing time is preferably about 1 to 20 hours. If the firing time is too short, the diffusion reaction between the raw material particles hardly proceeds, and if the firing time is too long, the firing after the diffusion reaction is almost completed is wasted, and coarse particles are formed by sintering. In some cases, such a problem does not occur within the above range.

焼成の雰囲気は、例えば、大気、酸素ガス、これらと窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスとの混合ガス、酸素濃度(酸素分圧)を制御した雰囲気、弱酸化雰囲気、還元雰囲気が挙げられる。ここで還元雰囲気とは、窒素雰囲気、水素雰囲気、窒素−水素雰囲気、アンモニア雰囲気、アルゴン等の不活性ガス雰囲気等である。中でも、H2,N2などの還元雰囲気が好ましい。 Examples of the firing atmosphere include air, oxygen gas, a mixed gas of these with an inert gas such as nitrogen gas and argon gas, an atmosphere in which the oxygen concentration (oxygen partial pressure) is controlled, a weak oxidizing atmosphere, and a reducing atmosphere. . Here, the reducing atmosphere is a nitrogen atmosphere, a hydrogen atmosphere, a nitrogen-hydrogen atmosphere, an ammonia atmosphere, an inert gas atmosphere such as argon, or the like. Among them, a reducing atmosphere such as H 2 and N 2 is preferable.

焼成後、所望により、らいかい乳鉢、ボールミル、振動ミル、ピンミル、ジェットミル等を用いて粉砕し、目的とする粒度の粉体とすることもできる。篩に通してもよい。上述した製造方法により、本形態の蓄光性蛍光物質を得ることができる。   After firing, if desired, the powder may be pulverized using a rough mortar, ball mill, vibration mill, pin mill, jet mill or the like to obtain a powder having a desired particle size. It may be passed through a sieve. The phosphorescent phosphor of this embodiment can be obtained by the manufacturing method described above.

<その他の蛍光体>
本実施の形態において、蛍光体として紫外から可視領域の光により励起されて発光する蛍光体も用いることができ、具体例として、以下の蛍光体が挙げられる。
(1)Eu、MnまたはEuとMnで付活されたアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体;例えば、M(PO(Cl、Br):Eu(但し、MはSr、Ca、Ba、Mgから選択される少なくとも一種)、Ca10(POClBr:Mn、Euなどの蛍光体。
(2)Eu、MnまたはEuとMnで付活されたアルカリ土類アルミン酸塩蛍光体;例えば、BaMgAl1627:Eu、BaMgAl1627:Eu,Mn、SrAl1425:Eu、SrAl:Eu、CaAl:Eu、BaMgAl1017:Eu、BaMgAl1017:Eu,Mnなどの蛍光体。
(3)Euで付活された希土類酸硫化物蛍光体;例えば、LaS:Eu、YS:Eu、GdS:Euなどの蛍光体。
(4)(Zn、Cd)S:Cu、ZnGeO:Mn、3.5MgO・0.5MgF・GeO:Mn、MgAs11:Mn、(Mg、Ca、Sr、Ba)Ga:Eu、Ca10(POFCl:Sb,Mn
以下、本発明に係る光出力検出システムの一実施例について詳述する。なお、本発明は以下に示す実施例のみに限定されないことは言うまでもない。
<Other phosphors>
In the present embodiment, a phosphor that emits light by being excited by light in the ultraviolet to visible region can be used as the phosphor. Specific examples include the following phosphors.
(1) Eu, Mn or alkaline earth halogen apatite phosphor activated with Eu and Mn; for example, M 5 (PO 4 ) 3 (Cl, Br): Eu (where M is Sr, Ca, Ba, Phosphors such as at least one selected from Mg), Ca 10 (PO 4 ) 6 ClBr: Mn, Eu.
(2) Eu, Mn or alkaline earth aluminate phosphor activated by Eu and Mn; for example, BaMg 2 Al 16 O 27 : Eu, BaMg 2 Al 16 O 27 : Eu, Mn, Sr 4 Al 14 Phosphors such as O 25 : Eu, SrAl 2 O 4 : Eu, CaAl 2 O 4 : Eu, BaMgAl 10 O 17 : Eu, BaMgAl 10 O 17 : Eu, Mn and the like.
(3) A rare earth oxysulfide phosphor activated with Eu; for example, a phosphor such as La 2 O 2 S: Eu, Y 2 O 2 S: Eu, or Gd 2 O 2 S: Eu.
(4) (Zn, Cd) S: Cu, Zn 2 GeO 4 : Mn, 3.5 MgO · 0.5 MgF 2 · GeO 2 : Mn, Mg 6 As 2 O 11 : Mn, (Mg, Ca, Sr, Ba ) Ga 2 S 4: Eu, Ca 10 (PO 4) 6 FCl: Sb, Mn
Hereinafter, an embodiment of the optical output detection system according to the present invention will be described in detail. Needless to say, the present invention is not limited to the following examples.

図1は、本実施例にかかる光出力検出システムの模式的な説明図である。また、図2は、本実施例における光源の模式的な斜視図である。   FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of a light output detection system according to the present embodiment. FIG. 2 is a schematic perspective view of a light source in the present embodiment.

本実施例にかかる光出力検出システム10は、複数の発光ダイオードからなる光源40と、発光ダイオードからの光の少なくとも一部を吸収し異なる波長を有する光を発する蛍光物質が含有された光変換部材30と、該光変換部材30からの光出力を検出するCCDカメラ50と、複数の発光素子のうち光出力が許容範囲外の発光ダイオードを識別する識別手段としての演算処理装置60と、その演算処理装置60の出力結果を表示するための映像モニタ70とを備える。さらに、光変換部材30は、光源40とCCDカメラ50との間に介在させることができるように厚さ数mmの蛍光体シートとさせてある。   The light output detection system 10 according to the present embodiment includes a light source 40 composed of a plurality of light emitting diodes, and a light conversion member containing a fluorescent material that emits light having different wavelengths by absorbing at least a part of light from the light emitting diodes. 30, a CCD camera 50 that detects the light output from the light conversion member 30, an arithmetic processing unit 60 that serves as an identification means for identifying a light emitting diode whose light output is outside the allowable range among the plurality of light emitting elements, and its calculation And a video monitor 70 for displaying the output result of the processing device 60. Further, the light conversion member 30 is a phosphor sheet having a thickness of several millimeters so that it can be interposed between the light source 40 and the CCD camera 50.

本実施例における光変換部材30は、透光性樹脂からなる透明シートに発光ダイオード20からの光出力によって発光色がそれぞれ異なる蛍光体を混合させて塗布したものである。また、本実施例における光源40は、図2に示されるように、波長365nmの紫外線を照射する発光ダイオード20が1mm間隔でドットマトリックス状に配列されてなる。以下、本実施例における光出力検出システムの使用方法について詳述する。   The light conversion member 30 in this embodiment is obtained by applying phosphors having different emission colors according to the light output from the light emitting diode 20 to a transparent sheet made of a translucent resin. Further, as shown in FIG. 2, the light source 40 in this embodiment is formed by arranging light emitting diodes 20 that irradiate ultraviolet rays having a wavelength of 365 nm in a dot matrix at intervals of 1 mm. Hereinafter, a method of using the light output detection system in the present embodiment will be described in detail.

まず、光源40の光照射側とCCDカメラ50との間に、光変換部材30が介される。ここで、光変換部材30は、光源40を構成する各発光ダイオード20の発光面から光変換部材30までの最短距離がほぼ等しくなるように配置させることが好ましい。これにより、各発光ダイオード20から出射された光の光路長差を少なくし、より正確な識別をすることができるからである。   First, the light conversion member 30 is interposed between the light irradiation side of the light source 40 and the CCD camera 50. Here, the light conversion member 30 is preferably arranged so that the shortest distance from the light emitting surface of each light emitting diode 20 constituting the light source 40 to the light conversion member 30 is substantially equal. Thereby, the optical path length difference of the light emitted from each light emitting diode 20 can be reduced and more accurate identification can be performed.

次に、光源40に電力を供給し、光源40の光を光変換部材30に照射させる。このとき、各発光素子に対応する光変換部材30のそれぞれの位置から蛍光が発される。さらに、光源40からの光照射を受けて蛍光を発する光変換部材30を、光源40に対して反対側からCCDカメラ50にて撮影する。   Next, electric power is supplied to the light source 40, and the light conversion member 30 is irradiated with light from the light source 40. At this time, fluorescence is emitted from each position of the light conversion member 30 corresponding to each light emitting element. Furthermore, the light conversion member 30 that emits fluorescence upon receiving light irradiation from the light source 40 is photographed by the CCD camera 50 from the opposite side to the light source 40.

最後に、その撮影結果を映像モニタ70に出力することによって、蛍光の濃淡分布を確認し、光出力が他の発光ダイオードより許容値を超えて低下した発光ダイオードを識別する。あるいは、光出力が所定の許容値を超えて低下した発光ダイオードが光源に存在することを確認する。   Finally, the result of photographing is output to the video monitor 70 to confirm the density distribution of the fluorescence, and the light emitting diodes whose light output is lower than the permissible value from other light emitting diodes are identified. Alternatively, it is confirmed that there is a light emitting diode in the light source whose light output has dropped below a predetermined allowable value.

なお、本実施例においては光出力検出手段50としてCCDカメラを利用し、出力が低下した発光ダイオードの検出を正確に行ったが、目視での検出も可能であることは言うまでもない。   In this embodiment, a CCD camera is used as the light output detecting means 50 and the light emitting diode whose output is reduced is accurately detected. Needless to say, visual detection is also possible.

本実施例における光変換部材は、透光性樹脂からなる透明シートに発光ダイオードからの光出力によって発光強度が異なる畜光性蛍光体の混合物を塗布させたものである。   The light conversion member in this example is obtained by applying a mixture of livestock phosphors having different light emission intensities depending on the light output from the light emitting diodes on a transparent sheet made of a light transmitting resin.

上述の実施例1と同様の光源40の発光観測面側に、光変換部材を配置し、畜光性蛍光体の残光色の濃淡から、各発光ダイオードの出力の状態を目視にて把握し、光出力が他の発光ダイオードより低下した発光ダイオードを識別する。   A light conversion member is arranged on the light emission observation surface side of the light source 40 similar to that in the above-described first embodiment, and the output state of each light emitting diode is visually grasped from the shade of afterglow color of the livestock phosphor. Identify light emitting diodes whose light output is lower than other light emitting diodes.

本実施例における光出力検出システムは、上述の実施例1のようにCCDカメラを必要とすることなく、容易に各発光ダイオードの出力の状態を把握することができる。   The light output detection system according to the present embodiment can easily grasp the output state of each light emitting diode without requiring a CCD camera as in the first embodiment.

本発明は、複数の発光素子を配列させてなる光源を利用する分野、例えば、光硬化性樹脂の硬化、露光、センサーなどの技術分野において、その光源の検査方法として利用可能である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as an inspection method for a light source in a field using a light source in which a plurality of light emitting elements are arranged, for example, in a technical field such as curing of a photocurable resin, exposure, and a sensor.

図1は、本発明の一実施例における光出力検出システムの模式的な説明図である。FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of a light output detection system in an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の一実施例の光出力検出システムにおける光源の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a light source in the light output detection system according to the embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

10・・・光出力検出システム
20・・・発光素子
30・・・光変換部材
40・・・光源
50・・・光出力検出手段
60・・・演算処理装置
70・・・映像モニタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Light output detection system 20 ... Light emitting element 30 ... Light conversion member 40 ... Light source 50 ... Light output detection means 60 ... Arithmetic processing unit 70 ... Video monitor

Claims (10)

複数の発光素子からなる光源と、
前記光源からの光の少なくとも一部を吸収し異なる波長を有する光を発する蛍光物質が含有された光変換部材と、
前記光変換部材の発光を検出する光出力検出手段と、
前記光出力検出手段からの出力により、前記複数の発光素子のうち光出力が異なる発光素子を識別する識別手段とを備えることを特徴とする光出力検出システム。
A light source comprising a plurality of light emitting elements;
A light conversion member containing a fluorescent material that absorbs at least part of the light from the light source and emits light having a different wavelength; and
A light output detecting means for detecting light emission of the light converting member;
An optical output detection system comprising: an identification unit that identifies a light emitting element having a different optical output among the plurality of light emitting elements based on an output from the optical output detection unit.
前記蛍光物質は、発光スペクトルが異なる複数種の蛍光体を含む請求項1に記載の光出力検出システム。 The light output detection system according to claim 1, wherein the fluorescent material includes a plurality of types of phosphors having different emission spectra. 前記光変換部材は、前記蛍光物質を含有する透光性部材がシート状に成型されてなる請求項1または2に記載の光出力検出システム。 The light output detection system according to claim 1, wherein the light conversion member is formed by forming a light transmissive member containing the fluorescent material into a sheet shape. 前記光源は、発光ピーク波長が300nmから450nmの窒化物半導体発光素子が配列されてなる請求項1乃至3に記載の光出力検出システム。 4. The light output detection system according to claim 1, wherein the light source includes a nitride semiconductor light emitting element having an emission peak wavelength of 300 nm to 450 nm. 前記蛍光物質は、アルカリ土類ケイ酸塩蛍光体、アルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体、アルカリ土類ホウ酸ハロゲン蛍光体、アルカリ土類アルミン酸塩蛍光体、希土類アルミン酸塩系蛍光体、希土類酸硫化物蛍光体、窒化物系蛍光体、酸窒化物系蛍光体あるいは有機錯体蛍光体から選択される少なくとも一種の蛍光体を有する請求項1乃至4に記載の光出力検出システム。 The fluorescent material includes alkaline earth silicate phosphor, alkaline earth halogen apatite phosphor, alkaline earth borate halogen phosphor, alkaline earth aluminate phosphor, rare earth aluminate phosphor, rare earth acid 5. The light output detection system according to claim 1, further comprising at least one phosphor selected from sulfide phosphors, nitride phosphors, oxynitride phosphors, and organic complex phosphors. 前記光出力検出手段は、CCDカメラあるいは前記複数の発光素子に対応するよう配列された受光素子である請求項1乃至5に記載の光出力検出システム。 6. The light output detection system according to claim 1, wherein the light output detection means is a CCD camera or a light receiving element arranged to correspond to the plurality of light emitting elements. 前記蛍光物質は、蓄光性蛍光物質である請求項1乃至4に記載の光出力検出システム。 The light output detection system according to claim 1, wherein the fluorescent material is a phosphorescent fluorescent material. 前記蓄光性蛍光物質は、硫化物系蛍光体、アルミン酸塩系蛍光体、ホウ素を有するアルミン酸塩系蛍光体あるいは酸硫化物系蛍光体から選択される少なくとも一種の蛍光体を有する請求項7に記載の光出力検出システム。 The phosphorescent phosphor comprises at least one phosphor selected from a sulfide phosphor, an aluminate phosphor, an aluminate phosphor containing boron, or an oxysulfide phosphor. The light output detection system described in 1. 複数の発光素子のうち光出力が異なる発光素子を識別する光出力検出方法であって、
前記発光素子からの光の少なくとも一部を吸収し異なる波長を有する光を発する蛍光物質が含有された光変換部材からの光出力によって、
前記複数の発光素子のうち光出力が異なる発光素子を識別することを特徴とする光出力検出方法。
A light output detection method for identifying light emitting elements having different light outputs among a plurality of light emitting elements,
By light output from the light conversion member containing a fluorescent material that absorbs at least part of the light from the light emitting element and emits light having a different wavelength,
A light output detection method comprising: identifying light emitting elements having different light outputs among the plurality of light emitting elements.
前記光変換部材からの光出力をCCDカメラあるいは前記複数の発光素子に対応するよう配列された受光素子により検出する請求項9に記載の光出力検出方法。

The light output detection method according to claim 9, wherein the light output from the light conversion member is detected by a CCD camera or a light receiving element arranged to correspond to the plurality of light emitting elements.

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