CN101137737B - 白色发光灯及使用它的背光源、显示装置及照明装置 - Google Patents

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Abstract

白色发光灯1具有：发光波长为360nm以上、440nm以下的范围的LED芯片2那样的半导体发光元件；以及包含蓝色发光荧光体及绿色发光荧光体及红色发光荧光体、利用来自LED芯片2的光激励而发出白色光的发光部。蓝色发光荧光体采用从Eu激活卤磷酸盐荧光体和Eu激活铝酸盐荧光体中选择的至少一种，绿色发光荧光体采用Au及Al激活硫化锌荧光体，红色发光荧光体采用从Eu及Sm激活氧硫化镧荧光体和Cu及Mn激活硫化锌荧光体中选择的至少一种。

Description

白色发光灯及使用它的背光源、显示装置及照明装置
技术领域
本发明涉及具有发光波长为360～440nm的半导体发光元件的白色发光灯及使用它的背光源、显示装置及照明装置。
背景技术
发光二极管(LED：Light Emitting Diode)是将电能变换为紫外光或可见光后发射的半导体发光元件，具有寿命长、可靠性高、以及作为光源使用时便于更换作业的优点。将LED芯片例如用透明树脂封装的LED灯广泛用于便携式通信设备、PC外围设备、OA设备、家用电气设备等显示单元所使用的液晶显示装置的背光源；或信号装置、各种开关类、车载用灯、一般照明等照明装置。
从LED灯发射的光的色调不限于LED芯片的发光波长，例如通过在LED芯片的表面涂布荧光体，或者在封装LED芯片的透明树脂中含有荧光体，就能够得到从蓝色到红色的根据不同使用用途的可见光范围的光。特别是白色发光型的LED灯(白色LED灯)迅速普及用于便携式通信设备的显示单元的背光源及车载用灯等用途，期待将来作为荧光灯的代替品而有很大发展。
现在，作为普及或试用的白色LED灯，已知有将蓝色发光LED与黄色发光荧光体(YAG等)组合的LED灯；以及将发光波长为360～440nm的紫外发光LED与蓝、绿、红的各荧光体混合物(三色混合荧光体/BGR荧光体)组合的LED灯。在目前情况下，由于前者的使用蓝色发光LED的白色LED灯的亮度特性优于后者，因此得到普及。
但是，前者的白色LED灯的缺点是：因看的方向不同而看起来像黄色，或者向白色面投影时显现黄色或蓝色的斑点。因此，前者的白色LED灯也有时被称为准白色。即使在表示白色光的质量的平均显色指数中，前者的白色LED灯也只限于70～75的范围。
另一方面，后者的使用紫外发光LED的白色LED灯的亮度虽然比前者要差，但是发光及投影光的斑点少，期待将来成为照明用途的白色灯的主流，其开发进展迅速。在使用这样的紫外发光LED的白色LED灯中加上蓝、绿、红的各荧光体的特性，从而这些荧光体的组合对显色性及亮度等的灯特性将产生影响。因此，正在进行关于蓝、绿、红的各荧光体的选择及组合的研究。
例如，在非专利文献1中叙述了将紫外发光LED与BGR荧光体组合的白色LED灯。这里，使用Eu激活卤磷酸盐荧光体或Eu激活铝酸盐荧光体作为蓝色发光荧光体，使用Cu及Al激活硫化锌荧光体或Eu及Mn激活铝酸盐荧光体作为绿色发光荧光体，使用Eu激活酸硫化钇荧光体作为红色发光荧光体。
在专利文献1中叙述了在具有紫外发光LED的白色LED灯中，使用Eu激活卤磷酸盐荧光体或Eu激活铝酸盐荧光体作为蓝色发光荧光体，使用Eu及Mn激活铝酸盐荧光体作为绿色发光荧光体，使用Eu激活氧硫化镧荧光体作为红色发光荧光体。
以往的白色LED灯虽然具有使用紫外发光LED的灯的特征、即高显色性和发光均匀性，但亮度特性这一点不够好，要求进一步改善。在使用紫外发光LED的白色LED灯中，为了兼顾高显色性及高亮度，必须很均衡地包含白色光的光谱中有人们的感色灵敏度的峰值的450nm附近、560nm附近、620nm附近的光，再有蓝色、绿色、红色发光成分的各荧光体的发光效率必须保持很好的均衡。
但是已经知道，在以往的白色LED灯所使用的各荧光体中，由于红色发光荧光体的对波长380nm以上的紫外光或紫色光的发光效率比其它的荧光体要差，因此不能充分提高白色LED灯的亮度特性。被发光效率差的红色发光荧光体拖后腿，蓝色及绿色发光荧光体的特性也不能充分发挥，这也成为亮度特性恶化的主要原因。
非专利文献1：三菱电线工业时报2002年7月第99号
专利文献1：特开2000-073052号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种白色发光灯，是在使用发光波长为360～440nm的半导体发光元件的白色发光灯中，通过改善作为蓝色发光成分、绿色发光成分、红色发光成分的各荧光体的组合，来兼顾高显色性及高亮度。
本发明形态有关的白色发光灯，具有：发光波长为360nm以上、440nm以下的范围的半导体发光元件；以及发光部，该发光部是利用来自前述半导体发光元件的光激励而发出白色光的发光部，包含：从铕激活卤磷酸盐荧光体和铕激活铝酸盐荧光体中选择的至少一种构成的蓝色发光荧光体；金及铝激活硫化锌荧光体构成的绿色发光荧光体；以及从铕及钐激活氧硫化镧荧光体和铜及锰激活硫化锌荧光体中选择的至少一种构成的红色发光荧光体。
本发明的其它形态有关的背光源，具有本发明的形态有关的白色发光灯。本发明的另外的其它形态有关的显示装置，具有：具有本发明的形态有关的白色发光灯的背光源；以及配置在前述背光源的发光面侧的显示部。本发明的另外的其它形态有关的照明装置，具有本发明的形态有关的白色发光灯。
附图说明
图1所示为根据本发明实施形态的白色发光灯的构成剖视图。
图2所示为将本发明实施形态中使用的绿色发光荧光体的发光光谱的一个例子与以往的绿色发光荧光体进行比较的比较图。
图3所示为本发明实施形态中使用的三色混合荧光体(BGR荧光体)的发光光谱的一个例子的光谱图。
图4所示为根据本发明实施形态的背光源的构成图。
图5所示为根据本发明实施形态的液晶显示装置的构成图。
图6所示为根据本发明其它实施形态的液晶显示装置的构成图。
标号说明
1…白色LED灯，2…LED芯片，3A、3B…引线端，4…布线基板，5…焊丝，6…树脂框，7…反射层，8…透明树脂，9…三色混合荧光体，10…发光部，20…背光源，20A…侧导光型背光源，20B…直下型背光源，21…布线层，22…基板，30、40…液晶显示装置，31…发光机构，32…导光板，33…反射层，34…彩色液晶显示部
具体实施方式
以下，参照附图说明实施本发明用的实施形态。另外，在以下虽然是根据附图来叙述本发明的实施形态，但这些附图仅是为了图解的目的而提供的，本发明不限定于这些附图。
图1所示为根据本发明实施形态的白色发光灯的构成剖视图。该图所示的白色发光灯是具有发光波长为360nm以上、440nm以下的范围的LED芯片2作为光源(激励源)的白色发光型LED灯(白色LED灯)。另外，白色发光灯1的光源不限于LED芯片2，也可以是激光二极管(半导体激光器)等。白色发光灯1的光源使用发光波长为360nm以上、440nm以下的范围的半导体发光元件。
作为白色LED灯1的光源的LED芯片2，安装在具有一对引线端3A及3B的布线基板4上。LED芯片2的下部电极与引线端3A进行电及机械连接。LED芯片2的上部电极通过焊丝5与引线端3B进行电连接。
LED芯片2采用发射波长为360～440nm的范围的紫外光或紫色光的紫外发光LED。作为紫外发光型的LED芯片2，举例表示有采用氮化物系化合物半导体层作为发光层的LED芯片等。若LED芯片2的发光波长偏离上述范围，则不能在高亮度下得到高显色性的白色光。LED芯片2的发光波长为370～430nm的范围则更好。
在布线基板4上设置圆筒状的树脂框6，在其内壁面6a形成反射层7。在树脂框6内充填透明树脂8作为树脂层，在该透明树脂8中埋入LED芯片2。埋入LED芯片2的透明树脂8含有包含蓝色发光荧光体及绿色发光荧光体及红色发光荧光体的白色灯用荧光体(BGR荧光体)9。分散在透明树脂8中的荧光体9是利用由LED芯片2发射的紫外光或紫色光激励发出白色光的荧光体。
对白色LED灯1施加的电能用LED芯片2变换为紫外光或紫色光，该光利用分散在透明树脂8中的白色发光荧光体9变换为更长波长的光。然后，基于透明树脂8中含有的白色发光荧光体9产生的白色光从LED灯1发出。含有白色发光荧光体9的透明树脂(树脂层)8是起到作为发光部10的功能的部分，配置在LED芯片2的发光方向前方。
利用上述那样的发光部10及作为光源的LED芯片2，构成白色LED灯(白色发光灯)1。含有白色发光荧光体9的透明树脂8可以采用例如硅酮树脂或环氧树脂等。白色发光荧光体9分散在整个透明树脂8中。另外，白色发光荧光体9也可以对透明树脂8部分分散。再有，白色发光荧光体9也可以辅助性地包含具有蓝、绿、红以外的发光色的荧光体。
构成白色发光荧光体9的蓝、绿、红的各荧光体，最好使用高效吸收从LED芯片2发射的波长为360～440nm的范围的紫外光或紫色光的荧光体。蓝色发光荧光体采用从紫外光或紫色光的吸收效率高的铕(Eu)激活卤磷酸盐荧光体和铕(Eu)激活铝酸盐荧光体中选择的至少一种。
作为Eu激活卤磷酸盐荧光体，
举例表示有具有用下式(1)表示的组成的荧光体。
通用式：(M11-cEuc)10(PO4)6·Cl2  …(1)
(式中，M1表示从Mg、Ca、Sr及Ba中选择的至少一种元素，c为满足0.005≤c≤0.03的数)
作为Eu激活铝酸盐荧光体，
举例表示有具有用下式(2)表示的组成的荧光体。
通用式：m(M21-d，Eud)O·nAl2O3  …(2)
(式中，M2表示从Mg、Ca、Sr、Ba及Zn中选择的至少一种元素，d、m及n为满足0.05≤d≤0.3、0＜m、0＜n、0.2≤m/n≤1.5的数)
红色发光荧光体采用从铕(Eu)及钐(Sm)激活氧硫化镧荧光体和铜(Cu)及锰(Mn)激活硫化锌荧光体中选择的至少一种。这些荧光体都能够使用作为白色LED灯1的红色发光成分。
作为Eu及Sm激活氧硫化镧荧光体，
举例表示有具有用下式(3)表示的组成的荧光体。
通用式：(La1-a-b，Eua，Smb)2O2S  …(3)
(式中，a及b为满足0.01≤a≤0.15、0.0001≤b≤0.03的数)
作为Cu及Mn激活硫化锌荧光体，
举例表示有具有用下式(4)表示的组成的荧光体。
通用式：ZnS:Cuv，Mnw  …(4)
(式中，v及w为满足0.0002≤v≤0.001、0.005≤w≤0.014的数)
式(3)及式(4)表示的红色发光荧光体都能够利用作为用从LED芯片2发射紫外光或紫色光来发光的红色发光成分。若考虑到红色发光成分的发光特性(发光强度等)，则最好至少使用Eu及Sm激活氧硫化镧荧光体作为红色发光成分。由于单独使用Eu及Sm激活氧硫化镧荧光体的红色发光成分不足，因此比较有效的是并用Cu及Mn激活硫化锌荧光体。
式(3)及式(4)表示的红色发光荧光体与其它的红色发光荧光体相比，波长为360～440nm的范围的紫外光或紫色光的吸收效率高。但是，与蓝色发光荧光体及绿色发光荧光体相比，不能说一定有充分的发光效率。通过并用Eu及Sm激活氧硫化镧荧光体和Cu及Mn激活硫化锌荧光体，虽然增强红色发光成分，但与蓝色发光荧光体及绿色发光荧光体相比，发光效率差。
因此，在本实施形态的白色LED灯1中，使用与以往的绿色发光成分相比包含更多长波长成分的绿色发光荧光体。具体来说，在构成发光部10的白色发光荧光体9中，作为绿色发光荧光体使用金(Au)及铝(Al)激活硫化锌荧光体。
作为Au及Al激活硫化锌荧光体，
例如采用具有用下式(5)表示的组成的荧光体。
通用式：ZnS:Aux，Aly  …(5)
(式中，x及y为满足0.0002≤x≤0.0015、0.0001≤y≤0.0012的数)
若式(5)中的x值(Au相对于1摩尔的ZnS的摩尔比)不到0.0002，则发光色度偏向蓝色方向，不能得到所希望的发光色。另外，若x值超过0.0015，则荧光体的体色变差，亮度降低。若式(5)中的y值(Al相对于1摩尔的ZnS的摩尔比)不到0.0001，则Au不进入硫化锌中，从而亮度降低。另外，若y值超过0.0012，则荧光体的体色变差，亮度降低。
图2中将Au及Al激活硫化锌荧光体(ZnS:Au，Al荧光体)的发光光谱(a)与以往的Cu及Al激活硫化锌荧光体(ZnS:Cu，Al荧光体)的发光光谱(b)和Eu及Mn激活铝酸盐荧光体(3(Ba，Mg，Eu，Mn)O·8Al2O3荧光体)的发光光谱进行比较来表示。由图2可知，用Au及Al激活的硫化锌荧光体与以往的Cu及Al激活硫化锌荧光体或Eu及Mn激活铝酸盐荧光体相比，包含较多的长波长成分，通过这样能够增强红色发光成分。
上述的白色发光荧光体9由于很均衡地包含450nm附近、560nm附近、620nm附近的光，因此能够提高白色光的显色性。再加上，使用由与以往的绿色发光成分相比包含更多长波长成分的Au及Al激活硫化锌荧光体(ZnS:Au，Al荧光体)形成的绿色发光荧光体，因此能够增强因红色发光荧光体产生的发光不足。
这样，由于通过使用Au及Al激活硫化锌荧光体作为绿色发光荧光体，提高蓝、绿、红的各发光成分的亮度均衡性，因此能够提高使用紫外发光型的LED芯片2的白色LED灯1的亮度特性。因而，能够实现兼顾高显色性及高亮度的白色LED灯1。
关于利用绿色发光荧光体(ZnS:Au，Al荧光体)产生的提高白色LED灯1的亮度特性的效果，在使用Eu及Sm激活氧硫化镧荧光体和Cu及Mn激活硫化锌荧光体的任一种材料作为红色发光荧光体时也能够得到。再有，在得到利用红色发光荧光体本身改善亮度特性的效果的基础上，最好红色发光荧光体如前所述，并用Eu及Sm激活氧硫化镧荧光体和Cu及Mn激活硫化锌荧光体。
通过并用Eu及Sm激活氧硫化镧荧光体和Cu及Mn激活硫化锌荧光体，作为红色发光荧光体，能够进一步增强红色发光成分。因而，能够更进一步提高白色LED灯1的亮相特性。这些红色发光荧光体的配合比例也取决于作为目标的白色光的色温，例如最好将Eu及Sm激活氧硫化镧荧光体和Cu及Mn激活硫化锌荧光体的质量比设为8∶2～3∶7的范围。
图3所示为使用包含上述蓝、绿及红的各荧光体的三色混合荧光体9的白色LED灯1的发光光谱的一个例子。在图3中，[A]的发光光谱是使用Eu激活卤磷酸盐荧光体作为蓝色发光成分、使用Au及Al激活硫化锌荧光体作为绿色发光成分、使用Eu及Sm激活氧硫化镧荧光体作为红色发光成分的白色LED灯1的发光光谱。[B]的发光光谱是对[A]的荧光体的组合中加入Cu及Mn激活硫化锌荧光体作为红色发光成分的白色LED灯1的发光光谱。
在将来自电流值20mA、峰值400nm的LED芯片的紫外光变换为(x，y)色度值为(x＝0.300～0.350、y＝0.300～0.350)的白色光时，在荧光体的组合[A]及组合[B]的任一种组合中，蓝色发光成分的峰值、绿色发光成分的峰值、红色发光成分的峰值分别在450nm、545nm、623nm。再有，能够得到平均显色指数为90以上、亮度为300mcd以上的特性值。
若比较组合[A]与组合[B]的发光光谱，则可知组合[B]产生的发光光谱在580nm附近及其以上的区域中的发光成分增加。这是基于并用Eu及Sm激活氧硫化镧荧光体和Cu及Mn激活硫化锌荧光体作为红色发光成分，通过这样能够更进一步提高白色LED灯1的亮度特性。
上述的蓝、绿及红的各荧光体，例如将作为它们的混合物分散在透明树脂8中。这时，最好各荧光体的作为它们的混合物的平均粒径为7μm以上。另外，这里所说的平均粒径表示粒度分布的中间值(50％值)。通过使蓝、绿及红的各荧光体的混合物即白色发光荧光体(三色混合荧光体)9的平均粒径为7μm以上，能够更提高白色LED灯1的亮度。三色混合荧光体9的平均粒径为8μm以上则更好。
三色混合荧光体9的平均粒径的上限虽然没有特别限定，但若考虑到发光部10的形成性能等，则最好为100μm以下。若三色混合荧光体9的平均粒径超过100μm，则在与透明树脂8混合、涂布在LED芯片2上时，有可能产生难以得到平整表面等的问题。
再有，蓝、绿及红的各荧光体也可以在提高透明树脂8中的分散状态的均匀性的基础上，预先用无机粘合剂或有机粘合剂等粘合剂形成一体化，在该状态下使其分散在透明树脂8中。作为无机粘合剂，可以使用形成微粉的碱土类硼酸盐等，另外作为有机粘合剂，可以使用丙烯树脂或硅酮树脂等透明树脂。通过使用无机粘合剂或有机粘合剂等进行一体化处理，各荧光体随机粘结，形成大的粒径。
通过这样，由于消除了透明树脂8中因各荧光体的沉降速度之差等而产生的分散状态的不均匀性，因此能够提高白色光的再现性及发光的均匀性。在利用一体化处理得到再现性好的效果的基础上，最好用粘合剂形成一体化的白色发光荧光体(一体化荧光体)9的一体化前的平均一次粒径为7μm以上，而且一体化后的平均二次粒径为10μm以上。若平均二次粒径不到10μm，则有可能不能充分得到利用一体化处理产生的效果。
一体化荧光体9的平均二次粒径的上限虽然没有特别限定，但若考虑到发光部10的形成性能等，则最好为100μm以下。若一体化荧光体9的平均二次粒径超过100μm，则在与透明树脂8混合、涂布在LED芯片2上时，有可能产生难以得到平整表面等的问题。基于平均粒径来提高亮度的效果对于进行了一体化处理的荧光体也有效。因而，最好各荧光体的一体化前的平均一次粒径为7μm以上。
本实施形态的白色LED灯1，是在例如以液晶显示装置为代表的各种显示装置的背光源或各种照明装置中使用的白色LED灯。具有使用白色LED灯1的背光源的液晶显示装置可以适用于便携式通信设备、PC外围设备、OA设备、家用电气设备等各种设备的显示单元。使用白色LED灯1的照明装置可以用作为信号装置、各种开关类、车载用灯、还有一般照明装置等。
图4所示为根据本发明实施形态的背光源的简要构成图。该图中所示的背光源20具有排列成直线状或矩阵状的多个白色LED灯1。这些白色LED灯1安装在具有布线层21的基板22上，白色LED灯1的各引线端与布线层21电连接。多个白色LED灯1依次串联连接。另外，背光源20的发光装置不限于LED灯1，也可以使用光源采用激光二极管等半导体发光元件的发送装置。
背光源20可适用于例如图5或图6所示那样的液晶显示装置30或40。这些图中所示的液晶显示装置30及40是表示本发明的液晶显示装置的实施形态。图5所示为采用侧导光型背光源20A的液晶显示装置30。侧导光型背光源20A具有使用白色LED灯1的发光机构31及导光板32。导光板32的一个端面作为光入射部，在该部分配置发光部31。
导光板32的从成为光入射部的一个端面到另一个端面形成倾斜状，在倾斜部分的下面侧设置反射层33。从发光机构31发射的光在导光板32内反复折射及反射，通过这样从导光板32的上面沿其法线方向照射。在侧导光型背光源20A的发光面侧配置透射型或半透射型的彩色液晶显示单元34，通过这样构成液晶显示装置30。在侧导光型背光源20A与彩色液晶显示单元34之间，也可以配置漫射片或反射片等光学片35。
图6所示为采用直下型背光源20B的液晶显示装置40。直下型背光源20B具有根据透射型或半透射型的彩色液晶显示单元34的形状及面积排列成矩阵状的白色LED灯1。彩色液晶显示单元34直接配置在构成背光源20B的多个白色LED灯1的发光方向。利用直下型背光源20B及彩色液晶显示单元34、以及根据需要在它们之间配置的光学片35，构成液晶显示装置40。
下面，叙述本发明的具体实施例及其评价结果。
实施例1
首先，准备Eu激活碱土类氯磷酸盐((Sr0.59，Ca0.01，Ba0.39，Eu0.01)10(PO4)6·Cl2)荧光体作为蓝色发光荧光体、Au及Al激活硫化锌(ZnS:Au0.008，Al0.001)荧光体作为绿色发光荧光体、Eu及Sm激活氧硫化镧((La0.94，Eu0.058，Sm0.002)2O2S)荧光体作为红色发光荧光体。
称量1.74g上述的蓝色发光荧光体、2.17g绿色发光荧光体、2.33g红色发光荧光体，将它们用三辊进行混合。另外，设定各荧光体的混合比，使得LED灯的CIE色度值(x，y)进入x＝0.30～0.31、y＝0.30～0.31的范围内。以下的实施例2～10及比较例1也同样。作为各荧光体的混合物的平均粒径(分布中间直径)为9.5μm。使用这样的混合荧光体，制成图1所示的白色LED灯1。
LED灯1按照以下那样制成。首先，在构成透明树脂8的硅酮树脂中，按30质量％的比例添加混合荧光体，进行混合，形成浆料。将该浆料向发光峰值波长为400nm、形状为300μm正方的紫外发光LED芯片2上滴下，以140℃使硅酮树脂固化。这样，用含有混合荧光体(蓝色、绿色及红色的混合荧光体)的硅酮树脂将紫外发光LED芯片2进行封装。将得到的白色LED灯供给后述的特性评价。
实施例2
准备与上述的实施例1相同及同量的各荧光体，将它们用以下所示的方法进行一体化。关于一体化工序，首先对各荧光体按照相对于荧光体的固体含量为0.1质量％的比例添加丙烯树脂乳剂，将它们进行混合。接着，以120℃使该混合物干燥后，用尼龙筛得到一体化荧光体。一体化前的平均一次粒径为9.5μm，一体化后的平均二次粒径为17.6μm。用这样的一体化荧光体与实施例1相同制成白色LED灯。将该白色LED灯供给后述的特性评价。
实施例3
对于与上述的实施例1相同的各荧光体，再加上准备Cu及Mn激活硫化锌(ZnS:Cu0.0005，Mn0.008)荧光体作为红色发光荧光体。称量2.10gEu激活碱土类氯磷酸盐荧光体、2.22gAu及Al激活硫化锌荧光体、2.10gEu及Sm激活氧硫化镧荧光体、0.82gCu及Mn激活硫化锌荧光体，将它们与实施例1同样进行混合。作为各荧光体的混合物的平均粒径为9.8μm。使用这样的混合荧光体，与实施例1相同制成白色LED灯。将该白色LED灯供给后述的特性评价。
实施例4～11
除了采用表1所示的蓝色、绿色及红色发光荧光体的组合以外，分别与实施例1或实施例2相同，制成混合荧光体或一体化荧光体。使用这些混合荧光体或一体化荧光体，与实施例1相同分别制成白色LED灯。将这些白色LED灯供给后述的特性评价。
比较例1
准备Eu激活碱土类氯磷酸盐((Sr，Ca，Ba，Eu)10(PO4)6·Cl2)荧光体作为蓝色发光荧光体、Eu及Mn激活碱土类铝酸盐(3(Ba，Mg，Eu，Mn)O·8Al2O3)荧光体作为绿色发光荧光体、Eu激活氧硫化镧((La，Eu)2O2S)荧光体作为红色发光荧光体。称量1.44g蓝色发光荧光体、1.49g绿色发光荧光体、3.32g红色发光荧光体，将它们用三辊进行混合。使用这样的混合荧光体，与实施例1相同制成白色LED灯。将这供给后述的特性评价。
比较例2
准备Eu激活碱土类氯磷酸盐((Sr，Ca，Ba，Eu)10(PO4)6·Cl2)荧光体作为蓝色发光荧光体、Eu激活碱土类硅酸盐((Ba，Sr，Ca，Eu)2SiO4)荧光体作为绿色发光荧光体、Eu激活氧硫化镧((La，Eu)2O2S)荧光体作为红色发光荧光体。称量2.71g蓝色发光荧光体、0.45g绿色发光荧光体、1.85g红色发光荧光体，将它们用三辊进行混合。使用这样的混合荧光体，与实施例1相同制成白色LED灯。将这供给后述的特性评价。
[表1]
          蓝色发光荧光体    绿色发光荧光体         红色发光荧光体
实施例1  (Sr，Ca，Ba，Eu)10(PO4)6·Cl2  ZnS:Au，Al  (La，Eu，Sm)2O2S
实施例2  (Sr，Ca，Ba，Eu)10(PO4)6·Cl2  ZnS:Au，Al  (La，Eu，Sm)2O2S
实施例3  (Sr，Ca，Ba，Eu)10(PO4)6·Cl2  ZnS:Au，Al  (La，Eu，Sm)2O2S(71.9％)/ZnS:Cu，Mn(28.1％)
实施例4  (Sr，Ca，Ba，Eu)10(PO4)6·Cl2  ZnS:Au，Al  (La，Eu，Sm)2O2S(71.9％)/ZnS:Cu，Mn(28.1％)
实施例5  3(Ba，Mg，Eu)O·8Al2O3  ZnS:Au，Al  (La，Eu，Sm)2O2S
实施例6  3(Ba，Mg，Eu)O·8Al2O3  ZnS:Au，Al  (La，Eu，Sm)2O2S
实施例7  3(Ba，Mg，Eu)O·8Al2O3  ZnS:Au，Al  (La，Eu，Sm)2O2S(68.5％)/ZnS:Cu，Mn(31.5％)
实施例8  3(Ba，Mg，Eu)O·8Al2O3  ZnS:Au，Al  (La，Eu，Sm)2O2S(68.5％)/ZnS:Cu，Mn(31.5％)
实施例9  (Sr，Ca，Ba，Eu)10(PO4)6·Cl2(50％)/3(Ba，Mg，Eu)O·8Al2O3(50％)  ZnS:Au，Al  (La，Eu，Sm)2O2S
实施例10  (Sr，Ca，Ba，Eu)10(PO4)6·Cl2(50％)/3(Ba，Mg，Eu)O·8Al2O3(50％)  ZnS:Au，Al  (La，Eu，Sm)2O2S(70.2％)/ZnS:Cu，Mn(29.8％)
实施例11  (Sr，Ca，Ba，Eu)10(PO4)6·Cl2  ZnS:Au，Al  (La，Eu，Sm)2O2S
比较例1  (Sr，Ca，Ba，Eu)10(PO4)6·Cl2 3(Ba，Mg，Eu，Mn)O·8Al2O3  (La，Eu)2O2S
比较例2  (Sr，Ca，Ba，Eu)10(PO4)6·Cl2 (Ba，Sr，Ca，Eu)2SiO4  (La，Eu)2O2S
[表2]
 BGR荧光体的状态  混合荧光体的平均粒径(μm)       一体化荧光体的平均粒径
  平均一次粒径(μm)   平均二次粒径(μm)
  实施例1   混合荧光体      9.5      -      -
  实施例2   一体化荧光体      -      9.5      17.6
  实施例3   混合荧光体      9.8      -      -
  实施例4   一体化荧光体      -      9.8      18.2
  实施例5   混合荧光体      8.5      -      -
  实施例6   一体化荧光体      -      8.6      15.8
  实施例7   混合荧光体      8.8      -      -
  实施例8   一体化荧光体      -      8.8      16.3
  实施例9   混合荧光体      9.0      -      -
 实施例10   混合荧光体     9.2    -    -
 实施例11   一体化荧光体     -    30.2    70.5
 比较例1   混合荧光体     5.2    -    -
 比较例2   混合荧光体     6.5    -    -
使上述的实施例1～11及比较例1～2的各白色LED灯中流过20mA的电流，进行点灯，测定各白色LED灯的发光亮度、平均显色指数、色度。表3中所示为这些测定结果。另外，使用Instrument System公司制造的CAS 140B COMPACTARRAY SPECTROMETER及大冢电子公司制造的MCPD装置，测定各白色LED灯的发光特性。
[表3]
              白色LED灯的特性
 亮度(mcd)  平均显色指数     色度(x，y)
实施例1     300     92   (0.304，0.302)
实施例2     305     92   (0.304，0.302)
实施例3     320     93   (0.305，0.303)
实施例4     320     93   (0.305，0.303)
实施例5     280     91   (0.304，0.302)
实施例6     280     91   (0.304，0.301)
实施例7     290     92   (0.304，0.302)
实施例8     295     92   (0.304，0.302)
实施例9     300     92   (0.304，0.302)
实施例10     305     91   (0.303，0.302)
实施例11     450     92   (0.304，0.303)
比较例1     150     70   (0.304，0.303)
比较例2     250     81   (0.304，0.302)
由表3可知，根据实施例1～11的各白色LED灯的显色性优异，另外与比较例1及比较例2相比，亮度特性优异。因而，在使用紫外发光LED的白色LED灯中，能够兼顾高显色性及高亮度。这样的白色LED灯能够有效地用作为便携式通信设备、PC外围设备、OA设备、家用电气设备、各种开关类、背光源型显示板等的各种显示装置的构成部件、以及一般照明装置等。
工业上的实用性
本发明的白色发光灯由于使用包含更多长波长成分的金及铅激活硫化锌荧光体作为绿色发光荧光体，因此能够增强由红色发光荧光体产生的发光成分。通过这样，不有损使用紫外发光LED的白色发光灯本来的高显色性的特征，并能够提高亮度特性。这样的兼顾高显色性及高亮度的白色发光灯，能够有效地用于各种用途。

Claims (13)

1.一种白色发光灯，其特征在于，具有：
发光波长为360nm以上、440nm以下的范围的半导体发光元件；以及
发光部，该发光部是利用来自所述半导体发光元件的光激励而发出白色光的发光部，
包含：从铕激活卤磷酸盐荧光体和铕激活铝酸盐荧光体中选择的至少一种构成的蓝色发光荧光体；金及铝激活硫化锌荧光体构成的绿色发光荧光体；以及从铕及钐激活氧硫化镧荧光体和铜及锰激活硫化锌荧光体中选择的至少一种构成的红色发光荧光体；
所述铕激活卤磷酸盐荧光体具有用下式表示的组成，
通用式：(M11-c，Euc)10(PO4)6·Cl2
式中，M1表示从Mg、Ca、Sr及Ba中选择的至少一种元素，c为满足0.005≤c≤0.03的数；
所述铕激活铝酸盐荧光体具有用下式表示的组成，
通用式：m(M21-d，Eud)O·nAl2O3
式中，M2表示从Mg、Ca、Sr、Ba及Zn中选择的至少一种元素，d、m及n为满足0.05≤d≤0.3、0＜m、0＜n、0.2≤m/n≤1.5的数；
所述金及铝激活硫化锌荧光体具有用下式表示的组成，
通用式：ZnS:Aux，Aly
式中，x及y为满足0.0002≤x≤0.0015、0.0001≤y≤0.0012的数；
所述铕及钐激活氧硫化镧荧光体具有用下式表示的组成，
通用式：(La1-a-b，Eua，Smb)2O2S
式中，a及b为满足0.01≤a≤0.15、0.0001≤b≤0.03的数；
所述铜及锰激活硫化锌荧光体具有用下式表示的组成，
通用式：ZnS:Cuv，Mnw
式中，v及w为满足0.0002≤v≤0.001、0.005≤w≤0.014的数。
2.如权利要求1所述的白色发光灯，其特征在于，
所述发光部至少包含所述铕及钐激活氧硫化镧荧光体作为所述红色发光荧光体。
3.如权利要求1所述的白色发光灯，其特征在于，
所述发光部同时包含所述铕及钐激活氧硫化镧荧光体和所述铜及锰激活硫化锌荧光体作为所述红色发光荧光体。
4.如权利要求3所述的白色发光灯，其特征在于，
所述铕及钐激活氧硫化镧荧光体和所述铜及锰激活硫化锌荧光体的质量比是8∶2～3∶7的范围。
5.如权利要求1所述的白色发光灯，其特征在于，
所述发光部具有所述蓝色发光荧光体、所述绿色发光荧光体及所述红色发光荧光体被分散的树脂层。
6.如权利要求5所述的白色发光灯，其特征在于，
所述蓝色发光荧光体、所述绿色发光荧光体及所述红色发光荧光体的作为它们的混合物的平均粒径为7μm以上。
7.如权利要求5所述的白色发光灯，其特征在于，
所述蓝色发光荧光体、所述绿色发光荧光体及所述红色发光荧光体预先用粘合剂形成一体化。
8.如权利要求7所述的白色发光灯，其特征在于，
所述蓝色发光荧光体、所述绿色发光荧光体及所述红色发光荧光体的一体化前的平均一次粒径为7μm以上，而且一体化后的平均二次粒径为10μm以上。
9.如权利要求1所述的白色发光灯，其特征在于，
所述半导体发光元件具有发光二极管或激光二极管。
10.一种背光源，其特征在于，
具有权利要求1所述的白色发光灯。
11.一种显示装置，其特征在于，具有：
具有权利要求1所述的白色发光灯的背光源；以及
配置在所述背光源的发光面侧的显示部。
12.如权利要求11所述的显示装置，其特征在于，
所述显示部具有透射型或半透射型的液晶显示部。
13.一种照明装置，其特征在于，
具有权利要求1所述的白色发光灯。
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