JP2007146154A - Wavelength converter, lighting system, and lighting system assembly - Google Patents

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Masato Fukutome
Tsutae Iryo
Masanobu Ishida
Fujito Nakakawaji
藤人 中川路
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政信 石田
正人 福留
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Kyocera Corp
京セラ株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wavelength converter which uses a semiconductor material consisting of a composition excellent in safety as a replacement of cadmium selenide (CdSe) and has a equivalent to or higher level of conversion efficiency than those converters using CdSe. <P>SOLUTION: The wavelength converter has phosphor particles dispersed in a transparent matrix, converts the wavelength of the light emitted from a light source, and outputs the output light containing the light whose wavelength is converted. The phosphor comprises an Ag element a group III element consisting of indium or gallium and sulfur, and contains semiconductor fine particles which are substantially free of Cd or Se. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体微粒子を備えた蛍光体がマトリクス中に分散されてなる波長変換器と、発光素子から発せられる光を波長変換器内で波長変換して外部に取り出す照明装置と、その照明装置を複数具備してなる照明装置集合体とに関する。 The present invention includes a wavelength converter phosphors with semiconductor fine particles is dispersed in a matrix, and a lighting device taken out by wavelength conversion of light emitted from the light emitting element in the wavelength converter, the illumination device a related plurality equipped with comprising illumination device assembly. 特に、電子ディスプレイ用のバックライト電源、または蛍光ランプ等に好適に用いられる照明用波長変換器および照明装置に関する。 In particular, the backlight power supply for electronic display or to suitably illuminating device illuminating wavelength converter and for use in a fluorescent lamp or the like.

半導体材料からなる発光素子(以下「LEDチップ」と言うことがある)は、小型で電力効率が良く鮮やかに発色する。 Emitting element made of a semiconductor material (hereinafter sometimes referred to as "LED chips") is a small, high power efficiency vividly colored. LEDチップは、製品寿命が長い、オン・オフ点灯の繰り返しに強い、消費電力が低い、という優れた特徴を有するため、液晶等のバックライト光源や蛍光ランプ等の照明用光源への応用が期待されている。 LED chips, product life is long, strong repetition of on-off lighting, consumption is low power, since it has an excellent feature that, its application to the illumination light source such as a backlight source and a fluorescent lamp such as a liquid crystal expectations It is.

LEDチップの発光装置への応用は、LEDチップの光の一部を蛍光体で波長変換し、当該波長変換された光と波長変換されないLEDの光とを混合して放出することにより、LEDの光とは異なる色を発光する発光装置として既に製造されている。 Application of the light emitting device of the LED chip, and wavelength conversion of part of the LED chip light with a phosphor, by emitting by mixing of the wavelength converted light and LED which is not wavelength-converted light, LED of already prepared as a light emitting device for emitting a different color from the light.

具体的には、白色光を発するために、LEDチップ表面に蛍光体を含む波長変換器を設けた発光装置が提案されている。 More specifically, in order to emit white light, the light emitting device provided with a wavelength converter including a phosphor has been proposed to the LED chip surface. 例えば、nGaN系材料を使った青色LEDチップ上に(Y,Gd) 3 (Al,Ga) 512の組成式で表されるYAG系蛍光体を含む波長変換器を形成した発光装置では、LEDチップから青色光が放出され、波長変換器で青色光の一部が黄色光に変化するため、青色と黄色の光が混色して白色を呈する発光装置が提案されている(特許文献1および2参照)。 For example, in light-emitting device formed a wavelength converter including a blue LED on the chip (Y, Gd) 3 (Al , Ga) YAG -based phosphor represented by the composition formula of the 5 O 12 using the nGaN-based material, blue light emitted from the LED chip, because some of the blue light in the wavelength converter changes to yellow light, a light-emitting device emits white blue and yellow light by mixing has been proposed (Patent documents 1 and see 2).

このような構成の発光装置の一例を図4に示す。 It shows an example of a light emitting device having such a configuration in FIG. 図4によれば、発光装置は、電極101が形成された基板102上に、中心波長が470nmの光を発する半導体材料を具備する発光素子103と、発光素子103を覆うように設けられた波長変換器104とを具備し、波長変換器104に蛍光体105を含有してなるものである。 According to FIG. 4, the wavelength light emitting device, which on the substrate 102 on which the electrode 101 is formed, a light-emitting element 103 central wavelength comprise a semiconductor material that emits 470nm light, provided so as to cover the light emitting element 103 comprising a converter 104, it is one comprising a phosphor 105 in the wavelength converter 104. なお、所望により、発光素子103と波長変換器104との側面には、光を反射する反射体106を設け、側面に逃げる光を前方に焦光し、出力光の強度を高めることもできる。 Incidentally, if desired, on the side surface of the light emitting element 103 and the wavelength converter 104, a reflector 106 for reflecting light is provided, and focused light the light escaping to the side surface to the front, it is possible to increase the intensity of the output light.

この発光装置では、発光素子103から発する光が蛍光体105に照射されると、蛍光体105は励起されて可視光を発し、この可視光が出力として利用される。 In this light emitting device, the light emitted from the light emitting element 103 is irradiated to the phosphor 105 emits visible light phosphor 105 is excited, the visible light is utilized as an output. ところが、発光素子103の明るさを変えると、青色と黄色との光量比が変化するため、白色の色調が変化し、演色性に劣るといった問題がある。 However, changing the brightness of the light emitting element 103, since the light quantity ratio between the blue and yellow is changed, a white color is changed, there is a problem poor color rendering properties.

そこで、このような課題を解決するために、図5における発光素子103として400nm以下のピークを有する紫色LEDチップを用いるとともに、波長変換器104には3種類の蛍光体115、116および117を高分子樹脂中に混ぜ込んだ構造を採用し、紫色光を赤色、緑色、青色の各波長に変換して白色を発光することが提案されている(特許文献3参照)。 To solve such problems, with use of the violet LED chip with a peak 400nm as a light emitting element 103 in FIG. 5, the wavelength converter 104 high three types of phosphors 115, 116 and 117 adopted elaborate mixed in a molecular resin structure, red violet light, green, can emit white is converted to the wavelength of the blue it has been proposed (see Patent Document 3). これにより、演色性を向上することができる。 Thus, it is possible to improve the color rendering properties.

しかしながら、特許文献3に記載の発光装置では、励起光400nm付近の紫外域領域に対する赤色成分の蛍光体(例えば、Y 23 S:Eu等)の発光効率が、他の蛍光体よりも著しく低いために、赤、緑、青の発光バランスの良い白色光を得ることができないといった問題がある。 However, in the light emitting device described in Patent Document 3, the phosphor of the red component relative to ultraviolet region in the vicinity of the excitation light 400 nm (e.g., Y 2 O 3 S: Eu, etc.) luminous efficiency is significantly than other phosphors low due to the red, green, there is a problem can not be obtained a good white light emission balance blue.
そのため、発光効率の低い赤色蛍光体の混合量を増やすと、緑色および青色蛍光体から発せられた蛍光が赤色蛍光体に再吸収されるため、緑色および青系蛍光体の発光量が低く抑えられ、その結果白色発光装置の発光効率が向上しないという問題がある。 Therefore, increasing the mixing amount of the low luminous efficiency red phosphor, since the fluorescence emitted from the green and blue phosphors are reabsorbed into the red phosphor, the light emission amount of the green and blue phosphor is suppressed low , there is a problem that emission efficiency of the resulting white light emitting device is not improved. また、発光効率の高い緑色、青色蛍光体の混合量を増やすことによって効率向上は図れるが、赤、緑、青の発光バランスの良い白色光を得ることができなくなるという問題がある。 Furthermore, high luminous efficiency green but efficiency is attained by increasing the mixing amount of the blue phosphor is red, green, and it becomes impossible to obtain a good white light emission balance blue.

従って、青色から赤色の幅広い波長領域において、蛍光量子効率の高いフォトルミネッセンス蛍光体が求められている。 Thus, in the red broad wavelength range from blue, high photoluminescence phosphor fluorescent quantum efficiency has been demanded. その要求にこたえる手段として、例えば下記特許文献4および5では、フォトルミネッセンス蛍光体をナノ粒子化することで対応することが提案されている。 As a means to meet the request, the example Patent Documents 4 and 5, and a photoluminescence phosphor has been proposed to correspond by nanoparticles. また、1994年にBhargavaらによって、粒子の半径がボーア半径以下になると、ドープ型蛍光体の発光量子効率が増大するという報告がなされた(非特許文献1参照)。 Further, by Bhargava et al. In 1994, when the radius of the particles are below Bohr radius, it reported that light emission quantum efficiency of the doped phosphor is increased is made (see Non-Patent Document 1).

この発表以降、ナノ粒子の発光特性に関して様々な検討がなされ、特許文献4および5に代表されるようにフォトルミネッセンス蛍光体をナノ粒子化することにより発現する量子サイズ効果を利用して、発光効率をあげるというものである。 After this announcement, various studies with respect to the light emitting properties of the nanoparticles are made by photoluminescence phosphor as represented by Patent Documents 4 and 5 utilizing a quantum size effect expressed by nanoparticles, luminous efficiency is that like. 具体的には、フォトルミネッセンス蛍光体の粒子径を従来の数μmから0.1nm〜100nmにすることにより、組成変更することなしに、発光効率を高めることができるというものである。 Specifically, by the 0.1nm~100nm particle diameter of the photoluminescence phosphor from conventional several [mu] m, without changing the composition, it is that it is possible to enhance the luminous efficiency.

しかしながら、特許文献5の実施例では、フォトルミネッセンス蛍光体組成として、セレン化カドミウム(CdSe)をコアに用いたものしか開示されていない。 However, in Examples of Patent Document 5, as photoluminescence phosphor composition, only been disclosed that using a cadmium selenide (CdSe) in the core.
CdSeは2eV程度のバンドギャップであり、粒径を変化させて蛍光波長を変化させることが可能であるが、毒性が強く、工業上および環境上の問題がある。 CdSe is a band gap of about 2eV, it is possible to change the fluorescence wavelength by changing the particle size, are highly toxic, there is an industrial and environmental issues. また、特許文献4および5の明細書中には、CdやSeを必須としない蛍光体組成としてZnSなどが例示されているが、それら組成からなる蛍光体はCdSeほどの発光効率を発現できないという問題点がある。 Also, since in the specification of Patent Document 4 and 5, although such ZnS is illustrated as a phosphor composition which does not essentially containing Cd and Se, phosphor consisting composition can not express the luminous efficiency of about CdSe there is a problem.

特許第2927279号公報 Patent No. 2927279 Publication 特開平11−261114号公報 JP 11-261114 discloses 特開2002−314142号公報 JP 2002-314142 JP 特開2004−71908号公報 JP 2004-71908 JP 特表2002−510866号公報 T-2002-510866 JP

本発明の課題は、毒性のあるCdSe等に代えて、安全性に優れた組成からなる半導体材料を用いて、CdSeを備えた変換器と同等以上の変換効率を有する波長変換器と、この波長変換器を用いた照明装置と、その照明装置を複数備えた照明装置集合体とを提供することにある。 An object of the present invention, instead of the CdSe like toxic, using a semiconductor material having a composition which is excellent in safety, and a wavelength converter having a converter equal to or higher than the conversion efficiency having a CdSe, this wavelength an illumination device using a transducer, and to provide a lighting device assembly having a plurality of the illumination device.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、Ag元素、インジウムおよび硫黄などからなる半導体微粒子を用いれば、有害性が低くかつ効率良く光を変換することが可能な波長変換器が得られることを見出して、本発明を完成させるに至った。 The present inventors have made intensive studies to solve the above problems, Ag elements, by using the semiconductor fine particles made of indium and sulfur, which can be harmful to convert low and efficient optical wavelength and it found that the transducer is obtained, and have completed the present invention.

すなわち、本発明における波長変換器、照明装置および照明装置集合体は、以下の特徴を有する。 That is, the wavelength converter in the present invention, the lighting device and a lighting device assembly has the following features.
(1)透明マトリクス中に蛍光体が分散しており、光源から発せられる光の波長を変換して、波長が変換された光を含む出力光を出力する波長変換器であって、前記蛍光体は、Ag元素と、周期表第III族元素と、硫黄とを含有し、実質的にCd,Seを含有しない半導体微粒子を備えていることを特徴とする波長変換器。 (1) and phosphor is dispersed in the transparent matrix in, converts the wavelength of light emitted from a light source, a wavelength converter wavelength outputs the output light including the converted light, the phosphor It includes a Ag elements, the periodic table group III element, contains sulfur, substantially Cd, wavelength converters, characterized in that it comprises a semiconductor particle that does not contain or Se.
(2)前記半導体微粒子はさらに亜鉛を含有していることを特徴とする(1)に記載の波長変換器。 (2) the wavelength converter according to the semiconductor fine particles is characterized in that it further comprises zinc (1).
(3)前記半導体微粒子は、Zn α Ag β InS γ (α=0.1〜1、β=0.1〜1、γ=2〜4)化合物からなることを特徴とする請求項1または2記載の波長変換器。 (3) The semiconductor fine particles, Zn α Ag β InS γ ( α = 0.1~1, β = 0.1~1, γ = 2~4) according to claim 1 or 2, characterized in that a compound wavelength converter according.
(4)前記半導体微粒子の表面は、前記半導体微粒子よりも大きなバンドギャップを有する半導体材料で被覆されていることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の波長変換器。 (4) the surface of the semiconductor fine particles, the wavelength converter according to any of characterized in that it is coated with a semiconductor material having a larger band gap than the semiconductor fine particles (1) to (3).
(5)前記半導体微粒子の表面は、有機化合物からなる表面修飾分子で被覆されていることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の波長変換器。 (5) surface of the semiconductor fine particles, the wavelength converter according to any of characterized in that it is coated with a surface modifying molecules consisting of an organic compound (1) to (3).
(6)前記半導体微粒子の表面に、前記半導体微粒子よりも大きなバンドギャップを有する半導体材料と、有機化合物からなる表面修飾分子とが順に積層されていることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の波長変換器。 (6) to the surface of the semiconductor fine particles, characterized in that the semiconductor material having a larger band gap than the semiconductor fine particles, the surface-modified molecule consisting of an organic compound are stacked in this order (1) to (3) wavelength converter according to any one of.
(7)前記表面修飾分子は珪素−酸素の結合を2つ以上繰り返し有する分子であることを特徴とする(5)または(6)に記載の波長変換器。 Wavelength converter according to characterized in that it is a molecule with repeating the binding of oxygen two or more (5) or (6) - (7) wherein the surface-modified molecule silicon.
(8)前記半導体微粒子の平均粒子径が0.5〜10nmであることを特徴とする(1)〜(7)のいずれかに記載の波長変換器。 (8) a wavelength converter according to any one of the average particle diameter of semiconductor particles, characterized in that a 0.5 to 10 nm (1) ~ (7).
(9)平均粒子径の異なる前記半導体微粒子を備えた2種以上の蛍光体が分散していることを特徴とする(1)〜(8)のいずれかに記載の波長変換器。 (9) Average wavelength converter according to any one of two or more phosphors with different said semiconductor fine particle size and wherein the dispersed (1) to (8).
(10)前記出力光のピーク波長が400〜750nmであることを特徴とする(1)〜(9)のいずれかに記載の波長変換器。 (10) a wavelength converter according to any one of the peak wavelength of the output light is characterized in that it is a 400 to 750 nm (1) ~ (9).
(11)前記波長変換器の厚みが0.1〜5mmであることを特徴とする(1)〜(10)のいずれかに記載の波長変換器。 (11) said wavelength converter according to any one of the thickness of the wavelength converter is characterized in that a 0.1 to 5 mm (1) ~ (10).
(12)励起光を発する化合物半導体からなる発光素子と、前記励起光の波長を変換する波長変換器とを基板上に備え、前記波長変換器が(1)〜(11)のいずれかに記載の波長変換器であることを特徴とする照明装置。 (12) and the light emitting element composed of a compound semiconductor that emits excitation light, and a wavelength converter for converting the wavelength of the excitation light onto the substrate, according to any one of the wavelength converter (1) to (11) lighting device which is a wavelength converter.
(13)前記波長変換器の蛍光体が備える半導体微粒子の少なくとも一部のバンドギャップエネルギーが、発光素子が発するエネルギーよりも小さいことを特徴とする(12)に記載の照明装置。 (13) at least a portion of the band gap energy of the semiconductor particle phosphor of the wavelength converter is provided in the illumination device according to and smaller than the energy emitting element is emitted (12).
(14)(12)または(13)に記載の照明装置を複数具備してなることを特徴とする照明装置集合体。 (14) (12) or (13) to the illumination device assembly characterized by comprising a plurality including a lighting device according.

上記(1)〜(3)によれば、Ag元素と、周期表第III族元素と、硫黄と、必要に応じて亜鉛とが半導体微粒子に用いられている。 According to the above (1) to (3), and Ag elements and the periodic table group III element, and sulfur, and zinc optionally is used for the semiconductor fine particles. そのため、有害性の高い原材料を用いる必要がなく、安全性の高い半導体材料によって、安全性に優れた波長変換器を実現することができる。 Therefore, it is not necessary to use high hazardous raw materials, by high safety semiconductor material, it is possible to realize an excellent wavelength converter safety. また、Ag元素は安定性が高いため、バンド間の不純物準位を低減することができ、非常に優れた量子効率を実現できる。 Further, Ag element has high stability, it is possible to reduce the impurity level of between bands can be realized very good quantum efficiency. その結果、CdSeを用いなくとも、CdSeを備えた変換器と同等以上の変換効率を備えた波長変換器を提供することができる。 As a result, without using CdSe, it is possible to provide a wavelength converter having a converter equal to or higher than the conversion efficiency having a CdSe. このような波長変換器は、照明用波長変換器として好ましく用いられる。 Such wavelength converters are preferably used as the illumination wavelength converter.

上記(4)によれば、半導体微粒子の表面をその半導体微粒子よりも大きなバンドギャップからなる半導体材料で被覆することにより、半導体微粒子表面に存在する欠陥を低減できるとともに、半導体微粒子の量子閉じ込め効果が増大するため、蛍光体の量子効率を向上させることができる。 According to the above (4), by coating a semiconductor material comprising the surface of the semiconductor fine particles from larger band gap than the semiconductor fine particles, it is possible to reduce the defects present on the surface of the semiconductor fine particles, quantum confinement effect of the semiconductor fine particles to increase, it is possible to improve the quantum efficiency of the phosphor. この結果、変換効率の優れた波長変換器を実現することができる。 As a result, it is possible to realize an excellent wavelength converter conversion efficiency.

上記(5)および(6)によれば、半導体微粒子の表面を所定の表面修飾分子で被覆することによって、蛍光体をより均一に分散することができる。 According to the above (5) and (6), by coating the surface of the semiconductor fine particles in a predetermined surface modifying molecules, it can be more uniformly dispersed phosphor. その結果、優れた変換効率を有する波長変換器が得られる。 As a result, the resulting wavelength converter having a high conversion efficiency.

上記(7)によれば、高分子樹脂、例えばシリコーン系の高分子樹脂に対する蛍光体の分散性が向上するため、出力する光にムラの少ない波長変換器が得られる。 According to the above (7), in order to improve the dispersibility of the phosphor relative to the polymeric resin, such as silicone-based polymer resin, unevenness less wavelength converter is obtained at the output light. また、珪素−酸素の結合を2つ以上繰り返し有する分子は、この部分の結合が炭素−炭素の結合であるものと比べて、珪素−酸素の結合力が強いため、光や熱による分解を受けにくい。 Further, silicon - molecule repeatedly having two or more binding of oxygen, the binding of the moiety a carbon - as compared to what is binding carbon, silicon - for bonding force of the oxygen is strong, undergo decomposition by light or heat Hateful. その結果、耐光性、耐熱性および透明性にも優れた波長変換器が得られる。 As a result, light resistance, a wavelength converter which is excellent in heat resistance and transparency is obtained. さらに、珪素−酸素の結合を2つ以上繰り返し有する分子は、撥水性を備えているため、蛍光体を水分による劣化から守る効果も得られる。 Further, silicon - molecule repeatedly having two or more oxygen bonds is provided with the water repellent, there is also an effect to protect the phosphor from deterioration due to moisture.

上記(8)によれば、平均粒子径を0.5〜10nmとすることによって、蛍光効率の高い蛍光体(半導体超微粒子)を実現でき、波長変換器内に該蛍光体を分散させることによって、非常に変換効率の高い波長変換器が得られる。 According to the above (8), by the average particle diameter is 0.5 to 10 nm, it can be realized fluorescence efficient phosphor (semiconductor ultrafine particles), by dispersing the fluorescent body in the wavelength converter , high wavelength converter very conversion efficiency can be obtained.

上記(9)によれば、波長変換器内に、平均粒子径の異なる半導体微粒子を備えた蛍光体を2種以上分散させることにより、波長変換器内で複数の波長の光に変換されるため、幅広い波長範囲をカバーすることができる。 According to the above (9), in the wavelength converter, by dispersing phosphors with different semiconductor fine average particle sizes of two or more, because it is converted into a plurality of wavelengths of light in the wavelength converter , it is possible to cover a wide wavelength range. その結果、この波長変換器を備えれば、演色性に優れた発光装置が得られる。 As a result, Sonaere the wavelength converter, the light-emitting device is obtained having excellent color rendering properties.

上記(10)によれば、波長変換器から出射される出力光のピーク波長が400〜750nmであることにより、幅広い波長範囲をカバーすることができるため、演色性を向上することができる。 According to the above (10), by the peak wavelength of the output light emitted from the wavelength converter is 400 to 750 nm, it is possible to cover a wide wavelength range, it is possible to improve the color rendering properties.

上記(11)によれば、波長変換器の厚みを0.1〜5mmとすることによって、蛍光体による波長変換効率を向上でき、かつ変換された光が他の蛍光体により吸収されることを抑制することができる。 According to the above (11), by a 0.1~5mm the thickness of the wavelength converter, that can improve the wavelength conversion efficiency by the phosphor, and the converted light is absorbed by other phosphors it can be suppressed. その結果、この波長変換器を備えれば、高効率な照明装置が得られる。 As a result, Sonaere the wavelength converter, a high-efficiency lighting device is obtained.

上記(12)によれば、上記波長変換器を備えているため、安全性、演色性および発光効率に優れた照明装置を提供することができる。 According to the above (12), due to the provision of the wavelength converter, it is possible to provide safety, an excellent illumination device color rendering property and luminous efficiency.

上記(13)によれば、前記半導体微粒子の少なくとも一部のバンドギャップエネルギーを発光素子が発するエネルギーよりも小さくすることによって、発光素子が発するエネルギーを効率よく半導体微粒子に吸収させることができるため、発光装置の発光効率をさらに向上させることができる。 According to the above (13), by less than said at least a portion of the band gap energy of the energy emitting element is emitted in the semiconductor fine particles, it is possible to absorb energy emitting element emits efficiently semiconductor fine particles, the luminous efficiency of the light emitting device can be further improved.

上記(14)によれば、上記照明装置を複数具備しているため、安全性、演色性および発光効率に優れた照明装置集合体が得られ、従来の蛍光灯に代わる非常に明るい省電力な照明装置集合体を実現できる。 According to the above (14), since the plurality includes the illumination device, the safety, the illumination device aggregate having excellent color rendering and luminous efficiency can be obtained, very bright saving alternative to conventional fluorescent lamps the lighting device assembly can be realized.

(発光装置) (Light-emitting device)
本発明の波長変換器および発光装置について、図を用いて以下説明する。 The wavelength converter and the light emitting device of the present invention will be described below with reference to FIG. 図1は、本発明の発光装置の一実施形態示す概略断面図である。 Figure 1 is a schematic sectional view showing an embodiment of a light-emitting device of the present invention. 本発明の発光装置は、励起光を発する化合物半導体からなる発光素子3と、前記発光素子と電気的に接続し、かつ外部と接続させるための導体1と、前記励起光の波長を変換する波長変換器4とを基板2上に備えている。 The light emitting device of the present invention, the wavelength converted light emitting element 3 composed of a compound semiconductor that emits excitation light, the connected light emitting elements electrically, and the conductor 1 for connecting an external, the wavelength of the excitation light a converter 4 is provided on the substrate 2. 波長変換器4は、透明マトリクス中に分散している蛍光体5を備え、光源である発光素子3から発せられる光の波長を変換して、波長が変換された光を含む出力光を出力する。 Wavelength converter 4 is provided with a phosphor 5 that are dispersed in a transparent matrix, by converting the wavelength of light emitted from the light-emitting element 3 is a light source, and outputs an output light including a light wavelength has been converted . また、図1の発光装置は反射部材6を備えている。 The light emitting device of FIG. 1 includes a reflective member 6.

図2に、本発明における発光装置の他の実施形態を示す。 Figure 2 shows another embodiment of a light emitting device in the present invention. 図2に示すように、発光素子3を被覆する内部層10を設けてもよい。 As shown in FIG. 2, it may be provided inside layer 10 covering the light-emitting element 3. 内部層10は、例えば下記に示す透明マトリクスで形成することができ、シリコーン樹脂で形成することが好ましい。 Inner layer 10 may be formed of a transparent matrix shown example below, it is preferable to form a silicone resin.

(導体) (conductor)
導体1は、発光素子3を電気的に接続するための導電路としての機能を有し、導電性接合材で発光素子3と接続されている。 Conductor 1 has a function of a light-emitting element 3 as a conductive path for electrically connecting, and is connected to the light-emitting element 3 with a conductive bonding material. 導体1としては、例えば、W,Mo,Cu,Ag等の金属粉末を含むメタライズ層を用いることができる。 The conductor 1, for example, can be used W, Mo, Cu, a metalized layer containing a metal powder such as Ag. 導体1は、基板2がセラミックスから成る場合、その上面に配線導体がタングステン(W),モリブデン(Mo)−マンガン(Mn)等から成る金属ペーストを高温で焼成して形成され、基板2が樹脂から成る場合、銅(Cu)や鉄(Fe)−ニッケル(Ni)合金等から成るリード端子がモールド成型されて基板2の内部に設置固定される。 Conductor 1, when the substrate 2 is made of ceramics, wiring conductors tungsten on the upper surface (W), molybdenum (Mo) - formed a metal paste consisting of manganese (Mn) or the like and fired at a high temperature, the substrate 2 is a resin If made of copper (Cu), iron (Fe) - lead terminal made of nickel (Ni) alloy or the like is installed fixedly molded in the interior of the substrate 2.

(基板) (substrate)
基板2は、熱伝導性に優れ、かつ全反射率の大きいことが求められるため、例えばアルミナ、窒素アルミニウム等のセラミック材料の他に、金属酸化物微粒子を分散させた高分子樹脂が好適に用いられる。 Substrate 2 is excellent in thermal conductivity, and because it is required a large total reflectance, such as alumina, in addition to the ceramic material of nitrogen such as aluminum, preferably used polymer resin obtained by dispersing metal oxide fine particles It is.

(発光素子) (Light-emitting element)
発光素子3は、蛍光体の励起を効率的に行なうことができるため、中心波長が450nm以下の光を発する半導体材料を備えた発光素子を用いている。 Light-emitting element 3, it is possible to perform excitation of the phosphor efficiently it uses a light-emitting device center wavelength with a semiconductor material that emits light below 450nm.
特に380〜420nmの光を発することが好ましい。 It is particularly preferable to emit light of 380 to 420 nm. これにより、出力光の強度を高め、より発光強度の高い照明装置を得ることが可能となる。 This increases the intensity of the output light, it is possible to obtain a high lighting device a more luminous intensity.

発光素子3は、上記中心波長を発するものが好ましいが、発光素子基板表面に、半導体材料からなる発光層を備える構造(不図示)を有していることが、高い外部量子効率を有する点で好ましい。 The light-emitting element 3 is preferably one which emits the central wavelength, the light emitting element substrate surface, it is, in that it has a high external quantum efficiency has a structure (not shown) including a light emitting layer of a semiconductor material preferable. このような半導体材料として、ZnSeや窒化物半導体(GaN等)等種々の半導体を挙げることができるが、発光波長が上記波長範囲であれば、特に半導体材料の種類は限定されない。 As such a semiconductor material, there may be mentioned ZnSe and nitride semiconductor (GaN, etc.) and the like various semiconductor, emission wavelength within the above wavelength range, no particular type of semiconductor material limitation. これらの半導体材料を有機金属気相成長法(MOCVD法)や分子線エピタシャル成長法等の結晶成長法により、発光素子基板上に半導体材料からなる発光層を有する積層構造を形成すれば良い。 These metal-organic chemical vapor deposition semiconductor material (MOCVD method) or molecular beam Epitasharu crystal growth method of growing method, may be a stacked structure having a light emitting layer made of semiconductor material in the light emitting element substrate. 発光素子基板は、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、例えば窒化物半導体からなる発光層を表面に形成する場合、サファイア、スピネル、SiC、Si、ZnO、ZrB 2 、GaNおよび石英等の材料が好適に用いられる。 The light emitting element substrate, in order to form good mass productivity good nitride semiconductor crystallinity, for example, in the case of forming a light emitting layer made of nitride semiconductor on the surface, sapphire, spinel, SiC, Si, ZnO, ZrB 2, GaN and material such as quartz is preferably used.

なお、波長変換器4が備える蛍光体5の少なくとも一部のバンドギャップエネルギーは、発光素子3が発するエネルギーよりも小さいことが好ましい。 At least a portion of the band gap energy of the phosphor 5 provided in the wavelength converter 4 is preferably smaller than the energy emitting element 3 emits. このような構成とすれば、発光素子3が発するエネルギーを効率よく蛍光体5に吸収させることができるため、発光効率を向上させることができる。 In such a configuration, it is possible to absorb energy emitting element 3 emits efficiently phosphor 5, thereby improving the luminous efficiency.

(反射部材) (Reflecting member)
発光素子3と波長変換器4の側面には、必要に応じて、光を反射する反射部材6を設け、側面に逃げる光を前方に反射し、出力光の強度を高めることができる。 The side surface of the light emitting element 3 and the wavelength converter 4, as required, the reflective member 6 for reflecting light disposed to reflect light escaping to the side surface to the front, it is possible to increase the intensity of the output light. 反射部材6の材料としては、例えばアルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)、銀(Ag)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、銅(Cu)、金(Au)、鉄(Fe)およびこれらの積層構造物や合金、さらにアルミナセラミックス等のセラミックス、またはエポキシ樹脂等の樹脂を用いることができる。 The material of the reflective member 6, for example, aluminum (Al), nickel (Ni), silver (Ag), chromium (Cr), titanium (Ti), copper (Cu), gold (Au), iron (Fe) and their it can be used in the laminate structure or an alloy further ceramic alumina ceramics or resin such as epoxy resin.

(波長変換器) (Wavelength converter)
波長変換器4は、透明マトリクス中に、半導体微粒子を有する蛍光体5を含有している。 Wavelength converter 4, in a transparent matrix, contains a phosphor 5 having semiconductor fine particles. 蛍光体5は、発光素子3から発せられる光でそれぞれ直接励起され、変換光として可視光を発生する。 Phosphor 5 are each directly excited by the light emitted from the light-emitting element 3, generates visible light as converted light. 波長変換器4内で蛍光体5により変換された変換光は、合成されて出力光として取り出される。 Converted light converted by the phosphor 5 in the wavelength converter within 4 is taken is synthesized as output light.

波長変換器4の厚みは、変換効率の観点から、0.1〜5.0mm、好ましくは0.2〜1mmとするのがよい。 The thickness of the wavelength converter 4, in view of the conversion efficiency, 0.1 to 5.0 mm, and it is preferably a 0.2 to 1 mm. 平均粒子径が0.5〜10μmの蛍光体5を用いる場合は、波長変換器4の厚みを0.3〜1.0mmとすることが好ましい。 When the average particle diameter is used phosphor 5 of 0.5~10μm is preferably set to 0.3~1.0mm the thickness of the wavelength converter 4. また、粒子径20nm以下の蛍光体5(半導体超微粒子を備えた蛍光体5)の場合は、波長変換器4の厚みを0.1〜1mm、特に0.1〜0.5mmとするのが好ましい。 In the case of the phosphor 5 of a particle size not greater than 20 nm (Phosphor 5 having semiconductor ultrafine particles), the thickness of the wavelength converter 4 0.1 to 1 mm, in particular to the 0.1~0.5mm preferable. 厚みをこの範囲内とすれば、蛍光体5による波長変換効率を向上でき、変換された光が他の蛍光体により吸収されることを抑制することができる。 If the thickness is within this range, it is possible to suppress the possible increase wavelength conversion efficiency by the phosphor 5, the converted light is absorbed by other phosphors. その結果、発光素子3から発せられる光を可視光に高効率で変換することができ、さらに変換された可視光を外部に高効率で透過させることができる。 As a result, light emitted from the light-emitting element 3 that can be converted with high efficiency into visible light, can be further converted visible light transmitted through the external efficiently.

波長変換器4内で変換された出力光のピーク波長は、400〜750nm、特に450〜650nmであることが好ましい。 Peak wavelength of the converted output light in the wavelength converter within 4, 400 to 750 nm, it is particularly preferably 450 to 650 nm. これにより、幅広い範囲で発光波長をカバーし、演色性を向上することができる。 Thus, covering the emission wavelength in a wide range, it is possible to improve the color rendering properties.

波長変換器4は、複数の蛍光体5を含有し、発光素子3から発せられる光で直接励起され、これらの光の波長が合成され、幅広い範囲で発光波長をカバーし、演色性を大幅に向上させることができる。 Wavelength converter 4, contains a plurality of phosphors 5 are directly excited by the light emitted from the light-emitting element 3, the wavelength of these lights are synthesized, covers emission wavelength in a wide range, significantly color rendering it is possible to improve. このようにして得られる可視光のピーク波長は400〜750nm、特に450〜700nm、とりわけ500〜650nmであることが好ましい。 The peak wavelength of the thus obtained visible light 400 to 750 nm, especially 450 to 700 nm, is preferably especially 500-650 nm.

波長変換器4は、幅広い範囲で発光波長をカバーし、演色性をより向上することができるため、可視光の波長範囲で、2つ以上の強度ピークを持つ蛍光を発することが望ましい。 Wavelength converter 4 covers the emission wavelength in a wide range, it is possible to improve the color rendering properties, the wavelength range of visible light, it is desirable to emit fluorescence with two or more intensity peaks. また、例えば、変換波長の異なる複数の蛍光体5を含有し、その変換波長が青色、緑色、黄色、赤色に対応する波長からなることが好ましい。 Further, for example, it contains a plurality of phosphors 5 having different conversion wavelength, the conversion wavelength blue, green, yellow, is preferably made of a wavelength corresponding to red.

(透明マトリクス) (Transparent matrix)
波長変換器4は、蛍光体5を均一に分散および担持し、かつ蛍光体5の光劣化を抑制することができるため、高分子樹脂やガラス材料などの透明マトリクス中に分散して形成することが好ましい。 Wavelength converter 4, the phosphor 5 are uniformly dispersed and supported, and it is possible to suppress light degradation of the phosphor 5, it is formed by dispersing in a transparent matrix such as a polymer resin or a glass material It is preferred. 高分子樹脂膜、ゾルゲルガラス薄膜などのガラス材料としては、透明性が高く、かつ加熱や光によって容易に変色しない耐久性を有するものが望ましい。 Polymer resin film, a glass material such as sol-gel glass film, high transparency, and those having durability does not discolor easily by heat or light is desirable.

高分子樹脂膜は、材料は特に限定されるものではなく、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、酢酸セルロース、ポリアリレート、さらにこれら材料の誘導体が用いられる。 Polymer resin film, the material is not particularly limited, for example, epoxy resin, silicone resin, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polystyrene, polycarbonate, polyethersulfone, cellulose acetate, polyarylate, further derivatives of these materials are used. 特に、350nm以上の波長域において優れた光透過性を有していることが好ましい。 In particular, it is preferable to have excellent optical transparency in the wavelength range above 350 nm. このような透明性に加え、耐熱性の観点から、シリコーン樹脂がより好適に用いられる。 In addition to such transparency, in view of heat resistance, a silicone resin is more preferably used.

ガラス材料は、シリカ、チタニア、ジルコニア、さらにそれらのコンポジット系を例示できる。 Glass material, silica, titania, zirconia, can be further illustrate their composite system. ガラス材料中に蛍光体5をそれぞれ単独で分散させて形成する。 The phosphor 5 in the glass material is respectively dispersed alone formed. 高分子樹脂膜と比較して、光、特に紫外光に対する耐久性が高く、さらに熱に対する耐久性が高いことから、製品の長寿命化を実現できる。 Compared to polymer resin film, optical, particularly high durability against ultraviolet light, because of its high durability addition to heat, it can be realized a long life of the product. また、ガラス材料は、安定性を向上させることができることから、信頼性に優れた発光装置を実現できる。 Further, the glass material, since it is possible to improve the stability, can provide excellent light-emitting device reliability.

(蛍光体) (Phosphor)
本発明で用いられる蛍光体5は、Ag元素と、インジウム、ガリウムなどの周期表第III族元素と、硫黄とを含有する半導体微粒子、または、亜鉛をさらに含有する半導体微粒子を備えている。 Phosphor 5 used in the present invention includes a Ag elements, indium, a periodic table group III element such as gallium, semiconductor particles containing a sulfur, or semiconductor particles further contains zinc. そのため、CdやSeなどの有害性の高い原材料を用いる必要がなく、安全性に優れた組成からなる半導体材料を用いて、安全性に優れた波長変換器4を実現することができる。 Therefore, there is no need to use a high hazard such as Cd and Se raw materials, by using a semiconductor material having a composition which is excellent in safety, it can be achieved a wavelength converter 4 having excellent safety. さらに、Ag元素は安定性が高いため、得られる半導体微粒子において、他の金属材料を用いた場合に比べてバンド間の不純物準位を低減することができるため、非常に優れた量子効率を実現できる。 Furthermore, since Ag element has high stability, in the resulting semiconductor microparticles, it is possible to reduce the impurity level of between bands as compared with the case of using other metal materials, achieve very good quantum efficiency it can. 従って、発光素子からの励起光を効率良く変換することができ、CdSeを備えた変換器と同等以上の変換効率を有する波長変換器4が得られる。 Therefore, the excitation light from the light emitting element can be efficiently converted, wavelength converter 4 having the transducer equal to or higher than the conversion efficiency having a CdSe can be obtained.

本発明において、蛍光体5として、平均粒子径の異なる半導体微粒子を備えた蛍光体5が、2種以上用いられていることが好ましい。 In the present invention, as the phosphor 5, phosphor 5 with different semiconductor fine average particle sizes, it is preferable to used two or more. この構成により、平均粒子径の異なる2種以上の半導体微粒子が波長変換器4内に分散・混合されれば、波長変換器4内で複数の波長の光に変換されるため、幅広い波長範囲をカバーすることができ、演色性に優れた発光装置が得られる。 With this configuration, if it is dispersed and mixed two or more kinds of fine semiconductor particles having different average particle diameters in the wavelength converter 4, to be converted into a plurality of wavelengths of light in the wavelength converter 4, a broad range of wavelengths can be covered, the light emitting device is obtained having excellent color rendering properties.

半導体微粒子の平均粒子径は、0.5〜10nmの半導体超微粒子とすることが好ましい。 The average particle diameter of the semiconductor fine particles, it is preferable that the 0.5~10nm semiconductor ultrafine particles. 平均粒子径を0.5nm以上とすれば、半導体超微粒子を表面欠陥の影響による効率低下を抑制できるため、蛍光効率の高い半導体超微粒子および蛍光体5が得られる。 If the average particle diameter is more than 0.5 nm, a semiconductor for the ultrafine particles can be suppressed efficiency reduction due to the effect of surface defects, high semiconductor ultrafine particles and the phosphor 5 fluorescence efficiency. 平均粒子径を10nm以下とすれば、光の吸収および発光を素早く繰り返すことが可能となる。 If the average particle diameter is 10nm or less, it is possible to repeat quickly absorption and emission of light. その結果、蛍光効率の優れた半導体超微粒子および蛍光体5を得ることができる。 As a result, it is possible to obtain excellent semiconductor ultrafine particles and the phosphor 5 fluorescence efficiency. また、上記半導体超微粒子は、粒子のサイズを変えることによって、赤(長波長)から青(短波長)まで様々な発光を示すこと、バンドギャップより高エネルギーであれば、励起波長に制限がないこと、発光寿命が希土類より10万倍短く、吸収、発光のサイクルを素早く繰り返すので、非常に高い輝度を実現でき、有機色素よりも劣化が少ない(劣化するまでに蛍光として出てくる光子の数は、色素の10万倍程度とされている)という特徴を有している。 Further, the semiconductor ultrafine particles, by varying the size of the particles, red (long wavelength) blue (short wavelength) to indicate the various emission, if higher energy than the band gap, there is no limit to the excitation wavelength it, emission lifetime 100,000 times shorter than the rare earth, absorption, since repeated quickly emission cycle, can achieve very high brightness, the number of photons coming out as fluorescence until less deterioration (degradation than organic dye It is characterized in that there is a 100,000 times the dye). そのため、半導体超微粒子を用いれば、優れた発光効率を備え、長寿命な波長変換器4および発光装置を実現できる。 Therefore, the use of the semiconductor ultrafine particles, excellent with a light emission efficiency can be realized wavelength converter 4 and the light emitting device of long lifetime. つまり、波長変換器4において、蛍光体5は、変換波長の異なる半導体微粒子を備えた蛍光体の組合せとしてもよい。 That is, in the wavelength converter 4, phosphor 5 may be a phosphor combinations with different semiconductor fine particles conversion wavelength.

半導体微粒子は、その表面が半導体微粒子よりも大きなバンドギャップを有する半導体材料で被覆されていてもよい。 The semiconductor fine particles, the surface may be coated with a semiconductor material having a larger band gap than the semiconductor fine particles. この構成によれば、半導体微粒子表面に存在する欠陥を低減でき、半導体微粒子の量子閉じ込め効果が増大する。 According to this configuration, it is possible to reduce the defects present on the surface of the semiconductor fine particles, quantum confinement effect of the semiconductor fine particles is increased. その結果、半導体微粒子の量子効率が向上し、変換効率の優れた波長変換器4が得られる。 As a result, the quantum efficiency is improved in the semiconductor fine particles, excellent wavelength converter 4 of the conversion efficiency can be obtained. 本発明において、被覆に用いられる半導体材料としては、例えばZnS、ZnO、MgS、GaN、GaPなどが挙げられる。 In the present invention, the semiconductor material used for the coating, for example ZnS, ZnO, MgS, GaN, etc. GaP and the like.

半導体微粒子表面を半導体微粒子よりも大きなバンドギャップを有する半導体材料で被覆する例としては、内核(コア)と外殻(シェル)からなる、いわゆるコアシェル構造とすることが挙げられる。 The surface of the semiconductor fine particles as an example be coated with a semiconductor material having a band gap than the semiconductor fine particles is formed of an inner core (core) and an outer shell (shell), and that a so-called core-shell structure. このような構造を有するコアシェル型半導体超微粒子は、エキシトン吸発光帯を利用する用途に好適な場合がある。 The core-shell semiconductor ultrafine particles having such a structure may suitable applications utilizing exciton absorption and luminescence bands. この場合、シェルの半導体粒子の組成として、バンドギャップ(禁制帯幅)がコアよりも大きなものを起用することによりエネルギー的な障壁を形成させることが一般に有効である。 In this case, the composition of the semiconductor particles of the shell, it is generally effective to form an energy barriers by band gap (forbidden band width) is appointed larger than the core. これは、外界の影響や結晶表面での結晶格子欠陥等の理由による望ましくない表面準位等の影響を抑制する機構によるものと推測される。 This is presumed to be due to mechanism of inhibiting influence of the surface state or the like undesirable due to reasons such as the crystal lattice defects at the external influences or the crystal surface. シェルに好適に用いられる半導体材料の組成としては、コア半導体結晶のバンドギャップにもよるが、バルク状態のバンドギャップが温度300Kにおいて2.0eV以上であるもの、例えばZnS、ZnO、MgS、GaN、GaPなどが好適に用いられる。 The composition of the semiconductor material suitably used for the shell, the core depending on the band gap of the semiconductor crystal, those band gap of the bulk states is 2.0eV or more at a temperature 300K, for example ZnS, ZnO, MgS, GaN, such as GaP is preferably used.

半導体微粒子は、有機化合物(例えば有機配位子)からなる表面修飾分子で被覆されていてもよい。 The semiconductor fine particles may be coated with surface modifying molecules consisting of organic compounds (e.g., organic ligands). このように表面修飾分子で被覆すれば、粒子の凝集による特性劣化を抑制することができる。 Thus coated with surface modifying molecules, it is possible to suppress characteristic deterioration due to aggregation of the particles. 具体的には、表面修飾分子の立体障害により、粒子同士を接近させることなく一定の距離を保って、蛍光体5を分散することができる。 Specifically, by steric hindrance of the surface-modified molecule can retain a certain distance without approaching the particles to each other, dispersing the phosphor 5. このように分散させれば、蛍光体5の凝集による特性の劣化を抑制して、半導体微粒子および蛍光体5の機能を最大限に発現することができ、優れた変換効率を有する波長変換器4が得られる。 If ask this way is dispersed, to suppress deterioration in characteristics due to aggregation of the phosphor 5, it is possible to express the best performance of the semiconductor fine particles and the phosphor 5, a wavelength converter with excellent conversion efficiency 4 It is obtained.

表面修飾分子としては、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、n−ペンチル基、シクロペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基等の炭素数3〜20程度のアルキル基、フェニル基、ベンジル基、ナフチル基、ナフチルメチル基等の芳香族炭化水素基を含有する炭化水素基等を有する分子が挙げられ、中でもn−ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、ヘキサデシル基等の炭素数6〜16程度の直鎖状アルキル基を有する分子が更に好ましい。 The surface-modified molecule, n- propyl group, an isopropyl group, n- butyl group, an isobutyl group, n- pentyl group, a cyclopentyl group, n- hexyl group, a cyclohexyl group, octyl group, decyl group, dodecyl group, hexadecyl group, alkyl groups each having about 3 to 20 carbon atoms such as octadecyl group, a phenyl group, a benzyl group, a naphthyl group, the molecule include having a hydrocarbon group containing an aromatic hydrocarbon group such as naphthylmethyl group, among others n- hexyl group, octyl group, decyl group, dodecyl group, the molecule is more preferably a straight chain alkyl group having about 6 to 16 carbon atoms, such as hexadecyl group. また、メルカプト基、ジスルフィド基、チオフェン環等の硫黄原子含有官能基、アミノ基、ピリジン環、アミド結合、ニトリル基等の窒素原子含有官能基、カルボキシル基、スルホン酸基、ホスホン酸基、ホスフィン酸基等の酸性官能基、ホスフィン基やホスフィンオキシド基等のリン原子含有官能基、あるいはヒドロキシ基、カルボニル基、エステル結合、エーテル結合、ポリエチレングリコール鎖等の酸素原子含有官能基等を有する分子を、表面修飾分子として用いてもよい。 Further, a mercapto group, a disulfide group, a thiophene sulfur atom-containing functional group ring and an amino group, a pyridine ring, an amide bond, a nitrogen atom-containing functional group such as a nitrile group, a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphonic acid group, phosphinic acid acidic functional groups such as groups, phosphorus-containing functional group such as a phosphine group and phosphine oxide group or a hydroxy group, a carbonyl group, an ester bond, an ether bond, a molecule having such as an oxygen atom containing functional groups such as polyethylene glycol chain, it may be used as the surface modifying molecules. これら表面修飾分子は、表面修飾分子の立体障害により、蛍光体5同士を接近させることなく一定の距離を保って分散させることができる点で好ましく用いられる。 These surface modifying molecules due to steric hindrance of the surface-modified molecule, is preferably used in that it can be dispersed while maintaining a constant distance without approaching the phosphor 5 to each other.

また、上記表面修飾分子としては、珪素−酸素の結合を2つ以上繰り返し有する分子、例えば珪素−酸素の結合を主体としアミノ基、カルボキシル基、メルカプト基およびヒドロキシ基から選ばれる官能基を有するシリコーン系化合物を用いてもよい。 Further, as the surface modifying molecules, silicon - two or more repeating having molecular binding oxygen, such as silicon - amino mainly the binding of oxygen, carboxyl group, silicone having a functional group selected from mercapto and hydroxy groups it may be used system compound. このような表面修飾分子を用いた場合は、前記透明マトリクスを、珪素−酸素の結合を主体とするシリコーン樹脂とし、蛍光体5をシリコーン樹脂に分散させることが好ましい。 When using such a surface-modified molecule, said transparent matrix, silicon - bound oxygen and a silicone resin mainly, it is preferable to disperse the phosphor 5 in the silicone resin. これら構成により、高分子樹脂、例えばシリコーン系の高分子樹脂に対する蛍光体5の分散性が向上し、優れた変換効率、耐光性、耐熱性および透明性にも優れた波長変換器4が得られる。 These configurations, polymer resin, for example, improves the dispersibility of the phosphor 5 against polymer resin silicone, superior conversion efficiency, light resistance, the wavelength converter 4 having excellent heat resistance and transparency is obtained .

図3に蛍光体5および半導体微粒子の構成例を示す。 It shows a configuration example of the phosphor 5 and the semiconductor fine particles in FIG. 図3に示すように、蛍光体5は半導体微粒子20を備えており、半導体微粒子20の表面には半導体材料21と表面修飾分子25とが順に積層されている。 As shown in FIG. 3, the phosphor 5 is provided with a semiconductor particle 20, and the semiconductor material 21 and the surface modifying molecules 25 are sequentially stacked on the surface of the semiconductor fine particles 20. なお、半導体微粒子20の表面は、半導体材料21のみが被覆していてもよく、表面修飾分子25のみが被覆していてもよい。 The surface of the semiconductor fine particles 20 may be only a semiconductor material 21 is not coated, only the surface-modified molecule 25 may be coated. しかし、半導体微粒子20の表面は、半導体材料21および表面修飾分子25の両方で被覆されていることが好ましく、図3に示すように半導体材料21と表面修飾分子25とが順に積層されているのがより好ましい。 However, the surface of the semiconductor fine particles 20 is preferably covered by both of the semiconductor material 21 and the surface modifying molecules 25, and the semiconductor material 21 and the surface modifying molecules 25 as shown in FIG. 3 are stacked in this order It is more preferable.

(半導体微粒子の作製) (Preparation of semiconductor fine particles)
上記半導体微粒子および半導体超微粒子は、例えば以下に示す製造方法によって製造することができる。 The semiconductor fine particles and semiconductor ultrafine particles can be manufactured by the method shown below, for example. 例えば、火炎プロセス・プラズマプロセス・電気加熱プロセス・レーザープロセス等の気相化学反応法、物理冷却法、ゾルゲル法・アルコキシド法・共沈法・ホットソープ法・水熱合成法・噴霧熱分解法等の液相法、さらにメカノケミカルボンディング法等によって、製造することができる。 For example, gas phase chemical reaction method, such as flame process plasma process, electrical heating process laser process, physical cooling method, a sol-gel method, alkoxide method, a coprecipitation method, a hot soap method, hydrothermal synthesis method, spray pyrolysis method like the liquid phase method, can be further by mechanochemical bonding method or the like, to produce. また、本発明で用いられる半導体微粒子を作製する場合は、ホットソープ方法で作製することが好ましい。 In the case of manufacturing a semiconductor fine particles used in the present invention is preferably produced by hot soap method.
また、平均粒子径の測定は、後述の実施例において半導体超微粒子(黄色蛍光体5a、赤色蛍光体5b)の平均粒子径を測定した方法を用いて測定することができる。 Also, measurement of the average particle diameter can be measured using the average method the particle size was measured of the semiconductor ultrafine particles (yellow phosphor 5a, the red phosphor 5b) in the examples below.

(波長変換器の作製) (Preparation of a wavelength converter)
波長変換器4は、ゾルゲルガラス膜などのガラス材料または高分子樹脂膜を用いて、塗布法により形成することができる。 Wavelength converter 4 using a glass material or a polymer resin film such as sol-gel glass film can be formed by a coating method. 一般的な塗布法であれば限定されないが、ディスペンサーによる塗布が好ましい。 Not limited as long as it is a general coating method, but coating using a dispenser is preferable. 例えば、液状で未硬化の樹脂、ガラス材料、または溶剤で可塑性を持たせた樹脂およびガラス材料に、蛍光体5を混合することにより製造することができる。 For example, the resin of the uncured liquid, a glass material or a resin and glass material to have a plasticity in a solvent, can be prepared by mixing the phosphor 5. 未硬化の樹脂としては、例えばシリコーン樹脂が使用できる。 The uncured resin such as silicone resin can be used. これらの樹脂は2液を混合して硬化させるタイプのものであっても1液で硬化するタイプのものであっても良く、2液を混合して硬化させるタイプの場合、両液にそれぞれ蛍光体5を混練してもよく、あるいはどちらか一方の液に蛍光体5を混練しても構わない。 These resins may be of a type that cures in 1 solution be of a type that is cured by mixing two liquids, if of a type that is cured by mixing two liquids, on both liquid fluorescent it may be kneaded body 5, or either one of the liquid may be kneaded phosphor 5. また、溶剤で可塑性を持たせた樹脂としては例えばアクリル樹脂を使用することができる。 The resin which gave plasticity in a solvent can be used such as acrylic resin.

硬化した波長変換器4は、未硬化状態でディスペンサー等の塗布法を使用するなどして、フィルム状に成形したり、所定の型に流し込んで固めることで得られる。 Cured wavelength converter 4 is such as using a coating method such as a dispenser in the uncured state, or formed into a film, obtained by solidifying poured into a predetermined mold. 樹脂およびガラス材料を硬化させる方法としては、熱エネルギーや光エネルギーを使う方法がある他、溶剤を揮発させる方法がある。 As a method of curing the resin and glass material, it presents a method to use thermal energy or light energy, there is a method of evaporating the solvent.

(発光装置の作製) (Preparation of a light-emitting device)
本発明の発光装置は、図1および図2に示すように、波長変換器4を発光素子3上に設置することにより得られる。 The light emitting device of the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, is obtained by placing the wavelength converter 4 on the light-emitting element 3. 波長変換器4を発光素子3上に設置する方法としては硬化したシート状の波長変換器4を発光素子3上に設置することが可能であるほか、液状の未硬化の材料を発光素子3上に設置した後、硬化させて設置することも可能である。 In addition as a method for installing a wavelength converter 4 on the light-emitting element 3 is capable of installing the wavelength converter 4 sheet-like cured on the light emitting element 3, the light-emitting element 3 on the material of the uncured liquid after placing in, it is also possible to install cured.

(照明装置集合体) (Lighting device aggregate)
本発明の照明装置集合体は、上記照明装置を複数具備してなる。 Lighting device assembly of the present invention is formed by a plurality equipped with the illumination device. 従って、安全性、演色性および発光効率に優れた照明装置集合体が得られ、非常に明るくかつ省電力な照明装置集合体が得られる。 Accordingly, safety, color rendering properties and excellent lighting device aggregate luminous efficiency is obtained, a very bright and power-saving lighting apparatus assembly is obtained. 例えば、同一平面状に複数並べる構成を有する照明装置集合体が好ましい。 For example, the lighting device assembly having a plurality arranging structure on the same plane is preferred.

以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。 Hereinafter, detailed explanation of the present invention to examples, the present invention is not limited only to the following examples.

[実施例1] [Example 1]
(半導体超微粒子の作製) (Preparation of semiconductor ultrafine particles)
表1に示す半導体超微粒子を、ホットソープ法により、以下に示す方法にて作製した。 Semiconductor ultrafine particles shown in Table 1, by the hot soap method, was produced in the following method. まず、所定量の塩化銀(関東化学社製)と、所定量の塩化インジウム(関東化学社製)とを、それぞれオレイルアミンに溶解させた。 First, a predetermined amount of silver chloride (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.), and a predetermined amount of indium chloride (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) were each dissolved oleylamine. 次に、それぞれの溶液を混合して溶液1を調製した。 Next, the solution 1 was prepared by mixing the respective solutions. 次に、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛7.6g(0.1M)(関東化学社製)をオレイルアミンおよびトリオクチルホスフィンの混合液に溶解させて、溶液2を調製した。 Then, zinc diethyldithiocarbamate 7.6g of (0.1 M) (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) was dissolved in a mixture of oleyl amine and trioctyl phosphine, a solution 2 was prepared. 溶液1および溶液2の調整は、窒素中で行った。 Adjustment of the solution 1 and solution 2 was carried out in nitrogen. なお、塩化銀および塩化インジウムの量は、表1に記載の仕込み比(モル比)となるように添加した。 The amount of silver chloride and indium chloride were added to a charge ratio in Table 1 (molar ratio).

上記方法にて作製した溶液1と溶液2とを混合し、攪拌して、表1に示す反応温度(℃)および反応時間(時間)にて、半導体超微粒子(Zn α Ag β InS γ (α=0.1〜1、β=0.1〜1、γ=2〜4)を合成した。なお、銀とインジウムと硫黄との仕込み比(モル比)、反応温度、および反応時間を変えることにより(表1参照)、半導体超微粒子の平均粒子径を制御した。反応終了後、この溶液を室温に冷却した。冷却した溶液に、さらに、トルエンを加えて均一に混合した後、さらにエタノールを加えて遠心分離機で10分間1500Gの加速度をかけて、半導体超微粒子を沈殿させた。 Mixing the solutions 1 and 2 prepared by the above method and stirred at a reaction temperature shown in Table 1 (° C.) and reaction time (time), semiconductor ultrafine particles (Zn α Ag β InS γ ( α = 0.1 to 1, beta = 0.1 to 1, was synthesized gamma = 2 to 4). in addition, charge ratio of silver and indium and sulfur (molar ratio), by changing the reaction temperature, and reaction time (refer to Table 1), to control the average particle diameter of the semiconductor ultrafine particles. after completion of the reaction, the solution was. cooled cooling to room temperature a solution, further, they were uniformly mixed by adding toluene, further ethanol added over an acceleration of 1500 G 10 minutes at centrifuge to precipitate the semiconductor ultrafine particles.
半導体超微粒子(黄色蛍光体5a、赤色蛍光体5b)の平均粒子径は透過型電子顕微鏡(TEM)を使用して測定した。 The average particle diameter of the semiconductor ultrafine particles (yellow phosphor 5a, the red phosphor 5b) was measured using a transmission electron microscope (TEM). その結果を表1に示す。 The results are shown in Table 1.
使用した透過型電子顕微鏡はJEOL製JEM2010Fであり、以下の手順で加速電圧200kVの観察を行った。 Transmission electron microscope used was JEOL Ltd. JEM2010F, was observed at an accelerating voltage 200kV following procedure. 上記のようにして沈殿させた半導体超微粒子をサンプル瓶にとり、粒子濃度が0.002〜0.02モル/リットルの範囲となる量のIPAやトルエンを加えて分散させた。 Taking a semiconductor ultrafine particles precipitated as described above in a sample bottle, was added and dispersed IPA and toluene in an amount where the particle concentration in the range of 0.002 to 0.02 mol / liter. これをTEM観察用マイクログリッドですくい取り、乾燥後、透過型電子顕微鏡にセットした。 This skimmed micro grid for TEM observation, dried and set in a transmission electron microscope. 平均粒子径の測定は格子像より粒子を確認して行った。 Measurement of Average particle diameter were performed to confirm the particles from the lattice image. まず、粒子がメッシュに付着している部分を低倍率で探した。 First, locate the portion where the particles are attached to the mesh at a low magnification. この時、半導体超微粒子が多く付着している部分は粒子が電子線の方向に重なっているため平均粒子径の測定には適さない。 In this case, the portion where the semiconductor ultrafine particles is often deposited is not suitable for measurement of the average particle diameter since the particles are overlapped in the direction of the electron beam. また、マイクログリッドのCuメッシュの部分に付着している半導体超微粒子も格子像が観察できないため平均粒子径の観察には適さない。 Moreover, not suitable for the average particle size observed for the semiconductor ultrafine particles even lattice image can not be observed attached to the Cu mesh portion of the microgrid. 従って、平均粒子径を測定する半導体超微粒子はマイクログリッドの樹脂の部分にある極力重なりの少ない部分を選んで行なった。 Therefore, semiconductor ultrafine particles measuring the average particle size was made to choose as small as possible partial overlapping in the portion of the resin of the microgrid. 次に、この部分を1,000,000倍程度に拡大して格子像の確認を行なう。 Next, the confirmation of the lattice image by enlarging the portion of about 1,000,000.
このとき、半導体超微粒子の周囲に合成時に使用した有機成分が多く残っている場合には格子像がぼやけてしまうため、平均粒子径を正しく測定することができない。 At this time, since the lattice image blurs in the case where the organic component used in the synthesis around the semiconductor ultrafine particles remain many, it is impossible to correctly measure the average particle diameter. このような場合には場所を変えて観察を行なうか、場合によっては合成時の有機成分の除去を繰り返し行なったサンプルを準備しなおして観察を行なった。 Or perform observation at different sites in such a case, in some cases performed observed again to prepare a sample was subjected repeatedly to remove the organic components during synthesis.
合成時の有機成分の除去は、沈殿させた半導体超微粒子にクロロホルム、トルエンもしくはヘキサンを加えて超音波で分散させた後、ここにアルコール(例えばエタノール)を加えて、遠心分離機にかけることで行なうことができる。 Removal of the organic components during synthesis, chloroform semiconductor ultrafine particles precipitated were dispersed ultrasonically by adding toluene or hexane, here added alcohol (e.g. ethanol), by centrifuging it can be carried out. 合成時の有機成分は上澄みのエタノールに溶解し、半導体超微粒子は沈殿する。 The organic component in the synthesis was dissolved in ethanol supernatant, semiconductor ultrafine particles is precipitated. 必要に応じてこの操作を繰り返した。 This procedure was repeated as necessary. このようにして合成時に使用した有機成分の付着の少ない半導体超微粒子を探し出した後、この部分を倍率4,000,000倍として格子像の写真撮影を行なった。 After finding less semiconductor ultrafine particles adherent organic components used this way during the synthesis was performed photography lattice image of this part as 4,000,000 fold magnification. このとき電子線を長く当て続けると半導体超微粒子は移動してしまうため、速やかに撮影を行なった。 At this time continue to rely on increasing the electron beam for semiconductor ultrafine particles would move, it was carried out promptly shot.
半導体超微粒子の平均粒子径は撮影した格子像200個の直径を元に以下の方法で処理することにより求めた。 The average particle diameter of the semiconductor ultrafine particles was determined by treating in the following manner based on the captured 200 diameter image grid.
測定した格子像の直径を、ヒストグラムを用いて統計的に処理することで、長さ平均直径を算出した。 The diameter of the measured lattice image, by statistically processing using the histogram was calculated length average diameter. 長さ平均直径の算出方法は、直径区に属する個数をカウントし、直径区の中心値と個数のそれぞれの積の和を、測定した格子像の個数の総数で割るという方法を用いた(平均粒子径の形状とその計算式、「セラミックの製造プロセス」p.11〜12、窯業協会編集委員会講座小委員会編、参照)。 The method of calculating the length average diameter, counts the number belonging to a diameter District, the sum of the product of the central value and the number of diameter Ward, using the method of dividing the total number of the number of the measured lattice image (average shape and its calculation formula of particle size, "ceramic manufacturing process" p.11~12, ceramic Association Editorial Board course subcommittee ed, see). このようにして計算した長さ平均直径を半導体超微粒子の平均粒子径とみなした。 Thus the average length of diameters were calculated was regarded as the average particle diameter of the semiconductor ultrafine particles.

[比較例1] [Comparative Example 1]
実施例1と同様にホットソープ法にて、平均粒子径(2nm、2.9nm、4.7nm、120nm)のセレン化カドミウム(CdSe)の半導体超微粒子を作製した。 In the same hot soap method as in Example 1 to produce an average particle diameter (2nm, 2.9nm, 4.7nm, 120nm) selenide semiconductor ultrafine particles cadmium (CdSe) of.
関東化学社製の7.9g(0.1M)のSe粉末をトリオクチルフォスフィン(TOP)250gに溶解させ、これを溶液1とした。 The Se powder manufactured by Kanto Chemical Co., Inc. of 7.9 g (0.1 M) was dissolved in trioctylphosphine (TOP) 250 g, which was used as a solution 1. 次に、関東化学社製の7.6g(0.1M)の硫化ナトリウムをトリオクチルフォスフィン(TOP)250gに溶解させ、これを溶液2とした。 Then, the sodium sulfide manufactured by Kanto Chemical Co., Inc. of 7.6 g (0.1 M) was dissolved in trioctylphosphine (TOP) 250 g, which was used as a solution 2.
次に、関東化学製の酢酸カドミウム5.3g(0.02M)及びステアリン酸100gを混合し、130℃にて溶解した。 Then mixed Kanto Chemical cadmium acetate 5.3 g (0.02 M) and stearic acid 100 g, was dissolved at 130 ° C.. この溶液にトリオクチルフォスフィンオキシド(TOPO)を400g加え300℃に加熱し、溶解した。 The solution of trioctylphosphine oxide and (TOPO) heated to 400g plus 300 ° C. to and dissolved.
この溶液に、前記の溶液1を添加して300℃の条件で反応させた。 The solution was reacted under the conditions of the addition to 300 ° C. a solution 1 above. 反応終了後、室温に冷却し、冷却した溶液に、さらにトルエンを200g加えて均一に混合した後、さらにエタノールを加えて遠心分離機で10分間1500Gの加速度をかけて、セレン化カドミウム粒子を沈殿させた。 After completion of the reaction, cooled to room temperature, the cooled solution, further were uniformly mixed with 200g of toluene, over a period of acceleration of 1500 G 10 minutes with a centrifuge added further ethanol precipitation cadmium selenide particles It was. 次に、このセレン化カドミウム粒子に酢酸亜鉛3.7g(0.02M)及びステアリン酸100gを混合し、130℃にて溶解した。 Then, zinc acetate 3.7 g (0.02 M) and stearic acid 100g was mixed with the cadmium selenide particles, and dissolved at 130 ° C.. この溶液にトリオクチルフォスフィンオキサド(TOPO)を400g加え、300℃に加熱し、溶液2を添加した後、室温に冷却した。 The solution trioctylphosphine oxa de (TOPO) was added 400g to, and heated to 300 ° C., was added a solution 2 was cooled to room temperature. これに、トルエンを200g加えて均一に混合した後、さらにエタノールを加えて遠心分離機で10分間1500Gの加速度をかけて硫化亜鉛で表面を被覆したコアシェル構造のセレン化カドミウム粒子を沈殿させて作製した。 Preparation this, and were uniformly mixed with 200g of toluene, and further ethanol was added to precipitate the cadmium selenide particles of the core-shell structure having a surface coated with a zinc sulfide over an acceleration of 1500 G 10 minutes with a centrifuge did.

[実施例2〜11] [Examples 2 to 11]
(コアシェル構造の形成) (Formation of core-shell structure)
実施例1の上記半導体超微粒子に、下記の方法にて半導体材料(硫化亜鉛(ZnS))で表面を被覆し、コアシェル構造を形成した。 In the semiconductor ultrafine particles in Example 1, a surface coated with a semiconductor material (zinc sulfide (ZnS)) by the following method, to form a core-shell structure. まず、上記方法で得られた半導体超微粒子を、酢酸亜鉛1.1g及びオレイン酸9.9mL、オクタデセン300mL混合溶液に添加し、アルゴンフロー条件下170℃にて2時間加熱攪拌した。 First, the semiconductor ultrafine particles obtained by the above method, zinc acetate 1.1g and 9.9mL of oleic acid, was added to octadecene 300mL mixture was heated for 2 hours stirring under argon flow conditions 170 ° C.. この溶液に硫黄12g/トリオクチルフォスフィン(TOP)を1.5g加え、300℃で攪拌した。 The solution of sulfur 12 g / trioctylphosphine (TOP) was added 1.5g, and the mixture was stirred at 300 ° C.. 反応終了後、室温まで冷却し、これにトルエンを200g加えて均一に混合した後、さらにエタノールを加えて遠心分離機で10分間1500Gの加速度をかけて、硫化亜鉛で表面を被覆したコアシェル構造を有する半導体超微粒子を沈殿させた。 After completion of the reaction, it was cooled to room temperature, after mixing a toluene to uniformly added 200 g, over the acceleration of 1500 G 10 minutes with a centrifuge added further ethanol, a core-shell structure having a surface coated with a zinc sulfide semiconductor ultrafine particles with precipitated.

(表面修飾分子の形成) (Formation of surface-modified molecules)
実施例1の半導体超微粒子と、コアシェル構造の半導体超微粒子(実施例2〜12)と、比較例1の半導体超微粒子とのそれぞれ(1g)に、アミノ基を官能基に有し、かつ側鎖置換基がメチル基である変性シリコーン2gを加え、窒素雰囲気下40℃、8時間加熱攪拌した。 And semiconductor ultrafine particles of Example 1, the semiconductor ultrafine particles having a core-shell structure (Examples 2 to 12), respectively (1 g) of the semiconductor ultrafine particles Comparative Example 1, having an amino group in the functional group and the side Additionally chain substituents modified silicone 2g is a methyl group, under nitrogen atmosphere 40 ° C., and stirred for 8 hours. 続いて、上記手法で得られた液体にトルエンを2g加えて攪拌した後、これにメタノールを10g加えた。 Then, after stirring was added 2g of toluene in the liquid obtained by the above method, the methanol was added 10g thereto. 白濁したのを確認してから遠心分離機で30分間1500Gの加速度をかけて半導体超微粒子を沈殿させた。 Precipitating the semiconductor ultrafine particles after confirming that the cloudy over an acceleration of 1500 G 30 minutes in a centrifuge. その後、上澄み液のトルエン及びメタノール溶液をスポイドで除去した。 Thereafter, the toluene was removed and the methanol solution of the supernatant in dropper. この操作を3回繰り返して過剰の変性シリコーンを除去して、アミノ基置換変性シリコーンで被覆された半導体超微粒子(蛍光体)を得た。 This operation was repeated three times to remove excess modified silicone, to obtain a coated semiconductor ultrafine particles with an amino group substituted-modified silicone (phosphor). なお、変性シリコーンでの被覆の状態については、フーリエ変換赤外分光分析、さらにX線光電子分光分析にて確認した。 Note that the state of coating with modified silicones, Fourier transform infrared spectroscopy, it was confirmed by further X-ray photoelectron spectroscopy. 上記方法で合成した半導体超微粒子の蛍光波長(発光特性)を表1に示す。 Fluorescence wavelength of the semiconductor ultrafine particles synthesized above method (light emitting characteristics) are shown in Table 1.

(量子効率の測定) (Measurement of the quantum efficiency)
得られた蛍光体の量子効率を、下記の通り、量子効率が既知の参照物質(ローダミンB)を準備し、その参照物質との相対比較により求める方法で測定した。 The quantum efficiency of the resulting phosphor, as described below, the quantum efficiency is to prepare a known reference substance (Rhodamine B), it was measured by the method determined by relative comparison with the reference substance.
(量子効率測定法) (Quantum efficiency measurement method)
(1)蛍光体と参照物質をトルエンに溶解する。 (1) a phosphor and a reference substance are dissolved in toluene. このとき、それぞれの溶液濃度を、発光素子の発光波長(波長395nm)で吸光度が0.2になるように、調整した。 At this time, each solution concentration, the absorbance at the emission wavelength of the light emitting element (wavelength 395 nm) is such that 0.2 was adjusted.
(2)調整したそれぞれの溶液をトルエンにて10倍に薄め、島津製作所製蛍光光度計で、発光特性を測定した。 (2) diluting the adjusted each solution to 10 times with toluene, made by Shimadzu Corporation fluorometer, and the light emission properties were measured. 励起波長は395nmを用いた。 Excitation wavelength was used 395nm.
(3)それぞれの蛍光スペクトル面積を求めた。 (3) it was determined respective fluorescent spectrum area. それぞれの面積を用いて、下記式の通り、蛍光体の量子効率を求めた。 Using each of the areas, as the following equation to determine the quantum efficiency of the phosphor.

結果を表1に示す。 The results are shown in Table 1.

表1によれば、上記方法で得られた蛍光体(実施例1〜12)はすべて70%以上の量子効率を示したことが分かる。 According to Table 1, the phosphor obtained in the method (Examples 1-12) all it can be seen that shows the quantum efficiency of 70% or more.

(発光素子の実装) (Implementation of the light-emitting element)
発光素子は、発光素子基板上に、(1)アンドープの窒化物半導体であるn型GaN層、(2)Siドープのn型電極が形成されn型コンタクト層となるGaN層、(3)アンドープの窒化物半導体であるn型GaN層を積層し、次に、(4)発光層を構成するバリア層となるGaN層、(5)井戸層を構成するInGaN層、(6)バリア層となるGaN層の(4)〜(6)を1セットとし、GaN層に挟まれたInGaN層を5層積層させ多重量子井戸構造となっているものを用いた。 Light emitting element, the light emitting element substrate, (1) undoped n-type GaN layer is a nitride semiconductor, (2) is n-type electrode of Si dope is formed n-type contact layer and formed of GaN layer, (3) an undoped the n-type GaN layer which is a nitride semiconductor laminated, then a (4) GaN layer serving as the barrier layer constituting the light emitting layer, InGaN layer constituting the (5) well layers, (6) a barrier layer the GaN layer (4) to (6) as one set, was used which is a multiple quantum well structure by stacking InGaN layer sandwiched between GaN layer five layers. この発光素子を配置するための配線パターンが形成された基板と、近紫外LEDを取り囲む枠状の反射部材とを形成するパッケージ内に実装した。 A board on which a wiring pattern for arranging the light emitting element is formed, and mounted in a package to form a frame-shaped reflection member surrounding the near-ultraviolet LED. 該パッケージ内の配線パターンに、Agペーストを介して、発光素子を実装した。 The wiring pattern of the package, through the Ag paste, mounting the light emitting element.

(内部層の作製) (Production of the inner layer)
続いて、パッケージ内にシリコーン樹脂を充填して、発光素子を被覆し、さらに加熱することによって該樹脂を硬化させ、内部層を形成した。 Subsequently, by filling the silicone resin into the package, covering the light emitting element, curing the resin by further heating to form an inner layer. シリコーン樹脂の充填は、ディスペンサーを用いて塗布法にて形成した。 Filling of the silicone resin was formed by a coating method using a dispenser.

(波長変換器の作製) (Preparation of a wavelength converter)
ジメチルシリコーン骨格からなるシリコーン樹脂100重量部に、上記実施例1〜11および比較例1の蛍光体30重量部を分散混合し、蛍光体含有樹脂ペーストを作製した。 100 parts by weight of silicone resin consisting of dimethyl silicone structure, the phosphor 30 parts by weight of the above Examples 1 to 11 and Comparative Example 1 were dispersed and mixed to prepare a phosphor-containing resin paste. 得られた蛍光体含有樹脂ペーストを、平滑な基板上にディスペンサーにて塗布形成し、これをホットプレート上で150℃5分間加熱して、仮硬化膜を作製した。 The resulting phosphor-containing resin paste, formed by coating by a dispenser on a smooth substrate, which was heated 0.99 ° C. 5 minutes on a hot plate to prepare a temporarily cured film. さらに、これを150℃の乾燥機内で5時間加熱させて、蛍光体含有フィルム(波長変換器)を作製した。 Furthermore, This was heated for 5 hours in a dryer of 0.99 ° C., to produce a phosphor-containing film (wavelength converter). なお、得られた蛍光体含有フィルム(波長変換器)の厚みは0.5mmであった。 The thickness of the resultant phosphor-containing film (wavelength converter) was 0.5 mm.

(発光装置の作製) (Preparation of a light-emitting device)
上記蛍光体含有フィルムを内部層の上面に取り付けて、図2に示す発光装置を得た。 Attach the phosphor-containing film on the upper surface of the inner layer to obtain a light-emitting device shown in FIG. なお、得られた波長変換器は、内部層と同一のシリコーン樹脂と同じ材料樹脂を接着剤として介在させて形成した。 Incidentally, the obtained wavelength converter formed by the same material resin as the same silicone resin and the inner layer is interposed as an adhesive.

(発光効率試験) (Luminous efficiency test)
それぞれの波長変換器からなる発光装置の発光効率は、大塚電子社製の発光特性評価装置を使用して測定した。 Luminous efficiency of each of the light-emitting device comprising a wavelength converter, was measured using a light-emitting characteristic evaluation apparatus manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.. 測定の結果、実施例1〜11では、すべて60lm/W以上の高い発光効率を示す照明装置が得られた。 As a result of the measurement, in Examples 1 to 11, the lighting device is obtained that shows all 60 lm / W or more high luminous efficiency.

本発明の波長変換器および発光装置の実施形態を示す概略断面図である。 It is a schematic sectional view showing an embodiment of a wavelength converter and the light emitting device of the present invention. 本発明の波長変換器および発光装置の他の実施形態を示す概略断面図である。 It is a schematic sectional view showing another embodiment of the wavelength converter and the light emitting device of the present invention. 本発明の波長変換器で用いられる蛍光体の例を示す概略断面図である。 It is a schematic sectional view showing an example of a phosphor used in the wavelength converter of the present invention. 従来の発光装置を示す概略断面図である。 It is a schematic sectional view showing a conventional light emitting device. 従来の発光装置を示す概略断面図である。 It is a schematic sectional view showing a conventional light emitting device.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 導体 2 基板 3 発光素子 4 波長変換器 5 蛍光体 6 反射部材 20 半導体微粒子 21 半導体材料 25 表面修飾分子 1 conductor 2 substrate 3 light-emitting element 4 wavelength converter 5 phosphor 6 reflecting member 20 fine semiconductor particles 21 semiconductor material 25 surface-modified molecule

Claims (14)

  1. 透明マトリクス中に蛍光体が分散しており、光源から発せられる光の波長を変換して、波長が変換された光を含む出力光を出力する波長変換器であって、 And phosphor is dispersed in a transparent matrix, by converting the wavelength of light emitted from a light source, a wavelength converter wavelength outputs the output light including the converted light,
    前記蛍光体は、Ag元素と、周期表第III族元素と、硫黄とを含有し、実質的にCd,Seを含有しない半導体微粒子を備えていることを特徴とする波長変換器。 The phosphor and Ag elements and the periodic table group III element, contains sulfur, substantially Cd, wavelength converters, characterized in that it comprises a semiconductor particle that does not contain or Se.
  2. 前記半導体微粒子はさらに亜鉛を含有していることを特徴とする請求項1に記載の波長変換器。 Wavelength converter according to claim 1, wherein said semiconductor fine particles, further contains zinc.
  3. 前記半導体微粒子は、Zn α Ag β InS γ (α=0.1〜1、β=0.1〜1、γ=2〜4)化合物からなることを特徴とする請求項1または2記載の波長変換器。 The semiconductor fine particles, Zn α Ag β InS γ ( α = 0.1~1, β = 0.1~1, γ = 2~4) Wavelength of claim 1 or 2, wherein the a compound converter.
  4. 前記半導体微粒子の表面は、前記半導体微粒子よりも大きなバンドギャップを有する半導体材料で被覆されていることを特徴とする請求項1〜3のずれかに記載の波長変換器。 Wherein the surface of the semiconductor fine particles, the wavelength converter according to any deviation of the claims 1 to 3, characterized in that it is coated with a semiconductor material having a larger band gap than the semiconductor fine particles.
  5. 前記半導体微粒子の表面は、有機化合物からなる表面修飾分子で被覆されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の波長変換器。 The surface of the semiconductor fine particles, the wavelength converter according to claim 1, characterized in that it is coated with a surface modifying molecules consisting of organic compounds.
  6. 前記半導体微粒子の表面に、前記半導体微粒子よりも大きなバンドギャップを有する半導体材料と、有機化合物からなる表面修飾分子とが順に積層されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の波長変換器。 The surface of the semiconductor fine particles, according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the semiconductor material having a larger band gap than the semiconductor fine particles, the surface-modified molecule consisting of an organic compound are stacked in this order wavelength converter.
  7. 前記表面修飾分子は珪素−酸素の結合を2つ以上繰り返し有する分子であることを特徴とする請求項5または6に記載の波長変換器。 Wavelength converter according to claim 5 or 6, characterized in that a molecule having repeating the binding of oxygen two or more - the surface-modified molecule silicon.
  8. 前記半導体微粒子の平均粒子径が0.5〜10nmであることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の波長変換器。 Wavelength converter according to claim 1, average particle diameter of the semiconductor fine particles is characterized by a 0.5 to 10 nm.
  9. 平均粒子径の異なる前記半導体微粒子を備えた2種以上の蛍光体が分散していることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の波長変換器。 Wavelength converter according to any one of claims 1 to 8 more phosphors with different it said semiconductor fine average particle size, characterized in that the dispersed.
  10. 前記出力光のピーク波長が400〜750nmであることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の波長変換器。 Wavelength converter according to claim 1 having a peak wavelength of the output light is characterized in that it is a 400 to 750 nm.
  11. 前記波長変換器の厚みが0.1〜5mmであることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の波長変換器。 Wavelength converter according to claim 1 in which the thickness of the wavelength converter is characterized in that a 0.1 to 5 mm.
  12. 励起光を発する化合物半導体からなる発光素子と、前記励起光の波長を変換する波長変換器とを基板上に備え、前記波長変換器が請求項1〜11のいずれかに記載の波長変換器であることを特徴とする照明装置。 A light emitting element made of a compound semiconductor that emits excitation light, and a wavelength converter for converting the wavelength of the excitation light on the substrate, wherein the wavelength converter in a wavelength converter according to any one of claims 1 to 11 lighting device characterized by certain.
  13. 前記波長変換器の蛍光体が備える半導体微粒子の少なくとも一部のバンドギャップエネルギーが、発光素子が発するエネルギーよりも小さいことを特徴とする請求項12に記載の照明装置。 At least a portion of the band gap energy, the lighting device according to claim 12, wherein the smaller than the energy emitting element is emitted in the semiconductor particle phosphor of the wavelength converter comprises.
  14. 請求項12または13に記載の照明装置を複数具備してなることを特徴とする照明装置集合体。 Lighting device assembly characterized by comprising a plurality including a lighting device according to claim 12 or 13.
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