JP5137395B2 - Light emitting device - Google Patents
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本発明は、LED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)などの発光素子から発せられる光を波長変換して外部に取り出す発光装置、特に、電子ディスプレイ用のバックライト電源、蛍光ランプ等に好適に用いられる発光装置に関する。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitably used for a light-emitting device that converts the wavelength of light emitted from a light-emitting element such as an LED (Light Emitting Diode) and extracts it to the outside, in particular, a backlight power source for an electronic display, a fluorescent lamp, and the like. The present invention relates to a light emitting device.
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。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。 A light emitting element made of a semiconductor material (hereinafter sometimes referred to as “LED chip”) is small in size, has high power efficiency, and vividly develops color. LED chips have excellent characteristics such as long product life, strong on / off lighting repeatability, and low power consumption, so they are expected to be applied to backlight sources such as liquid crystals and lighting sources such as fluorescent lamps. Has been.
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。 The application of the LED chip to the light emitting device is that the wavelength of part of the light of the LED chip is converted with a phosphor, and the wavelength-converted light and the light of the LED that is not wavelength-converted are mixed and emitted, thereby It has already been manufactured as a light emitting device that emits a color different from that of 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層を設けた発光装置が提案されている。例えば、nGaN系材料を使った青色LEDチップ上に(Y,Gd)3(Al,Ga)5O12の組成式で表されるYAG系蛍光体を含む波長変換層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、波長変換層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1参照)。 Specifically, in order to emit white light, a light emitting device in which a wavelength conversion layer containing a phosphor is provided on the surface of an LED chip has been proposed. For example, in a light emitting device in which a wavelength conversion layer including a YAG phosphor represented by a composition formula of (Y, Gd) 3 (Al, Ga) 5 O 12 is formed on a blue LED chip using an nGaN-based material, Since blue light is emitted from the LED chip and a part of the blue light is changed to yellow light in the wavelength conversion layer, a light emitting device in which blue and yellow light are mixed and white is proposed (see Patent Document 1). ).
この発光装置では、発光素子から発する光が蛍光体に照射されると、蛍光体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。ところが、発光素子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った。 In this light emitting device, when light emitted from the light emitting element is irradiated onto the phosphor, the phosphor is excited to emit visible light, and this visible light is used as an output. However, when the brightness of the light emitting element is changed, the light quantity ratio between blue and yellow changes, so that there is a problem that the color tone of white changes and the color rendering property is inferior.
そこで、このような課題を解決するために、における発光素子として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、波長変換層には3種類の蛍光体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2参照)。これにより、演色性を向上することができる。
しかしながら、特許文献2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蛍光体の発光効率が低いため、白色光の効率を向上できないという問題があった。特に赤色成分の蛍光体(例えば、Y2O3S:Eu等)の発光効率は、他の蛍光体よりも著しく低いために、赤色成分の蛍光体の含有量を増やす必要があり、白色光の効率を向上することができないという問題点があった。
However, the light emitting device described in
本発明の目的は、波長変換層を備えた発光装置の発光効率を向上させることにある。 An object of the present invention is to improve the light emission efficiency of a light emitting device including a wavelength conversion layer.
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、波長変換層内に含まれる複数の蛍光体が発光素子からの励起光だけで励起され、蛍光を発するのではなく、蛍光体から発せられる蛍光でも励起され、蛍光を発するように複数の蛍光体を組み合わせて使用することにより、発光素子からの励起光だけのときよりも著しく蛍光体の発光効率を向上できるということを見出した。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventor has excited a plurality of phosphors contained in the wavelength conversion layer only by excitation light from the light emitting element and does not emit fluorescence, but phosphors It has been found that the luminous efficiency of the phosphor can be remarkably improved by using a combination of a plurality of phosphors so that the fluorescent light emitted from the light source is also excited and emits fluorescence. .
すなわち、本発明の発光装置は以下の構成を有する。 That is, the light emitting device of the present invention has the following configuration.
基板と、該基板上に搭載された励起光を発する発光素子と、該発光素子を覆うように形成された前記励起光を可視光に変換する蛍光体を含有してなる波長変換層とを備え、前記可視光を出力光とする発光装置において、前記蛍光体が、(Sr,Ca,Ba,Mg) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 :Euおよび(Sr,Ba) 2 SiO 4 :Euにより構成される第一の蛍光体とBa 3 MgSi 2 O 8 :Eu,Mnとの組合せ、前記第一の蛍光体とSr 5 Al 2 (O,S) 8 :EuとSrOSi 2 N 2 Oとの組合せ、前記第一の蛍光体とSr 5 Al 2 (O,S) 8 :EuとCaSiAlN 3 :Euとの組合せ、のいずれかであることを特徴とする発光装置。
A base plate, a light emitting element that emits excitation light that is mounted on the substrate, and a wavelength conversion layer in which the excitation light formed so as to cover the light-emitting element comprising a phosphor that converts the visible light And the phosphor is composed of (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu and (Sr, Ba) 2 SiO 4 : Eu. A combination of the first phosphor configured and Ba 3 MgSi 2 O 8 : Eu, Mn, the first phosphor and Sr 5 Al 2 (O, S) 8 : Eu and SrOSi 2 N 2 O combining the first phosphor and the Sr 5 Al 2 (O, S ) 8: Eu and CaSiAlN 3: combination of Eu, the light-emitting device according to claim any der Rukoto of.
本発明によれば、高い変換効率を達成することができる。
According to the present invention , high conversion efficiency can be achieved.
本発明の発光装置を、図面を用いて説明する。図1は、本発明の発光装置の一実施形態を示す概略断面図である。図1によれば、本発明の発光装置は、電極1が形成された基板2と、基板2上に設けられている発光素子3と、基板2上に発光素子3を覆うように形成された1層の波長変換層4と、光を反射する反射部材6とを備えている。
The light emitting device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a light emitting device of the present invention. According to FIG. 1, the light emitting device of the present invention is formed so as to cover the light emitting element 3 on the
波長変換層4は、透明マトリクス中に、例えば、430nmから490nmの蛍光を発する蛍光体5a、520nmから570nmの蛍光を発する蛍光体5b、600nmから650nmの蛍光を発する蛍光体5cが含有されている。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。
The wavelength conversion layer 4 contains, for example, a
このような発光装置においては、蛍光体が、(Sr,Ca,Ba,Mg) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 :Euおよび(Sr,Ba) 2 SiO 4 :Euにより構成される第一の蛍光体とBa 3 MgSi 2 O 8 :Eu,Mnとの組合せ、前記第一の蛍光体とSr 5 Al 2 (O,S) 8 :EuとSrOSi 2 N 2 Oとの組合せ、前記第一の蛍光体とSr 5 Al 2 (O,S) 8 :EuとCaSiAlN 3 :Euとの組合せ、のいずれかであることが重要である。以下、Ba 3 MgSi 2 O 8 :Eu,MnおよびSr 5 Al 2 (O,S) 8 :Euを第二の蛍光体といい、また、SrOSi 2 N 2 OおよびCaSiAlN 3 :Euを第三の蛍光体という場合がある。
In such a light-emitting device, the phosphor is composed of (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu and (Sr, Ba) 2 SiO 4 : Eu first fluorescence. Body and Ba 3 MgSi 2 O 8 : Eu, Mn, the first phosphor and Sr 5 Al 2 (O, S) 8 : Eu and SrOSi 2 N 2 O, the first fluorescence body and Sr 5 Al 2 (O, S ) 8: Eu and CaSiAlN 3: combination of Eu, either der Rukoto that is significant. Hereinafter, Ba 3 MgSi 2 O 8 : Eu, Mn and Sr 5 Al 2 (O, S) 8 : Eu will be referred to as a second phosphor, and SrOSi 2 N 2 O and CaSiAlN 3 : Eu will be referred to as a third phosphor . Sometimes referred to as a phosphor.
すなわち、蛍光体として、発光素子からの光を変換するものと、他の蛍光体の出力光をさらに異なる波長に変換するものを組み合わせることが重要である。 That is, it is important to combine phosphors that convert light from the light emitting element with those that convert the output light of other phosphors to different wavelengths.
そして、蛍光体の出力光は、青色、黄色、赤色の光であることが演色性を向上させる点から望ましい。 The output light of the phosphor is preferably blue, yellow, and red light from the viewpoint of improving color rendering.
なお、このような組み合わせとした場合には赤色蛍光体5cが第二の蛍光体と機能を有するものとなる。 In such a combination, the red phosphor 5c has a function with the second phosphor.
上記のような組み合わせを行うことにより、発光素子の励起光だけではなく、蛍光体から発せられる可視光でも励起されるため、外部に発せられる光子数が増大するため、高効率化できる。つまり、発光素子から発せられる400nm前後の光では、励起効率が低く、発せられる蛍光強度が低いのに対して、他の蛍光体の蛍光も含まれる幅広い範囲の光も吸収することができることから、400nm前後での励起効率が低いという従来の蛍光体のもつ欠点を補うことができる。 By performing the combination as described above, not only the excitation light of the light emitting element but also the visible light emitted from the phosphor is excited, so that the number of photons emitted to the outside increases, so that the efficiency can be improved. In other words, the light around 400 nm emitted from the light emitting element has low excitation efficiency and low emitted fluorescence intensity, but can also absorb a wide range of light including fluorescence of other phosphors. It is possible to compensate for the disadvantage of the conventional phosphor that the excitation efficiency at around 400 nm is low.
青色蛍光体は、400nm前後の光で励起されて、430nmから490nmの蛍光を発する(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2:Euが好適に用いられる。
Blue phosphor is excited by the longitudinal 400nm light, that Hassu fluorescence 490nm from 430nm (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4) 6 Cl 2: E u is preferably used.
黄色蛍光体は、400nm前後の光で励起されて、520nmから570nmの蛍光を発する(Sr,Ba) 2SiO4:Euが用いられる。
The yellow phosphor is excited by light having a wavelength of around 400 nm and (Sr, Ba) 2 SiO 4 : E u that emits fluorescence of 520 nm to 570 nm is used.
赤色蛍光体は、400nm前後の光で励起されて、600nmから650nmの蛍光を発するものが用いられる。
Red phosphor is excited by the longitudinal 400nm light, even the is used fluoresces 650nm from 600 nm.
そして、第二の蛍光体として、400nm前後の光では変換効率が低くても、上記した400nm前後の光を変換する第一の蛍光体からの出力光を、さらに変換するものを用いることが重要なのである。 It is important to use a second phosphor that further converts the output light from the first phosphor that converts light at around 400 nm, even if the light at around 400 nm has low conversion efficiency. That's it.
このため、上記したBa 3MgSi2O8:Eu,MnおよびSr 5 Al 2 (O,S) 8 :Euが好適であり、これらは、430〜470nmの光を赤色の光に変換する能力に優れている。
Therefore, Ba and the 3 MgSi 2 O 8: Eu, Mn and Sr 5 Al 2 (O, S ) 8: Eu are preferred, they are the ability to convert light of 430~470nm the red light Ru excellent Tei.
そして、例えば、430〜470nmの光を赤色の光に変換する能力に優れた第二の蛍光体である赤色蛍光体と、400nm前後の光で励起されて、600nmから650nmの蛍光を発する赤色蛍光体とを組み合わせても良く、この場合には、400nm前後の光で励起されて、600nmから650nmの蛍光を発する赤色蛍光体が第三の蛍光体と成る。 For example, a red phosphor that is a second phosphor excellent in the ability to convert light of 430 to 470 nm into red light, and red fluorescence that is excited by light of around 400 nm and emits fluorescence of 600 nm to 650 nm. In this case, a red phosphor that is excited by light of around 400 nm and emits fluorescence of 600 nm to 650 nm becomes the third phosphor.
このように、異なる波長の光を近い波長の光に変換することで、例えば、赤色のように他の色に比べて変換効率の低い蛍光体がほとんどである場合であっても、赤色の光を多く出力することができるようになる。 In this way, by converting light of different wavelengths to light of close wavelengths, for example, even in the case of most phosphors having a lower conversion efficiency than other colors, such as red, red light Can be output a lot.
特に、第二の出力光と第三の出力光のピーク波長との差が70nm以内となる組み合わせとすることで特定の波長の光をより多く出力することができる。 In particular, when the difference between the peak wavelength of the second output light and the third output light is within 70 nm, more light with a specific wavelength can be output.
蛍光体5a、5b、5c平均粒子径は、0.1〜50μm、好ましくは0.1〜20μm、より好ましくは1〜20μmであることが好ましい。平均粒子径が50μmより大きい場合は、波長変換層の光透過性が著しく低下することによって、蛍光体によって発せられた光が波長変換層から出射せず、結果発光装置の発光効率が著しく低下する。
The average particle diameter of the
波長変換器4は、透明マトリクス中に、蛍光体5a、5b、5cを含有している。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。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。
The wavelength converter 4 contains
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。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。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。 The thickness of the wavelength converter 4 is 0.1 to 5.0 mm, preferably 0.2 to 1 mm, from the viewpoint of conversion efficiency. If the thickness is within this range, the wavelength conversion efficiency by the phosphor 5 can be improved, and the converted light can be suppressed from being absorbed by other phosphors. As a result, the light emitted from the light emitting element 3 can be converted into visible light with high efficiency, and the converted visible light can be transmitted to the outside with high efficiency.
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。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。 The peak wavelength of the output light converted in the wavelength converter 4 is preferably 400 to 750 nm, particularly 450 to 650 nm. Thereby, the emission wavelength can be covered in a wide range, and the color rendering can be improved.
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。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。 Since the wavelength converter 4 can uniformly disperse and carry the phosphor 5 and can suppress light deterioration of the phosphor 5, it is formed by being dispersed in a transparent matrix such as a polymer resin or a glass material. Is preferred. As a glass material such as a polymer resin film or a sol-gel glass thin film, a material having high transparency and durability that is not easily discolored by heating 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。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。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。 The material of the polymer resin film is not particularly limited. For example, epoxy resin, silicone resin, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polystyrene, polycarbonate, polyethersulfone, cellulose acetate, polyarylate, Derivatives of these materials are used. In particular, it is preferable to have excellent light transmittance in a wavelength region of 350 nm or more. In addition to such transparency, a silicone resin is more preferably used from the viewpoint of heat resistance.
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。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。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。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。 Examples of the glass material include silica, titania, zirconia, and composite materials thereof. Each of the phosphors 5 is formed in a glass material by dispersing it alone. Compared to a polymer resin film, it has a high durability against light, particularly ultraviolet light, and further has a high durability against heat, so that the product life can be extended. In addition, since the glass material can improve stability, a light-emitting device with excellent reliability can be realized.
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。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。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。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。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。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 wavelength converter 4 can be formed by a coating method using a glass material such as a sol-gel glass film or a polymer resin film. Although it will not be limited if it is a general coating method, the application | coating by a dispenser is preferable. For example, it can be manufactured by mixing the phosphor 5 with a liquid uncured resin, a glass material, or a resin and a glass material plasticized with a solvent. As the uncured resin, for example, a silicone resin can be used. These resins may be of a type that is cured by mixing two liquids, or a type that is cured by one liquid. The body 5 may be kneaded, or the phosphor 5 may be kneaded in one of the liquids. In addition, as a resin made plastic with a solvent, for example, an acrylic resin can be used.
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。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。 The cured wavelength converter 4 can be obtained by forming into a film shape by using a coating method such as a dispenser in an uncured state, or pouring into a predetermined mold and hardening. As a method of curing the resin and the glass material, there are a method of using heat energy and light energy, and a method of volatilizing the solvent.
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。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。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電極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。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。また、図1の発光装置は反射部材6を備えている。
The wavelength converter and light-emitting device of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a light emitting device of the present invention. The light-emitting device of the present invention includes a light-emitting element 3 made of a compound semiconductor that emits excitation light, an electrode 1 that is electrically connected to the light-emitting element and connected to the outside, and a wavelength that converts the wavelength of the excitation light. A converter 4 is provided on the
電極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。電極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。電極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。
The electrode 1 has a function as a conductive path for electrically connecting the light emitting element 3 and is connected to the light emitting element 3 with a conductive bonding material. As the electrode 1, for example, a metallized layer containing metal powder such as W, Mo, Cu, or Ag can be used. When the
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。
Since the
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370〜420nm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。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。 The light-emitting element 3 uses a light-emitting element including a semiconductor material that emits light having a center wavelength of 370 to 420 nm because phosphors can be efficiently excited. Thereby, it is possible to increase the intensity of the output light and obtain a lighting device with higher emission 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。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。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。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、ZrB2、GaNおよび石英等の材料が好適に用いられる。 The light-emitting element 3 preferably emits the above-mentioned center wavelength, but having a structure (not shown) having a light-emitting layer made of a semiconductor material on the surface of the light-emitting element substrate has a high external quantum efficiency. preferable. Examples of such semiconductor materials include various semiconductors such as ZnSe and nitride semiconductors (GaN, etc.), but the type of the semiconductor material is not particularly limited as long as the emission wavelength is in the above wavelength range. A stacked structure including a light-emitting layer made of a semiconductor material may be formed over a light-emitting element substrate using a crystal growth method such as a metal organic chemical vapor deposition method (MOCVD method) or a molecular beam epitaxial growth method. In order to form a nitride semiconductor with good crystallinity with high productivity, for example, when a light emitting layer made of a nitride semiconductor is formed on the surface of the light emitting element substrate, sapphire, spinel, SiC, Si, ZnO, ZrB 2 , GaN In addition, materials such as quartz are preferably used.
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。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。 Reflective members 6 that reflect light are provided on the side surfaces of the light emitting element 3 and the wavelength converter 4 as necessary, and the light escaping to the side surfaces can be reflected forward to increase the intensity of the output light. Examples of the material of the reflecting member 6 include aluminum (Al), nickel (Ni), silver (Ag), chromium (Cr), titanium (Ti), copper (Cu), gold (Au), iron (Fe), and these. These laminated structures and alloys, ceramics such as alumina ceramics, or resins such as epoxy resins can be used.
本発明の発光装置は、図1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。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。 The light emitting device of the present invention is obtained by installing a wavelength converter 4 on a light emitting element 3 as shown in FIG. As a method of installing the wavelength converter 4 on the light emitting element 3, it is possible to install the cured sheet-like wavelength converter 4 on the light emitting element 3, and a liquid uncured material is applied on the light emitting element 3 It is also possible to harden and install after installation.
ジメチルシリコーン骨格からなるシリコーン樹脂に、表1に示す蛍光体を、シリコーン樹脂に分散混合し、蛍光体含有樹脂ペーストを作製した。蛍光体含有樹脂ペーストは、シリコーン樹脂100重量部に対して、蛍光体20重量部添加して作製した。 The phosphor shown in Table 1 was dispersed and mixed in a silicone resin having a dimethyl silicone skeleton to prepare a phosphor-containing resin paste. The phosphor-containing resin paste was prepared by adding 20 parts by weight of the phosphor to 100 parts by weight of the silicone resin.
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80℃、5分間加熱して、仮硬化膜を作製した。続いて、これを150℃の乾燥機内に30時間入れ波長変換層を作製した。 The obtained phosphor-containing resin paste was applied and formed on a smooth substrate with a dispenser, and this was heated on a hot plate at 80 ° C. for 5 minutes to prepare a temporarily cured film. Subsequently, this was placed in a dryer at 150 ° C. for 30 hours to produce a wavelength conversion layer.
そして、基板上に設置した発光素子を覆うように波長変換層を配置して発光装置を作製し、発光素子に通電して、発光効率を測定した。その結果を表1に示す。なお、用いた発光素子の励起波長のピークは395nmであり、半値幅が15nmである。なお、表1の試料No.3、4および6〜8は参考試料である。
本発明の発光装置では、高い発光効率が達成された。 In the light emitting device of the present invention, high luminous efficiency was achieved.
1・・・電極
2・・・基板
3・・・発光素子
4・・・波長変換層
5・・・蛍光体
5a・・・青色蛍光体
5b・・・緑色蛍光体
5c・・・黄色蛍光体
6・・・反射部材
40・・・波長変換層
50・・・波長変換層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (1)
(Sr,Ca,Ba,Mg) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 :Euおよび(Sr,Ba) 2 SiO 4 :Euにより構成される第一の蛍光体とBa 3 MgSi 2 O 8 :Eu,Mnとの組合せ、
前記第一の蛍光体とSr 5 Al 2 (O,S) 8 :EuとSrOSi 2 N 2 Oとの組合せ、前記第一の蛍光体とSr 5 Al 2 (O,S) 8 :EuとCaSiAlN 3 :Euとの組合せ、のいずれかであることを特徴とする発光装置。 A substrate, a light emitting element that emits excitation light mounted on the substrate, and a wavelength conversion layer that contains a phosphor that converts the excitation light so as to cover the light emitting element into visible light. In the light emitting device using the visible light as output light, the phosphor is
A first phosphor composed of (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu and (Sr, Ba) 2 SiO 4 : Eu and Ba 3 MgSi 2 O 8 : Eu, Mn In combination with
Combination of the first phosphor and Sr 5 Al 2 (O, S) 8 : Eu and SrOSi 2 N 2 O, the first phosphor and Sr 5 Al 2 (O, S) 8 : Eu and CaSiAlN 3: combination of Eu, the light-emitting device according to claim any der Rukoto of.
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