JP5423120B2 - Semiconductor light emitting device - Google Patents

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本発明は、LED(発光ダイオード)素子、LD(レーザダイオード)素子などの半導体発光素子と、波長変換手段である蛍光体とを組み合わせて構成した、多色発光する半導体発光装置に関するものであり、とりわけ、少なくとも2種類の蛍光体を用いることによって少なくとも2色の成分光を含む多色光を発生させる半導体発光装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor light-emitting device that emits multicolor light, which is configured by combining a semiconductor light-emitting element such as an LED (light-emitting diode) element or an LD (laser diode) element and a phosphor that is a wavelength conversion means. In particular, the present invention relates to a semiconductor light emitting device that generates multicolor light including component light of at least two colors by using at least two kinds of phosphors.
(用語の定義)
最初に、本明細書において用いるいくつかの用語の定義を行う。
(ア)「屈折率」:便宜上、いかなる材料の屈折率も、可視波長領域内の任意の一波長における屈折率で代表させることができるものとする。具体例を挙げると、n(ナトリウムD線の波長5893Åにおける屈折率)をもって、当該材料の屈折率とすることができる。
(イ)「近紫外」:波長範囲360nm〜430nmを近紫外波長領域とする。近紫外発光素子は、主発光ピーク波長をこの範囲内に有する発光素子を意味するものとする。
(Definition of terms)
First, some terms used in this specification are defined.
(A) “Refractive index”: For convenience, the refractive index of any material can be represented by the refractive index at any one wavelength in the visible wavelength region. As a specific example, n D (refractive index at a wavelength of 5893 nm of sodium D line) can be used as the refractive index of the material.
(A) “Near UV”: A wavelength range of 360 nm to 430 nm is set as a near UV wavelength region. The near-ultraviolet light emitting element means a light emitting element having a main emission peak wavelength in this range.
(背景技術)
青色LED素子を黄色蛍光体であるCe付活YAGと組み合わせてなる白色LEDが、小型液晶ディスプレイ用の光源として広く普及している。最近では、三原色光を含む高演色の白色光を発生させることが可能な白色LEDを、大型液晶ディスプレイ用や照明用の光源として採用する動きも始まっている。
三原色光を含む白色光を発生可能な白色LEDは、大きく分けて、青色LED素子を緑色蛍光体および赤色蛍光体と組み合わせたものと、近紫外LED素子を青色蛍光体、緑色蛍光体および赤色蛍光体と組み合わせたものとがある(特許文献1)。
(Background technology)
White LEDs obtained by combining blue LED elements with Ce-activated YAG, which is a yellow phosphor, are widely used as light sources for small liquid crystal displays. Recently, there has been a movement to adopt a white LED capable of generating high color rendering white light including three primary color lights as a light source for a large liquid crystal display or illumination.
White LEDs that can generate white light including three primary colors can be broadly divided into a combination of a blue LED element with a green phosphor and a red phosphor, and a near ultraviolet LED element with a blue phosphor, a green phosphor, and a red phosphor. Some are combined with a body (Patent Document 1).
三原色光を含む白色光を発生させる半導体発光装置の設計上の制約のひとつとして、青色光や近紫外光で励起可能な高効率の赤色蛍光体の種類が比較的限られていることが挙げられる。
かかる状況の下、半導体発光装置に適した高効率赤色蛍光体として期待されるのが、Mn4+で付活されたフルオロ錯体蛍光体である。この蛍光体は比較的古くから知られているが(特許文献2)、青色波長領域(430nm〜480nm)に励起スペクトルのピークを有するという性質から、青色LED素子を励起光源とする半導体発光装置に好適な赤色蛍光体として再び注目され始めている(特許文献3)。
One of the limitations in designing a semiconductor light emitting device that generates white light including three primary colors is that the types of highly efficient red phosphors that can be excited by blue light or near ultraviolet light are relatively limited. .
Under such circumstances, a fluoro complex phosphor activated with Mn 4+ is expected as a highly efficient red phosphor suitable for a semiconductor light emitting device. This phosphor has been known for a relatively long time (Patent Document 2). However, due to the property of having a peak of the excitation spectrum in the blue wavelength region (430 nm to 480 nm), a semiconductor light emitting device using a blue LED element as an excitation light source is used. It has begun to attract attention again as a suitable red phosphor (Patent Document 3).
特開2003−249694号公報JP 2003-249694 A 米国特許第3576756号公報U.S. Pat. No. 3,576,756 米国特許公開第2006/0169998号公報US Patent Publication No. 2006/0169998 特表2009−506157号公報Special table 2009-506157 特開2007−324475号公報JP 2007-324475 A 特開2009−46658号公報JP 2009-46658 A
ところで、フルオロ錯体蛍光体はフッ素を多く含む化学構造に起因して、蛍光体の中では最も低い屈折率を有する部類に属する。蛍光体の屈折率は母体の屈折率に略等しいので
(よって、本明細書では母体の屈折率を当該蛍光体の屈折率として取り扱う)、例えば、ヘキサフルオロチタン酸カリウム(KTiF)を母体とするフルオロ錯体蛍光体の屈折率は1.48である。フルオロ錯体塩の中でも、とりわけ、ヘキサフルオロケイ酸塩は低い屈折率を示すことから、これを母体とするフルオロ錯体蛍光体の屈折率は低いものとなる。具体的には、ヘキサフルオロケイ酸アンモニウム[(NH)SiF]を母体とする蛍光体の屈折率は1.37であり、更に、ヘキサフルオロケイ酸カリウム(KSiF)を母体とする蛍光体の屈折率は1.34である。これは、現在蛍光体の封止に用いられている略全ての材料(有機ポリマーを含む)の屈折率よりも低い値である。
本明細書においては、このような1.40未満の屈折率を有するフルオロ錯体蛍光体を、「低屈折率フルオロ錯体蛍光体」と定義することにする。
By the way, fluoro complex phosphors belong to a class having the lowest refractive index among phosphors due to a chemical structure containing a large amount of fluorine. Since the refractive index of the phosphor is substantially equal to the refractive index of the matrix (thus, in this specification, the refractive index of the matrix is treated as the refractive index of the phosphor), for example, potassium hexafluorotitanate (K 2 TiF 6 ) is used. The refractive index of the fluoro complex phosphor as a base is 1.48. Among the fluorocomplex salts, hexafluorosilicate particularly exhibits a low refractive index, and thus the fluorocomplex phosphor having the base thereof has a low refractive index. Specifically, the refractive index of a phosphor having ammonium hexafluorosilicate [(NH 4 ) 2 SiF 6 ] as a base is 1.37, and further potassium hexafluorosilicate (K 2 SiF 6 ) as a base. The phosphor has a refractive index of 1.34. This is a value lower than the refractive index of almost all materials (including organic polymers) currently used for sealing phosphors.
In the present specification, such a fluoro complex phosphor having a refractive index of less than 1.40 is defined as a “low refractive index fluoro complex phosphor”.
一方、フルオロ錯体蛍光体以外の蛍光体は、(Zn,Cd)S、SrGa、SrS、ZnS等の硫化物;YS等の酸硫化物;(Y,Gd)Al12、YAlO、BaMgAl1017、(Ba,Sr)(Mg,Mn)Al1017、(Ba,Sr,
Ca)(Mg,Zn,Mn)Al1017、BaAl1219、CeMgAl11
、(Ba,Sr,Mg)O・Al、BaAlSi、SrAl、SrAl1425、YAl12等のアルミン酸塩;YSiO、ZnSiO等のケイ酸塩;SnO、Y等の酸化物;GdMgB10、SiAlON(サイアロン)等の酸窒化物、(Y,Gd)BO等の硼酸塩;Ca10(PO)(F,Cl)、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO)Cl等のハロリン酸塩;Sr、(La,Ce)PO等のリン酸塩、などを母体としている。そのため、その殆ど全てが1.60よりも高い屈折率を有しているといってよい(例えば、特許文献4、特許文献5)。プラスチックの屈折率(n)がだいたい1.4〜1.6の範囲内であることからすると、フルオロ錯体蛍光体以外の蛍光体の殆どは、封止材用の樹脂よりも高い屈折率を有しているといえる。
On the other hand, phosphors other than fluoro complex phosphors are sulfides such as (Zn, Cd) S, SrGa 2 S 4 , SrS, ZnS; oxysulfides such as Y 2 O 2 S; (Y, Gd) 3 Al 5 O 12 , YAlO 3 , BaMgAl 10 O 17 , (Ba, Sr) (Mg, Mn) Al 10 O 17 , (Ba, Sr,
Ca) (Mg, Zn, Mn) Al 10 O 17 , BaAl 12 O 19 , CeMgAl 11 O 1
9, (Ba, Sr, Mg ) O · Al 2 O 3, BaAl 2 Si 2 O 8, SrAl 2 O 4, Sr 4 Al 14 O 25, Y 3 Al 5 aluminate O 12, etc.; Y 2 SiO 5 , silicate such as Zn 2 SiO 4 ; oxide such as SnO 2 and Y 2 O 3 ; oxynitride such as GdMgB 5 O 10 and SiAlON (sialon), borate such as (Y, Gd) BO 3 Halophosphates such as Ca 10 (PO 4 ) 6 (F, Cl) 2 , (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 ; Sr 2 P 2 O 7 , (La, Ce) phosphate PO 4 or the like, and has been with the mother. Therefore, it can be said that almost all of them have a refractive index higher than 1.60 (for example, Patent Document 4 and Patent Document 5). Given that the refractive index (n D ) of the plastic is approximately in the range of 1.4 to 1.6, most of the phosphors other than the fluoro complex phosphor have a higher refractive index than the resin for the encapsulant. It can be said that it has.
上記のように、異常ともいえる低屈折率を有するフルオロ錯体系の低屈折率蛍光体と、それ以外の通常の蛍光体とを組み合わせて用いる場合、従来一般に行われているように、これらを混合して封止材中に分散させたのでは、高演色性かつ高輝度の半導体発光装置を得ることができない。
なぜなら、まず、屈折率が通常の蛍光体に近い封止材を用いた場合には、低屈折率蛍光体と封止材との屈折率差が大きくなるために、封止材側から低屈折率蛍光体の表面に入射する励起光が該表面で強く反射される。よって、低屈折率蛍光体を十分に励起させることができないため、各蛍光体から生じる光のバランスが取れた演色性の高い発光装置が得られない。
また、その反対に、屈折率が低屈折率蛍光体に近い封止材を用いた場合には、通常の蛍光体と封止材との屈折率差が大きくなるために、通常の蛍光体において生じる光が当該蛍光体粒子中に強くトラップされ、その結果、発光装置の演色性や輝度が低下する。また、低屈折率蛍光体を励起させるための光も、通常の蛍光体の粒子内部にトラップされるので、低屈折率蛍光体の励起も不十分となる。
As described above, when a fluorocomplex low refractive index phosphor having a low refractive index, which can be said to be abnormal, is used in combination with other ordinary phosphors, these are mixed as is conventionally done. Then, when dispersed in the sealing material, a semiconductor light emitting device having high color rendering properties and high luminance cannot be obtained.
Because, first, when a sealing material having a refractive index close to that of a normal phosphor is used, the refractive index difference between the low-refractive index phosphor and the sealing material becomes large, and thus low refractive index from the sealing material side. The excitation light incident on the surface of the rate phosphor is strongly reflected by the surface. Therefore, since the low refractive index phosphor cannot be sufficiently excited, it is not possible to obtain a light emitting device with high color rendering properties in which the light generated from each phosphor is balanced.
On the other hand, when a sealing material having a refractive index close to that of a low refractive index phosphor is used, the difference in refractive index between the normal phosphor and the sealing material becomes large. The generated light is strongly trapped in the phosphor particles, and as a result, the color rendering properties and luminance of the light emitting device are lowered. Moreover, since the light for exciting the low refractive index phosphor is also trapped inside the particles of the normal phosphor, the excitation of the low refractive index phosphor is insufficient.
そこで、本発明は、低屈折率フルオロ錯体蛍光体と、それ以外の通常の蛍光体とを組み合わせて、高演色性かつ高輝度の半導体発光装置を構成するための方法を提供することを、目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for constructing a semiconductor light emitting device having high color rendering properties and high brightness by combining a low refractive index fluoro complex phosphor and other ordinary phosphors. And
上記課題を解決する手段として、本発明の一実施形態に係る次の半導体発光装置を提供する:
低屈折率フルオロ錯体蛍光体である第1蛍光体を第1透明封止材で封止してなる第1発光組成物と、前記第1透明封止材よりも高い屈折率を有する第2蛍光体を、前記第1封止
材よりも高屈折率かつ前記第2蛍光体と同等以下の屈折率を有する第2透明封止材で封止してなる第2発光組成物と、前記第1蛍光体および第2蛍光体を直接的または間接的に励起するための光源である半導体発光素子と、を少なくとも備える半導体発光装置。
As means for solving the above problems, the following semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention is provided:
A first light emitting composition formed by sealing a first phosphor, which is a low refractive index fluoro complex phosphor, with a first transparent encapsulant, and a second fluorescence having a higher refractive index than the first transparent encapsulant. A second light-emitting composition formed by sealing a body with a second transparent sealing material having a higher refractive index than the first sealing material and a refractive index equal to or lower than that of the second phosphor; A semiconductor light emitting device comprising at least a semiconductor light emitting element which is a light source for directly or indirectly exciting the phosphor and the second phosphor.
本発明に係る上記半導体発光装置においては、第1蛍光体を封止する第1透明封止材の屈折率と、第1蛍光体よりも高屈折率の第2蛍光体の屈折率と、その第2蛍光体を封止する第2透明封止材の屈折率との関係を、〔第1透明封止材の屈折率〕<〔第2透明封止材の屈折率〕<〔第2蛍光体の屈折率〕とすることにより、第1発光組成物と第2発光組成物のそれぞれにおいて、蛍光体と透明封止材との屈折率差の低減を図っている。その結果、第1発光組成物においては、第1蛍光体の表面における励起光の反射が抑制されるので、第1蛍光体の励起不十分に起因する演色性低下の問題が改善される。また、第2発光組成物においては、第2蛍光体粒子中に光が強くトラップされる傾向が抑制されるので、発光装置の輝度や演色性が改善されることになる。   In the semiconductor light emitting device according to the present invention, the refractive index of the first transparent sealing material for sealing the first phosphor, the refractive index of the second phosphor having a higher refractive index than the first phosphor, The relationship between the refractive index of the second transparent sealing material for sealing the second phosphor and the refractive index of the first transparent sealing material <the refractive index of the second transparent sealing material> <the second fluorescent material. The refractive index difference between the phosphor and the transparent sealing material is reduced in each of the first light emitting composition and the second light emitting composition. As a result, in the first luminescent composition, since reflection of excitation light on the surface of the first phosphor is suppressed, the problem of deterioration in color rendering due to insufficient excitation of the first phosphor is improved. Further, in the second light emitting composition, since the tendency of light to be strongly trapped in the second phosphor particles is suppressed, the luminance and color rendering properties of the light emitting device are improved.
本発明に係る上記半導体発光装置において、第1蛍光体はヘキサフルオロケイ酸塩を母体とする蛍光体であってもよい。   In the semiconductor light emitting device according to the present invention, the first phosphor may be a phosphor having hexafluorosilicate as a base.
本発明に係る上記半導体発光装置において、第1透明封止材として屈折率1.41以下のものを用いると、該第1透明封止材の屈折率が第1蛍光体の屈折率に極めて近くなる、あるいは第1透明封止材の屈折率が第1蛍光体の屈折率より低くなるために、第1透明封止材側から第1蛍光体の表面に入射する光が、該表面で殆ど反射されなくなるので、発明の効果が顕著に現れる。   In the semiconductor light emitting device according to the present invention, when a first transparent encapsulant having a refractive index of 1.41 or less is used, the refractive index of the first transparent encapsulant is very close to the refractive index of the first phosphor. Or the refractive index of the first transparent encapsulant is lower than the refractive index of the first phosphor, so that almost no light is incident on the surface of the first phosphor from the first transparent encapsulant side on the surface. Since it is not reflected, the effect of the invention appears remarkably.
第1蛍光体と第2蛍光体との屈折率差が大きい程、本発明に係る上記半導体発光装置において、発明の効果が顕著となる。典型的には、この屈折率差が0.20以上のときである。   The greater the difference in refractive index between the first phosphor and the second phosphor, the more remarkable the effect of the invention in the semiconductor light emitting device according to the present invention. Typically, this is when the refractive index difference is 0.20 or more.
本発明に係る上記半導体発光装置において、第1蛍光体と第2蛍光体との屈折率差が0.20以上のときには、第2透明封止材として屈折率が1.52以上のものを用いると、該第2透明封止材と第2蛍光体との屈折率差が特に小さくなるので、発明の効果が顕著に現れる。   In the semiconductor light emitting device according to the present invention, when the difference in refractive index between the first phosphor and the second phosphor is 0.20 or more, the second transparent sealing material having a refractive index of 1.52 or more is used. Since the difference in refractive index between the second transparent sealing material and the second phosphor is particularly small, the effects of the invention are remarkably exhibited.
本発明に係る上記本半導体発光装置において、第1蛍光体はMn4+で付活された赤色蛍光体であってもよい。その場合、前記半導体発光素子を青色発光素子として、該青色発光素子から放出される青色光によってこの赤色蛍光体が励起されるように発光装置を構成してもよい(半導体発光素子により第1蛍光体を直接的に励起する構成)。あるいは前記半導体発光素子を近紫外発光素子とし、該近紫外発光素子から放出される近紫外光によって青色蛍光体を励起し、該青色蛍光体から放出される青色光によって第1蛍光体が励起されるように発光装置を構成してもよい(半導体発光素子により第1蛍光体を間接的に励起する構成)。 In the semiconductor light emitting device according to the present invention, the first phosphor may be a red phosphor activated with Mn 4+ . In that case, the semiconductor light emitting element may be a blue light emitting element, and the light emitting device may be configured such that the red phosphor is excited by the blue light emitted from the blue light emitting element (the first fluorescent light is emitted from the semiconductor light emitting element). Configuration that directly excites the body). Alternatively, the semiconductor light emitting element is a near ultraviolet light emitting element, the blue phosphor is excited by near ultraviolet light emitted from the near ultraviolet light emitting element, and the first phosphor is excited by blue light emitted from the blue phosphor. The light emitting device may be configured as described above (a configuration in which the first phosphor is indirectly excited by the semiconductor light emitting element).
本発明に係る上記半導体発光装置において、好ましくは、第2蛍光体から放出される光が第1発光組成物を通して発光装置外に取り出されるように、第1発光組成物および第2発光組成物を配置することができる。そうすることによって、第2蛍光体が配置された部位から外部に向かって、光の伝播経路を構成する封止材の屈折率が段階的に低くなる屈折率傾斜構造が形成されるために、第2蛍光体から放出される光の外部取出し効率が高くなる。
より好ましくは、第1発光組成物と第2発光組成物との間に、第1透明封止材と第2透明封止材の中間の屈折率を有する透明材料からなる光伝播層を介在させると、この効果が更に増強される。
In the semiconductor light emitting device according to the present invention, preferably, the first light emitting composition and the second light emitting composition are arranged so that light emitted from the second phosphor is extracted outside the light emitting device through the first light emitting composition. Can be arranged. By doing so, since the refractive index gradient structure in which the refractive index of the sealing material constituting the light propagation path is lowered step by step from the portion where the second phosphor is disposed to the outside, The external extraction efficiency of light emitted from the second phosphor is increased.
More preferably, a light propagation layer made of a transparent material having a refractive index intermediate between the first transparent sealing material and the second transparent sealing material is interposed between the first light emitting composition and the second light emitting composition. This effect is further enhanced.
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置の模式断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る半導体発光装置の模式断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る半導体発光装置の模式断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る半導体発光装置の模式断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る半導体発光装置の模式断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る半導体発光装置の模式断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.
(実施形態1)
図1に、本発明の実施形態1に係る半導体発光装置の断面を模式的に示す。この図に示す半導体発光装置10は、パッケージ11に設けられた凹部の底面上に固定された青色LED素子12と、その上に空間13を介して配置された、緑色発光組成物からなる緑色発光層14と、その上に積層された、赤色発光組成物からなる赤色発光層15とを備えている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 schematically shows a cross section of a semiconductor light emitting device according to Embodiment 1 of the present invention. The semiconductor light emitting device 10 shown in this figure has a blue light emitting element composed of a green light emitting composition disposed on a blue LED element 12 fixed on a bottom surface of a recess provided in a package 11 and a space 13 thereon. A layer 14 and a red light emitting layer 15 made of a red light emitting composition and laminated thereon are provided.
図示は省略するが、パッケージ11には周知の配線パターンが付与されている。青色LED素子12は青色波長領域(430nm〜480nm)に発光ピーク波長を有しており、その材料や構造は特に限定されないが、好ましくはInGaNを発光層に用いた窒化ガリウム系のLED素子である。図1の例では青色LED素子12の数は1個であるが、複数個としてもよい。また、パッケージ11には、目的に応じて、青色LED素子12だけでなく発光波長の異なる他の半導体発光素子が固定されてもよい。   Although not shown, the package 11 is provided with a known wiring pattern. The blue LED element 12 has a light emission peak wavelength in the blue wavelength region (430 nm to 480 nm), and the material and structure thereof are not particularly limited, but is preferably a gallium nitride-based LED element using InGaN as a light emitting layer. . In the example of FIG. 1, the number of blue LED elements 12 is one, but may be plural. Further, not only the blue LED element 12 but also other semiconductor light emitting elements having different emission wavelengths may be fixed to the package 11 according to the purpose.
空間13は空洞とすることもできるが、その一部(例えば、青色LED素子12を取り囲む部分)を透光性の充填材で充填してもよく、好ましくは、その全部を透光性の充填材で充填する。充填材の材料には、蛍光体の封止材(後述する)と同じものを用いることができる。   The space 13 can be hollow, but a part of the space 13 (for example, a part surrounding the blue LED element 12) may be filled with a light-transmitting filler, and preferably the whole is filled with the light-transmitting filler. Fill with material. The same material as the phosphor sealing material (described later) can be used as the filler material.
緑色発光層14は、緑色蛍光体の粉末を封止材中に分散させてなる緑色発光組成物からなる層状構造体である。緑色発光層14の形成は、別途工程で緑色発光組成物を膜状に成形して硬化させたものを、パッケージ11の凹部内に固定する方法で行ってもよいし、あるいは、パッケージ11の凹部内に未硬化の緑色発光組成物を注ぎ込んだ後、これを硬化させる方法で行ってもよい。   The green light emitting layer 14 is a layered structure made of a green light emitting composition in which a green phosphor powder is dispersed in a sealing material. The green light emitting layer 14 may be formed by a method in which a green light emitting composition formed into a film shape and cured in a separate process is fixed in the recess of the package 11, or the recess of the package 11 may be formed. You may carry out by the method of pouring this, after pouring an uncured green light emitting composition in it.
緑色発光層14に分散させる緑色蛍光体は、LED素子12から放出される青色光により励起可能な緑色蛍光体であって、好適例としては、 (Ba,Sr,Ca,Mg)Si
:Eu、(Mg,Ca,Sr,Ba)Si:Eu、(Ba,Sr)Si12:Eu、Eu付活β−サイアロン、(Sr,Ca,Ba)(Al,Ga,In):Eu、(Y,Tb)(Al,Ga)12:Ce、Ca(Sc,Mg,Na,Li)Si12:Ce、(Ca,Sr)Sc:Ceなどが挙げられる。これらはいずれも低屈折率フルオロ錯体蛍光体より高い屈折率を有している。
The green phosphor dispersed in the green light emitting layer 14 is a green phosphor that can be excited by the blue light emitted from the LED element 12, and a preferable example is (Ba, Sr, Ca, Mg) 2 Si.
O 4 : Eu, (Mg, Ca, Sr, Ba) Si 2 O 2 N 2 : Eu, (Ba, Sr) 3 Si 6 O 12 N 2 : Eu, Eu-activated β-sialon, (Sr, Ca, Ba) (Al, Ga, In ) 2 S 4: Eu, (Y, Tb) 3 (Al, Ga) 5 O 12: Ce, Ca 3 (Sc, Mg, Na, Li) 2 Si 3 O 12: Ce , (Ca, Sr) Sc 2 O 4 : Ce and the like. All of these have a higher refractive index than the low refractive index fluoro complex phosphor.
緑色発光層14において緑色蛍光体を封止する封止材には、赤色発光層15に用いる赤色蛍光体用の封止材よりも高屈折率の透明材料を用いる。上記特許文献6(背景技術の欄)に記載されているように、エポキシ樹脂の屈折率は1.53〜1.57、シリコーン樹脂の屈折率は1.41〜1.51であることが知られているから、緑色発光層14にエポキシ樹脂封止材、赤色発光層15にシリコーン樹脂封止材を用いれば、この条件を満たすことができる。あるいは、緑色発光層14には高屈折率型のシリコーン樹脂(例えば、信越化学工業株式会社製SCR−1011、屈折率1.52)を用い、赤色発光層15には低屈折率型のジメチルシリコーン樹脂(屈折率1.41)を用いるようにしてもよい。
また、同じく上記特許文献6(背景技術の欄)に記載されていることであるが、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等に、酸化カルシウム、酸化セリウム、酸化ハフニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム等からなる高屈折率無機ナノ粒子を添加することにより、屈折率を1.5から1.8程度へ向上させた封止材が得られることが知られている。この方法で高屈折率化した樹脂組成物も、緑色蛍光体の封止材として好ましく用いることができる。ただし、封止材の屈折率が緑色蛍光体の屈折率を上回ると、封止材側から緑色蛍光体表面に入射する光が該表面で反射されるようになり、励起効率が低下するので、注意が必要である。封止材には低融点ガラスも用いることができるが、その場合も同様の注意が必要である。
熱硬化性または放射線硬化性の樹脂を含む封止材を用いる場合には、蛍光体の沈降防止のために、蛍光体とともに、光散乱性の低い無機微粒子(例えば、日本アエロジル株式会社製のアエロジルRX200)を封止材中に分散させることが好ましい。なお、この沈降防止材も、粒子径によっては封止材の屈折率に影響を与えるので、注意が必要である。
As the sealing material for sealing the green phosphor in the green light emitting layer 14, a transparent material having a higher refractive index than the sealing material for the red phosphor used for the red light emitting layer 15 is used. As described in Patent Document 6 (Background Art), the refractive index of the epoxy resin is 1.53 to 1.57, and the refractive index of the silicone resin is 1.41 to 1.51. Therefore, this condition can be satisfied if an epoxy resin sealing material is used for the green light emitting layer 14 and a silicone resin sealing material is used for the red light emitting layer 15. Alternatively, a high refractive index type silicone resin (for example, SCR-1011 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., refractive index 1.52) is used for the green light emitting layer 14, and a low refractive index type dimethyl silicone is used for the red light emitting layer 15. You may make it use resin (refractive index 1.41).
Similarly, it is described in Patent Document 6 (Background Art), but it is not limited to epoxy resin, silicone resin, acrylic resin, polycarbonate resin, calcium oxide, cerium oxide, hafnium oxide, titanium oxide, oxide. It is known that a sealing material having a refractive index improved from about 1.5 to about 1.8 can be obtained by adding high refractive index inorganic nanoparticles made of zinc, zirconium oxide or the like. A resin composition having a high refractive index by this method can also be preferably used as a sealing material for a green phosphor. However, if the refractive index of the encapsulant exceeds the refractive index of the green phosphor, light incident on the surface of the green phosphor from the encapsulant side will be reflected on the surface, and the excitation efficiency will decrease. Caution must be taken. Low melting point glass can be used as the sealing material, but in that case, the same caution is required.
When using a sealing material containing a thermosetting or radiation curable resin, inorganic fine particles having low light scattering properties (for example, Aerosil manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) are used together with the phosphor to prevent the phosphor from settling. RX200) is preferably dispersed in the encapsulant. Note that this anti-settling material also has an influence on the refractive index of the sealing material depending on the particle diameter.
赤色発光層15は、赤色蛍光体の粉末を封止材中に分散させてなる赤色発光組成物からなる層状構造体である。赤色発光層15の形成は、別途工程で赤色発光組成物を膜状に成形して硬化させたものを、パッケージ11の凹部内に固定する方法で行うことができる。この場合、その別途工程にて緑色発光層14と赤色発光層15とを積層させたものを予め形成することもできる。他の実施形態では、パッケージ11の凹部内に未硬化の赤色発光組成物を注ぎ込んだ後、これを硬化させて赤色発光層15を形成することもできる。   The red light emitting layer 15 is a layered structure made of a red light emitting composition in which a red phosphor powder is dispersed in a sealing material. The red light-emitting layer 15 can be formed by a method in which a red light-emitting composition formed into a film and cured in a separate process is fixed in the recess of the package 11. In this case, the green light emitting layer 14 and the red light emitting layer 15 may be formed in advance in a separate process. In another embodiment, the red light emitting layer 15 can be formed by pouring an uncured red light emitting composition into the recess of the package 11 and then curing it.
赤色発光層15に分散させる赤色蛍光体は、Mnで付活された低屈折率フルオロ錯体蛍光体であり、例えば、KSiF:Mnである。KSiF:Mnにおいて、Kの一部または全部は、Li、Na、NHから選ばれる一種以上で置換されていてもよい。付活元素はMn(マンガン)が100%であることが望ましいが、付活元素の全量に対し10モル%未満の範囲でTi、Zr、Ge、Sn、Al、Ga、B、In、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Nb、Mo、Ru、Ag、Zn、Mgなどを含んでいてもよい。付活元素は、母体結晶中でSiが占めるべきサイトの0.5%〜10%を占めていることが望ましい。また、Siサイトの10%以下が付活元素以外の元素で置換されていてもよい。また、母体結晶に、格子間位置を占める金属元素を添加することもできる。 The red phosphor dispersed in the red light emitting layer 15 is a low refractive index fluoro complex phosphor activated with Mn, and is, for example, K 2 SiF 6 : Mn. In K 2 SiF 6 : Mn, part or all of K may be substituted with one or more selected from Li, Na, and NH 4 . The activation element is preferably 100% Mn (manganese), but Ti, Zr, Ge, Sn, Al, Ga, B, In, Cr, in a range of less than 10 mol% with respect to the total amount of the activation element. Fe, Co, Ni, Cu, Nb, Mo, Ru, Ag, Zn, Mg, and the like may be included. The activator element preferably occupies 0.5% to 10% of the site that Si should occupy in the host crystal. Further, 10% or less of the Si site may be replaced with an element other than the activating element. In addition, a metal element occupying an interstitial position can be added to the base crystal.
SiF:Mnは、次の工程1および工程2からなる方法により合成することができる。
工程1
KF粉体またはKHF2粉体をフッ化水素酸(47.3重量%)に溶解させてから、K
MnO粉体をこの溶液に溶解させる。溶液を攪拌しながら過酸化水素水を滴下していくと、KMnOとHとのモル比が1.5になった時に黄色い沈澱物が得られる。その沈澱物をアセトンで洗浄した後130℃で1時間乾燥させることによりKMnFが得られる。
工程2
蛍光体の各原料の仕込み組成がKSi0.9Mn0.1となるように、KSiF(1.7783g)とKMnF(0.2217g)を大気圧下、室温の下で、フッ化水素酸(47.3重量%)70mlに添加して溶解させる。各原料化合物が完全に溶解した後、溶液を攪拌しながらアセトン70mlを240ml/hrの速度で添加して蛍光体を析出させる。析出物をエタノールで洗浄し、130℃で1時間乾燥させることにより1.7gの蛍光体KSiF:Mnが得られる。
得られる蛍光体におけるSiとMnのモル比は、EDX(エネルギー分散X線分析)法による組成分析から知ることができる。このモル比は仕込み組成を変更することにより調整することができる。
K 2 SiF 6 : Mn can be synthesized by the method consisting of the following step 1 and step 2.
Process 1
After KF powder or KHF 2 powder is dissolved in hydrofluoric acid (47.3% by weight), K
MnO 4 powder is dissolved in this solution. When hydrogen peroxide is added dropwise while stirring the solution, a yellow precipitate is obtained when the molar ratio of KMnO 4 and H 2 O 2 reaches 1.5. The precipitate is washed with acetone and dried at 130 ° C. for 1 hour to obtain K 2 MnF 6 .
Process 2
K 2 SiF 6 (1.77783 g) and K 2 MnF 6 (0.2217 g) were added under atmospheric pressure so that the charged composition of each raw material of the phosphor was K 2 Si 0.9 Mn 0.1 F 6 . Add and dissolve in 70 ml of hydrofluoric acid (47.3% by weight) at room temperature. After each raw material compound is completely dissolved, 70 ml of acetone is added at a rate of 240 ml / hr while stirring the solution to precipitate the phosphor. The precipitate is washed with ethanol and dried at 130 ° C. for 1 hour to obtain 1.7 g of phosphor K 2 SiF 6 : Mn.
The molar ratio of Si and Mn in the obtained phosphor can be known from composition analysis by EDX (energy dispersive X-ray analysis) method. This molar ratio can be adjusted by changing the charged composition.
赤色発光層15において赤色蛍光体を封止する封止材は、緑色発光層14で用いられる封止材より低屈折率のものであればよいが、好ましくは、1.41以下の屈折率を有するものを用いる。具体例として、東レ・ダウコーニング株式会社製のシリコーン樹脂(製品名:JCR 6101 UP、屈折率:1.41)が挙げられる。
フルオロ錯体蛍光体ほどの低屈折率蛍光体を採用していなかった従来の半導体発光装置では使用されていなかった材料であるが、フッ素ゴム、パーフルオロエラストマーなどの、1.40未満の屈折率を有するフッ素樹脂も、赤色発光層15において好ましく用いることができる封止材である。フッ素樹脂の好適例として、パーフロロ(4−ビニルオキシ−1−ブテン)の環化重合により得られる非結晶フッ素樹脂である、旭硝子株式会社製「サイトップ(登録商標)」(屈折率1.34)が挙げられる。
The sealing material that seals the red phosphor in the red light emitting layer 15 may have a refractive index lower than that of the sealing material used in the green light emitting layer 14, but preferably has a refractive index of 1.41 or less. Use what you have. Specific examples include silicone resin (product name: JCR 6101 UP, refractive index: 1.41) manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.
Although it is a material that has not been used in conventional semiconductor light emitting devices that have not adopted a low refractive index phosphor as much as a fluoro complex phosphor, it has a refractive index of less than 1.40, such as fluoro rubber and perfluoroelastomer. The fluororesin is also a sealing material that can be preferably used in the red light emitting layer 15. As a suitable example of the fluororesin, “Cytop (registered trademark)” (refractive index: 1.34) manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., which is an amorphous fluororesin obtained by cyclopolymerization of perfluoro (4-vinyloxy-1-butene). Is mentioned.
ところで、上記合成方法によれば、比表面積が1.3m/g以下というKSiF:Mnの粒子が得られる。この粒子はサイズが大きいために、未硬化の樹脂組成物中に混合された場合でも沈降し難いという性質を持っている。そのため、熱硬化性あるいは放射線硬化性の樹脂を封止材に用いる場合に、赤色蛍光体として上記合成方法で合成した比表面積が1.3m/g以下のKSiF:Mnを用いれば、赤色発光層15に蛍光体の沈降防止材を添加しなくて済む。よって、沈降防止材の添加により封止材の屈折率が上昇する問題を回避することができる。 Meanwhile, according to the above synthesis method, K 2 SiF 6 that a specific surface area of 1.3 m 2 / g or less: Mn particles is obtained. Since these particles are large in size, they have a property that they are difficult to settle even when mixed in an uncured resin composition. Therefore, when a thermosetting or radiation curable resin is used for the encapsulant, K 2 SiF 6 : Mn with a specific surface area of 1.3 m 2 / g or less synthesized as the red phosphor is used. Thus, it is not necessary to add a phosphor anti-settling material to the red light emitting layer 15. Therefore, the problem that the refractive index of the sealing material increases due to the addition of the anti-settling material can be avoided.
緑色発光層14に添加される緑色蛍光体の量は、青色LED素子12から放出される青色光の一部が緑色蛍光体に吸収され、他の一部が赤色発光層15に抜けていくように調節される。また、赤色発光層15に添加される赤色蛍光体の量は、この層に入射する青色光の一部が赤色蛍光体に吸収され、他の一部が発光装置の外部に抜けていくように調節される。更に、これらの蛍光体の量は、発光装置外に取り出される緑色光と赤色光と青色光の強度が目的に応じた比率となるように、調節される。   The amount of the green phosphor added to the green light emitting layer 14 is such that part of the blue light emitted from the blue LED element 12 is absorbed by the green phosphor and the other part passes through the red light emitting layer 15. Adjusted to. The amount of red phosphor added to the red light emitting layer 15 is such that a part of the blue light incident on this layer is absorbed by the red phosphor and the other part escapes outside the light emitting device. Adjusted. Further, the amounts of these phosphors are adjusted so that the intensities of green light, red light, and blue light extracted outside the light emitting device are in proportions according to the purpose.
緑色発光層14と赤色発光層15の積層の順序は限定されるものではないが、半導体発光装置10のように、青色LED素子12側に緑色発光層14を配置すると、緑色発光層14で生じる緑色光が赤色発光層15を通して外部に取り出される構成となるため、この緑色光の外部取出し効率が良好なものとなる。なぜなら、この緑色光が外部に出るまでの伝播経路は、緑色発光層14および赤色発光層15にそれぞれ含まれる封止材により構成されるが、前者に含まれる封止材の屈折率が後者に含まれる封止材の屈折率よりも高いからである。詳しく言えば、緑色光の発生部位から外部に向かって、この光が通過する媒質の屈折率が段階的に低くなる屈折率傾斜構造が形成されているからである。
半導体発光装置10においては、緑色光だけではなく、青色LED素子12から放出され、いずれの層でも吸収されずに発光装置外に取り出される青色光についても、同様の理由で外部取出し効率が良好なものとなる。
この効果は、図2に示す変形実施形態のように、緑色発光層14と赤色発光層15との間に、これらの層にそれぞれ含まれる封止材の中間の屈折率を有する透明材料からなる光伝播層L1を介在させることにより、更に増強される。
The order of stacking the green light emitting layer 14 and the red light emitting layer 15 is not limited. However, when the green light emitting layer 14 is arranged on the blue LED element 12 side as in the semiconductor light emitting device 10, the green light emitting layer 14 is generated. Since the green light is extracted to the outside through the red light emitting layer 15, the external extraction efficiency of the green light is good. This is because the propagation path until the green light goes out is constituted by the sealing materials included in the green light emitting layer 14 and the red light emitting layer 15, respectively, but the refractive index of the sealing material included in the former is in the latter. It is because it is higher than the refractive index of the sealing material contained. Specifically, a refractive index gradient structure is formed in which the refractive index of the medium through which this light passes is reduced stepwise from the green light generation site to the outside.
In the semiconductor light emitting device 10, not only green light but also blue light emitted from the blue LED element 12 and extracted outside the light emitting device without being absorbed in any layer has good external extraction efficiency for the same reason. It will be a thing.
This effect is made of a transparent material having an intermediate refractive index between the green light-emitting layer 14 and the red light-emitting layer 15 between the green light-emitting layer 14 and the red light-emitting layer 15 as in the modified embodiment shown in FIG. Further enhancement is achieved by interposing the light propagation layer L1.
半導体発光装置10に対し、更に、青色光により励起可能な黄色蛍光体を付与することにより、演色性の更なる向上を図ることができる。好ましい黄色蛍光体としては、限定されるものではないが、Ceで付活されたYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)が挙げられる。この蛍光体は、1.90という屈折率を有するので、赤色発光層15に添加するのではなく、緑色発光層14に添加することが望ましい。あるいは、緑色発光層14および赤色発光層15に積層する形で、この蛍光体を分散した黄色発光層を新たに設けてもよい。新たに設ける黄色発光層では、赤色発光層15に用いる封止材よりも高屈折率で1.90以下の屈折率を有する封止材を用いることが望ましい。また、その黄色発
光層は、赤色発光層15よりも青色LED素子12に近い側に配置することが望ましい。
By further providing the semiconductor light emitting device 10 with a yellow phosphor that can be excited by blue light, the color rendering properties can be further improved. Preferred yellow phosphors include, but are not limited to, YAG (yttrium, aluminum, garnet) activated with Ce. Since this phosphor has a refractive index of 1.90, it is desirable not to add it to the red light emitting layer 15 but to add it to the green light emitting layer 14. Alternatively, a yellow light emitting layer in which the phosphor is dispersed may be newly provided in a form laminated on the green light emitting layer 14 and the red light emitting layer 15. In the newly provided yellow light emitting layer, it is desirable to use a sealing material having a higher refractive index than that of the sealing material used for the red light emitting layer 15 and a refractive index of 1.90 or less. The yellow light emitting layer is desirably disposed closer to the blue LED element 12 than the red light emitting layer 15.
(実施形態2)
図3に、本発明の実施形態2に係る半導体発光装置の断面を模式的に示す。この図に示す半導体発光装置20は、回路基板21の表面上に固定された近紫外LED素子22と、これを覆って形成された青/緑色発光組成物からなる青/緑色発光部24と、これを覆って形成された赤色発光組成物からなる赤色発光層25とを備えている。
(Embodiment 2)
FIG. 3 schematically shows a cross section of a semiconductor light emitting device according to Embodiment 2 of the present invention. The semiconductor light-emitting device 20 shown in this figure includes a near-ultraviolet LED element 22 fixed on the surface of a circuit board 21, a blue / green light-emitting part 24 made of a blue / green light-emitting composition formed so as to cover the element, And a red light emitting layer 25 made of a red light emitting composition formed so as to cover it.
図示は省略するが、回路基板21には周知の配線パターンが付与されている。近紫外LED素子22は近紫外波長領域(360nm〜430nm)に発光ピーク波長を有しており、その材料や構造は特に限定されないが、好ましくはAlInGaNまたはInGaNを発光層に用いた窒化ガリウム系のLED素子である。図3の例ではLED素子22の数は1個であるが、複数個としてもよい。また、回路基板21上には、目的に応じて、近紫外LED素子22だけでなく、発光波長の異なる他の半導体発光素子が固定されてもよい。   Although not shown, the circuit board 21 is provided with a well-known wiring pattern. The near-ultraviolet LED element 22 has a light emission peak wavelength in the near-ultraviolet wavelength region (360 nm to 430 nm), and the material and structure thereof are not particularly limited. LED element. In the example of FIG. 3, the number of LED elements 22 is one, but may be plural. In addition to the near-ultraviolet LED element 22, other semiconductor light-emitting elements having different emission wavelengths may be fixed on the circuit board 21 according to the purpose.
青/緑色発光部24は、青色蛍光体および緑色蛍光体の粉末を封止材中に分散させてなる青/緑色発光組成物からなる構造体である。赤色発光層25は、赤色蛍光体の粉末を封止材中に分散させてなる赤色発光組成物からなる層状の構造体である。青/緑色発光部24および赤色発光層25の成形は、射出成形や注型成形により行うことができる。   The blue / green light emitting section 24 is a structure made of a blue / green light emitting composition in which a blue phosphor powder and a green phosphor powder are dispersed in a sealing material. The red light emitting layer 25 is a layered structure made of a red light emitting composition in which a red phosphor powder is dispersed in a sealing material. The blue / green light emitting portion 24 and the red light emitting layer 25 can be molded by injection molding or cast molding.
変形実施形態では、図4に示すように、近紫外LED素子22を覆う透明封止部23を設け、その外側に、層状の青/緑色発光部24と赤色発光層25を順次形成してもよい。また、図5に示すように、透明封止部23の外側に層状の青色発光部24aおよび緑色発光部24bを順次形成し、その更に外側に赤色発光層25を形成してもよい。また、図6に示すように、近紫外LED素子22を覆う青色発光部24aを設け、その外側に層状の緑色発光部24bと赤色発光層25を順次形成してもよい。   In the modified embodiment, as shown in FIG. 4, a transparent sealing portion 23 that covers the near-ultraviolet LED element 22 is provided, and a layered blue / green light emitting portion 24 and a red light emitting layer 25 are sequentially formed on the outer side. Good. Further, as shown in FIG. 5, a layered blue light emitting part 24 a and a green light emitting part 24 b may be sequentially formed outside the transparent sealing part 23, and a red light emitting layer 25 may be further formed outside thereof. Further, as shown in FIG. 6, a blue light emitting part 24a covering the near-ultraviolet LED element 22 may be provided, and a layered green light emitting part 24b and a red light emitting layer 25 may be sequentially formed outside the blue light emitting part 24a.
青/緑色発光部24(または変形実施形態における青色発光部24a)に分散させる青色蛍光体は、LED素子22から放出される近紫外光により励起可能な青色蛍光体である。一方、青/緑色発光部24(または変形実施形態における緑色発光部24b)に分散させる緑色蛍光体は、LED素子22から放出される近紫外光と、上記青色蛍光体から放出される青色光の、いずれか一方または両方により励起可能な緑色蛍光体である。   The blue phosphor dispersed in the blue / green light emitting unit 24 (or the blue light emitting unit 24a in the modified embodiment) is a blue phosphor that can be excited by near-ultraviolet light emitted from the LED element 22. On the other hand, the green phosphor dispersed in the blue / green light emitting section 24 (or the green light emitting section 24b in the modified embodiment) is composed of near-ultraviolet light emitted from the LED element 22 and blue light emitted from the blue phosphor. , A green phosphor that can be excited by either or both.
青色蛍光体の好適例としては、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO)(Cl,F):Eu、(Sr,Ba)MgSi:Eu、(Ba,Sr,Ca)MgAl1017:Euなどが挙げられる。これらはいずれも低屈折率フルオロ錯体蛍光体より高い屈折率を有している。 As preferable examples of the blue phosphor, (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 (Cl, F) 2 : Eu, (Sr, Ba) 3 MgSi 2 O 8 : Eu, (Ba, Sr , Ca) MgAl 10 O 17 : Eu. All of these have a higher refractive index than the low refractive index fluoro complex phosphor.
緑色蛍光体の好適例としては、実施形態1において好適例として示した全ての緑色蛍光体が挙げられる他、更に、(Ba,Sr)MgAl1017:Eu,Mnが挙げられる。この蛍光体も、低屈折率フルオロ錯体蛍光体より高い屈折率を有している。 Preferable examples of the green phosphor include all the green phosphors shown as preferred examples in the first embodiment, and further include (Ba, Sr) MgAl 10 O 17 : Eu, Mn. This phosphor also has a higher refractive index than the low refractive index fluoro complex phosphor.
青/緑色発光部24(または変形実施形態における青色発光部24aおよび緑色発光部24b)において青色蛍光体および緑色蛍光体を封止する封止材については、実施形態1における緑色蛍光体封止材についての説明を参照されたい。   Regarding the sealing material for sealing the blue phosphor and the green phosphor in the blue / green light emitting unit 24 (or the blue light emitting unit 24a and the green light emitting unit 24b in the modified embodiment), the green phosphor sealing material in the first embodiment Please refer to the explanation.
赤色発光層25の構成については、実施形態1における赤色発光層15に関する説明を参照されたい。ただし、本実施形態2においては、青/緑色発光部24(または変形実施形態における青色発光部24a)に添加された青色蛍光体から放出される青色光によって
赤色蛍光体が励起されるように、すなわち、この青色光が赤色発光層25内に伝播し得るように、各層の配置を定めている。
For the configuration of the red light emitting layer 25, refer to the description regarding the red light emitting layer 15 in the first embodiment. However, in the second embodiment, the red phosphor is excited by the blue light emitted from the blue phosphor added to the blue / green light emitting section 24 (or the blue light emitting section 24a in the modified embodiment). That is, the arrangement of each layer is determined so that this blue light can propagate into the red light emitting layer 25.
本発明は本明細書に明示的に記載された実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を損なわない範囲で種々の変形が可能である。   The present invention is not limited to the embodiments explicitly described in the present specification, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
10 半導体発光装置
11 パッケージ
12 青色LED素子
14 緑色発光層
15 赤色発光層
20 半導体発光装置
21 回路基板
22 近紫外LED素子
23 透明封止部
24 青/緑色発光部
24a 青色発光部
24b 緑色発光部
25 赤色発光層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Semiconductor light-emitting device 11 Package 12 Blue LED element 14 Green light emitting layer 15 Red light emitting layer 20 Semiconductor light emitting device 21 Circuit board 22 Near ultraviolet LED element 23 Transparent sealing part 24 Blue / green light emitting part 24a Blue light emitting part 24b Green light emitting part 25 Red light emitting layer

Claims (20)

  1. ルオロ錯体蛍光体である第1蛍光体を第1透明封止材で封止してなる第1発光組成物と、
    前記第1蛍光体よりも0.20以上高い屈折率を有し、かつ前記第1透明封止材よりも高い屈折率を有する第2蛍光体を、前記第1透明封止材よりも高屈折率かつ前記第2蛍光体と同等以下の屈折率を有する第2透明封止材で封止してなる第2発光組成物と、
    前記第1蛍光体および第2蛍光体を直接的または間接的に励起するための光源である半導体発光素子と、
    を少なくとも備え、
    前記第1蛍光体が赤色蛍光体であり、
    前記第2蛍光体がアルミン酸塩またはβ−サイアロンを母体とする蛍光体であり、
    前記半導体発光素子として近紫外発光素子を備えるとともに、前記第2蛍光体として前記近紫外発光素子から放出される近紫外光によって励起される青色蛍光体を備え、前記赤色蛍光体は前記青色蛍光体から放出される青色光によって励起される、半導体発光装置。
    A first luminescent composition of the first phosphor by encapsulating the first transparent encapsulant is a flow Ruoro complex phosphor,
    A second phosphor having a refractive index higher than that of the first phosphor by 0.20 or more and a refractive index higher than that of the first transparent encapsulant is higher than that of the first transparent encapsulant. And a second light-emitting composition formed by sealing with a second transparent sealing material having a refractive index equal to or lower than that of the second phosphor,
    A semiconductor light emitting device which is a light source for directly or indirectly exciting the first phosphor and the second phosphor;
    Comprising at least
    The first phosphor is a red phosphor;
    Ri phosphor der that the second phosphor is a aluminate or β- sialon as a matrix,
    The semiconductor light emitting device includes a near ultraviolet light emitting device, and the second phosphor includes a blue phosphor excited by near ultraviolet light emitted from the near ultraviolet light emitting device, and the red phosphor is the blue phosphor. A semiconductor light emitting device excited by blue light emitted from the semiconductor.
  2. 前記第1蛍光体が、ヘキサフルオロケイ酸塩を母体とする蛍光体である、請求項1に記載の半導体発光装置。 The semiconductor light-emitting device according to claim 1, wherein the first phosphor is a phosphor having hexafluorosilicate as a base.
  3. 前記第1透明封止材の屈折率が1.41以下である、請求項1または2に記載の半導体発光装置。 The semiconductor light-emitting device according to claim 1, wherein a refractive index of the first transparent encapsulant is 1.41 or less.
  4. 前記第2透明封止材の屈折率が1.52以上である、請求項3に記載の半導体発光装置。 The semiconductor light-emitting device according to claim 3, wherein the refractive index of the second transparent sealing material is 1.52 or more.
  5. 前記第1蛍光体が、Mn4+で付活された赤色蛍光体である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の半導体発光装置。 The semiconductor light-emitting device according to claim 1, wherein the first phosphor is a red phosphor activated by Mn 4+.
  6. 前記第2蛍光体として、更に、前記近紫外光および/または前記青色光によって励起される緑色蛍光体を備える、請求項5に記載の半導体発光装置。The semiconductor light emitting device according to claim 5, further comprising a green phosphor excited by the near ultraviolet light and / or the blue light as the second phosphor.
  7. 前記第2蛍光体から放出される光が前記第1発光組成物を通して当該発光装置外に取り出されるように、前記第1発光組成物および第2発光組成物が配置されている、請求項1〜6のいずれか一項に記載の半導体発光装置。The first light emitting composition and the second light emitting composition are disposed so that light emitted from the second phosphor is extracted outside the light emitting device through the first light emitting composition. The semiconductor light-emitting device according to claim 6.
  8. 前記第1発光組成物と前記第2発光組成物との間に、前記第1透明封止材および第2透明封止材の中間の屈折率を有する透明材料からなる光伝播層が介在されている、請求項7に記載の半導体発光装置。A light propagation layer made of a transparent material having an intermediate refractive index between the first transparent sealing material and the second transparent sealing material is interposed between the first light emitting composition and the second light emitting composition. The semiconductor light emitting device according to claim 7.
  9. フルオロ錯体蛍光体である第1蛍光体を第1透明封止材で封止してなる第1発光組成物と、A first light-emitting composition formed by sealing a first phosphor that is a fluoro complex phosphor with a first transparent sealing material;
    前記第1蛍光体よりも0.20以上高い屈折率を有し、かつ前記第1透明封止材よりも高い屈折率を有する第2蛍光体を、前記第1透明封止材よりも高屈折率かつ前記第2蛍光体と同等以下の屈折率を有する第2透明封止材で封止してなる第2発光組成物と、A second phosphor having a refractive index higher than that of the first phosphor by 0.20 or more and a refractive index higher than that of the first transparent encapsulant is higher than that of the first transparent encapsulant. And a second light-emitting composition formed by sealing with a second transparent sealing material having a refractive index equal to or lower than that of the second phosphor,
    前記第1蛍光体および第2蛍光体を直接的または間接的に励起するための光源である半導体発光素子と、A semiconductor light emitting device which is a light source for directly or indirectly exciting the first phosphor and the second phosphor;
    を少なくとも備え、Comprising at least
    前記第2蛍光体がアルミン酸塩またはβ−サイアロンを母体とする蛍光体であり、The second phosphor is a phosphor based on aluminate or β-sialon,
    前記第2蛍光体から放出される光が前記第1発光組成物を通して当該発光装置外に取り出されるように、前記第1発光組成物および第2発光組成物が配置されている、半導体発光装置。A semiconductor light emitting device, wherein the first light emitting composition and the second light emitting composition are arranged so that light emitted from the second phosphor is extracted outside the light emitting device through the first light emitting composition.
  10. 前記第1蛍光体が、ヘキサフルオロケイ酸塩を母体とする蛍光体である、請求項9に記載の半導体発光装置。The semiconductor light emitting device according to claim 9, wherein the first phosphor is a phosphor having hexafluorosilicate as a base.
  11. 前記第1透明封止材の屈折率が1.41以下である、請求項9または10に記載の半導体発光装置。The semiconductor light-emitting device according to claim 9 or 10, wherein the refractive index of the first transparent encapsulant is 1.41 or less.
  12. 前記第2透明封止材の屈折率が1.52以上である、請求項11に記載の半導体発光装置。The semiconductor light-emitting device according to claim 11, wherein a refractive index of the second transparent sealing material is 1.52 or more.
  13. 前記第1蛍光体が、Mn4+で付活された赤色蛍光体である、請求項9〜12のいずれか一項に記載の半導体発光装置。The semiconductor light emitting device according to any one of claims 9 to 12, wherein the first phosphor is a red phosphor activated by Mn4 +.
  14. 前記第2蛍光体が、Ceで付活されたYAGである、請求項9〜13のいずれか一項に記載の半導体発光装置。The semiconductor light-emitting device according to claim 9, wherein the second phosphor is YAG activated with Ce.
  15. 前記半導体発光素子として青色発光素子を備えるとともに、前記第2蛍光体として緑色蛍光体を備え、前記赤色蛍光体および緑色蛍光体が前記青色発光素子から放出される青色光によって励起される、請求項13に記載の半導体発光装置。The blue light emitting device as the semiconductor light emitting device and a green phosphor as the second phosphor, wherein the red phosphor and the green phosphor are excited by blue light emitted from the blue light emitting device. 14. The semiconductor light emitting device according to 13.
  16. 前記半導体発光素子として近紫外発光素子を備えるとともに、前記第2蛍光体として前記近紫外発光素子から放出される近紫外光によって励起される青色蛍光体を備え、前記赤色蛍光体は前記青色蛍光体から放出される青色光によって励起される、請求項13に記載の半導体発光装置。The semiconductor light emitting device includes a near ultraviolet light emitting device, and the second phosphor includes a blue phosphor excited by near ultraviolet light emitted from the near ultraviolet light emitting device, and the red phosphor is the blue phosphor. The semiconductor light-emitting device according to claim 13, which is excited by blue light emitted from the semiconductor light-emitting device.
  17. 前記第2蛍光体として、更に、前記近紫外光および/または前記青色光によって励起される緑色蛍光体を備える、請求項16に記載の半導体発光装置。The semiconductor light emitting device according to claim 16, further comprising a green phosphor excited by the near ultraviolet light and / or the blue light as the second phosphor.
  18. 前記第1発光組成物と前記第2発光組成物との間に、前記第1透明封止材および第2透明封止材の中間の屈折率を有する透明材料からなる光伝播層が介在されている、請求項9〜17のいずれか一項に記載の半導体発光装置。A light propagation layer made of a transparent material having an intermediate refractive index between the first transparent sealing material and the second transparent sealing material is interposed between the first light emitting composition and the second light emitting composition. The semiconductor light-emitting device according to claim 9.
  19. 低屈折率フルオロ錯体蛍光体である第1蛍光体を第1透明封止材で封止してなる第1発光組成物と、A first luminescent composition formed by sealing a first phosphor, which is a low refractive index fluoro complex phosphor, with a first transparent encapsulant;
    前記第1蛍光体よりも0.20以上高い屈折率を有し、かつ前記第1透明封止材よりも高い屈折率を有する第2蛍光体を、前記第1透明封止材よりも高屈折率かつ前記第2蛍光体と同等以下の屈折率を有する第2透明封止材で封止してなる第2発光組成物と、A second phosphor having a refractive index higher than that of the first phosphor by 0.20 or more and a refractive index higher than that of the first transparent encapsulant is higher than that of the first transparent encapsulant. And a second light-emitting composition formed by sealing with a second transparent sealing material having a refractive index equal to or lower than that of the second phosphor,
    前記第1蛍光体および第2蛍光体を直接的または間接的に励起するための光源である半導体発光素子と、A semiconductor light emitting device which is a light source for directly or indirectly exciting the first phosphor and the second phosphor;
    を少なくとも備え、Comprising at least
    前記第1蛍光体が赤色蛍光体であり、The first phosphor is a red phosphor;
    前記第2蛍光体がアルミン酸塩またはβ−サイアロンを母体とする蛍光体であり、The second phosphor is a phosphor based on aluminate or β-sialon,
    前記半導体発光素子として近紫外発光素子を備えるとともに、前記第2蛍光体として前記近紫外発光素子から放出される近紫外光によって励起される青色蛍光体を備え、前記赤色蛍光体は前記青色蛍光体から放出される青色光によって励起される、半導体発光装置。The semiconductor light emitting device includes a near ultraviolet light emitting device, and the second phosphor includes a blue phosphor excited by near ultraviolet light emitted from the near ultraviolet light emitting device, and the red phosphor is the blue phosphor. A semiconductor light emitting device excited by blue light emitted from the semiconductor.
  20. 低屈折率フルオロ錯体蛍光体である第1蛍光体を第1透明封止材で封止してなる第1発光組成物と、A first luminescent composition formed by sealing a first phosphor, which is a low refractive index fluoro complex phosphor, with a first transparent encapsulant;
    前記第1蛍光体よりも0.20以上高い屈折率を有し、かつ前記第1透明封止材よりも高い屈折率を有する第2蛍光体を、前記第1透明封止材よりも高屈折率かつ前記第2蛍光体と同等以下の屈折率を有する第2透明封止材で封止してなる第2発光組成物と、A second phosphor having a refractive index higher than that of the first phosphor by 0.20 or more and a refractive index higher than that of the first transparent encapsulant is higher than that of the first transparent encapsulant. And a second light-emitting composition formed by sealing with a second transparent sealing material having a refractive index equal to or lower than that of the second phosphor,
    前記第1蛍光体および第2蛍光体を直接的または間接的に励起するための光源である半導体発光素子と、A semiconductor light emitting device which is a light source for directly or indirectly exciting the first phosphor and the second phosphor;
    を少なくとも備え、Comprising at least
    前記第2蛍光体がアルミン酸塩またはβ−サイアロンを母体とする蛍光体であり、The second phosphor is a phosphor based on aluminate or β-sialon,
    前記第2蛍光体から放出される光が前記第1発光組成物を通して当該発光装置外に取り出されるように、前記第1発光組成物および第2発光組成物が配置されている、半導体発光装置。A semiconductor light emitting device, wherein the first light emitting composition and the second light emitting composition are arranged so that light emitted from the second phosphor is extracted outside the light emitting device through the first light emitting composition.
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