TWI501417B - White light emitting diode lamp, backlight, light emitting device, display device and lighting device - Google Patents

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TWI501417B
TWI501417B TW098105691A TW98105691A TWI501417B TW I501417 B TWI501417 B TW I501417B TW 098105691 A TW098105691 A TW 098105691A TW 98105691 A TW98105691 A TW 98105691A TW I501417 B TWI501417 B TW I501417B
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Tsutomu Ishii
Hajime Takeuchi
Yasumasa Ooya
Katsutoshi Nakagawa
Yumi Ito
Masaki Toyoshima
Yasuhiro Shirakawa
Ryo Sakai
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Toshiba Kk
Toshiba Materials Co Ltd
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Description

白色發光二極體燈、背光、發光裝置、顯示裝置及照明裝置
本發明乃有關具備發出UV光(紫外光)~紫色光之發光二極體、和將受光此發光二極體之UV光~紫色光,發出較UV光~紫色光長波長之2次光的螢光體粉末,分散於透明樹脂中之螢光體層,而發出白色光之技術,詳細而言,乃有關發出白色光之白色發光二極體、使用此白色發光二極體之背光、發光裝置、顯示裝置及照明裝置者。
發光二極體(LED:Light Emitting Diode)乃放射光線之半導體二極體,可將電能變換成UV光或可視光者。
以往,使用LED燈之發光裝置被廣泛加以利用。LED燈,乃利用例如透明基板等之基板與GaP、GaAsP、GaAlAs、GaN、InGaN、AlGaN、InGaAlP等之發光材料,而形成發光晶片,將此發光晶片,以透明樹脂加以封閉而得者。
又,LED燈乃經由在於封閉樹脂中含有各種螢光體粉末,可調整放射光之顏色。即,經由組合使用發光晶片、和吸收來自發光晶片放射之光線,發出特性波長域之光線的螢光體粉末,藉由來自發光晶片放射之光線和自螢光體粉末放射出之光線的作用,而可發出可視光範圍或白色光。
做為發出白色光之白色發光LED燈,有使用藍色發光二極體晶片者、以及UB光或紫色發光二極體晶片者。
做為使用藍色發光二極體晶片之白色發光LED燈而言,有組合藍色發光二極體晶片、和紅色發光螢光體及綠色發光螢光體等者(以下稱「白色LED燈1型」)、和組合藍色發光二極體晶片與黃色發光螢光體(YAG)者(以下稱「白色LED燈2型」)。
又,做為使用UV光或紫色光發光二極體晶片之白色發光LED燈而言,有組合UV光或紫色光發光二極體晶片、和紅色發光螢光體、綠色發光螢光體及藍色發光螢光體等者(以下稱「白色LED燈3型」)。
白色發光LED燈乃利用其為白色,則做為液晶顯示裝置之背光用光源,或照明裝置之光源被加以利用。
做為液晶顯示裝置之背光用光源使用之白色LED燈中,有著色再現性廣、可設計在特定之白色色度、色度之不均為少等等色品質之要求。
又,做為照明裝置之光源使用之白色LED燈中,有著演色性佳、可設計在特定之白色色度、色之不均為少、色度之參差為少等等色品質之要求。
為此,將白色LED燈做為液晶顯示裝置之背光用光源或照明裝置之光源使用之時,白色LED燈1型或白色LED燈2型有著以下之問題。
即,白色LED燈1型中,有色不均為大,色度參差為大等之問題。又,白色LED燈2型中,有色再現性窄,演色性劣,無法設計在特定之白色色度等之問題。
對此,根據白色LED3型所成之時,可滿足色再現性廣,可設計在特定之白色色度、色度之參差為少,演色性佳,色之不均為少等等之色品質。為此,白色LED燈3型乃適於做為液晶顯示裝置之背光用光源,或照明裝置之光源。
例如日本特開2005-191420號公報(專利文獻1)中,揭示白色LED燈3型之白色LED燈。根據此白色LED燈所成時,發光效率會變高。
另一方面,做為顯示裝置,代替以往之陰極射線管電視,正移轉為液晶電視或電漿電視為代表之薄型電視。如上述之顯示裝置乃例如揭示於日本特開2000-49380公報及日本特開平10-187062號公報(參照專利文獻2、3)。對於上述各顯示裝置,將長處、短處集中於表示加以顯示。
由表3所示之結果可知,各顯示裝置之雖有其長處、短處,一般而言,由陰極射線管電視移轉至液晶電視或電漿電視等之薄型電視理由,與其昤畫像本身之問題,倒不如說是主要為深度或重量尺寸之問題。因此,可實現在維持陰極射線管電視之良好特性下,解決尺寸之問題之理想之顯示器(顯示裝置)。
[專利文獻1]日本特開2005-191420號公報
[專利文獻2]日本特開2000-49380號公報
[專利文獻3]日本特開平10-187062號公報
但是,於白色LED燈3型中,由發光二極體晶片所發出之UV光的一部分,不變換成可視光,直接向LED燈之外部射出時,UV光之影響、與來自白色LED燈之熱影響被作用,會有產生以下現象之問題。
即,將白色LED燈3型做為液晶顯示裝置之背光用之光源使用之時,液晶顯示裝置之導光板或光學薄膜等之樹脂製周邊構件會黃變,而有液晶顯示裝置之亮度下降,產生色度異常之問題。
又,將白色LED燈3型做為照明裝置之光源之時,有照射之對象物受損,產生褪色之問題。為此,白色LED燈3型乃不適用於做為美術館或博物館之照明裝置之光源。
本發明乃有鑑於上述情事,提供射出之白色光中之UV光之量及放出之熱量為少之白色LED燈、使用此白色LED燈之背光及照明裝置為目的者。
關於本發明之白色LED燈乃為解決上述之問題點,具備導電部、和安裝於此導電部,發出尖峰波長360nm以上420nm以下之一次光的發光二極晶片、和封閉此發光二極晶片,由第1之透明樹脂硬化物所成之透明樹脂層、和被覆此透明樹脂層,於第2之透明樹脂硬化物中,分散受光前述第1次光,發出較前述第1次光長波長之2次光的螢光體粉末的螢光體層;含於射出光之前述1次光之能量為0.4mW/lm以下為特徵者。
又,關於本發明之背光乃解決上述問題者,使用前述白色LED燈為特徵者。
又,關於本發明之照明裝置乃解決上述問題者,使用前述白色LED燈為特徵者。
又,關於本發明之發光裝置乃具備發出尖峰波長360nm以上420nm以下之雷射光的雷射二極體、和發出經由此雷射光所激發之紅色光、綠色光、藍色光的螢光體層為特徵者。
又,關於本發明之發光裝置乃具備發出尖峰波長360nm以上420nm以下之雷射光的雷射二極體、和將發出經由此雷射光所激發之紅色光、綠色光、藍色光的螢光體層,在2次元方向,以特定之圖案加以形成之螢光面;將上述雷射光在螢光面,向2次元方向掃描,經由雷射之激發光,顯示畫像為特徵者。
又,關於本發明之照明裝置乃具備發出尖峰波長360nm以上420nm以下之雷射光的雷射二極體、和混合發出經由此雷射光所激發之紅色光、綠色光、藍色光的螢光體而成形成之螢光膜;將上述雷射光照射於螢光膜,得可視光為特徵者。
根據關於本發明之白色LED燈時,含於射出之白色光中之UV光量及放出之熱量則為少。
又,根據關於本發明之背光時,含於射出之白色光中之UV光量及放出之熱量則為少。
又,根據關於本發明之照明裝置時,含於射出之白色光中之UV光量及放出之熱量則為少。因此,洩漏有害紫外線量為少,可排除對於眼睛或皮膚之有害性。又,發熱量為少,能量效率為高,省能量特性亦優。
尤其,做為激發光源,關於使用發出尖峰波長360nm以上420nm以下之雷射光的雷射二極體之本發明之顯示裝置下,是為尖峰波長為狹之激發光之故,對於螢光體層之掃描變得容易,可得鮮明度為高之畫像。
對於關於本發明之白色LED燈、背光及照明裝置,參照圖面加以說明。
[第1實施形態]
圖1乃關於本發明之白色LED燈之第1實施形態之剖面圖。如圖1所示,白色LED燈1乃具備在於絕緣部11上,設置做為導電部之表面側電極12的基板10、和安裝於基板10之表面側電極12上之發光二極體晶片20、和封閉發光二極體晶片20之透明樹脂層30、和被覆透明樹脂層30之螢光體層40。
{基板}
基板10乃具有絕緣部11、和做為設於絕緣部11之表背側之導電部的表面側電極12及背面側電極13、貫通絕緣部11,導通表面側電極12及背面側電極13之供電用通孔14。
(絕緣部)
做為絕緣部11,例如可列舉氧化鋁、氮化鋁(AlN)等之陶瓷、玻璃環氧樹脂等之板材。絕緣部11為氧化鋁或氮化鋁板之時,熱傳導性高,可抑制白色LED燈之溫度上昇之故,因而為佳。又,絕緣部22,為在於貫通表面側電極12中設置發光二極體晶片20之部分之全部或一部分、和背面側電極13之通孔,設置填充銀糊、銅糊等之散熱通孔的玻璃環氧樹脂之時,熱傳導性會變高,可抑制白色LED燈之溫度上昇之故,因而為佳。
抑制白色LED燈之溫度上昇乃例如可經由接合部、與絕緣部11之背面間之熱阻抗之Rth變低而得知。熱阻抗Rth乃對於1個發光二極體晶片而言,例如成為40℃/W以下。
(導電部)
做為導電部之表面側電極12乃配置於絕緣部11上,而構成基板10。表面側電極12乃安裝發光二極體晶片側之導電部之故,成為光反射性電極。光反射性電極乃指分光反射率計所測定之波長400nm之反射率為60%以上者做為光反射性電極,可列舉Ag、Pt、Ru、Pd及Al所成之金屬電極。
表面側電極12為光反射性電極時,即使來自螢光體粉末42之2次光的一部分則反射至表面側電極12,或來自發光二極體晶片20之1次光的一部分在透明樹脂層30與螢光體層40之界面被反射,反射至表面側電極12時,可在表面側電極12更反射至射出面60側之故,可提高白色LED燈1之亮度。
背面側電極13不如表面側電極12要求光反射性之故,可使用Ag、Pt、Ni、Cu、Au等之公知金屬材料。
基板10乃做為絕緣部11使用氧化鋁之氧化鋁基板、做為絕緣部11使用氮化鋁之氮化鋁基板、或做為絕緣部11使用具備散熱通孔之玻璃環氧板的玻璃環氧基板時,熱傳導性高,可抑制白色LED燈之溫度上昇之故,因而為佳。
{發光二極體晶片}
發光二極體晶片20乃發出尖峰波長360nm以上420nm以下之UV光~紫色光(1次光)之發光二極體晶片。做為發光二極體晶片20,例如可列舉InGaN、GaN或AlGaN系發光二極體晶片。發光二極體晶片之射出光之尖峰波長乃在360nm以上410nm以下之範圍為更佳。
發光二極體晶片20乃例如經由AuSn共晶焊鍚,其他之各種焊鍚、銀糊等,捐合於基板,更且發光二極體晶片之電極乃使用打線25,電性連接於表面側電極12之表面。
{透明樹脂層}
透明樹脂層30乃封閉發光二極體晶片20者,由第1之透明樹脂硬化物31所成。
發光二極體晶片20乃通常有折射率高,將光封閉在發光二極體晶片內之性質。為此,來自發光二極體晶片之1次光的一部分則在透明樹脂層與螢光體層之界面,反射至發光二極體晶片,或螢光體層40之螢光體粉末42所放出之可視光(2次光)入射至發光二極體晶片20時,此等之光線則停留於發光二極體晶片內,會有難以取出,效率下降的問題。透明樹脂層30乃使來自螢光體層40之2次光,入射至發光二極體晶片20之量變少,折制效率之下降者。
第1之透明樹脂硬化物31乃硬化透明性高之樹脂者。做為透明樹脂,例如可列舉聚矽氧樹脂、環氧樹脂等。聚矽氧樹脂中,二甲基聚矽氧樹脂在UV承受性為高之故,因而為佳。
透明樹脂層30乃將透明樹脂在發光二極體晶片20及打線25上流下,例如經由加熱至100℃以上160℃以下加以硬化而得。
於本發明中,透明樹脂層30之厚度乃指發光二極體晶片20之表面、與螢光體層40之界面32間之距離。透明樹脂層30之厚度乃圖5中以符號t1、t2、t3、t4、t5等表示。
透明樹脂層30之厚度通常為0.1mm以上,較佳為0.2mm以上,更佳為0.2mm以上1.0mm以下之範圍。
透明樹脂層30之厚度為0.1mm以上之時,可提升白色LED燈之發光效率之故,因而為佳。
另一方面,透明樹脂層30之厚度過大之時,白色LED燈會變大,會有不適合做為液晶顯示裝置之背光用光源或照明用光源之疑慮。為此,為使白色LED燈收斂於適合做為液晶顯示裝置之背光用光源或照明用光源之範圍內之尺寸,透明樹脂層30之厚度成為1.0mm以下者為佳。
於本發明中,令透明樹脂層30中之導線著地點26、與螢光體層40之界面32間之距離,稱之為導線著地點厚度。導線著地點厚度乃於圖5中,以符號t11表示。
導線著地點厚度乃由打線25之保護的觀點視之,以0.5mm以上為佳。
{螢光體層}
螢光體層40乃被覆透明樹脂層30者,於第2之透明樹脂硬化物41中,分散有受光發光二極體晶片20之1次光,發出較此1次光長波長之光(2次光)之螢光體粉末42者。
第2之透明樹脂硬化物41乃硬化透明性高之透明樹脂者。做為使用於第2之透明樹脂硬化物41之製作的透明樹脂,例如可列舉與使用於第1之透明樹脂硬化物31之製作的透明樹脂同樣的樹脂。使用於第2之透明樹脂硬化物41之製作的透明樹脂,和使用於第1之透明樹脂硬化物31之製作的透明樹脂可為同一種類之樹脂,亦可為不同種類之樹脂。
做為使用於螢光體層40之螢光體粉末42,可列舉受光發光二極體晶片20之1次光,發光藍色光之藍色螢光體粉末42B(42)、發光綠色光之綠色螢光體粉末42G(42)、發光黃色光之黃色螢光體粉末42Y(42)、發光紅色光之紅色螢光體粉末42R(42)等。
(藍色螢光體粉末)
做為藍色螢光體粉末42B,使用發光尖峰波長430nm~460nm之藍色光的藍色螢光體粉末。做為藍色螢光體粉末42B,例如使用具有下述式(1)所表示之組成的藍色螢光體粉末。
[化1]
(Sr1-x-y-z Bax Cay Euz )5 (PO4 )3 Cl (1)
(式中、x、y及z乃滿足0≦x<0.5、0≦y<0.1、0.005<z<0.1之值。)
式(1)中之x及y各別在上述範圍內時,來自藍色螢光體粉末之光波長由於適於照明用途或背光用途之白色LED燈之故,因而為佳。
式(1)中之x及y各別在上述範圍內變得愈大時,來自藍色螢光體粉末之光波長之發光成分會增加以故,白色LED燈會更適於照明用途。又,式(1)中之x及y各別在上述範圍內變得愈小時,來自藍色螢光體粉末之光線光譜會變窄之故,白色LED燈會更適於背光之用途。
式(1)中,z在上述範圍內時,藍色螢光體粉末之發光效率為高之故,因而為佳。
(綠色螢光體粉末)
做為綠色螢光體粉末42G,使用發光尖峰波長490nm~575nm之綠色光的綠色螢光體粉末。做為綠色螢光體粉末42G,例如使用具有下述式(2)所表示之組成的銪錳賦活鋁酸鹽所成綠色螢光體粉末。◎
[化2]
(Ba1-x-y-z Srx Cay Euz )(Mg1-u Mnu )Al10 O17  (2)
(式中、x、y、z及u乃滿足0≦x<0.2、0≦y<0.1、0.005<z<0.5、0.1<u<0.5之值。)
式(2)中,z及u各別在上述範圍內時,綠色螢光體粉末之發光效率為高之故,因而為佳。
式(2)中,x及y各別在上述範圍內時,綠色螢光體粉末之壽命與亮度的平衡為佳之故,因而為佳。
式(2)中之x為0.2以上時,綠色螢光體粉末之壽命會有下降之疑慮。式(2)中之x為0時,來自綠色螢光體粉末之光線之短波長成分會增加,會有亮度下降之疑慮。
(黃色螢光體粉末)
做為黃色螢光體粉末42Y,使用發光尖峰波長545nm~565nm之黃色光的黃色螢光體粉末。做為黃色螢光體粉末42Y,例如使用具有下述式(3)所表示之組成的黃色螢光體粉末、及具有下述式(4)所表示之組成所成黃色螢光體粉末之至少一種者。。
[化3]
ZnS:Auc Ald  (3)
(式中、c、及d乃滿足0.0001<c、d<0.002之值。)
式(3)中,c及d各別在上述範圍內時,黃色螢光體粉末之發光效率為高之故,因而為佳。
[化4]
(Sr2-x-y-z-u Bax Mgy Euz Mnu )SiO4  (4)
(式中、x、y、z及u乃滿足0.1<x<0.4、0.005<y<0.21、0.05<z<0.3、0.001<u<0.04之值。)
式(4)中之x在上述範圍內時,來自黃色螢光體粉末之光波長由於適於照明用或背光用之故,因而為佳。又,式(4)中之x在上述範圍內愈大之時,來自黃色螢光體粉末之光波長,會短波長化,而更適於背光用。
式(4)中,y在上述範圍內時,黃色螢光體粉末中,Mn之固溶會被充分進行之故,因而為佳。
式(4)中,z在上述範圍內時,黃色螢光體粉末之發光效率為高之故,因而為佳。
式(4)中之u在上述範圍內時,來自黃色螢光體粉末之光波長由於適於照明用及背光用之故,因而為佳。又,式(4)中之u在上述範圍內愈大之時,來自黃色螢光體粉末之光波長,會長波長化,而更適於照明用。
(紅色螢光體粉末)
做為紅色螢光體粉末42R,使用發光尖峰波長620nm以上780nm以下之紅色光的紅色螢光體粉末。做為紅色螢光體粉末42R,例如使用具有下述式(5)所表示之組成的銪賦活氧硫化鑭所成紅色螢光體粉末、及具有下述式(6)所表示之組成所成紅色螢光體粉末之至少一種者。◎
[化5]
(La1-x-y Eux My )2 O2 S (5)
(或中、M乃選自Sb、Sm、Ga及Sn之至少一種之元素、x及y乃滿足0.01<x<0.15、0≦y<0.03之值。)
式(5)中,M為選自Sb、Sm、Ga及Sn之至少一種之元素時,紅色螢光體粉末之發光效率為高之故,因而為佳。
[化6]
(Srx Ca1-x )SiAlN3 :Eu (6)
(式中、x乃滿足0≦x<0.4之值。)
式(6)中之x在上述範圍內時,來自紅色螢光體粉末之光波長域為適切之同時,發光效率為高,波長域與發光效率之平衡為佳之故,因而為佳。式(6)中之x在上述範圍內愈大之時,來自紅色螢光體粉末之光易於短波長化,上述範圍內愈小之時,紅色螢光體粉末之發光效率易於變高。
各色之螢光體粉末42(42B、42G、42Y及42R)之各別平均粒徑通常為10μm以上,較佳為10μm以上100μm以下,更佳為20μm以上80μm以下。在此,平均粒徑乃指顯示重量積算值50%之粒徑之D50
螢光體粉末42之平均粒徑為10μm以上之時,白色LED燈1之光取出效率為高之故,因而為佳。
螢光體粉末42之平均粒徑過大之時,在螢光體淤漿中,螢光體粒子會沈澱,而成為不均勻之淤漿之故,光學特性之參差會有變大之疑慮。螢光體粉末42之平均粒徑為不足10μm時,白色LED燈1之光取出效率會有下降之疑慮。
螢光體粉末42乃在各螢光體粉末之公知之製造方法中,調整原料之配合比,或調整燒成溫度或燒成時間,進行分級而得者。
螢光體粉末42乃由藍色螢光體粉末42B、綠色螢光體粉末42G、黃色螢光體粉末42Y及紅色螢光體粉末42R,通常組合3種或4種,分散於螢光體層40中。又,組合3種各色之螢光體粉末42而使用之時,通常至少含藍色螢光體粉末42B及紅色螢光體粉末42R加以使用。
圖1乃模式性顯示各色之螢光體粉末42(42B、42G、42Y及42R)混合於螢光體層40呈分散之狀態者。
螢光體層40乃例如首先混合透明樹脂與各色之螢光體粉末,調製粉末分散於透明樹脂中之螢光體淤漿,接著混合各色之螢光體淤漿,調製混合螢光體淤漿,將此混合螢光體淤漿,塗佈於此透明樹脂層30加以硬化而得者。混合螢光體淤漿之調製時之各色之螢光體淤漿之混合比率乃調整成可得期望2次光之發光色者。
混合螢光體淤漿乃淤漿濃度通常為40重量%以上80重量%以下,較佳為50重量%以上80重量%以下。淤漿濃度在此範圍內時,發光效率為高,且可對於透明樹脂層30塗佈之故,因而為較。
淤漿濃度不足40重量%時,透過螢光體層之1次光會有增加之疑慮。淤漿濃度超過80重量%時,對於透明樹脂層30之塗佈會有變得困難之疑慮。
混合螢光體淤漿乃例如經由加熱於100℃以上160℃以下而硬化。
於本發明中,螢光體層40之厚度乃指透明樹脂層30之界面32、與螢光體層40之表面43間之距離。螢光體層40之厚度乃在圖6中,以符號T1、T2、T3、T4、T5等表示。
螢光體層40之厚度通常為0.1mm以上,較佳為0.1mm以上1.5mm以下,更佳為0.1mm以上0.8mm以下之範圍內。
螢光體層40之厚度為0.1mm以上時,可抑制來自發光二極體晶片20之UV光向白色LED燈1外射出的同時,可有效率取出2次光之故,因而為佳。
螢光體層40之厚度不足0.1mm時,會有無法抑制來自發光二極體晶片20之UV光向白色LED燈1外射出之疑慮。螢光體層40之厚度過大時,2次光之取出效率會有下降之疑慮。
{作用}
接著,對於白色LED燈1之作用加以說明。
發光二極體晶片20乃經由通電,發射尖峰波長360nm以上420nm以下,較佳為360nm~410nm之UV光~紫色光(1次光)。此1次光乃透過透明樹脂層30,到達螢光體層40,螢光體層40中之螢光體粉末42則放射藍色光、綠色光、黃色光及紅色光等之光線(2次光)。螢光體層40中之各色之螢光體粉末42之含有比例乃為使各色之2次光之合計的光線色成為白色而訂定之故,白色LED燈1乃從射出面60射出白色光。自射出面60射出之白色光通常乃在XYZ表色系之0.19≦x、y≦0.38之範圍內。
自發光二極體晶片20放射之1次光(UV光~紫色光)之一部分乃透過螢光體層40之第2之透明樹脂硬化物41,從白色LED燈1射出。
白色LED燈1乃含於射出光之1次光之能量之量,通常為0.4mW/lm以下。
本發明中,令1次光能量在每一光束規定為0.4mW/lm以下。此指標乃使用全光束測定裝置、瞬間多重測光系統(MCPD)或其他之測定裝置所得之光譜F(λ),以如下之手續加以求得。
經由下述式(7),將光譜F(λ)、與比視感度曲線(對於波長555nm之光為1之時的視感度)V(λ)相乘而積分,求得Φ。
1次光能量乃經由下述式(8),將光譜F(λ)在360~420nm之範圍加以積分,求得UV。
每一光束之1次光能量乃經由UV/而求得。
經由上述手續時,F(λ)之單位乃W/nm、W/(sr.m2 .nm)或無單位(相對值)時,皆可求得每光束之1次光能量。
白色LED燈1乃在射出之白色光中含藍色光之時,在射出光之發光光譜中,將對於藍色光之1次光之尖峰強度比(1次光之尖峰強度/藍色光之尖峰強度),做為1次光強度之指標之時,會成為0.5以下,射出光中之1次光之殘留量為少。
然而,在螢光體層40更分散UV光吸收粉末時,來自發光二極體晶片20之1次光被螢光體層40之UV光吸收粉末所吸收之故,難以從白色LED燈1之射出面60,再射出1次光。
更且,白色LED燈1之發光效率則高達20lm/W以上。
又,表面側電極12之光反射性低時,來自螢光體粉末42之2次光的一部分則反射至表面側電極12,或來自發光二極體晶片20之1次光的一部分在透明樹脂層30與螢光體層40之界面被反射,反射至表面側電極12之故,白色LED燈之亮度會下降。但是,白色LED燈1乃表面側電極12成為光反射性電極,將朝向表面側電極12之反射光,反射至射出面側60之故,亮度因而為高。
根據白色LED燈1時,含於射出之白色光中之UV光為少之故,難以產生白色LED燈1之射出光所造成之對象物之變褪色。
根據白色LED燈1時,發光效率為高之故,僅需少量消耗電力即可得特定之亮度、照度,熱之產生亦少。
然而,本發明中代替基板10,使用未圖示之引線框,將白色LED燈1安裝於引線框之導電部上亦可。做為引線框,可使用Cu-Fe-P等之Cu系素材或、Fe-42%Ni等之Fe系素材等之各種金屬製之引線框。引線框一般而高熱傳導性高之故,可抑制安裝於引線框之白色LED燈之溫度上昇。
由此,可使連接於引線框之導電部之接合部、與引線框之背面間之熱阻抗之Rth變低。熱阻抗Rth乃對於1個發光二極體晶片而言,例如成為40℃/W以下。
[第2實施形態]
圖2乃關於本發明之白色LED燈之第2實施形態之剖面圖。圖2所示第2實施形態之白色LED燈1A乃對於圖1所示之第1實施形態之白色LED燈1而言,替代基板10,使用了基板10A。其他之構成就第2實施形態之白色LED燈1A與第1實施形態之白色LED燈1相同之故,同樣構成付上相同符號,省略或簡化說明。
基板10A乃對於基板10而言,代替表面側電極12,使用表面側電極12A,同時於表面側電極12A之表面,更形成光反射層16。
表面側電極12A乃由Ag、Pt、Ni、Cu、Au等之金屬材料所成。表面側電極12A乃為於表面形成光反射層16之故,可不為光反射性電極。
做為光反射層16,例如可列舉含微粉末之被覆層,或金屬製之被覆層。
做為含微粉末之被覆層,可列舉含有選自氧化鈦、硫酸鋇、氧化鋁及矽石至少一種之無機物所成微粉末之被覆層。在此,微粉末乃指平均粒徑10μm以下之粉末。
含微粉末之被覆層乃例如將微粉末使用磷酸鹽系、鹼金屬矽酸等之無機黏合劑或使用聚矽氧樹脂等之有機黏合劑,黏著於表面側電極12A之表面,燒結微粉末,固定於表面側電極12A之表面而獲得。
做為金屬製之被覆層,可列舉選自Al、Ag、Pt、Ru及Pd至少一種之金屬所成之被覆層。金屬製之被覆層乃例如將此等之金屬,電鍍於表面側電極12之表面而獲得。
{作用}
接著,對於白色LED燈1A之作用加以說明。
白色LED燈1A之作用乃對於白色LED燈1A之作用而言,僅在於代替表面側電極12,使用表面側電極12A及光反射層16之部分有所不同之故,對於共通之作用而言,省略或簡化說明。
白色LED燈1A乃與白色LED燈1同樣,從射出面60射出白色光。
白色LED燈1A中,來自螢光體粉末43之2次光之一部分,或在透明樹脂層30與螢光體層40之界面反射之發光二極體晶片20之1次光的一部分則照射於光反射層16。白色LED燈1A乃將朝向光反射層16之反射光,反射至射出面側60之故,與白色LED燈1同樣,亮度為高。
又,白色LED燈1A乃與白色LED燈1同樣,從射出面60射出白色光通常乃在XYZ表色系中,在0.19≦x、y≦0.38之範圍內。
白色LED燈1A乃與白色LED燈1同樣,含於射出光之1次光之能量之量,通常為0.4mW/1m以下。
又,白色LED燈1A乃於螢光體層40中,經由含有藍色螢光體粉末,在射出之白色光中含藍色光之時,與白色LED燈1同樣地,對於藍色光之1次光之尖峰強度比(1次光之尖峰強度/藍色光之尖峰強度)則成為0.5以下,發光效率則高達201m/W以上。
根據白色LED燈1A時,含於射出之白色光中之UV光為少之故,難以產生白色LED燈1A之射出光所造成之對象物之變褪色。
根據白色LED燈1A時,發光效率為高之故,僅需少量消耗電力即可得特定之亮度、照度,熱之產生亦少。
於白色LED燈1A中,亦與白色LED燈1同樣,代替基板1A,可使用未圖示之引線框,抑制安裝於引線框之白色LED燈之溫度上昇。
由此,可使連接於引線框之導電部之接合部、與引線框之背面間之熱阻抗之Rth變低。熱阻抗Rth乃對於1個發光二極體晶片而言,例如成為40℃/W以下。
[第3實施形態]
圖3乃關於本發明之白色LED燈之第3實施形態之剖面圖。圖3所示第3實施形態之白色LED燈1B乃對於圖1所示之第1實施形態之白色LED燈1而言,於螢光體層40之表面,更形成UV光吸收層50者。其他之構成就第3實施形態之白色LED燈1B與第1實施形態之白色LED燈1相同之故,同樣構成付上相同符號,省略或簡化說明。
UV光吸收層50乃在未圖示之第3之透明樹脂硬化物中,分散UV光吸收粉末。
第3之透明樹脂硬化物乃硬化透明性高之透明樹脂者。做為使用於第3之透明樹脂硬化物之製作的透明樹脂,例如可列舉與使用於第2之透明樹脂硬化物41之製作的透明樹脂同樣的樹脂。使用於第3之透明樹脂硬化物之製作的透明樹脂,和使用於第2之透明樹脂硬化物41之製作的透明樹脂可為同一種類之樹脂,亦可為不同種類之樹脂,但為同一之樹脂之時,螢光體層40與UV光吸收層50之黏著性為高之故,因而為佳。
UV光吸收粉末乃指選擇性吸收UV光之粉末。做為UV光吸收粉末,例如可列舉選自氧化鈦、氧化鋅及氧化鈰之至少一種之無機物所成之微粉末。在此,微粉末乃指平均粒徑0.1μm以下之粉末。
UV光吸收層50乃例如混合透明樹脂與UV光吸收粉末,調製UV吸收粉末淤漿,將此UV吸收粉末淤漿,塗佈於螢光體層40加以硬化而得。
UV光吸收粉末淤漿乃淤漿濃度通常為0.2重量%以上50重量%以下,較佳為1重量%以上10重量%以下。UV光吸收粉末之淤漿濃度為0.2重量%以上50重量%以下時,UV光吸收層50可抑制來自發光二極體晶片20之UV光之向白色LED燈1外的射出。
形成UV光吸收層50時,來自發光二極體晶片20之1次光被UV光吸收層50中之UV光吸收粉末所吸收之故,難以從白色LED燈1B之射出面60A,射出1次光。
UV光吸收層50中,厚度通常為1μm以上200μm以下,較佳為10μm以上100μm以下之範圍內。UV光吸收層之厚度為1μm以上200μm以下時,來自發光二極體晶片20之UV光則難以從白色LED燈1B之射出面60A射出,且亮度下降為少之故,因而為佳。
在此,UV光吸收層50之厚度乃指與螢光體層40之界面,和UV光吸收層50之表面間之距離。
{作用}
接著,對於白色LED燈1B之作用加以說明。
白色LED燈1B之作用乃對於白色LED燈1之作用而言,僅在於螢光體層40之表面更形成UV光吸收層50之部分有所不同之故,對於共通之作用而言,省略或簡化說明。
白色LED燈1B乃與白色LED燈1同樣,從射出面60A射出白色光。
白色LED燈1B中,於螢光體層40之表面,更形成UV吸收層50之故,自發光二極體晶片20放射之1次光的一部分即使透過螢光體層40,亦會被UV光吸收層50中之UV光吸收粉末所吸收。
為此,白色LED燈1B乃與白色LED燈1比較,更難以從射出面60A射出1次光。
又,白色LED燈1B乃與白色LED燈1同樣,從射出面60A射出白色光通常乃在XYZ表色系中,在0.19≦x、y≦0.38之範圍內。
白色LED燈1B乃與白色LED燈1同樣,含於射出光之1次光之能量之量,通常為0.4mW/lm以下。
又,白色LED燈1B乃於螢光體層40中,經由含有藍色螢光體粉末,在射出之白色光中含藍色光之時,與白色LED燈1同樣地,對於藍色光之1次光之尖峰強度比(1次光之尖峰強度/藍色光之尖峰強度)則成為0.5以下,發光效率則高達201m/W以上。
根據白色LED燈1B時,含於射出之白色光中之UV光為少之故,難以產生白色LED燈1B之射出光所造成之對象物之變褪色。
根據白色LED燈1B時,發光效率為高之故,僅需少量消耗電力即可得特定之亮度、照度,熱之產生亦少。
於白色LED燈1B中,亦與白色LED燈1同樣,代替基板10,可使用未圖示之引線框,抑制安裝於引線框之白色LED燈之溫度上昇。
由此,可使連接於引線框之導電部之接合部、與引線框之背面間之熱阻抗之Rth變低。熱阻抗Rth乃對於1個發光二極體晶片而言,例如成為40℃/W以下。
關於本發明之背光乃將上述白色LED燈、例如做為液晶顯示裝置用之光源使用。
關於本發明之背光乃例如具備將複數個上述白色LED燈,橫向地呈一直線狀排列而製作之光源單元、和將從此光源單元放射之略呈帶狀之光,從側面受光的同時,從正面射出之導光板的構成。
關於本發明之背光乃將上述白色LED燈做為光源使用,白色LED燈幾乎不射出UV光的同時,熱亦不太放出之故,例如做為液晶顯示裝置用之光源使用時,難以發生在導光板或亮度提升薄膜產生黃變,液晶顯示裝置等之亮度的下降,產生色度異常之問題。
關於本發明之照明裝置乃將上述白色LED燈、做為光源加以使用者。
關於本發明之照明裝置乃例如使用複數個上述白色LED燈,排列成直線狀、格子狀、放射狀,經由此等之組合之排列而構成者。
關於本發明之照明裝置乃將上述白色LED燈做為光源使用,白色LED燈幾乎不射出UV光的同時,熱亦不太放出之故,難以發生被照對象物之損傷變褪色。因此,關於本發明之照明裝置乃在照射對象物為美術館或博物館之展示物之時非常有用,適於做為美術館或博物館之照明裝置之光源。
又,關於本發明之發光裝置乃具備發出尖峰波長360nm以上420nm以下之雷射光的雷射二極體、和發出經由此雷射光所激發之紅色光、綠色光、藍色光的螢光體層為特徵者。關於本發明之發光裝置之基本構成乃與上述白色LED燈之構成相同,複數組合上述白色LED燈而構成者。
又,關於本發明之發光裝置乃具備發出尖峰波長360nm以上420nm以下之雷射光的雷射二極體、和將發出經由此雷射光所激發之紅色光、綠色光、藍色光的螢光體層,在2次元方向,以特定之圖案加以形成之螢光面;將上述雷射光在螢光面,向2次元方向掃描,經由雷射之激發光,顯示畫像為特徵者。
關於本發明之顯示裝置100乃例如如圖7所示加以構成。即,由1次元發光元件所成光源101、和接受從此光源101之射出光,發出影像光的1次元顯示元件102、和反射從此元件102藉由投影透鏡103射出之影像光的固定反射鏡104、和再反射經由此反射鏡104所反射之影像光的可變位反射鏡(多邊形鏡)105、和將經由此反射鏡105所反射之影像光,做為二次元影像顯示之螢幕106所構成。此等之零件乃配置於厚100mm程度之薄框體107(液晶投影機)內。上述螢幕乃如圖8所示,於玻璃基板上,形成以黑條紋相互區隔之BRG之3色之螢光體層108。
本發明之顯示裝置乃由藍色、綠色、紅色發光之螢光體以特定之圖案形成之螢光面、和激發此等螢光體而發光之波長365nm以上420nm以下之近紫外UV雷射光發生源所成之顯示裝置。圖8乃顯示此顯示裝置100之原理。首先,經由UV激發光光源所產生之雷射光乃激發形成成為條紋狀之BGR螢光體而發光。發光乃透過形成螢光體條紋之如玻璃之透明板,將Uv光源做為從相反側之畫像加以辨識者。原理上乃與陰極射線管類似之方式。
做為UV激發光源,例如可使用採用近年發展顯著之氮化鎵、氮化鎵銦、氮化鎵鋁等之化合物半導體的固體雷射(LD)。
雷射光束乃與陰極射線管之電子線相同,在螢光體條紋上,左右上下掃描,而形成畫像。掃描光束之方法可採用將固定雷射二極體之基座,經由電性或磁性,控制該方向,再由二極體發出光束之後,在於如多邊形鏡之鏡子,控制該方向之方法等。所使用之雷射乃除了如圖8所示,將藍、綠、紅色螢光體條紋,以一條光束加以掃描之方法之外,可為對於藍、綠、紅色螢光體條紋,各以一條之光束加以掃描,激發。
在以雷射光束激發藍、綠、紅色之條紋之時,會由於螢光面之處所,使得各條紋之激發處所有些微之偏移,亦會由於光束徑之大小,產生一條紋被溢出的情形。產生如此之狀況之時,會液發出目的以外之顏色的條紋,使得畫像品質下降。如此之缺點,可經由在各色之條紋間,形成黑色非發光條紋而加以改善。又,可減低光束命中位置之偏移或光束徑之溢出之影響,而大幅提升對比。
又,要改善如此畫像之下降,可使用接近螢光面,安裝開孔成條紋、點、格子狀之黑色板之方法。如此黑色板之效果乃在光束命中位置偏移或光束徑溢出產生之時,可切除光束徑不要之部分,使得僅就目的之顏色及處所,命中光束而成者。形成於各色螢光體條紋間之黑色非發光層乃可例如使用如碳黑之黑色物質。
又,接近螢光面置放之黑色板乃例如可使用碳板、混入碳黑顏料之樹脂薄片、加工碳纖維。黑色板雖然以薄者為佳,可在光束通過之孔的附近使板厚加工為薄者。
做為螢光體可以365nm以上420nm以下之雷射光有效加以激發者為適切者,具體而言,具有以下組成範圍之螢光體者為佳。
即,做為藍色螢光體,一般式:具有
(Sr1-x-y-z ,Bax ,Cay ,Euz )5 (PO4 )3 Cl
(惟x、y乃滿足關係式x,y<0.3、0.001<z<0.2之數);及
(Ba1-x ,Eux )MgAl10 O17
(惟x乃滿足關係式0.01<x<0.3之數);更且
(Ba3-x-y ,Srx ,Euy )Mgx Si2 O8
(惟x,y,z乃滿足關係式0≦x<2.9、0.02<y<0.4、0.95<z<1.4之數);之至少一個組成為佳。
另一方面,做為綠色螢光體,一般式:具有
(Ba1-x 、Eux )(Mg1-y 、Mny )Al10 O17
(惟x、y乃滿足關係式0.05<x<0.5、0.1<y<0.6之數);
(Sr2-x-y-z-ω ,Bax 、Mgy ,Mnz ,Euω )SiO4
(惟x,y,z,ω乃滿足關係式0.05<x<1、0≦y<0.2、0≦z<0.009、0.03<ω<0.3之數);
ZnS:Aux ,Aly
(惟x、y乃滿足關係式0.0002≦x≦0.015,0.0001≦y≦0.0012之數);
Sr1-x-y ,Cax ,Euy )Ga2 S4
(惟x、y乃滿足關係式x<0.2,0.05<y<0.3之數);
(Sr3-x ,Eux )Siy Alz Ov Nω
(惟x,y,z,v,ω乃滿足關係式x<0.2、12<y<14、2<z<4、1<v<3、20<ω<22之數);之至少一個組成為佳。
另一方面,做為紅色螢光體,一般式:具有
(La1-x-y ,Eux ,Smy )2 O2 S
(惟x、y乃滿足關係式0.01<x<0.2,0≦y≦0.2之數);
(Ca1-x ,Eux )AlSiN3
(惟x乃滿足關係式0.005<x<0.03之數);
(Sr2-x-y-z-u Cax Mgy Euz Mnu )SiO4
(式中、x、y、z及u乃滿足0.05<x<0.4、0.005<y<0.21、0.05<z<0.3、0.001<u<0.04之值。);及
(Ba3-x-y-z ,Srx ,Euy ,Mnz )Mgω Si2 O8
(惟x,y,z乃滿足關係式0≦x<0.2、0.02<y<0.6、0.05<z<1.5、0.95<ω<1.4之數);之至少一個組成為佳。
上述藍、綠、紅色螢光體之粒徑乃在5μm以上50μm以下之範圍為佳。粒徑不足5μm之螢光體中,亮度會變得不充分或會有螢光體之生產效率下降的傾向。另一方面,螢光體之粒徑超過50μm之時,螢光體膜之緻密度下降的同時,而產生條紋之邊緣部無法漂亮形成之傾向。
又,在屋外等之強外光下,使用如此顯示裝置之時,於螢光面照射外光而反射,該反射光則成為畫像品質下降的原因。如此之時,使藍、綠、紅色螢光體,被覆具有與各發光色相同之不透明色之顏料而加以改善。
做為代表性之顏料,藍色螢光體可例示鈷藍顏料(胺基酸鈷)、綠色螢光體可例示錳紅柱石綠(氫氧化鉻)、紅色螢光體例示有氧化鐵紅顏料(氧化鐵)等之化合物。此等之顏料乃可吸收外光之大部分,具有使顯示畫像鮮明顯示之效果。惟螢光體本身具有不透明色之時,並不一定需要被覆顏料。
關於本發明之顯示裝置曝露在高溫狀態之時,於螢光體設置透明性高之保護層者為佳。做為在此目的下所使用之材料,以緻密之無機材料為適切者,例如使用矽石、氧化鋁、氧化鈦或此等之化合物、混合物為有效的。此等材料均勻被覆於螢光體表面之時,可得防止抑制水分透過劣化螢光體之效果。
又,於螢光面形成藍、綠、紅色螢光體之條紋時,該條紋寬度在10μm以上2000μm以下之範圍為佳。條紋寬度超過2000μm時,會顯現畫像之精細度下降的傾向。另一方面,條紋寬度不足10μm之時,由於雷射光束之錯植,會使發光色之純度下降,或使螢光面形成時條紋易於產生剝離等之故,並不喜好。
又,關於本發明之照明裝置乃具備發出尖峰波長360nm以上420nm以下之雷射光的雷射二極體、和混合發出經由此雷射光所激發之紅色光、綠色光、藍色光的螢光體而成形成之螢光膜;將上述雷射光照射於螢光膜,得可視光為特徵者。
具體而言,關於本發明之照明裝置200乃如圖9所示,於透明之圓筒玻璃管201之內面,塗佈BGR之3色螢光體,製作螢光面(螢光膜)202,接著,於圓筒玻璃管201之內部,埋入含膠體矽石、膠體氧化鋁、鈦酸鉀等之雷射散亂體03之聚矽氧烷等之透明樹脂,做為圓筒管型之雷射照明裝置而構成。於圓筒玻璃管201之兩端,設置雷射光反射鏡204a、204b,自對向於雷射光反射鏡204a所配置之雷射二極體205射出之尖峰波長為360nm以上420nm以下之雷射光乃從一方之反射鏡204a之細孔導引至圓筒玻璃管201之內部。
於上述照明裝置200中,自雷射二極體205射出之尖峰波長為360nm以上420nm以下之雷射光乃經由填充於管內之雷射散亂體2-3,散亂到管壁方向,照射到螢光面。經由照射之雷射光,螢光體被有效地激發,白色光則向管外有效地發出。
然而,連接複數台上述照明裝置200,可如圖10所示做為平面型雷射照明裝置200a加以構成。更且,做為其他之平面型雷射照明裝置,則如圖111所示,將筒狀之光路207形成成為螺旋狀的同時,於螺旋狀之光路206之兩面或單面,形成螢光膜202、同樣於光路206之一端部,配置雷射二極體205,而可構成平面型雷射照明裝置200b。
[實施例]
以下,雖為顯示實施例,但本發明非限定於此而加以解釋者。
在實施例、比較例及參考例所使用之螢光體粉末乃如下所示。
(藍色螢光體粉末) (1)(Sr0.89 4Ba0.1 Eu0.006 )10 (PO4 )6 ‧Cl2 (平均粒徑10μm)
秤量鍶及鋇之磷酸盬、鍶及鋇之氯化物、以及氧化銪之各特定量,以球輥混合1小時後,在還原環境下燒成。將合成之螢光體在研鉢中加以粉碎,經由通過篩目,得平均粒徑10μm之藍色螢光體粉末((Sr0.894 Ba0.1 Eu0.006 )10 (PO4 )6 ‧Cl2 )。
在此,平均粒徑乃指顯示重量積算值50%之粒徑之D50。平均粒徑在以下則使用相同之意義。
(2)(Sr0.42 Ba0.48 Ca0.01 Eu0.09 )10 (PO4 )6 ‧Cl2 (平均粒徑12μm、8μm)
秤量各特定量之鍶及鋇之磷酸盬、鍶及鋇之氯化物、以及氧化銪,以球輥混合1小時後,在還原環境下燒成。將合成之螢光體在研鉢中加以粉碎,經由通過篩目,得平均粒徑 12μm之藍色螢光體粉末((Sr0.42 Ba0.48 Ca0.01 Eu0.09 )10 (PO4 )6 ‧Cl2 )。
又,使用相同原料,控制混合條件、燒成溫度、燒成時間、粉碎條件、水洗條件等,得平均粒徑8μm之藍色螢光體粉末((Sr0.42 Ba0.48 Ca0.01 Eu0.09 )10 (PO4 )6 ‧Cl2 )。
(3)(Sr0.85 Ba0.01 Ca0.09 Eu0.05 )10 (PO4 )6 ‧C12 (平均粒徑20μm)
秤量各特定量之鍶及鋇之磷酸盬、鍶及鋇之氯化物、以及氧化銪,以球輥混合1小時後,在還原環境下燒成。將合成之螢光體在研鉢中加以粉碎,經由通過篩目,得平均粒徑20μm之藍色螢光體粉末((Sr0.85 Ba0.01 Ca0.09 Eu0.05 )10 (PO4 )6 ‧Cl2 )。
(4)(Sr0.44 Ba0.49 Ca0.02 Eu0.05 )10 (PO4 )6 Cl2 (平均粒徑40μm)
秤量各特定量之鍶及鋇之磷酸盬、鍶及鋇之氯化物、以及氧化銪,以球輥混合1小時後,在還原環境下燒成。將合成之螢光體在研鉢中加以粉碎,經由通過篩目,得平均粒徑40μm之藍色螢光體粉末((Sr0.44 Ba0.49 Ca0.02 Eu0.05 )10 (PO4 )6 Cl2 )。
(綠色螢光體粉末) (1)((Ba0.32 Sr0.19 Ca0.01 Eu0.48 )(Mg0.89 Mn0.11 )Al10 O17 (平均粒徑11μm)
將Ba、Sr、Ca及Mn之各碳酸盬、和Eu氧化物、和Mg氧化物、Al氧化物,以特定之比率調合,以球輥混合後,在還原環境下燒成。將合成之螢光體在研鉢中加以粉碎,經由通過篩目,得平均粒徑11μm之綠色螢光體粉末((Ba0.32 Sr0.19 Ca0.01 Eu0.48 )(Mg0.89 Mn0.11 )Al10 O17 )。
(2)(Ba0.975 Sr0.01 Ca0.009 Eu0.006 )(Mg0.51 Mn0.49 )Al10 O17 (平均粒徑22μm)
將Ba、Sr、Ca及Mn之各碳酸盬、和Eu氧化物、和Mg氧化物、Al氧化物,以特定之比率調合,以球輥混合後,在還原環境下燒成。將合成之螢光體在研鉢中加以粉碎,經由通過篩目,得平均粒徑22μm之綠色螢光體粉末((Ba0.975 Sr0.01 Ca0.009 Eu0.006 )(Mg0.51 Mn0.49 )Al10 O17 )。
(3)(Ba0.799 Sr0.1 Ca0.001 Eu0.1 )(Mg0.7 Mn0.3 )Al10 O17 )(平均粒徑25μm)
將Ba、Sr、Ca及Mn之各碳酸盬、和Eu氧化物、和Mg氧化物、Al氧化物,以特定之比率調合,以球輥混合後,在還原環境下燒成。將合成之螢光體在研鉢中加以粉碎,經由通過篩目,得平均粒徑25μm之綠色螢光體粉末((Ba0.799 Sr0.1 Ca0.001 Eu0.1 )(Mg0.7 Mn0.3 )Al10 O17 )。
(4)(Ba0.975 Sr0.01 Ca0.009 Eu0.006 )(Mg0.7 Mn0.3 )Al10 O17 )(平均粒徑8μm)
將Ba、Sr、Ca及Mn之各碳酸盬、和Eu氧化物、和Mg氧化物、Al氧化物,以特定之比率調合,以球輥混合後,在還原環境下燒成。將合成之螢光體在研鉢中加以粉碎,經由通過篩目,得平均粒徑8μm之綠色螢光體粉末((Ba0.975 Sr0.01 Ca0.009 Eu0.006 )(Mg0.7 Mn0.3 )Al10 O17 )。
(黃色螢光體粉末) (1)ZnS:Au0.0002 Al0.0002 (平均粒徑22μm)
經由在於ZnS粒子混合特定量之金及鋁原料而燒成,得平均粒徑22μm之黃色螢光體粉末(ZnS:Au0.0002 Al0.0002 )。
(2)(Sr1.58 Ba0.11 Mg0.2 Eu0.1 Mn0.01 )SiO4 (平均粒徑30μm)
將Ba、Sr及Mn之各碳酸盬、和Eu氧化物、和Mg氧化物、Al氧化物,以特定之比率調合,以球輥混合後,在還原環境下燒成。將合成之螢光體在研鉢中加以粉碎,經由通過篩目,得平均粒徑30μm之綠色螢光體粉末((Sr1.58 Ba0.11 Mg0.2 Eu0.1 Mn0.01 )SiO4 )。
(紅色螢光體粉末) (1)(La0.98 Eu0.02 )2 O2 S(平均粒徑10μm)
於特定量之氧化鑭及氧化銪,混合硫黃粉末,經由燒成,得平均粒徑10μm之紅色螢光體粉末(La0.98 Eu0.02 )2 O2 S)。
(2)(La0.86 Eu0.14 )2 O2 S(平均粒徑7μm)
於特定量之氧化鑭及氧化銪,混合硫黃粉末,經由燒成,得平均粒徑7μm之紅色螢光體粉末((La0.86 Eu0.14 )2 O2 S)。
(3)(La0.859 Eu0.14 Ga0.001 )2 O2 S(平均粒徑40μm)
於特定量之氧化鑭、氧化鎵及氧化銪,混合硫黃粉末,經由燒成,得平均粒徑40μm之紅色螢光體粉末((La0.859 Eu0.14 Ga0.001 )2 O2 S)。
(4)(Sr0.29 Ca0.61 )SiAlN3 :Eu(平均粒徑18μm)
混合氮化鍶、氮化鈣、氮化矽、氮化鋁及氮化銪,經由燒成,得平均粒徑18μm之紅色螢光體粉末((Sr0.39 Ca0.61 )SiAlN3 :Eu)。
(5)(Sr0.01 Ca0.99 )SiAlN3 :Eu(平均粒徑25μm)
混合氮化鍶、氮化鈣、氮化矽、氮化鋁及氮化銪,經由燒成,得平均粒徑25μm之紅色螢光體粉末((Sr0.01 Ca0.99 )SiAlN3 :Eu)。
[實施例1] {白色LED燈之製作}
進行以下之「發光二極體晶片之安裝」、「透明樹脂層之形成」「螢光體淤漿之製作」及「螢光體層之形成」之手續,製作白色LED燈。
(發光二極體晶片之安裝)
在設於AlN基板之表面之2個Ag電極中之一方之Ag電極之表面,將InGaN系發光二極體晶片(縱0.4mm×橫0.4mm×高0.15mm),使用AuSn銲錫加以安裝。
將此發光二極體晶片之頂部與其他之Ag電極之表面,以打線加以電性連接。2個ag電極乃同為在表面具有光澤之光反射性電極。
(透明樹脂層之形成)
使用二甲基聚矽氧烷樹脂,將發光二極體晶片及打線,以透明樹脂層加以封閉,形成透明樹脂層。即,首先,使用剖面矩形之角筒狀模具(第1之角筒狀模具),使發光二極體晶片及打線,配置於第1之角筒狀模具內,將第1之角筒狀模具載置於AlN基板上。接著,於第1角筒狀模具內,流入聚矽氧烷樹脂,以140℃10分鐘熱處理,硬化聚矽氧樹脂。於硬化聚矽氧烷樹脂之後,除去第1之角筒狀模具之後,得發光二極體晶片及打線被透明樹脂層封閉之長方體狀之封閉物。透明樹脂層之厚度t1、t2、t3及y4乃0.2mm,透明樹脂層之厚度t5為1.2mm。
(螢光體淤漿之製作)
將使用於透明樹脂層之形成之相同之聚矽氧烷樹脂、和各種之螢光體粉末,以特定比率加以混合,製作螢光體淤漿。
螢光體淤漿乃各別製作藍色螢光體粉末((Sr0.894 Ba0.1 Eu0.006 )10 (PO4 )6 ‧Cl2 、平均粒徑10μm)、綠色螢光體粉末((Ba0.32 Sr0.19 Ca0.01 Eu0.48 )(Mg0.89 Mn0.11 )Al10 O17 、平均粒徑11μm)及紅色螢光體粉末((La0 .98 Eu0 .02 )2 O2 S、平均粒徑10μm)。
對於螢光體淤漿之聚矽氧烷樹脂之螢光體粉末之混合比率乃對於藍色螢光體粉末、綠色螢光體粉末、及紅色螢光體粉末為80質量%。
於表1,顯示使用於螢光體淤漿之製作之螢光體粉末之種類。
(螢光體層之形成)
混合藍色螢光體粉末、綠色螢光體粉末及紅色螢光體粉末之螢光體淤漿之3種,製作顯示CIE(國際照明委員會)之XYZ表色系之x值為0.28、y值為0.23的混合螢光體淤漿。對於螢光體淤漿之聚矽氧烷樹脂之螢光體粉末之混合比率乃與各色之螢光體淤漿之混合比率相同為80質量%。
接著,使用此混合螢光體淤漿,製作上述封閉物之透明樹脂層表面被螢光體層被覆之白色LED燈。即,首先,使用剖面矩形之角筒狀模具(第2之角筒狀模具),使上述封閉物,配置於第2之角筒狀模具內,將第2之角筒狀模具載置於A1N基板上。接著,於第2角筒狀模具內,流入混合螢光體淤漿,以140℃10分鐘熱處理,硬化混合螢光體淤漿。於硬化混合螢光體淤漿之後,除去第2之角筒狀模具之後,得發光二極體晶片及打線被透明樹脂層及螢光體層被覆之長方體狀之白色LED燈。白色LED燈之螢光體層之厚度T1、T2、T3、T4及T5乃0.1mm。
{白色LED燈之評估} {白色LED燈之發光特性之評估}
於所得之白色LED燈,使用Labsphere股份有限公司製全光束測定裝置SMLS、及大塚電子股份有限公司製瞬間多測光系統MCPD-3700,評估發光特性。
求取在於白色LED燈通電30mA時之電壓時,電壓為3.3V。
來自白色LED燈之射出光乃光束為21m、CIE之XYZ表色系之x為0.28,y為0.23。
來自白色LED燈之射出光中,包含發光尖峰波長為399nm,30mA之尖峰強度為0.032mW/nm之殘留1次光(發光二極體晶片之光從白色LED燈射出者)。來自白色LED燈之射出光之光譜中,積分波長360nm~410nm之範圍之光譜強度(殘留1次光之光譜強度)的結果,能量乃0.58mW。
又,來自白色LED燈之射出光中,包含發光尖峰波長為447nm,30mA之尖峰強度為0.10mW/nm之藍色光(來自藍色螢光體粉末之2次光)。
從上述資料視之,對於白色LED燈而言,算出發光效率、每一全光束之波長360nm~410nm之範圍之光能量(以下稱「每一全光束之殘留1次光之能量」)及對於藍色光之尖峰強度之殘留1次光之比率(殘留1次光之尖峰強度/藍色光之尖峰強度。以下,將此比率稱為「尖峰強度比率」)。
發光效率乃經由21m(30mA‧3.3V)算出20lm/W。每一全光束之殘留1次光之能量乃經由0.58mW/2lm算出0.3mW/lm。
尖峰強度比率乃經由(0.032mW/nm)/0.10mW/nm)算出0.32。
更且,對於白色LED燈,以ΔVf法,測定接合溫度Tj。具體而言,將白色LED燈保持於中空,以測定電流100μA,加熱電流30mA、加熱時間30分鐘、從加熱電流OFF示測定電流ON時之時間間隔200μsec之測定條件下,求得接合溫度Tj。又,對於白色LED燈,使用熱電偶,測定加熱電流通電中之基板背面溫度Ts。
對於白色LED燈,算出接合面與基板背面之間之熱阻抗Rth。熱阻抗Rth乃使用接合溫度Tj與基板背面溫度Ts,經由(Tj-Ts)/(30mA‧3.3V)算出7℃/W。
於表2,顯示測定結果之一部分。
(亮度上昇薄膜之黃變之評估)
將所得之16個白色LED燈,使用無鉛銲錫,安裝於液晶聚合物貼銅層積板上。將所得FPC基板(可撓性印刷電路基板),使用熱傳導性黏著劑(SUNHAYATO股份有限公司製),黏著於鋁製葉片之散熱片。於此白色LED燈上,載置薄片狀之樹脂製亮度上昇薄膜(住友3M股份有限公司製DBEF-400)之後,在此狀態下,以90℃環境,電流30mA之條件,點燈白色LED燈。
使白色LED燈點燈2000小時後,測定對於亮度上昇薄膜之波長400nm光之透過率。在2000小時點燈之後,未發現亮度上昇薄膜之黃變,2000小時點燈後之透過率以點燈前之透過率為100%時,則為97%。
於表2,顯示對於點燈前之透過率之2000小時點燈後之透過率之比率。
[參考例1]
使用解體市售液晶模組所得冷陰極管之外,與實施例1同樣,進行亮度上昇薄膜之黃變之評估。在2000小時點燈之後,幾乎未發現亮度上昇薄膜之黃變,2000小時點燈後之透過率以點燈前之透過率為100%時,則為90%。
[實施例2] {白色LED燈之製作}
進行以下之「發光二極體晶片之安裝」、「透明樹脂層之形成」「螢光體淤漿之製作」及「螢光體層之形成」之手續,製作白色LED燈。
(發光二極體晶片之安裝)
在設於具備銀糊所成散熱通孔之玻璃環氧樹脂基板(FR-4)之2個Pt電極中之一方之Pt電極之表面,實施例1所使用相同之發光二極體晶片,使用銀糊加以安裝。
將此發光二極體晶片之頂部與其他之Pt電極之表面,以打線加以電性連接。2個Pt電極乃同為在表面具有光澤之光反射性電極。
(透明樹脂層之形成)
使透明樹脂層之厚度t1、t2、t3及t4成為0.3mm以外,與實施例1同樣,將發光二極體晶片及打線,以透明樹脂層加以封閉,形成透明樹脂層。
(螢光體淤漿之製作)
將使用於實施例1之透明樹脂層之形成之相同之聚矽氧烷樹脂、和各種之螢光體粉末,以特定比率加以混合,製作螢光體淤漿。
螢光體淤漿乃各別製作藍色螢光體粉末((Sr0.42 Ba0.48 Ca0.01 Eu0.09 )10 (PO4 )6 ‧Cl2 、平均粒徑12μm)、綠色螢光體粉末((Ba0.975 Sr0.01 Ca0.009 Eu0.006 )(Mg0.51 Mn0.49 )Al10 O17 、平均粒徑22μm)、黃色螢光體粉末(ZnS:Au0.0002 Al0.0002 、平均粒徑22μm)及紅色螢光體粉末((Sr0.39 Ca0.61 )SiAlN3 :Eu、平均粒徑18μm)。
對於螢光體淤漿之聚矽氧烷樹脂之螢光體粉末之混合比率乃對於藍色螢光體粉末、綠色螢光體粉末、黃色螢光體粉末及紅色螢光體粉末為80質量%。
於表1,顯示使用於螢光體淤漿之製作之螢光體粉末之種類。
(螢光體層之形成)
混合藍色螢光體粉末、綠色螢光體粉末、黃色螢光體粉末及紅色螢光體粉末之螢光體淤漿之4種,製作顯示CIE(國際照明委員會)之XYZ表色系之x值為0.28、y值為0.23的混合螢光體淤漿。對於螢光體淤漿之聚矽氧烷樹脂之螢光體粉末之混合比率乃與各色之螢光體淤漿之混合比率相同為80質量%。
接著,使用此混合螢光體淤漿,除了使白色LED燈之螢光體層之厚度T1、T2、T3、T4及T5成為0.2mm之外,與實施例1同樣,製作白色LED燈。
{白色LED燈之評估} {白色LED燈之發光特性之評估}
對於所得白色LED燈而言,與實施例1同樣,評估發光特性。
來自白色LED燈之射出光乃光束為41m、CIE之XYZ表色系之x為0.28,y為0.23。
於來自白色LED燈之射出光中,與實施例1同樣,包含發光尖峰波長為399nm,30mA之尖峰強度為0.0026mW/nm之殘留1次光。
又,來自白色LED燈之射出光中,包含發光尖峰波長為452nm,30mA之尖峰強度為0.08mW/nm之藍色光。
由上述資料視之,對於白色LED燈而言,與實施例1同樣,算出發光特性效率,每一全光束之殘留1次光之能量及尖峰強度比率。
發光效率乃401m/W,每一全光束之殘留1次光之能量乃0.01mW/lm,尖峰強度比率乃0.032。
對於白色LED燈,與實施例1同樣,算出接合面與基板背面之間之熱阻抗Rth的結果,為40℃/W。
於表2,顯示測定結果之一部分。
(亮度上昇薄膜之黃變之評估)
使用8個所得之白色LED燈之外,與實施例1同樣,進行亮度上昇薄膜之黃變之評估。
白色LED燈乃在2000小時點燈之後,未發現亮度上昇薄膜之黃變,2000小時點燈後之透過率以點燈前之透過率為100%時,則為99%。
於表2,顯示對於點燈前之透過率之2000小時點燈後之透過率之比率。
經由本實驗例(實施例2),使用如玻璃環氧樹脂基板,散熱性不佳之基板時,適切化螢光體粉末之選定或螢光體層之厚度,經由減少每一全光束之殘留1次光的能量,得知可抑制亮度上昇薄膜之黃變。
[實施例3] {白色LED燈之製作}
進行以下之「發光二極體晶片之安裝」、「透明樹脂層之形成」「螢光體淤漿之製作」及「螢光體層之形成」之手續,製作白色LED燈。
(發光二極體晶片之安裝)
使用將2個鍍銀之Cu製導線部以環氧樹脂固定之樹脂封裝,於一方之Cu導線部將實施例1所使用相同之發光二極體晶片,使用銀糊加以安裝。
將此發光二極體晶片之頂部與其他之Cu製導線部之表面,以打線加以電性連接。
(透明樹脂層之形成)
使透明樹脂層之厚度t1、t2、t3及t4成為0.4mm以外,與實施例1同樣,將發光二極體晶片及打線,以透明樹脂層加以封閉,形成透明樹脂層。
(螢光體淤漿之製作)
將使用於實施例1之透明樹脂層之形成之相同之聚矽氧烷樹脂、和各種之螢光體粉末,以特定比率加以混合,製作螢光體淤漿。
螢光體淤漿乃各別製作藍色螢光體粉末((Sr0.85 Ba0.01 Ca0.09 Eu0.05 )10 (PO4 )6 ‧Cl2 、平均粒徑20μm)、綠色螢光體粉末((Ba0.799 Sr0.1 Ca0.001 Eu0.1 )(Mg0.7 Mn0.3 )Al10 O17 、平均粒徑25μm)及紅色螢光體粉末((Sr0.01 Ca0.99 )SiA1N3 :Eu、平均粒徑25μm)。
對於螢光體淤漿之聚矽氧烷樹脂之螢光體粉末之混合比率乃對於藍色螢光體粉末、綠色螢光體粉末、及紅色螢光體粉末為40質量%。
於表1,顯示使用於螢光體淤漿之製作之螢光體粉末之種類。
(螢光體層之形成)
混合藍色螢光體粉末、綠色螢光體粉末及紅色螢光體粉末之螢光體淤漿之3種,製作顯示CIE(國際照明委員會)之XYZ表色系之x值為0.28、y值為0.23的混合螢光體淤漿。對於螢光體淤漿之聚矽氧烷樹脂之螢光體粉末之混合比率乃與各色之螢光體淤漿之混合比率相同為40質量%。
接著,使用此混合螢光體淤漿,除了使白色LED燈之螢光體層之厚度T1、T2、T3、T4及T5成為0.2mm之外,與實施例1同樣,製作白色LED燈。
{白色LED燈之評估} {白色LED燈之發光特性之評估}
對於所得白色LED燈而言,與實施例1同樣,評估發光特性。
來自白色LED燈之射出光乃光束為31m、CIE之XYZ表色系之x為0.28,y為0.23。
於來自白色LED燈之射出光中,與實施例1同樣,包含發光尖峰波長為399nm,30mA之尖峰強度為0.1mW/nm之殘留1次光。
又,來自白色LED燈之射出光中,包含發光尖峰波長為445nm,30mA之尖峰強度為0.2mW/nm之藍色光。
由上述資料視之,對於白色LED燈而言,與實施例1同樣,算出發光特性效率,每一全光束之殘留1次光之能量及尖峰強度比率。
發光效率乃301m/W,每一全光束之殘留1次光之能量乃0.4mW/1m,尖峰強度比率乃0.5。
對於白色LED燈,與實施例1同樣,算出接合面與基板背面之間之熱阻抗Rth的結果,為4℃/W。
於表2,顯示測定結果之一部分。
(亮度上昇薄膜之黃變之評估)
使用11個所得之白色LED燈之外,與實施例1同樣,進行亮度上昇薄膜之黃變之評估。
白色LED燈乃在2000小時點燈之後,未發現亮度上昇薄膜之黃變,2000小時點燈後之透過率以點燈前之透過率為100%時,則為90%。
於表2,顯示對於點燈前之透過率之2000小時點燈後之透過率之比率。
經由本實驗例(實施例3),使用散熱性佳者(樹脂封裝)時,由於每一全光束之殘留1次光的能量比較多,得知亮度上昇薄膜之黃變之抑制效果有些微之下降。
[實施例4] {白色LED燈之製作}
進行以下之「發光二極體晶片之安裝」、「透明樹脂層之形成」「螢光體淤漿之製作」及「螢光體層之形成」之手續,製作白色LED燈。
(發光二極體晶片之安裝)
使用配置7個直列之(鋁製)電極墊片的氧化鋁基板,於電極墊片之各個表面,將與實施例1所使用相同之發光二極體晶片,一個一個地,使用AuSn共晶銲錫加以安裝。
令此等7個之發光二極體晶片,使用打線電性直列地加以連接。(鋁製)電極墊片乃同為在表面具有光澤之光反射性電極。
(透明樹脂層之形成)
使用可使7個之發光二極體晶片及打線一次收容之第1之角筒狀模具以外,與實施例1同樣,將發光二極體晶片及打線,以透明樹脂層加以封閉,形成透明樹脂層。
(螢光體淤漿之製作)
將使用於實施例1之透明樹脂層之形成之相同之聚矽氧烷樹脂、和各種之螢光體粉末,以特定比率加以混合,製作螢光體淤漿。
螢光體淤漿乃各別製作藍色螢光體粉末((Sr0.44 Ba0.49 Ca0.02 Eu0.05 )10 (PO4 )6 Cl2 、平均粒徑40μm)、黃色螢光體粉末((Sr1.58 Ba0.11 Mg0.2 Eu0.1 Mn0.01 )SiO4 、平均粒徑30μm)及紅色螢光體粉末((La0.859 Eu0.14 M0.001 )2 O2 S、平均粒徑40μm)。
對於螢光體淤漿之聚矽氧烷樹脂之螢光體粉末之混合比率乃對於藍色螢光體粉末、黃色螢光體粉末、及紅色螢光體粉末為70質量%。
於表1,顯示使用於螢光體淤漿之製作之螢光體粉末之種類。
(螢光體層之形成)
混合藍色螢光體粉末、黃色螢光體粉末及紅色螢光體粉末之螢光體淤漿之3種,製作顯示CIE(國際照明委員會)之XYZ表色系之x值為0.28、y值為0.23的混合螢光體淤漿。對於螢光體淤漿之聚矽氧烷樹脂之螢光體粉末之混合比率乃與各色之螢光體淤漿之混合比率相同為70質量%。
接著,使用此混合螢光體淤漿,除了使白色LED燈之螢光體層之厚度T1、T2、T3、T4及T5成為0.7mm之外,與實施例1同樣,製作白色LED燈。
{白色LED燈之評估} {白色LED燈之發光特性之評估}
對於所得白色LED燈而言,與實施例1同樣,評估發光特性。
來自白色LED燈之射出光乃光束為321m、CIE之XYZ表色系之x為0.28,y為0.23。
於來自白色LED燈之射出光中,與實施例1同樣,包含發光尖峰波長為399nm,30mA之尖峰強度為0.021mW/nm之殘留1次光。
又,來自白色LED燈之射出光中,包含發光尖峰波長為451nm,30mA之尖峰強度為0.7mW/nm之藍色光。
由上述資料視之,對於白色LED燈而言,與實施例1同樣,算出發光特性效率,每一全光束之殘留1次光之能量及尖峰強度比率。
發光效率乃451m/W,每一全光束之殘留1次光之能量乃0.01mW/1m,尖峰強度比率乃0.03。
對於白色LED燈,與實施例1同樣,算出接合面與基板背面之間之熱阻抗Rth的結果,1晶片為40℃/W。
於表2,顯示測定結果之一部分。
(亮度上昇薄膜之黃變之評估)
使用1個所得之白色LED燈之外,與實施例1同樣,進行亮度上昇薄膜之黃變之評估。白色LED燈乃包含7個發光二極體晶片。
白色LED燈乃在2000小時點燈之後,未發現亮度上昇薄膜之黃變,2000小時點燈後之透過率以點燈前之透過率為100%時,則為99%。
於表2,顯示對於點燈前之透過率之2000小時點燈後之透過率之比率。
(產生變褪色之照明時間之算出)
由在於發光特性評估時所得光譜,算出白色LED燈之損傷係數之結果,為小到0.007,是為良好。
根據此損傷係數,以白色LED燈照射光線之時,算出樣本開始產生變褪色之照明時間。對於樣本至產生變褪色之照明時間乃以(使用白色螢光燈時之樣本固有之最小之MPF/照度)×(白色螢光燈之損傷係數/白色LED燈之損傷係數)加以算出。MPF乃顯示最小可知褪色(Minimum Perceptible Fading)。
樣本為85%毛、15%耐綸之時,使用白色螢光燈之最小之MPF為9600001x時。又,白色螢光燈之損傷係數乃0.022。由此,將本例之白色LED燈以照度7501x加以照射之時,在於樣本產生變褪色之照射時間,則經由(9600001x時/7501x)×(0.022/0.007),算出4023小時。
代替本例之白色LED燈,使用損傷係數0.022之白色螢光燈時之產生白色螢光燈之變褪色之照明時間為1280小時。由此,本例之白色LED燈乃相較於白色螢光燈,達產生變褪色之照明時間乃約為3倍。
[比較例1] {白色LED燈之製作}
除了使白色LED燈之螢光體層之厚度T1、T2、T3、T4及T5成為0.09mm之外,與實施例3同樣,製作白色LED燈。
{白色LED燈之評估} {白色LED燈之發光特性之評估}
對於所得白色LED燈而言,與實施例1同樣,評估發光特性。
來自白色LED燈之射出光乃光束為3.21m、CIE之XYZ表色系之x為0.28,y為0.23。
於來自白色LED燈之射出光中,與實施例1同樣,包含發光尖峰波長為399nm,30mA之尖峰強度為0.106mW/nm之殘留1次光。
又,來自白色LED燈之射出光中,包含發光尖峰波長為445nm,30mA之尖峰強度為0.20mW/nm之藍色光。
由上述資料視之,對於白色LED燈而言,與實施例1同樣,算出發光特性效率,每一全光束之殘留1次光之能量及尖峰強度比率。
發光效率乃321m/W,每一全光束之殘留1次光之能量乃0.45mW/lm,尖峰強度比率乃0.53。
對於白色LED燈,與實施例1同樣,算出接合面與基板背面之間之熱阻抗Rth的結果,為4℃/W。
於表2,顯示測定結果之一部分。
(亮度上昇薄膜之黃變之評估)
使用10個所得之白色LED燈之外,與實施例1同樣,進行亮度上昇薄膜之黃變之評估。
白色LED燈乃在2000小時點燈之後,發現亮度上昇薄膜之黃變,2000小時點燈後之透過率以點燈前之透過率為100%時,則為87%。
於表2,顯示對於點燈前之透過率之2000小時點燈後之透過率之比率。
經由本實驗例(比較例1),得知當螢光體層薄時,亮度上昇薄膜會有黃變。
[比較例2] {白色LED燈之製作}
以下述手續,製作白色LED燈。
進行以下之「發光二極體晶片之安裝」、「螢光體淤漿之製作」及「螢光體層之形成」之手續,製作白色LED燈。
(發光二極體晶片之安裝)
與實施例2相同,於玻璃環氧樹脂基板上,安裝發光二極體晶片。
(螢光體淤漿之製作)
與實施例3相同,各別製作藍色螢光體粉末、綠色螢光體粉末及紅色螢光體粉末之螢光體淤漿。
於表1,顯示使用於螢光體淤漿之製作之螢光體粉末之種類。
(螢光體層之形成)
與實施例3相同,混合藍色螢光體粉末、綠色螢光體粉末及紅色螢光體粉末之螢光體淤漿之3種,製作混合螢光體淤漿。
接著,將發光二極體晶片及打線,以混合螢光體淤漿加以封閉,形成螢光體層,製作白色LED燈。即,首先,使用剖面矩形之角筒狀模具(第1之角筒狀模具),使發光二極體晶片及打線,配置於第1之角筒狀模具內,將第1之角筒狀模具載置於玻璃環氧樹脂基板上。接著,於第1角筒狀模具內,流入混合螢光體淤漿,以140℃10分鐘熱處理,硬化混合螢光體淤漿。於硬化混合螢光體淤漿之後,除去第1之角筒狀模具之後,得發光二極體晶片及打線被螢光體層封閉之長方體狀之白色LED燈。白色LED燈之螢光體層之厚度T1、T2、T3、T4及T5乃0.2mm。
於圖4,顯示所得白色LED燈之剖面圖。圖4所示之白色LED燈2乃對於圖1所示之第1實施形態之白色LED燈而言,乃未形成透明樹脂層者。其他之構成就白色LED燈2與第1實施形態之白色LED燈1相同之故,同樣構成付上相同符號,省略或簡化說明。
如圖4所示,本實驗例(比較例2)之白色LED橙乃未形成透明樹脂層,成為以螢光體層40封閉發光二極體晶片20及打線25之構成。
{白色LED燈之評估} {白色LED燈之發光特性之評估}
對於所得白色LED燈而言,與實施例1同樣 評估發光特性。
來自白色LED燈之射出光乃光束為1.81m、CIE之XYZ表色系之x為0.28,y為0.23。
於來自白色LED燈之射出光中,與實施例1同樣,包含發光尖峰波長為399nm,30mA之尖峰強度為0.1mW/nm之殘留1次光。
又,來自白色LED燈之射出光中,包含發光尖峰波長為445nm,30mA之尖峰強度為0.2mW/nm之藍色光。
由上述資料視之,對於白色LED燈而言,與實施例1同樣,算出發光特性效率,每一全光束之殘留1次光之能量及尖峰強度比率。
發光效率乃181m/W,每一全光束之殘留1次光之能量乃0.41mW/1m,尖峰強度比率乃0.5。
對於白色LED燈,與實施例1同樣,算出接合面與基板背面之間之熱阻抗Rth的結果,為40℃/W。
於表2,顯示測定結果之一部分。
(亮度上昇薄膜之黃變之評估)
使用18個所得之白色LED燈之外,與實施例1同樣,進行亮度上昇薄膜之黃變之評估。
白色LED燈乃在2000小時點燈之後,發現亮度上昇薄膜之黃變,2000小時點燈後之透過率以點燈前之透過率為100%時,則為87%。
於表2,顯示對於點燈前之透過率之2000小時點燈後之透過率之比率。
經由本實驗例(比較例2),未形成透明樹脂層時,得知發光效率會下降的同時,亮度上昇薄膜亦會有黃變。
如實施例1等,有形成透明樹脂層之構成中,發光二極體晶片所產生UV光~紫色光(1次光)乃到達螢光體層中之螢光體粉末,而產生2次光。1次光或2次光之一部分乃在透明樹脂層與螢光體層之界面反射,入射至發光二極體晶片或光反射性電極。入射至發光二極體晶片之1次光及2次光乃由於二極體晶片之折射率為大,封閉在晶片內之故,而難以反射,但入射至光反射電極之1次光乃再反射至螢光體層側。如此,形成透明樹脂層之白色LED燈中,1次光及2次光之反射光之部分則不過是封閉在發光二極體晶片。
相較之下,本實驗例(比較例2)中,未設透明樹脂層之故,螢光體層乃鄰接於發光二極體晶片表面。在發光二極體晶片與螢光體層之界面反射之1次光及2次光則所有入射至發光二極體晶片,而被封閉。為此,推想是為本實驗例中,發光效率會變低之原因。
又,本實驗例中,對於效率變低之部分,為確保必要之光束量,則增加LED個數,進行黃變之評估。本實驗例中,推測會增加消耗電力、產生熱量亦增加之故,由於UV光與熱之作用,使得亮度上昇薄膜產生黃變。
[實施例5] {白色LED燈之製作}
使用比較例1所得之白色LED燈,進行以下之「UV光吸收層淤漿之製作」及「UV光吸收層之形成」之手續,製作白色LED燈。
(UV光吸收層淤漿之製作)
將使用於實施例1之透明樹脂層之形成之相同之聚矽氧烷樹脂、和平均粒徑10nm之ZnO微燈子混合,製作含10質量%之ZnO微粒子之UV光吸收層淤漿。
(UV光吸收層之形成)
於比較例1所得之白色LED燈之螢光體層之表面,塗佈UV光吸收層淤漿,以140℃10分鐘熱處理硬化的結果,可得螢光體層被UV光吸收層被覆之長方體形狀之白色LED燈。UV光吸收層之厚度為50μm。
{白色LED燈之評估} {白色LED燈之發光特性之評估}
對於所得白色LED燈而言,與實施例1同樣,評估發光特性。
來自白色LED燈之射出光乃光束為3.11m、CIE之XYZ表色系之x為0.29,y為0.23。
於來自白色LED燈之射出光中,與實施例1同樣,包含發光尖峰波長為399nm,30mA之尖峰強度為0.061mW/nm之殘留1次光。
又,來自白色LED燈之射出光中,包含發光尖峰波長為445nm,30mA之尖峰強度為0.19mW/nm之藍色光。
由上述資料視之,對於白色LED燈而言,與實施例1同樣,算出發光特性效率,每一全光束之殘留1次光之能量及尖峰強度比率。
發光效率乃311m/W,每一全光束之殘留1次光之能量乃0.25mW/lm,尖峰強度比率乃0.32。
對於白色LED燈,與實施例1同樣,算出接合面與基板背面之間之熱阻抗Rth的結果,為4℃/W。
於表2,顯示測定結果之一部分。
(亮度上昇薄膜之黃變之評估)
使用10個所得之白色LED燈之外,與實施例1同樣,進行亮度上昇薄膜之黃變之評估。
白色LED燈乃在2000小時點燈之後,未發現亮度上昇薄膜之黃變,2000小時點燈後之透過率以點燈前之透過率為100%時,則為95%。
於表2,顯示對於點燈前之透過率之2000小時點燈後之透過率之比率。
[比較例3] {白色LED燈之製作}
進行以下之「發光二極體晶片之安裝」、「透明樹脂層之形成」「螢光體淤漿之製作」及「螢光體層之形成」之手續,製作白色LED燈。
(發光二極體晶片之安裝及透明樹脂層之形成)
與實施例2同樣,將發光二極體晶片,安裝於玻璃環氧樹脂基板之表面後,將發光二極體晶片及打線,以透明樹脂層加以封閉,形成透明樹脂層。
(螢光體淤漿之製作)
將使用於實施例1之透明樹脂層之形成之相同之聚矽氧烷樹脂、和各種之螢光體粉末,以特定比率加以混合,製作螢光體淤漿。
螢光體淤漿乃各別製作藍色螢光體粉末(Sr0.42 Ba0.48 Ca0.01 Eu0.09 )10 (PO4 )6 ‧Cl2 、平均粒徑8μm)、綠色螢光體粉末((Ba0.975 Sr0.01 Ca0.009 Eu0.006 )(Mg0.7 Mn0.3 )Al10 O17 、平均粒徑8μm)及紅色螢光體粉末((La0.86 Eu0.14 )2 O2 S、平均粒徑7μm)。
對於螢光體淤漿之聚矽氧烷樹脂之螢光體粉末之混合比率乃對於藍色螢光體粉末、綠色螢光體粉末、及紅色螢光體粉末為80質量%。
於表1,顯示使用於螢光體淤漿之製作之螢光體粉末之種類。
(螢光體層之形成)
混合藍色螢光體粉末、綠色螢光體粉末及紅色螢光體粉末之螢光體淤漿之3種,製作顯示CIE(國際照明委員會)之XYZ表色系之x值為0.28、y值為0.23的混合螢光體淤漿。對於螢光體淤漿之聚矽氧烷樹脂之螢光體粉末之混合比率乃與各色之螢光體淤漿之混合比率相同為80質量%。
接著,使用此混合螢光體淤漿,除了使白色LED燈之螢光體層之厚度T1、T2、T3、T4及T5成為0.2mm之外,與實施例1同樣,製作白色LED燈。
{白色LED燈之評估} {白色LED燈之發光特性之評估}
對於所得白色LED燈而言,與實施例1同樣,評估發光特性。
來自白色LED燈之射出光乃光束為1lm、CIE之XYZ表色系之x為0.28,y為0.23。
於來自白色LED燈之射出光中,與實施例1同樣,包含發光尖峰波長為399nm,30mA之尖峰強度為0.032mW/nm之殘留1次光。
又,來自白色LED燈之射出光中,包含發光尖峰波長為452nm,30mA之尖峰強度為0.07mW/nm之藍色光。
由上述資料視之,對於白色LED燈而言,與實施例1同樣,算出發光特性效率,每一全光束之殘留1次光之能量及尖峰強度比率。
發光效率乃101m/W,每一全光束之殘留1次光之能量乃0.42mW/lm,尖峰強度比率乃0.46。
對於白色LED燈,與實施例1同樣,算出接合面與基板背面之間之熱阻抗Rth的結果,為40℃/W。
於表2,顯示測定結果之一部分。
(亮度上昇薄膜之黃變之評估)
使用32個所得之白色LED燈之外,與實施例1同樣,進行亮度上昇薄膜之黃變之評估。
白色LED燈乃在2000小時點燈之後,發現亮度上昇薄膜之黃變,2000小時點燈後之透過率以點燈前之透過率為100%時,則為85%。
於表2,顯示對於點燈前之透過率之2000小時點燈後之透過率之比率。
經由本實驗例(比較例3),伴隨螢光體粉末之平坦粒徑為小與發光效率之下降,亮度上昇薄膜亦會有黃變。
接著,對於關於本發明之顯示裝置之實施形態,參照以下實施例及比較例具體加以說明。
[實施例101~120及比較例101~120]
為形成各實施例及比較例之顯示裝置之螢光體膜,準備以下組成之螢光體。
[實施例101]
藍色螢光體(Sr0.99 Eu0.01 )5 (PO4 )3 Cl
綠色螢光體(Ba0.8 Eu0.2 )(Mg0.7 Mn0.3 )Al10 O17
紅色螢光體(La0.899 Eu0.1 Sm0.001 )2 O2 S
[比較例101]
藍色螢光體(Sr0.99 Eu0.01 )10 (PO4 )6 Cl2 0.24B2 O3
綠色螢光體BaMgAl10 O17 :Eu0.2 ,Mn0.2
紅色螢光體LaO2 S:Eu0.099 ,Sm0.001
[實施例102]
藍色螢光體(Sr0.8 Ba0.19 Eu0.01 )5 (PO4 )3 Cl
綠色螢光體(Ba0.8 Eu0.2 )(Mg0.7 Mn0.3 )A110 O17
紅色螢光體(La0.899 Eu0.1 Sm0.001 )2 O2 S
[比較例102]
藍色螢光體(Sr0.81 ,Ba0.19 )5 (PO4 )3 Cl:Eu0.01
綠色螢光體BaMgAl10 O17 :Eu0.2 ,Mn0.2
紅色螢光體LaO2 S:Eu0.098 ,Sm0.001 ,Bi0.001
[實施例103]
藍色螢光體(Sr0.8 Ca0.19 Eu0.01 )5 (PO4 )3 Cl
綠色螢光體(Ba0.8 Eu0.2 )(Mg0.7 Mn0.3 )Al10 O17
紅色螢光體(La0.899 Eu0.1 Sm0.001 )2 O2 S
[比較例103]
藍色螢光體(Sr0.8 Ca0.19 Eu0.01 )10 (PO4 )6 Cl2 0.24B2 O3
綠色螢光體BaMgAl10 O17 :Eu0.2 ,Mn0.2
紅色螢光體LaO2 S:Eu0.098 ,Ce0.001 ,Bi0.001
[實施例104]
藍色螢光體(Sr0.8 Ca0.19 Eu0.01 )5 (PO4 )3 Cl
綠色螢光體(Sr1.15 Ba0.7 Mg0.048 Mn0.002 Eu0.1 )SiO4
紅色螢光體(La0.899 Eu0.1 Sm0.001 )2 O2 S
[比較例104]
藍色螢光體(Sr0.8 Ca0.19 Eu0.01 )10 (PO4 )6 Cl2 0.24B2 O3
綠色螢光體(Sr0.575 Ba0.35 Mg0.024 )2 SiO4 :Mn0.002 ,Eu0.1
紅色螢光體LaO2 S:Eu0.097 ,Sm0.001 ,Ce0.001 ,Bi0.001
[實施例105]
藍色螢光體(Sr0.8 Ca0.19 Eu0.01 )5 (PO4 )3 Cl
綠色螢光體(Sr1.15 Ba0.7 Mg0.048 Mn0.002 Eu0.1 )SiO4
紅色螢光體(La0.898 Eu0.1 Sm0.002 )2 O2 S
[比較例105]
藍色螢光體(Sr0.8 Ca0.19 Eu0.01 )10 (PO4 )6 Cl2 0.24B2 O3
綠色螢光體(Sr0.575 Ba0.35 Mg0.023 )2 SiO4 :Mn0.002 ,Eu0.1 ,Ti0.002
紅色螢光體LaO2 S:Eu0.096 ,Sm0.002 ,Ce0.001 ,Bi0.001
[實施例106]
藍色螢光體(Sr0.98 Eu0.02 )5 (PO4 )3 Cl
綠色螢光體(Sr1.15 Ba0.7 Mg0.048 Mn0.002 Eu0.1 )SiO4
紅色螢光體(La0.898 Eu0.1 Sm0.002 )2 O2 S
[比較例106]
藍色螢光體(Sr0.98 Eu0.02 )10 (PO4 )6 Cl2 0.24B2 O3
綠色螢光體(Sr0.575 Ba0.35 Mg0.023 )2 SiO4 :Mn0.002 ,Eu0.1 ,Pr0.002
紅色螢光體LaO2 S:Eu0.096 ,Sm0.002 ,Ce0.001 ,Bi0.001
[實施例107]
藍色螢光體(Sr0.8 Ca0.19 Eu0.01 )5 (PO4 )3 Cl
綠色螢光體(Sr1.15 Ba0.7 Mg0.048 Mn0.002 Eu0.1 )SiO4
紅色螢光體(La0.898 Eu0.1 Sm0.002 )2 O2 S
[比較例107]
藍色螢光體(Sr0.8 Ca0.12 Mg0.01 )5 (PO4 )3 Cl3 :Eu
綠色螢光體(Sr0.575 Ba0.35 Mg0.023 )2 SiO4 :Mn0.002 ,Eu0.1 ,Pb0.002
紅色螢光體LaO2 S:Eu0.096 ,Sm0.002 ,Bi0.002
[實施例108]
藍色螢光體(Sr0.98 Eu0.02 )5 (PO4 )3 Cl
綠色螢光體(Sr1.15 Ba0.7 Mg0.048 Mn0.002 Eu0.1 )SiO4
紅色螢光體(La0.899 Eu0.1 Sm0.001 )2 O2 S
[比較例108]
藍色螢光體(Sr0.98 Eu0.02 )10 (PO4 )6 Cl2 0.24B2 O3
綠色螢光體(Sr0.575 Ba0.35 Mg0.023 )2 SiO4 :Mn0.002 ,Eu0.1 ,Li0.002
紅色螢光體LaO2 S:Eu0.097 ,Sm0.001 ,Ce0.001 ,Bi0.001
[實施例109]
藍色螢光體(Sr0.8 Ca0.19 Eu0.01 )5 (PO4 )3 Cl
綠色螢光體(Sr1.13 Ba0.72 Mg0.048 Mn0.002 Eu0.1 )SiO4
紅色螢光體(La0.898 Eu0.1 Sm0.002 )2 O2 S
[比較例109]
藍色螢光體(Sr0.8 Ca0.19 Eu0.01 )10 (PO4 )6 Cl2 0.24B2 O3
綠色螢光體(Sr0.575 Ba0.35 Mg0.023 )2 SiO4 :Mn0.002 ,Eu0.1 ,Ce0.002
紅色螢光體LaO2 S:Eu0.097 ,Sm0.001 ,Ce0.001 ,Bi0.001
[實施例110]
藍色螢光體(Sr0.8 Ca0.19 Eu0.01 )5 (PO4 )3 Cl
綠色螢光體(Sr0.995 Ba0.8 Mg0.1 Mn0.005 Eu0.1 )SiO4
紅色螢光體(La0.899 Eu0.1 Sm0.001 )2 O2 S
[比較例110]
藍色螢光體(Sr0.8 Ca0.19 Eu0.01 )10 (PO4 )6 Cl2 0.24B2 O3
綠色螢光體(Sr0.575 Ba0.35 Mg0.023 )2 SiO4 :Mn0.002 ,Eu0.1 ,Sn0.002
紅色螢光體LaO2 S:Eu0.099 ,Sm0.001
[實施例111]
藍色螢光體(Sr0.8 Ca0.19 Eu0.01 )5 (PO4 )3 Cl
綠色螢光體(Sr1.15 Ba0.7 Mg0.048 Mn0.002 Eu0.1 )SiO4
紅色螢光體(La0.098 Eu0.1 Sm0.002 )2 O2 S
[比較例111]
藍色螢光體(Sr0.8 Ca0.19 Eu0.01 )10 (PO4 )6 Cl2 0.24B2 O3
綠色螢光體(Sr0.575 Ba0.374 )2 SiO4 :Mn0.002 ,Eu0.1
紅色螢光體LaO2 S:Eu0.097 ,Sm0.002 ,Bi0.001
[實施例112]
藍色螢光體(Sr0.8 Ba0.19 Eu0.01 )5 (PO4 )3 Cl
綠色螢光體(Sr1.15 Ba0.7 Mg0.048 Mn0.002 Eu0.1 )SiO4
紅色螢光體(La0.898 Eu0.1 Sm0.002 )2 O2 S
[比較例112]
藍色螢光體(Sr0.81 Ba0.19 )10 (PO4 )6 Cl2 :Eu
綠色螢光體(Sr0.55 Ba0.35 )SiO4 :Eu0.1
紅色螢光體LaO2 S:Eu0.097 ,Sm0.001 ,Ce0.001 ,Bi0.001
[實施例113]
藍色螢光體(Sr0.99 Eu0.01 )5 (PO4 )3 Cl
綠色螢光體(Sr1.15 Ba0.7 Mg0.048 Mn0.002 Eu0.1 )SiO4
紅色螢光體(La0.898 Eu0.1 Sm0.002 )2 O2 S
[比較例113]
藍色螢光體(Sr0.8 Ca0.19 )5 (PO4 )3 Cl:Eu0.05
綠色螢光體(Sr0.55 Ba0.35 )SiO4 :Eu0.1
紅色螢光體LaO2 S:Eu0.1 ,Sm0.002
[實施例114]
藍色螢光體(Sr0.8 Ba0.19 Eu0.01 )5 (PO4 )3 Cl
綠色螢光體(Sr1.15 Ba0.7 Mg0.048 Mn0.002 Eu0.1 )SiO4
紅色螢光體(La0.898 Eu0.1 Sm0.002 )2 O2 S
[比較例114]
藍色螢光體(Sr0.8 Ba0.19 )5 (PO4 )3 Cl:Eu0.05
綠色螢光體(Sr0.575 Ba0.35 Zn0.024 )2 SiO4 :Mn0.002 ,Eu0.1
紅色螢光體LaO2 S:Eu0.1 ,Sm0.002 ,Bi0.001
[實施例115]
藍色螢光體(Sr0.8 Ca0 .19 Eu0.01 )5 (PO4 )3 Cl
綠色螢光體(Sr0.97 Eu0.03 )Ga2 S4
紅色螢光體(La0.898 Eu0.1 Sm0.002 )2 O2 S
[比較例115]
藍色螢光體(Sr0.8 Ca0.19 Eu0.01 )10 (PO4 )6 Cl2 0.24B2 O3
綠色螢光體SrGa2 S4 :Eu0.03 ,Mn0.002
紅色螢光體LaO2 S:Eu0.097 ,Sm0.002 ,Bi0.001
[實施例116]
藍色螢光體(Sr0.8 Ca0.19 Eu0.01 )5 (PO4 )3 Cl
綠色螢光體(Sr1.15 Ba0.7 Mg0.048 Mn0.002 Eu0.1 )SiO4
紅色螢光體Ca0.99 Eu0.01 AlSiN3
[比較例116]
藍色螢光體(Sr0.8 Ca0.19 Eu0.01 )10 (PO4 )6 Cl2 0.24B2 O3
綠色螢光體(Sr0.575 Ba0.35 Mg0.023 )2 SiO4 :Mn0.002 ,Eu0.1 ,Ti0.002
紅色螢光體CaAlSiN3 :Eu0.01
[實施例117]
藍色螢光體(Ba0.99 Eu0.01 )MgAl10 O17
綠色螢光體(Sr1.15 Ba0.7 Mg0.048 Mn0.002 Eu0.1 )SiO4
紅色螢光體(La0.898 Eu0.1 Sm0.002 )2 O2 S
[比較例117]
藍色螢光體(Ba,Mg)Al10 O17 :Eu0.01 ,Mn0.01
綠色螢光體(Sr0.575 Ba0.35 Mg0.023 )2 SiO4 :Mn0.002 ,Eu0.1 ,Ce0.002
紅色螢光體LaO2 S:Eu0.096 ,Sm0.002 ,Ce0.001 ,Bi0.001
[實施例118]
藍色螢光體(Ba0.97 Eu0.03 )MgAl10 O17
綠色螢光體(Sr1.15 Ba0.7 Mg0.048 Mn0.002 Eu0.1 )SiO4
紅色螢光體(La0.898 Eu0.1 Sm0.002 )2 O2 S
[比較例118]
藍色螢光體(Ba,Mg)Al10 O17 :Eu0.03 ,Mn0.01
綠色螢光體(Sr0.575 Ba0.35 Mg0.024 )2 SiO4 :Mn0.002 ,Eu0.1
紅色螢光體LaO2 S:Eu0.097 ,Sm0.002 ,Ce0.001
[實施例119]
藍色螢光體(Ba0.99 Eu0.01 )MgAl10 O17
綠色螢光體(Sr1.15 Ba0.7 Mg0.048 Mn0.002 Eu0.1 )SiO4
紅色螢光體(La0.898 Eu0.1 Sm0.002 )2 O2 S
[比較例119]
藍色螢光體BaMg2 Al16 O27 :Eu0.01
綠色螢光體(Sr0.55 Ba0.35 )SiO4 :Eu0.1
紅色螢光體LaO2 S:Eu0.096 ,Sm0.002 ,Ce0.001 ,Bi0.001
[實施例120]
藍色螢光體(Sr0.8 Ca0.19 Eu0.01 )5 (PO4 )3 Cl
綠色螢光體(Sr1.15 Ba0.7 Mg0.048 Mn0.002 Eu1.1 )SiO4
紅色螢光體(La0.898 Eu0.1 Sm0.002 )2 O2 S
[比較例120]
藍色螢光體(Sr0.8 Ca0.19 Eu0.01 )10 (PO4 )6 Cl2 0.24B2 O3
綠色螢光體(Sr0.55 Ba0.349 )SiO4 :Eu0.1 ,Ce0.01
紅色螢光體LaO2 S:Eu0.097 ,Sm0.002 ,Bi0.001
[實施例121]
藍色螢光體(Sr2.55 Eu0.25 )Mg1.25 Si2 O8
綠色螢光體(Sr1.15 Ba0.7 Mg0.048 Mn0.002 Eu0.1 )SiO4
紅色螢光體Sr0.1 Ca0.89 Eu0.01 AlSiN3
[比較例121]
藍色螢光體(Sr0.8 Ca0.19 Eu0.01 )10 (PO4 )6 Cl2 0.24B2 O3
綠色螢光體(Sr0.55 Ba0.348 )SiO4 :Eu0.1 ,Ce0.02
紅色螢光體CaAlSiN3 :Eu0.01
[實施例122]
藍色螢光體(BaSr1.55 Eu0.25 )Mg1.1 Si2 O8
綠色螢光體(Sr1.15 Ba0.7 Mg0.047 Mn0.003 Eu0.1 )SiO4
紅色螢光體Sr0.085 Ca0.9 Eu0.015 AlSiN3
[比較例122]
藍色螢光體(Sr0.8 Ca0.19 Eu0.01 )10 (PO4 )6 Cl2 0.24B2 O3
綠色螢光體(Sr0.55 Ba0.349 )SiO4 :Eu0.1 ,Ce0.01
紅色螢光體CaAlSiN3 :Eu0.015
[實施例123]
藍色螢光體(Ba0.99 Eu0.01 )MgAl10 O17
綠色螢光體(Sr1.15 Ba0.7 Mg0.048 Mn0.002 Eu0.1 )SiO4
紅色螢光體(La0.898 Eu0.1 Sm0.002 )2 O2 S 70%
(Sr1.688 Ca0.2 Mg0.01 Eu0.1 Mn0.002 )SiO4  30%
[比較例123]
藍色螢光體BaMg2 Al16 O27 :Eu0.01
綠色螢光體(Sr0.55 Ba0.35 )SiO4 :Eu0.1
紅色螢光體LaO2 S:Eu0.096 ,Sm0.002 ,Ce0.001 ,Bi0.001
[實施例124]
藍色螢光體(Sr0.8 Ca0.19 Eu0.01 )5 (PO4 )3 Cl
綠色螢光體(Sr1.15 Ba0.7 Mg0.048 Mn0.002 Eu0.1 )SiO4
紅色螢光體(La0.898 Eu0.1 Sm0.002 )2 O2 S 70%
(Ba2.75 ,Sr0.05 ,Eu0.1 ,Mn0.1 )MgSi2 O8  30%
[比較例124]
藍色螢光體(Sr0.8 Ca0.19 Eu0.01 )10 (PO4 )6 Cl2 0.24B2 O3
綠色螢光體(Sr0.55 Ba0.349 )SiO4 :Eu0.1 ,Ce0.01
紅色螢光體LaO2 S:Eu0.097 ,Sm0.002 ,Bi0.001
接著,將如上述準備之各實施例用及比較例用之各藍色、綠色、紅色,分散於透明樹脂層液,成為螢光體淤漿,更且加上以紫外線硬化之樹脂,進行混合。準備A4尺寸之玻璃板,於其上,將藍色螢光體淤漿,網版印刷成約100μm寬度之條紋狀。為提升條紋與玻璃基板之黏著強度,在紫外線下進行硬化處理。對於綠色、紅色螢光體淤漿亦經由同樣之步驟,各別形成約100μm寬度之條紋,得具有圖8所示之螢光體層108之螢光面。將此螢光面,更經由組裝雷射光激發系統(UV光產生光源)109,調製關於各實施例及比較例之顯示裝置。
在如上所述調製之顯示裝置之性能評估之時,顯示同一白色色度時之明亮度及可表現多少顏色的色再現域(對NTSC標準比較(%))是為重要的。對比顯示關於上述實施例101~120及比較例101~120之顯示裝置所得之螢光面中心部之亮度及色再現域之NTSC比,得附件表4所示之結果。
由表4所示結果可知,根據關於本實施例之反顯示裝置時,與使用之以往組成之各螢光體之以往顯示裝置比較,亮度及NTSC比皆高,可知具狼優異之發光特性。
接著,對於關於本發明之實施形態,參照以下實施例及比較例具體加以說明。
[實施例201~210及比較例201]
為形成各實施例及比較例之照明裝置之螢光體膜,各別準備以下組成之藍色、綠色、紅色螢光體。
[實施例201]
藍色螢光體(Sr0.99 Eu0.01 )5 (PO4 )3 Cl
綠色螢光體(Ba0.8 Eu0.2 )(Mg0.7 Mn0.3 )Al10 O17
紅色螢光體(La0.899 Eu0.1 Sm0.001 )2 O2 S
[實施例202]
藍色螢光體(Sr0.8 Ba0.19 Eu0.01 )5 (PO4 )3 Cl
綠色螢光體(Ba0.8 Eu0.2 )(Mg0.7 Mn0.3 )Al10 O17
紅色螢光體(La0.899 Eu0.1 Sm0.001 )2 O2 S
[實施例203]
藍色螢光體(Sr0.8 Ca0.19 Eu0.01 )5 (PO4 )3 Cl
綠色螢光體(Ba0.8 Eu0.2 )(Mg0.7 Mn0.3 )Al10 O17
紅色螢光體(La0.899 Eu0.1 Sm0.001 )2 O2 S
[實施例204]
藍色螢光體(Sr0.8 Ca0.19 Eu0.01 )5 (PO4 )3 Cl
綠色螢光體(Sr1.15 Ba0.7 Mg0.048 Mn0.002 Eu0.1 )SiO4
紅色螢光體(La0.899 Eu0.1 Sm0.001 )2 O2 S
[實施例205]
藍色螢光體(Sr0.8 Ca0.19 Eu0.01 )5 (PO4 )3 Cl
綠色螢光體(Sr1.15 Ba0.7 Mg0.048 Mn0.002 Eu0.1 )SiO4
紅色螢光體(La0.898 Eu0.1 Sm0.002 )2 O2 S
[實施例206]
藍色螢光體(Sr0.98 Eu0.02 )5 (PO4 )3 Cl
綠色螢光體(Sr1.15 Ba0.7 Mg0.048 Mn0.002 Eu0.1 )SiO4
紅色螢光體(La0.898 Eu0.1 Sm0.002 )2 O2 S
[實施例207]
藍色螢光體(Sr0.8 Ca0.19 Eu0.01 )5 (PO4 )3 Cl
綠色螢光體(Sr1.15 Ba0.7 Mg0.048 Mn0.002 Eu0.1 )SiO4
紅色螢光體(La0.898 Eu0.1 Sm0.002 )2 O2 S
[實施例208]
藍色螢光體(Sr0.98 Eu0.02 )5 (PO4 )3 Cl
綠色螢光體(Sr1.15 Ba0.7 Mg0.048 Mn0.002 Eu0.1 )SiO4
紅色螢光體(La0.899 Eu0.1 Sm0.001 )2 O2 S
紅色螢光體LaO2 S:Eu0.097 ,Sm0.001 ,Ce0.001 ,Bi0.001
[實施例209]
藍色螢光體(Sr0.8 Ca0.19 Eu0.01 )5 (PO4 )3 Cl
綠色螢光體(Sr1.13 Ba0.72 Mg0.048 Mn0.002 Eu0.1 )SiO4
紅色螢光體(La0.898 Eu0.1 Sm0.002 )2 O2 S
[實施例210]
藍色螢光體(Sr0.8 Ca0.19 Eu0.01 )5 (PO4 )3 Cl
綠色螢光體(Sr0.995 Ba0.8 Mg0.1 Mn0.005 Eu0.1 )SiO4
紅色螢光體(La0.899 Eu0.1 Sm0.001 )2 O2 S
接著,如上所述準備之藍色、綠色、紅色螢光體中。混合螢光體之發光色則在CIE表色系所成色度值(x,y),顯示(0.275±0.003、0.250±0.003)之白色,將各色螢光體以特定之比例混合後,各別調製分散於聚矽氧烷樹脂之螢光體淤漿。更且,於外徑10mm、長200mm之石英玻璃管之內面,塗佈分散於上述聚矽氧烷樹脂之螢光體之後,經由硬化,形成圖9所示之特定之螢光膜。
更且,將石英玻璃之一端,用施以銀電鍍之金屬板加以封閉,於其中,在流入分散微粒子矽石粉末(平均粒徑:10mμ)之聚矽氧烷樹脂之另一端,在安裝中心部穿設細孔之銀電鍍板之狀態下,加熱至溫度150℃,硬化聚矽氧烷樹脂。更且,如圖9所示,經由可由細孔照射尖峰波長405nm之雷射光,而安裝雷射二極體205,以製造關於各實施例之圓筒型雷射照明裝置。
對於將各螢光體改變成上述所示組合而製造之關於各實施例之照明裝置,測定比較發光效率及色再現域(NTSC比),得下述表5所示之結果。然而,就比較例201而言,做為激發光源,未使用雷射二極體,測定封入水銀蒸氣之以往CCDL管(冷陰極線管),在同一電力值動作時之發光效率及色再現域。
由表5所示結果可知,根據關於各實施例之雷射照明裝置時,與封入水銀蒸氣之以往CCFL管(冷陰極線管)比較,可同時實現同等以上發光效率及色再現域。而且與以往之CCFL管不同,未使用做為管內封入成分之有害水銀之故,對於環境之負荷為少,在實用上極為有用。
1A...白色LED燈
1B...白色LED燈
2...白色LED燈
10...基板
10A...基板
11...絕緣部
12...表面側電極
12A...表面側電極
13...背面側電極
14...供電用通孔
16...光反射層
20...發光二極體晶片
25...打線
26...導線著地點
30...透明樹脂層
31...第1之透明樹脂硬化物
32...界面
40...螢光體層
41...第2之透明樹脂硬化物
42...螢光體粉末
42R...紅色螢光體粉末
42G...綠色螢光體粉末
42B...藍色螢光體粉末
42Y...黃色螢光體粉末
43...表面
50...UV光吸收層
60...射出面側
60A...射出面
100...顯示裝置
101...光源
102...1次元顯示元件
103...投影透鏡
104...固定反射鏡
105...反射鏡(多邊形鏡)
106...螢幕
107...薄框體
108...螢光體層
109...雷射光激發系統(UV光產生光源)
200...照明裝置
200a...平面型雷射照明裝置
200b...平面型雷射照明裝置
201...圓筒玻璃管
202...螢光面(螢光膜)
203...雷射散亂體
204a...反射鏡
204b...反射鏡
205...雷射二極體
[圖1]關於本發明之白色LED燈之第1實施形態之剖面圖。
[圖2]關於本發明之白色LED燈之第2實施形態之剖面圖。
[圖3]關於本發明之白色LED燈之第3實施形態之剖面圖。
[圖4]比較例2之白色LED燈之剖面圖。
[圖5]顯示透明樹脂層之厚度之例圖。
[圖6]顯示螢光體層之厚度之例圖。
[圖7]顯示關於本發明之顯示裝置之一實施形態之剖面圖。
[圖8]顯示關於本發明之顯示裝置之螢光體層之構成例之剖面圖。
[圖9]顯示關於本發明之照明裝置之一實施形態之剖面圖。
[圖10]顯示關於本發明之照明裝置之其他實施形態之平面圖及剖面圖。
[圖11]顯示關於本發明之照明裝置之其他實施形態之平面圖。
1...白色LED燈
10...基板
11...絕緣部
12...表面側電極
13...背面側電極
14...供電用通孔
20...發光二極體晶片
25...打線
30...透明樹脂層
31...第1之透明樹脂硬化物
32...界面
40...螢光體層
41...第2之透明樹脂硬化物
42...螢光體粉末
42B...藍色螢光體粉末
42G...綠色螢光體粉末
42R...紅色螢光體粉末
42Y...黃色螢光體粉末
43...表面
60...射出面側

Claims (25)

  1. 一種白色發光二極體燈,其特徵乃具備:導電部、和安裝於此導電部,發出尖峰波長360nm以上420nm以下之1次光之發光二極體晶片、和封閉此發光二極體晶片,由第1之透明樹脂硬化物所成透明樹脂層、被覆此透明樹脂層,於第2之透明樹脂硬化物中,分散有受光前述1次光,發出較前述1次光長波長之2次光之螢光體粉末的螢光體層;前述螢光體粉末乃平均粒徑為10μm以上,前述螢光體層乃厚度為0.1mm以上;含於射出光之前述1次光之能量為0.4mW/lm以下,發光效率為20lm/W以上者。
  2. 如申請專利範圍第1項之白色發光二極體燈,其中,前述螢光體粉末乃包含發出尖峰波長430nm以上460nm以下之藍色光的藍色螢光體粉末,射出光之發光光譜乃對於前述藍色光之前述1次光之尖峰強度之比(前述1次光之尖峰強度/前述藍色光之尖峰強度)為0.5以下。
  3. 如申請專利範圍第1項之白色發光二極體燈,其中,前述螢光體粉末乃包含:發出藍色光之藍色螢光體粉末、和發出綠色光之綠色螢光體粉末、和發出紅色光之紅色螢光體粉末。
  4. 如申請專利範圍第1項之白色發光二極體燈,其中,前述螢光體粉末乃包含:發出藍色光之藍色螢光體粉末、和發出黃色光之黃色螢光體粉末、和發出紅色光之紅色螢光體粉末。
  5. 如申請專利範圍第1項之白色發光二極體燈,其中,前述螢光體粉末乃包含:發出藍色光之藍色螢光體粉末、和發出綠色光之綠色螢光體粉末、和發出黃色光之黃色螢光體粉末、和發出紅色光之紅色螢光體粉末。
  6. 如申請專利範圍第3~5項之任一項之白色發光二極體燈,其中,前述藍色螢光體粉末乃包含具有下述式(1)所示之組成之藍色螢光體粉末;[化1](Sr1-x-y-z Bax Cay Euz )5 (PO4 )3 Cl (1)(式中、x、y及z乃滿足0≦x<0.5、0≦y<0.1、0.005<z<0.1之值)。
  7. 如申請專利範圍第3或5項之白色發光二極體燈,其中,前述綠色螢光體粉末乃由下述式(2)所示之組成之銪錳賦活鋁酸鹽所成; [化2](Ba1-x-y-z Srx Cay Euz )(Mg1-u Mnu )Al10 O17 (2)(式中、x、y、z及u乃滿足0≦x<0.2、0≦y<0.1、0.005<z<0.5、0.1<u<0.5之值)。
  8. 如申請專利範圍第4或5項之白色發光二極體燈,其中,前述黃色螢光體粉末乃包含具有下述式(3)所示之組成之黃色螢光體粉末;[化3]ZnS:Auc Ald (3)(式中、c、及d乃滿足0.0001<c、d<0.002之值)。
  9. 如申請專利範圍第4或5項之白色發光二極體燈,其中,前述黃色螢光體粉末乃包含具有下述式(4)所示之組成之黃色螢光體粉末;[化4](Sr2-x-y-z-u Bax Mgy Euz Mnu )SiO4 (4) (式中、x、y、z及u乃滿足0.1<x<0.4、0.005<y<0.21、0.05<z<0.3、0.001<u<0.04之值)。
  10. 如申請專利範圍第3~5項之任一項之白色發光二極體燈,其中,前述紅色螢光體粉末乃包含下述式(5)所示之組成之銪賦活氧硫化鑭所成紅色螢光體粉末;[化5](La1-x-y Eux My )2 O2 S (5)(式中、M乃選自Sb、Sm、Ga及Sn之至少一種之元素、x及y乃滿足0.01<x<0.15、0≦y<0.03之值)。
  11. 如申請專利範圍第3~5項之任一項之白色發光二極體燈,其中,前述紅色螢光體粉末乃包含具有下述式(6)所示之組成之紅色螢光體粉末;[化6](Srx Ca1-x )SiAlN3 :Eu (6)(式中、x乃滿足0≦x<0.4之值)。
  12. 如申請專利範圍第3項或第5項之白色發光二極體燈,其中,包含:上述式(1)所示之組成之銪賦活鹵磷酸鹽所成之藍色螢光體粉末、 和上述式(2)所示之組成之銪錳賦活鋁酸鹽所成之綠色螢光體粉末、和上述式(5)所示之組成之銪賦活氧硫化鑭所成紅色螢光體粉末。
  13. 如申請專利範圍第4項或第5項之白色發光二極體燈,其中,前述藍色螢光體粉末乃包含具有上述式(1)所表示之組成的藍色螢光體粉末;前述黃色螢光體粉末乃包含具有上述式(3)所表示之組成的黃色螢光體粉末、及具有上述式(4)所表示之組成所成黃色螢光體粉末之至少之一者;前述紅色螢光體粉末乃包含具有下述式(5)及(6)所示之組成之紅色螢光體粉末之至少之一者。
  14. 如申請專利範圍第1項之白色發光二極體燈,其中,前述導電部乃配置於絕緣部上而構成基板,此絕緣部乃氧化鋁板、氮化鋁板或具備散熱通孔之玻璃環氧板者。
  15. 如申請專利範圍第14項之白色發光二極體燈,其中,前述發光二極體晶片之接合部、和前述基板之背面間之熱阻抗Rth乃每一個前述發光二極體晶片為40℃/W以下者。
  16. 如申請專利範圍第1項之白色發光二極體燈,其中,前述導電部乃光反射性電極。
  17. 如申請專利範圍第16項之白色發光二極體燈,其中,前述光反射性電極乃選自Ag、Pt、Ru、Pd及Al至少一種之金屬所成之電極。
  18. 如申請專利範圍第1項之白色發光二極體燈,其中,前述導電部乃於表面設置光反射層。
  19. 如申請專利範圍第18項之白色發光二極體燈,其中,前述光反射層乃包含選自氧化鈦、硫酸鋇、氧化鋁及矽石之至少一種之無機物所成微粉末之被覆層。
  20. 如申請專利範圍第18項之白色發光二極體燈,其中,前述光反射性層乃選自Al、Ag、Pt、Ru及Pd之至少一種之金屬所成之被覆層。
  21. 如申請專利範圍第1項之白色發光二極體燈,其中,於第3之透明樹脂硬化物中,分散UV光吸收粉末而成之UV光吸收層乃更形成於前述螢光體層之表面者。
  22. 如申請專利範圍第21項之白色發光二極體燈,其中,前述UV光吸收粉末乃選自氧化鈦、氧化鋅及氧化鈰之至少一種之無機物所成之微粉末者。
  23. 如申請專利範圍第1項之白色發光二極體燈,其中,前述發光二極體晶片乃InGaN、GaN或AlGaN系發光二極體晶片。
  24. 一種背光,其特徵乃使用如申請專利範圍第1項至第23項中任一項所記載之白色發光二極體燈。
  25. 一種照明裝置,其特徵乃使用如申請專利範圍第1項至第23項中任一項所記載之白色發光二極體燈。
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