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荧光体、发光装置、拍摄装置、液晶显示器装置、照明装置以及车辆

申请号 CN201380005296.X 申请日 2013-10-08 公开(公告)号 CN104053748B 公开(公告)日 2016-06-29
申请人 松下知识产权经营株式会社; 发明人 新田充; 白石诚吾; 井上修; 奥山浩二郎; 长崎纯久; 大林孝志;
摘要 本 发明 提供一种发光的 量子效率 高的(Ba1-z,Srz)3MgSi2O8:Eu2+型 荧光 体。具体而言,本发明提供一种荧光体,其包括(Ba1-z,Srz)3MgSi2O8型晶体(O≤z<1)和(Ba1-z,Srz)MgSiO4型晶体作为基质晶体,并且含有Eu2+作为发光中心而发蓝色光。
权利要求

1.一种荧光体,其包括(Ba1-z,Srz)3MgSi2O8型晶体和(Ba1-z,Srz)MgSiO4型晶体作为基质晶体,并且含有Eu2+作为发光中心而发蓝色光,
其特征在于,
上述荧光体的基质晶体具有用通式(Ba1-z,Srz)3+jMg1+kSi2+mO8+n表示的组成,其中0<j≤
1.0,0<k≤1.0,0<m≤1.0,0<n≤4.0,0<z≤0.4。
2.根据权利要求1所述的荧光体,其中,
上述荧光体在利用Cu-Kα线测定的X射线衍射图样中,在2θ=22°以上且23°以下、2θ=
30.6°以上且31.7°以下、以及2θ=31.8°以上且32.8°以下具有衍射峰,并且,在2θ=28°以上且30.4°以下、以及2θ=34°以上且35.5°以下具有衍射峰。
3.根据权利要求1所述的荧光体,其中,
关于上述荧光体,在利用Cu-Kα线测定的X射线衍射图样中,源于(Ba1-z,Srz)3MgSi2O8型晶体的在2θ=31.8°以上且32.8°以下存在的最大衍射峰的强度b、与源于(Ba1-z,Srz)MgSiO4型晶体的在2θ=34°以上且35.5°以下存在的最大衍射峰的强度c之比a为0.01≤a≤0.18,其中a=c/b。
4.根据权利要求1所述的荧光体,其中,
上述荧光体的Eu的含量相对于Eu、Ba以及Sr的合计为小于2.0原子%。
5.根据权利要求1所述的荧光体,其中,
上述荧光体的Eu的含量相对于Eu、Ba以及Sr的合计为0.6原子%以上。
6.一种发光装置,其具有权利要求1~5的任意一项所述的荧光体和发光元件。
7.根据权利要求6所述的发光装置,其中,
上述发光元件是激光二极管
8.根据权利要求7所述的发光装置,其中,
上述激光二极管的光输出能量密度为0.5kW/cm2以上。
9.根据权利要求6所述的发光装置,其中,
上述发光元件具有由氮化物半导体形成的发光层,该氮化物半导体具有作为非极性面或半极性面的生长面。
10.一种拍摄装置,包括:
闪光灯,其具有权利要求6所述的发光装置;和
透镜,其入射来自被上述闪光灯的光照射的对象物的反射光。
11.一种液晶显示器装置,
具有背光源,该背光源包括权利要求6所述的发光装置。
12.一种照明装置,
具有光源部,该光源部包括权利要求6所述的发光装置。
13.根据权利要求12所述的照明装置,其中,
该照明装置是车辆用照明装置。
14.一种车辆,
具有权利要求13所述的车辆用照明装置。

说明书全文

荧光体、发光装置、拍摄装置、液晶显示器装置、照明装置以及

车辆

技术领域

[0001] 本发明涉及荧光体以及使用该荧光体的发光装置。本发明还涉及使用该发光装置的拍摄装置、液晶显示器装置以及照明装置。而且,本发明还涉及将该照明装置作为车辆用照明装置使用的车辆。

背景技术

[0002] 近年来,从节省能源的观点来看,白色LED(Light Emitting Diode:发光二极管)被逐渐地广泛使用。
[0003] 当前的一般白色LED具有将蓝色发光元件(蓝色LED芯片)与荧光体组合的结构。在该一般的白色LED中,用荧光体将来自蓝色LED芯片的光的一部分进行颜色变换,将来自蓝色LED芯片的蓝光与来自荧光体的发光混色,而生成白色光。
[0004] 作为白色LED,当前蓝色LED芯片与黄色荧光体的组合为主流,但由于演色性和色再现性等较高,因此,也正在进行将蓝色到近紫外区域的LED与蓝色荧光体、绿色荧光体以及红色荧光体这三种荧光体组合而得到的白色LED的开发。
[0005] 最近几年来,还在进行使用激光二极管(LD)与蓝色荧光体、绿色荧光体以及红色荧光体的组合的高输出白色发光装置的开发。
[0006] 一直以来,作为蓝色荧光体,用通式M3MgSi2O8:Eu2+(M是Ca、Sr和Ba中的至少一种)表示的荧光体为人所知。但是,该蓝色荧光体存在发光的量子效率低的这一问题。针对该问题,专利文献1公开了一种作为量子效率得到改善的荧光体,含有包含Eu作为主晶体的M13MgSi2O8型晶体(M1是Sr和Ba)、和由于能够显示出发蓝绿色(cyan)光而为人所知的M12MgSi2O7型晶体的荧光体。但是,专利文献1所公开的荧光体的量子效率仍然较低。
[0007] 现有技术文献
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1:JP特开2009-280793号公报

发明内容

[0010] 发明要解决的技术课题
[0011] 因此,本发明的目的是提高(Ba1-zSrz)3MgSi2O8:Eu2+型荧光体的发光的量子效率。
[0012] 解决技术课题的手段
[0013] 本发明为一种荧光体,其包括(Ba1-z,Srz)3MgSi2O8型晶体(O≤z<1)和(Ba1-z,Srz)MgSiO4型晶体作为基质晶体,并且含有Eu2+作为发光中心而发蓝色光。
[0014] 发明效果
[0015] 根据本发明的荧光体,能够提高(Ba1-zSrz)3MgSi2O8:Eu2+型荧光体的发光的量子效率。附图说明
[0016] 图1是本发明的实施方式2的LED装置的示意性剖视图。
[0017] 图2(a)到(d)是表示图1所示的LED装置的制作工序的图。
[0018] 图3是本发明的实施方式3的LED装置的示意性剖视图。
[0019] 图4是本发明的实施方式4的LED装置的示意性剖视图。
[0020] 图5是表示LED芯片的构成的一例的说明图。
[0021] 图6是表示本发明的实施方式5的LD发光装置的概略构成的说明图。
[0022] 图7是表示本发明的实施方式6的LD发光装置的概略构成的说明图。
[0023] 图8是表示本发明的实施方式7涉及的拍摄装置的一例的说明图。
[0024] 图9是表示本发明的实施方式8涉及的液晶显示器装置的一例的概况图。
[0025] 图10是表示液晶显示器装置的构成的一例的说明图。
[0026] 图11是表示本发明的实施方式9涉及的一般照明装置的一例的说明图。
[0027] 图12是表示本发明的实施方式10涉及的车辆用照明装置的一例的说明图。
[0028] 图13是表示本发明的实施方式11涉及的车辆的一例的说明图。
[0029] 图14是实施例1以及比较例1的荧光体样品的XRD衍射图样和基于BaMgSiO4以及Ba3MgSi2O8的JCPDS卡片的图样数据。
[0030] 图15(a)表示图14以及表2所示的样品的BaMgSiO4相对于BaMgSiO4以及Ba3MgSi2O8整体的组成比和发光的光子数比的关系;(b)是表示图14以及表2所示的样品的X射线衍射强度比a与发光的光子数比的关系的图表。

具体实施方式

[0031] 以下,列举出特定的实施方式对本发明进行详细说明,当然,本发明不局限于这些实施方式,在不脱离本发明的技术范围的范围内能够适当变更实施。
[0032] 本发明的一个实施方式为一种荧光体,其包括(Ba1-z,Srz)3MgSi2O8型晶体(O≤z<1)和(Ba1-z,Srz)MgSiO4型晶体作为基质晶体,并且含有Eu2+作为发光中心而发蓝色光。
[0033] 在该实施方式的一个形式中,上述荧光体在利用Cu-Kα线而测定的X射线衍射图样中,在2θ=22°以上且23°以下、2θ=30.6°以上且31.7°以下、以及2θ=31.8°以上且32.8°以下具有衍射峰,并且,在2θ=28°以上且30.4°以下、以及2θ=34°以上且35.5°以下具有衍射峰。
[0034] 在该实施方式的一个形式中,关于上述荧光体,在利用Cu-Kα线测定的X射线衍射图样中,来自(Ba1-z,Srz)3MgSi2O8型晶体的在2θ=31.8°以上32.8°以下存在的最大衍射峰的强度b与来自(Ba1-z,Srz)MgSiO4型晶体的在2θ=34°以上35.5°以下存在的最大衍射峰的强度c之比a(a=c/b)为0.01≤a≤0.18。
[0035] 在该实施方式的一个形式中,上述荧光体的基质晶体具有用通式(Ba1-z,Srz)3+jMg1+kSi2+mO8+n(O<j≤1.0、O<k≤1.0、O<m≤1.0、O<n≤4.0、O≤z≤0.4)表示的组成。
[0036] 在该实施方式的一个形式中,上述荧光体的Eu的含量相对于Eu、Ba以及Sr的合计为小于2.0原子%。
[0037] 在该实施方式的一个形式中,上述荧光体的Eu的含量相对于Eu、Ba以及Sr的合计为0.6原子%以上。
[0038] 本发明的其他实施方式是具有上述荧光体和发光元件的发光装置。
[0039] 在该实施方式的一个形式中,上述发光元件是激光二极管。在该形式中,上述激光二极管的光输出能量密度例如为0.5kW/cm2以上。
[0040] 在该实施方式的一个形式中,上述发光元件具有由包括作为非极性面或半极性面的生长面的氮化物半导体形成的发光层
[0041] 本发明的其他实施方式为一种拍摄装置,其包括:具有上述发光装置的闪光灯、以及使从利用来自上述闪光灯的光而照射的对象物产生的反射光入射的透镜。
[0042] 本发明的其他实施方式是具有包括上述发光装置的背光源的液晶显示器装置。
[0043] 本发明的其他实施方式是具有包括上述发光装置的光源部的照明装置。
[0044] 在该实施方式的一个形式中,上述照明装置是车辆用照明装置。
[0045] 本发明的其他实施方式是具有上述车辆用照明装置的车辆。
[0046] (实施方式1)
[0047] 本实施方式为一种荧光体,其包括(Ba1-z,Srz)3MgSi2O8型晶体(O≤z<1)和(Ba1-z,Srz)MgSiO4型晶体(O≤z<1)作为基质晶体,并且含有Eu2+作为发光中心而发蓝色光。
[0048] 经过本发明人锐意研究的结果发现:在(Ba1-zSrz)3MgSi2O8:Eu2+型荧光体中,通过使基质晶体成为(Ba1-zSrz)3MgSi2O8和(Ba1-zSrz)MgSiO4的混晶(即,在一个粒子中存在(Ba1-zSrz)3MgSi2O8型晶相和(Ba1-zSrz)MgSiO4型晶相),能够比基质晶体由(Ba1-zSrz)3MgSi2O8型晶体的单相形成的(Ba1-zSrz)3MgSi2O8:Eu2+型荧光体进一步提高(Ba1-zSrz)3MgSi2O8型晶体中的发光的量子效率。
[0049] 在荧光体的基质晶体中包含(Ba1-zSrz)3MgSi2O8型晶体和(Ba1-zSrz)MgSiO4型晶体这两种晶体的这一内容能够通过例如测定荧光体的X射线衍射图样而确认。本实施方式的荧光体在例如用Cu-Kα线测定了X射线衍射图样的情况下,在2θ=22°以上且23°以下、2θ=30.6°以上且31.7°以下、以及2θ=31.8°以上且32.8°以下具有衍射峰。这些都源于(Ba1-zSrz)3MgSi2O8。并且,在2θ=28°以上且30.4°以下、以及2θ=34°以上且35.5°以下具有衍射峰。这些都源于(Ba1-zSrz)MgSiO4。
[0050] (Ba1-zSrz)3MgSi2O8型晶体和(Ba1-zSrz)MgSiO4型晶体的存在比没有特殊限制,例如,在一个形式中,在针对本实施方式的荧光体而利用Cu-Kα线测定的X射线衍射图样中,源于(Ba1-z,Srz)3MgSi2O8型晶体的在2θ=31.8°以上且32.8°以下存在的最大衍射峰的强度b与源于(Ba1-z,Srz)MgSiO4型晶体的在2θ=34°以上且35.5°以下存在的最大衍射峰的强度c之比a(a=c/b)为0.01≤a≤0.18。此时,量子效率变得非常高。另外,在该比a为0.03≤a≤0.06的情况下,量子效率变得特别高。
[0051] 荧光体的基质晶体的组成只要是包含(Ba1-zSrz)3MgSi2O8型晶体和(Ba1-zSrz)MgSiO4型晶体就没有特殊限制。例如,在一个形式中,荧光体的基质晶体具有用通式(Ba1-z,Srz)3+jMg1+kSi2+mO8+n(O<j≤1.0、O<k≤1.0、O<m≤1.0、O<n≤4.0、O≤z≤0.4)表示的组成。此时,量子效率变得非常高。另外,例如在一个形式中,荧光体的基质晶体具有用通式(Ba1-z,Srz)3+jMg1+jSi2+jO8+4j(O<j≤1.0、O≤z≤0.4)表示的组成。
[0052] 本实施方式的荧光体包含Eu2+作为发光中心而发蓝色光。在此,发蓝色光是指例如发光峰的波长为420nm以上并且480nm以下的发光。
[0053] 关于荧光体中的Eu的含量,只要荧光体能够发光就没有特别限制,例如,相对于Eu、Ba以及Sr的合计为0.1原子%以上且10原子%以下。在激励光的能量密度低的情况下,具有Eu的含量越多则量子效率变得越高的倾向,如果将Eu的含量设为相对于Eu、Ba以及Sr的合计超过2.0原子%,则量子效率变得特别高。另一方面,在激励光的能量密度高的情况下(例如,在能量密度为0.5kW/cm2以上的情况下),通过将Eu的含量设为相对于Eu、Ba以及Sr的合计小于2.0原子%,能够抑制价格昂贵的Eu的使用量并进一步提高量子效率;通过设为1.8原子%以下,量子效率变得更高;如果设为1.6原子%以下则效率变得特别高。另一方面,如果将Eu的含量设为相对于Eu、Ba以及Sr的合计为0.6原子%以上,则量子效率变得更高,如果设为0.8原子%以上则量子效率进一步提高,如果设为1.0原子%以上,则量子效率变得特别高。
[0054] 接下来,对本实施方式的荧光体的制造方法的一例进行说明。
[0055] 作为本实施方式的荧光体的原料,能够使用高纯度(纯度为99%以上)的氢化物、草酸盐、硝酸盐等通过烧成而成为氧化物的化合物或高纯度(纯度99%以上)的氧化物。
[0056] 在此,为了促进反应,能够在原料中少量添加氟化物(氟化等)或氯化物(例如氯化钙等)。
[0057] 荧光体的制造是通过将上述原料混合进行烧成,作为原料的混合方法,既可以是利用溶剂的湿式混合,也可以是利用干燥粉体的干式混合,能够使用通常在工业中使用的球磨机、介质搅拌磨机、行星磨机、振动磨机、气流粉碎机、V型混合机和搅拌机等。
[0058] 当原料混合时,将原料的混合比调整为:与(Ba1-zSrz)3MgSi2O8这一组成不同,以生成(Ba1-zSrz)3MgSi2O8型晶体和(Ba1-zSrz)MgSiO4型晶体。为了即使基质晶体不是(Ba1-z,Srz)3+jMg1+jSi2+jO8+4j这一组成,也能够形成上述两种结晶相,作为用于获得本实施方式的荧光体的简单方法,将原料的混合比调整为:用(Ba1-z,Srz)3+jMg1+jSi2+jO8+4j(O<j≤1.0、O≤z≤0.4)表示的组成、或包括与其相近的范围的组成[例如用(Ba1-z,Srz)3+jMg1+kSi2+mO8+n(O<j≤1.0、O<k≤1.0、O<m≤1.0、O<n≤4.0、O≤z≤0.4)表示的组成]。另外,原料的混合比只要生成(Ba1-zSrz)3MgSi2O8型晶体和(Ba1-zSrz)MgSiO4型晶体,就不特别限定。
[0059] 原料混合物的烧成是在还原性气氛下(例如,氮/氢混合气体气氛下等)在1100~1400℃的温度范围内进行1~50小时左右。
[0060] 用于烧成的炉子能够使用工业中通常使用的炉子,能够使用推杆式炉等连续式或分层式电炉或气炉。
[0061] 使用球磨机或气流粉碎机等将所获得的荧光体粉末再度粉碎,进而根据需要进行洗涤或分类,由此,能够调整荧光体粉末的粒度分布或流动性。
[0062] 在本实施方式的荧光体中,与基质晶体由(Ba1-z,Srz)3MgSi2O8型晶体的单一相形2+
成的(Ba1-z,Srz)3MgSi2O8:Eu 型荧光体相比,(Ba1-z,Srz)3MgSi2O8型晶体中的发光的量子效率变高。因此,如果将本实施方式的荧光体用于发光装置,则能够改善发光装置的效率。
[0063] (实施方式2)
[0064] 以下,关于本发明的实施方式的发光装置,以将作为发光元件的LED芯片设为光源的LED装置为例进行说明。
[0065] 图1是表示根据本发明的LED装置的一个实施方式的示意性剖视图。如图1所示,LED装置10具有支撑体23、LED芯片15和LED密封体12。
[0066] 支撑体23支撑LED芯片15。在本实施方式中,LED装置10具有能够进行面安装的结构,因此,支撑体23为基板。本实施方式能够用于高亮度LED装置。例如,支撑体23具有高的热传导率,以便能够将在例如LED芯片15产生的热量有效地释放到外部。例如,能够将由氧化或氮化铝等形成的陶瓷基板作为支撑体23使用。
[0067] 在LED芯片15中使用例如在近紫外到蓝色区域发光的芯片,并使用在380nm以上425nm以下的范围内具有发光峰波长的芯片。作为LED芯片,具体而言,在LED芯片15中使用蓝色LED芯片、紫色LED芯片、近紫外LED芯片等。从使荧光体高效地发光的观点来看,LED芯片15的发光峰波长可以为例如380nm以上且420nm以下的范围,也可以为380nm以上且410nm以下的范围。
[0068] 在支撑体23上,LED芯片15以射出面15a在上的方式通过焊27等被固定在支撑体23上。另外,LED芯片15通过焊线21与设置在支撑体上的电极22电连接。
[0069] LED芯片15被LED密封体12覆盖,在LED密封体12中使用树脂。荧光体13分散于LED密封体12中。
[0070] 在硅树脂中能够使用作为半导体发光元件的密封树脂而使用的用各种化学式规定的结构的硅树脂。特别是,硅树脂包括例如耐变色性高的二甲基硅。另外,也能够使用耐热性高的甲基苯基硅等作为硅树脂。硅树脂既可以是具有用一种化学式规定的硅氧烷键形成的主结构的单独聚合物,也可以是包含具有用两种以上的化学式规定的硅氧烷键的结构单位的共聚物或两种以上的硅聚合物的合金。在本说明书中,LED密封体12中的硅树脂为硬化后的状态。因此,LED密封体12也是硬化后的状态。如以下说明的那样,LED密封体12能够使用未硬化的硅树脂制造。硅树脂一般是通过混合主剂以及硬化剂来促进硬化的双液型。但是,也能够使用热硬化型或通过照射光等能量而进行硬化的能量硬化型硅树脂。
[0071] 另外,在LED密封体12中也可以使用硅树脂以外的树脂,例如玻璃、环氧树脂等。另外,荧光体13也可以不分散于LED密封体12中,而以荧光体板的形式配置在LED密封体12上。
[0072] <荧光体>
[0073] 荧光体13吸收从LED芯片15射出的近紫外到蓝色区域的光(例如,近紫外光)中的一部分的波长成分或所有的波长成分,发出荧光。吸收的光的波长以及荧光的波长取决于包含在荧光体13中的荧光材料的种类。
[0074] 荧光体13是包含多种不同颜色的荧光体的混合荧光体,由此,将来自荧光体的光进行混色从而制作出白色光。在本实施方式中,荧光体13是蓝色荧光体、绿色荧光体以及红色荧光体的混合荧光体。
[0075] 作为蓝色荧光体,使用上述实施方式1的荧光体。
[0076] 作为绿色荧光体,能够使用例如Ma2MgSi2O7:Eu2+(从Ma=Ba,Sr以及Ca中选择的至2+ 2+ 2+ 2+ a 2+
少一种)、SrSi5AlO2N7:Eu 、SrSi2O2N2:Eu 、BaAl2O4:Eu 、BaZrSi3O9:Eu 、M2MgSiO4:Eu (从Ma=Ba,Sr以及Ca中选择的至少一种)、BaSi3O4N2:Eu2+、Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu2+、Ca3SiO4Cl2:
Eu2+、CaSi12-(m+n)Al(m+n)OnN16-n:Ce3+、β-SiAlON:Eu2+等荧光体。
[0077] 作为红色荧光体,能够使用例如CaAlSiN3:Eu2+、SrAlSi4O7:Eu2+、Ma2Si5N8:Eu2+(从Maa 2+ a=Ba、Sr以及Ca中选择的至少一种)、M SiN2:Eu (从M=Ba、Sr以及Ca中选择的至少一种)、MbSi2O2N2:Yb2+(从Mb=Sr以及Ca中选择的至少一种)、Y2O2S:Eu3+,Sm3+、La2O2S:Eu3+,Sm3+、CaWO4:Li1+,Eu3+,Sm3+、Ma2SiS4:Eu2+、(从Ma=Ba、Sr以及Ca中选择的至少一种)等的荧光体。
[0078] 作为其他的形式,荧光体13可以是蓝色荧光体以及黄色荧光体的混合荧光体。此时,作为蓝色荧光体而使用上述实施方式1的荧光体,作为黄色荧光体,能够使用例如Y3Al5O12:Ce3+、CaSi2O2N2:Eu2+、Ca3Sc2Si3O12:Ce3+、CaSc2O4:Ce3+、α-SiAlON:Eu2+等荧光体。
[0079] 另外,荧光体13的粒子直径例如分别是1μm以上且80μm以下。在本说明书中,粒子直径是指以基于显微镜法的圆当量直径表示的单位。荧光体13以例如相对于密封体的100重量部分为3重量部分以上且70重量部分以下的比例包含在LED密封体12中。这是因为:在荧光体13的含量比3重量部分少的情况下,不能够获得充分强度的荧光,因此,有时就变得不能实现发出所希望波长的光的LED装置10。在荧光体13中使用的发出各色光的荧光体的重量比,能够根据所希望的白色光的色调和各荧光体的发光强度来适当地决定。
[0080] 另外,通过只使用实施方式1的荧光体或与其他颜色的荧光体组合,也能够作为发出白色以外的颜色的光的LED装置来构成LED装置。
[0081] 蓝色以外的上述荧光体能够根据众所周知的方法进行制作。
[0082] 具体而言,在制造氧化物荧光体的情况下,作为原料,能够使用高纯度(纯度为99%以上)的氢氧化物、草酸盐、硝酸盐等通过烧成而成为氧化物的化合物或高纯度(纯度
99%以上)的氧化物。
[0083] 在此,为了促进反应,能够少量添加氟化物(氟化钙等)或氯化物(例如氯化钙等)。
[0084] 荧光体的制造是通过将上述原料混合进行烧成,作为原料的混合方法,既可以是利用溶剂的湿式混合,也可以是利用干燥粉体的干式混合,能够使用通常在工业中使用的球磨机、介质搅拌磨机、行星磨机、振动磨机、气流粉碎机、V型混合机和搅拌机等。
[0085] 荧光体原料的烧成是在大气中或还原性气氛下在1100~1400℃的温度范围下进行1~50小时左右。
[0086] 用于烧成的炉子能够使用工业中通常使用的炉子,能够使用推杆式炉等连续式或分层式电炉或煤气炉。
[0087] 使用球磨机或气流粉碎机等将所获得的荧光体粉末再次粉碎,然后根据需要进行洗涤或分类,由此,能够调整荧光体粉末的粒度分布或流动性。
[0088]
[0089] 在上述例子中,LED芯片被焊线接合,但在本实施方式中使用的LED芯片也可以是其他结构。即,在本实施方式中使用的LED芯片既可以是面朝上安装,也可以是倒装安装。另外,在本实施方式中使用的LED芯片也可以包括由具有一般的极性面(c面)的生长面的氮化物半导体形成的发光层。另外,也可以包括由具有非极性面或半极性面(m面、-r面、(20-21)、(20-2-1)、(10-1-3)、(11-22)面等)的生长面的氮化物半导体形成的发光层。使用以非极性面或半极性面为生长面的LED芯片,能够降低压电电场的影响并高效地产生波长380nm以上且425nm以下(特别是波长380nm以上且420nm以下)的光。以下,以包括由具有m面作为生长面的氮化物半导体形成的发光层的LED芯片为例进行说明。
[0090] 图5是表示LED芯片的构成的一例的说明图。在本实施方式使用的LED芯片15具有基板401、n型层402、发光层405、p型层407、n侧电极408以及p侧电极409。基板401是例如主面为m面的GaN基板。作为基板401,可以使用在表面上形成了m面GaN层的m面SiC基板、形成了m面GaN层的r面蓝宝石基板或m面蓝宝石基板。例如,n型层402设置在基板401上,发光层405配置在n型层402与p型层407之间。在发光层405与p型层407之间也可以设置未掺杂层
406。n型层402、发光层405、未掺杂层406以及p型层407是例如生长面为m面的氮化镓系化合物半导体层。n型层402是例如掺杂了Si的n型AlsGatInuN(O≤s,t,u≤1、s+t+u=1)层。发光层405是例如具有多个GaN障碍层403以及多个InGaN阱层404的多重量子阱活性层。另外,发光层405也可以是一个InGaN阱层404被两个GaN障碍层403夹于中间的单一量子阱活性层。p型层407是例如掺杂了Mg的p型AlvGawInxN(O≤v,w,x≤1、v+w+x=1)层。n侧电极408设置为与n型层402相接。p侧电极409设置为与p型层407相接。
[0091] 本说明书中的“m面”包括在±5℃的范围内从m面(未倾斜的情况下的m面)向任意方向倾斜的面以及具有阶梯状的多个m面区域的面。倾斜度使用发光层405的生长面的法线与m面的法线所形成的角度进行规定。倾斜角度θ的绝对值在c轴方向上可以在5°以下或1°以下的范围内。另外,在a轴方向上,也可以在5°以下或1°以下的范围内。即使存在这样稍微的倾斜也能够充分抑制由压电电场导致的内部量子效率的降低。另外,在生长面只从m面稍微倾斜的情况下,该生长面虽然从整体上看从m面倾斜,但从微观上来看,是由具有1到数原子高度的高低差的阶梯状的多个m面区域构成。因此,能够认为,具有作为在从m面以绝对值为5°以下的角度倾斜的面或具有多个m面阶梯的面的生长面的氮化物半导体,具有与以没有倾斜的m面为生长面的氮化物半导体同样的性质。
[0092] 接下来,对在本实施方式使用的LED芯片的制造方法的一例进行说明。首先,在生长氮化物半导体之前,用氢氟酸缓冲腐蚀液(BHF)洗涤基板401,然后,充分洗进行干燥。基板401在清洗后尽量不与空气接触,放置在MOCVD装置的反应室内。然后,一边提供(NH3)、氮和氢等气体,一边将基板加热到大约850℃,对基板表面进行清洗处理。
[0093] 氮化镓系化合物半导体层的生长是利用例如MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition:金属有机化学气相沉积)法进行的。提供三甲基镓(TMG)或三乙基镓(TEG)以及硅烷(SiH4),将基板401加热到1100℃左右,以沉积n型层402。硅烷是提供作为n型掺杂剂的Si的原料气体。接下来,停止SiH4的提供,将基板温度降低到小于800℃,以沉积GaN障碍层403。然后,开始提供三甲基铟(TMI)来沉积InGaN阱层404。通过将GaN障碍层403与InGaN层404以两周期以上交替沉积从而形成发光层405。通过设为两周期以上,能够防止在大电流驱动时阱层内部的载流子密度变得过大,另外,能够减少溢出的载流子的数量。InGaN阱层404也可以以使厚度成为3nm以上且20nm以下的方式调整生长时间进行沉积。而且,由于m面生长能够抑制压电电场的影响,因此,能够使阱层的厚度成为6nm以上。由此,能够降低发光效率的衰减。另外,通过使厚度为20nm以下,能够均匀地形成InGaN阱层。另外,也可以以使GaN障碍层403的厚度成为6nm以上且40nm以下的方式调整生长时间进行沉积。
由于厚度为6nm以上,因此,能够可靠地形成针对InGaN阱层404的势垒。另外,由于厚度为
40nm以下,因此能够降低工作电压。通过调整InGaN阱层404的In量,能够设定为380nm以上且425nm以下的所希望的发光波长。
[0094] 接下来,在发光层405上沉积例如厚度30nm的未掺杂GaN层作为未掺杂层406。然后,在未掺杂层406上形成p型层407。p型层407是通过提供TMG、NH3、TMA、TMI以及作为p型杂质原料的Cp2Mg(环戊二烯基镁)而形成的。p型层407由例如厚度50nm左右的p-Al0.14Ga0.86N层与厚度100nm左右的p-GaN层形成。p型层407的上部也可以是提高了Mg浓度的接触层。
[0095] 然后,通过进行氯系干蚀刻来除去p型层407、未掺杂层406、活性层405以及n型层402的一部分形成凹部,使n型层402露出。接下来,在凹部的底部形成n侧电极408。而且,在p型层407上形成p侧电极409。
[0096]
[0097] 另外,虽然以下对LED装置10的制造方法的一例进行说明,但LED装置10不局限于通过以下的制造方法来制造。
[0098] 通过在未硬化的硅树脂中分散荧光体13来调制未硬化的LED密封树脂混合物。此时,在所使用的硅树脂是通过双液混合硬化型的情况下,未硬化的硅树脂包含A液以及B液。
[0099] 接下来,如图2(a)所示,在具有所希望的形状的模具9中填充未硬化的LED密封树脂混合物17。当在未硬化的LED密封树脂混合物17中产生有气泡等时,根据需要用真空脱泡装置等进行脱泡。另外,如图2(b)所示,以射出面15a在上的方式利用焊锡27等将LED芯片15固定在支撑体23上,并且用焊线21将电极22与LED芯片15连接。然后,以使LED芯片15埋入模具9内的未硬化的LED密封树脂混合物17中的方式针对模具9配置了支撑体23,并使LED密封树脂混合物17硬化。例如,如图2(c)所示,在安装在模具9上的状态下,对LED密封树脂混合物17加热,使其暂时硬化,然后,去掉模具9,再使LED密封树脂混合物17硬化。由此,LED芯片15的至少射出面15a被LED密封体12覆盖,这样就完成了荧光体13分散于LED密封体12中的LED装置10。
[0100] (实施方式3)
[0101] 另外,通过上述实施方式说明的LED装置的结构只是一例。本实施方式的LED装置也可以具有图1所示结构以外的结构。例如,如图3所示,实施方式3的LED装置除了图1所示的结构,为了从LED芯片15以规定的聚光状态射出光,还具有设置在LED芯片15的周围的反射镜41。另外,也可以设置具有用于在LED密封体12的表面调整射出光的聚光状态的透镜功能的透明树脂24。
[0102] (实施方式4)
[0103] 另外,在上述实施方式2以及3的LED装置中,LED芯片15被基板状的支撑体支撑。但是,实施方式4的LED装置是利用引线框支撑LED芯片的LED装置。具体而言,例如,如图4所示,LED装置具有作为设置了凹部42c的支撑体的引线框42a和引线框42b。在引线框42a的凹部42c的底部固定有LED芯片15。凹部42c的侧面发挥反射镜的功能。分散了荧光体13的LED密封体12设置为将凹部42c埋入。另外,LED芯片15与引线框42a、42b通过焊线21电连接。而且,引线框42a的包括凹部42c的整个上部被具有炮弹形状的透明树脂24密封。
[0104] (实施方式5)
[0105] 接下来,关于本发明的实施方式所涉及的发光装置,以将作为发光元件的激光二极管(LD)为光源的LD发光装置为例进行说明。
[0106] 图6表示实施方式5所涉及的LD发光装置60的大致结构。LD发光装置60具有波长变换部件61和LD元件58。
[0107] LD元件58能够射出光能量密度比LED高的光。因此,能够使用LD元件58构成高输出的LD发光装置60。从LD发光装置60的高输出化的观点来看,来自LD元件58的射出光的光能量密度为例如0.2kW/cm2以上。射出光的光能量密度也可以为0.3kW/cm2以上、或0.5kW/cm22
以上、或1kW/cm以上。另一方面,如果射出光的能量密度过高,则荧光体的散热量增大,有可能会对LD发光装置60产生不好的影响。因此,射出光的光能量密度也可以为3.5kW/cm2以下、或3kW/cm2以下、或2.5kW/cm2以下、或2kW/cm2以下。
[0108] 在LD元件58中能够无特殊限制地使用实施方式1的射出能够激励荧光体的波长的光的元件,例如,能够使用射出蓝紫光的LD元件、射出紫外光的LD元件等。
[0109] 在本实施方式中,对LD元件58射出蓝紫光的情况进行说明。在本说明书中,蓝紫光是指峰值波长为380nm以上且小于420nm的光。射出蓝紫光的LD元件58比射出紫外光的LD元件的发光效率高,在发光峰值波长为405nm的情况下,发光效率变成最高。因此,LD元件58的发光峰值波长可以是385nm以上、或390nm以上。另一方面,LD元件58的发光峰值波长也可以是415nm以下、或410nm以下。
[0110] LD元件58可以是由一个LD构成的元件,也可以是将多个LD光学耦合的元件。LD元件58包括由具有作为非极性面或半极性面的生长面的氮化物半导体形成的发光层。
[0111] 波长变换部件61包含荧光体,该荧光体将来自LD元件58的射出光波长变换成更长波长的光。波长变换部件61的荧光体包含实施方式1的荧光体。波长变换部件61可以根据发光装置的所希望的发光色来包含实施方式1的荧光体以外的荧光体。例如,在波长变换部件61还包含绿色荧光体以及红色荧光体的情况下,能够作为白色发光装置构成LD发光装置
60。作为绿色荧光体以及红色荧光体,能够使用实施方式2举例所示的荧光体。
[0112] 波长变换部件61既可以是混合了多种荧光体的一层的波长变换层,也可以是至少层叠了两层以上的包含一种或多种荧光体的波长变换层的部件。
[0113] 在本实施方式中,作为波长变换部件61,特别对使用层叠了由实施方式1的荧光体(蓝色荧光体)65构成的第一荧光体层62、由绿色荧光体66构成的第二荧光体层63和由红色荧光体67构成的第三荧光体层64的构成的波长变换部件的情况进行说明。第一荧光体层62、第二荧光体层63以及第三荧光体层64分别使用粘合剂68、69和70构成。粘合剂68、69和
70是例如树脂、玻璃或透明晶体等介质。各层的粘合剂既可以是相同的材质,也可以是不同的材质。另外,各荧光体层也可以只由荧光体粒子构成。
[0114] 在波长变换部件61和LD元件58之间也可以设置将LD元件58的光引导到第三荧光体层64中的入射光学系统59。入射光学系统59具有例如透镜、镜以及/或者光纤等。
[0115] 接下来,对LD发光装置6()的动作进行说明。从LD元件58射出的蓝紫光通过入射光学系统59入射到波长变换部件61的第三荧光体层64。根据该入射光,第三荧光体层64的多个红色荧光体67粒子被激励而射出红色光。另外,不被第三荧光体层吸收而透过的从LD元件58射出的蓝紫光入射到第二荧光体层63。由于该入射,第二荧光体层63的多个绿色荧光体66粒子被激励而射出绿色光。另外,不被第二荧光体层吸收而透过的从LD元件58射出的蓝紫光入射到第一荧光体层62。由于该入射,第一荧光体层62的实施方式1的多个荧光体65粒子被激励而射出蓝色光。这些红色光、绿色光和蓝色光混合成为白色光。
[0116] 各荧光体层的厚度可以调整成使从LD元件58射出的蓝紫光不透过第一荧光体层62,另外,也可以调整成蓝紫光透过第一荧光体层62的各荧光体层的厚度,并且,也可以在LD发光装置60设置将透过的蓝紫光吸收的吸收层或反射的反射层。作为白色光的构成要素,不一定需要来自LD元件58的射出光本身,因此,根据这些构成,通过限制从LD元件58向外部射出连贯的激光,能够提高LD发光装置60的安全性。
[0117] 作为其他的形式,第一荧光体层62、第二荧光体层63和第三荧光体层64的各自位置可以相互调换。另外,也可以使用实施方式2列举出的包含黄色荧光体的荧光体层来代替第三荧光体层64。
[0118] (实施方式6)
[0119] 关于本发明的实施方式所涉及的发光装置,对以作为发光元件的LD为光源的LD发光装置的其他例子进行说明。
[0120] 图7表示实施方式6所涉及的LD发光装置80的大致构成。对与实施方式5相同的部件标注相同符号并省略其说明。LD发光装置80具有波长变换部件81与LD元件58。
[0121] 波长变换部件81包含荧光体,该荧光体将来自LD元件58的射出光波长变换成波长更长的光。波长变换部件81的荧光体具有实施方式1的荧光体与从绿色荧光体以及红色荧光体选择的至少一种混合的波长变换层。在本实施方式中,特别对波长变换部件81是将实施方式1的荧光体(蓝色荧光体)65、绿色荧光体66以及红色荧光体67这三种混合形成的荧光体层的情况进行说明。三种荧光体的混合比率能够根据所希望的白色色度来适当调整。作为波长变换部件81的荧光体层而使用粘合剂68来构成。粘合剂68是例如树脂、玻璃或透明晶体等介质。粘合剂既可以是单一的材质,也可以是根据场所不同而使用不同的材质。另外,荧光体层也可以只由荧光体粒子构成。
[0122] 从LD元件58射出的蓝紫光通过入射光学系统59,被波长变换部件41中的实施方式1的荧光体65、绿色荧光体66以及红色荧光体67分别变换成蓝色光、绿色光以及红色光,它们混合形成白色光。
[0123] 波长变换部件81的厚度可以调整成使从LD元件58射出的蓝紫光不透过波长变换部件81,另外,也可以调整成使蓝紫光透过的厚度,并且,也可以在LD发光装置80设置将透过的蓝紫光吸收的吸收层或反射的反射层。根据这些构成,能够提高LD发光装置80的安全性。
[0124] 作为其他的形式,作为波长变换部件81的替代,也可以使用具有将实施方式1的蓝色荧光体与在实施方式2列举出的黄色荧光体混合的波长变换层的波长变换部件。
[0125] 根据实施方式2~6的发光装置,能够改善发光效率,而且,在作为白色发光装置而构成的情况下,能够实现较高的演色性以及色再现性。另外,使用该发光装置的装置显现出较高的发光效率,而且,在以能够发出白色光的方式构成装置的情况下,能够显现出很高的演色性以及色再现性。
[0126] 实施方式2~6的发光装置能够作为以下装置中的光源使用,这些装置包括:例如,吊灯等普通照明装置;聚光灯、体育场用照明、工作室用照明等特殊照明装置;大灯等车辆用照明装置;幻灯机、平视显示器等投影装置;内视镜用灯;数字照相机、便携式电话机、智能手机等拍摄装置;个人计算机(PC)用显示器、笔记本式个人计算机、电视机、便携式信息终端(PDX)、智能手机、平板电脑、便携式电话等液晶显示装置等。
[0127] (实施方式7)
[0128] 实施方式2~6的发光装置能够用于拍摄装置。图8是说明本发明的实施方式7涉及的拍摄装置的一例的说明图。实施方式7涉及的拍摄装置600具有透镜601和闪光灯602。拍摄装置600是例如数字照相机、便携式电话机和智能手机等。闪光灯602具有上述LED装置10。闪光灯602也可以具有上述LD发光装置60或80来代替LED装置10。向透镜601入射来自被闪光灯602的光照射的对象物的反射光。入射的反射光由例如摄像装置600的图像传感器(未图示)进行光电转换。来自图像传感器的电信号被作为图像数据而记录在半导体存储元件等记录装置中。
[0129] (实施方式8)
[0130] 实施方式2~4的LED装置能够用于液晶显示器装置。图9是本发明的实施方式8所涉及的液晶显示器装置700的概况图。液晶显示器装置700是例如个人计算机(PC)用显示器、笔记本式个人计算机、电视机、便携式信息终端(PDA)、智能手机、平板电脑和便携式电话机等。
[0131] 图10是表示液晶显示器装置700的构成的说明图。液晶显示器装置700可以是边缘光型,也可以是直下型,还可以是其他的结构,但在此以边缘光型为例进行说明。液晶显示器装置700具有:例如、包括多个LED装置10的背光源701、702;将来自背光源的光反射的反射板703;引导被反射板703反射的光的导光板704;以及使用来自导光板704的光来显示图像的液晶面板705。背光源701、702可以具有上述LD发光装置60或80来代替LED装置。
[0132] (实施方式9)
[0133] 实施方式2~6的发光装置能够用于照明装置。照明装置是例如吊灯等普通照明装置;聚光灯、体育场用照明、工作室用照明等特殊照明装置;大灯、DRL(Daytime Running Lamp:日间行车灯)等车辆用照明装置。
[0134] 实施方式9是将本发明的照明装置作为普通照明装置构成的例子。
[0135] 图11是表示实施方式9的普通照明装置的一例的吊灯800的说明图。吊灯800具有光源部801。光源部801具有上述LED装置10。光源部801也可以具有上述LD发光装置60或80来代替LED装置10。根据本实施方式的构成,能够提供与用途相应的高品质的光空间。
[0136] (实施方式10)
[0137] 实施方式10是将本发明的照明装置作为车辆用照明装置而构成的例子。在本说明书中,车辆是指:汽车道车辆、路面电车、二轮车(例如,摩托车等)、特殊车辆(例如,建筑车辆和农业车辆等)。
[0138] 图12表示实施方式10所涉及的车辆用照明装置的一例的车辆用大灯120的大致结构。车辆用大灯120包括具有LD发光装置60或80的光源部123和将来自光源部123的光照射至前方的射出光学系统122。在本例中,虽然从输出的观点来考虑要在光源部123中使用LD发光装置60或80,但也可以使用上述LED装置10。
[0139] 为了不使LD发光装置60或80的来自LD元件的蓝紫光/紫外光射出到外部,也可以设置将蓝紫光/紫外光吸收或反射的波长截止滤光片121。射出光学系统122是例如反射镜。射出光学系统122具有例如Al和Ag等的金属膜或在表面形成了保护膜的Al膜。车辆用大灯
120可以是反射镜类型,也可以是投影型。
[0140] 根据实施方式10,能够提供发光效率高的车辆用照明装置。
[0141] (实施方式11)
[0142] 实施方式11是具有实施方式10涉及的车辆用照明装置的车辆。另外,车辆可以是发动机车辆、电动车辆或混合动车辆。
[0143] 图13表示实施方式11涉及的车辆130的大致结构。车辆130具有作为实施方式10的一例所记载的车辆用大灯120和供电源131。车辆130可以具有由发动机等的驱动源旋转驱动而发电的发电机132。发电机132所发的电被储蓄在供电源131中。供电源131是能够充放电的二次电池。车辆用大灯120通过来自供电源131的电力带来亮灯。
[0144] 根据实施方式11,能够提供具有发光效率高的灯具的车辆。
[0145] 实施例
[0146] 以下,列举出实施例以及比较例对本发明进行详细说明,但本发明不局限于这些实施例。
[0147] (实施例1以及比较例1)
[0148] <荧光体样品的制作>
[0149] 荧光体的制作方法如下所示。关于样品编号2以外的样品,作为原料,使用BaCO3、SrCO3、MgO、SiO2和Eu2O3,将它们称量以使成为表2所示的组成,使用行星磨机在旋转速度200rpm下混合30分钟。在溶剂中使用了乙醇。将该混合溶液充分干燥,将干燥粉体在H22%/N298%的混合气体中在1300℃温度下烧成4小时,由此,获得用通式(Ba1-z-x,Srz,Eux)3+jMg1+kSi2+mO8+n表示的荧光体。另外,关于样品编号2,利用JP特开2009-280793中所公开的方法来制作荧光体。
[0150] <评估方法>
[0151] 使用X射线衍射测定装置(Rigaku制造的RINT2100)测定了上述获得的荧光体的X射线衍射图样。测定是使用Cu-Kα射线,在表1所示条件下进行的。根据所获得的X射线衍射图样求出作为X射线衍射强度比a的在作为Ba3MgSi2O8型晶体的主要峰值的2θ=31.8°以上且32.8°以下所检测出的衍射强度b、与在作为BaMgSiO4型晶体的主要峰值的2θ=34°以上且35.5°以下所检测出的衍射强度c的比率(a=c/b)。另外,使用荧光分光光度计(日本分光制造FP-6500)测定了405nm激励下的发光光谱。根据所获得的发光光谱求出光子数。
[0152] 【表1】
[0153]开始角度 结束角度 取样宽度 扫描速度 管电压 管电流 发散狭缝 散射狭缝 受光狭缝
20.00° 60.00° 0.02° 4.00°/min 40kV 40mA 1° 1° 0.15mm
[0154] 所获得的荧光体的X射线衍射图样如图14所示。另外,作为参考,将BaMgSiO4以及Ba3MgSi2O8的基于JCPDS卡片的图样数据如图14所示。而且,将X射线衍射强度比a与光子数比表示在表2中。另外,图15(a)是表示图14以及表2所示的样品的BaMgSiO4相对于BaMgSiO4以及Ba3MgSi2O8整体的组成比和发光的光子数比的关系的图表;图15(b)是表示图14以及表2所示的样品的X射线衍射强度比a与发光的光子数比的关系的图表。另外,在表2中,*符号表示比较例。
[0155] 【表2】
[0156]
[0157] 由图14可知,从所制作的样品编号3到样品编号12的荧光体在一种粒子中形成了Ba3MgSi2O8以及BaMgSiO4的混晶。因此,能够认为图15(a)的横轴表示出BaMgSiO4的摩尔量相对于在荧光体一种粒子中存在的构成物质的整个摩尔量的比例的平均值。
[0158] 另外,在制作了用BaMgSiO4表示的单一相的荧光体的情况下,是非发光的。尽管如此,如果参照表2的光子数比的值可知,形成Ba3MgSi2O8和BaMgSiO4的混晶的荧光体,除了样品编号8以及9,发光的光子数都比以往的荧光体(样品编号1以及2)变高。
[0159] 在此,表2所示的各样品的光子数比由于也包含非发光的BaMgSiO4:Eu,因此,BaMgSiO4晶体越多,荧光体中的发光体积越减少。因此,计算出Ba3MgSi2O8与BaMgSiO4的体积比,且将实际发光的Ba3MgSi2O8:Eu的每单位体积的光子数比一并记录在表2中。参照此可知,相对于作为Ba3MgSi2O8的单一晶体的样品编号1的荧光体,在包括样品编号8以及9的形成Ba3MgSi2O8和BaMgSiO4的混晶的样品编号3到样品编号12的所有荧光体中,基于Ba3MgSi2O8:Eu的发光的光子数变得比以往的荧光体高。
[0160] 从整个荧光体的量子效率的观点来看,实用性高的情况是X射线衍射强度比a为0.01≤a≤0.18时,更高的情况是X射线衍射强度比a为0.03≤a≤0.06时。另外,实用性高的情况是荧光体的基质晶体具有用通式Ba3+jMg1+kSi2+mO8+n(O<j≤1.0,O<k≤1.0,O<m≤
1.0,O<n≤4.0,)表示的组成时。
[0161] (实施例2以及比较例2)
[0162] <荧光体样品的制作>
[0163] 荧光体的制作方法如下所示。作为原料,使用BaCO3、SrCO3、MgO、SiO2和Eu2O3,以成为表3到表7所示的组成的方式对它们称量,使用行星磨机在旋转速度200rpm下混合30分钟。在溶剂中使用乙醇。将该混合溶液充分干燥,将干燥粉体在H22%/N298%的混合气体中在1300℃温度下烧成4小时,由此,获得用通式(Ba1-z-x,Srz,Eux)3+jMg1+kSi2+mO8+n表示的荧光体。将所获得的荧光体的X射线衍射强度比a与光子数比表示在表3到表7中。在表3到表7中*标记表示比较例。
[0164] 【表3】
[0165]
[0166] 【表4】
[0167]
[0168] 【表5】
[0169]
[0170] 【表6】
[0171]
[0172] 【表7】
[0173]样品编号 14 16 18 20
相对于样品编号14的光子数比 100% 118% 102% 102%
[0174] 由表3到表7可知,在将Ba的一部分置换成Sr以形成(Ba1-z,Srz)3MgSi2O8和(Ba1-z,Srz)MgSiO4的混晶的情况下,在Sr置换浓度为O≤z≤0.4的范围内,光子数进一步增加了。
[0175] (实施例3以及比较例3)
[0176] <荧光体样品的制作>
[0177] 荧光体的制作方法如下所示。作为原料,使用BaCO3、SrCO3、MgO、SiO2和Eu2O3,以成为表8所示的组成的方式对它们称量,使用行星磨机在旋转速度200rpm下混合30分钟。在溶剂中使用乙醇。将该混合溶液充分干燥,将干燥粉体在H22%/N298%的混合气体中在1300℃温度下烧成4小时,由此,获得用通式(Ba1-z-x,Srz,Eux)3+jMg1+kSi2+mO8+n表示的荧光体。另外,在表8中*标记为比较例。
[0178] <荧光体的发光特性评估>
[0179] 使用在405nm具有峰值波长的激光二极管作为激励光源,对所获得的荧光体进行光照射,将来自荧光体的发光导入积分球,利用Labsphere Ocean Optics公司制造的多通道分光器(USB2000)测定了发光波长以及发光能量。另外,通过改变激光二极管的照射面积而使激励光的能量密度发生了变化。将激励光的能量密度设为0.01kW/cm2以及0.5kW/cm2而进行了测定的情况下的相对发光强度表示在表9中。另外,在表9中,*标记为比较例。
[0180] 【表8】
[0181]
[0182] 【表9】
[0183]
[0184]
[0185] 由表9可知,在激励光的能量密度为0.01kW/cm2的情况下,Eu的置换比例x越高、光子数越增加。在x的范围为x>0.02的情况下,显现特别高的光子数。相比之下可知,在激励2
光的能量密度为0.5kW/cm的情况下,当Eu的置换比例x为x≥0.006时,显现特别高的光子数,在x<0.02的范围内具有最大值。
[0186] (实施例4以及比较例4)
[0187]
[0188] 使用通过样品编号1、样品编号2和样品编号4制作的荧光体制作了白色LED。白色LED的制作方法如下所示。
[0189] (使用样品编号1的荧光体的白色LED1的制作)
[0190] 将二甲基硅酮树脂(信越化学制造KER-2600)A剂5g及B剂5g、样品编号1的荧光体2.00g、市场上出售的β-SiAlON绿色荧光体1.43g以及市场上出售的CASN红色荧光体1.57g分5次放入三辊研磨机(EXAKT制造M50),获得未硬化的LED密封树脂混合物。然后,将该未硬化的LED密封树脂混合物在真空脱泡装置(日电ANELVA制造)中进行5分钟的脱泡,之后,配置到在405nm具有峰值波长的LED芯片上,在150℃下进行30分钟硬化,完成图1所示的LED装置。
[0191] (使用样品编号2的荧光体的白色LED的制作)
[0192] 将二甲基硅酮树脂(信越化学制造KER-2600)A剂5g及B剂5g、样品编号2的荧光体1.85g、市场上出售的β-SiAlON绿色荧光体1.50g以及市场上出售的CASN红色荧光体1.65g分5次放入三辊研磨机(EXAKT制造M50),获得未硬化的LED密封树脂混合物。然后,将该未硬化的LED密封树脂混合物在真空脱泡装置(日电ANELVA制造)中进行5分钟的脱泡,之后,配置到在405nm具有峰值波长的LED芯片上,在150℃进行30分钟硬化,完成图1所示的LED装置。
[0193] (使用样品编号4的荧光体的白色LED3的制作)
[0194] 将二甲基硅酮树脂(信越化学制造KER-2600)A剂5g及B剂5g、样品编号4的荧光体1.50g、市场上出售的β-SiAlON绿色荧光体1.74g以及市场上出售的CASN红色荧光体1.76g分5次放入三辊研磨机(EXAKT制造M50),获得未硬化的LED密封树脂混合物。然后,将该未硬化的LED密封树脂混合物在真空脱泡装置(日电ANELVA制造)中进行5分钟的脱泡,之后,配置到在405nm具有峰值波长的LED芯片上,在150℃进行30分钟硬化,完成图1所示的LED装置。
[0195] <评价方法>
[0196] 使用测光·测色装置(滨松Photonics公司制造)测定了上述所获得的白色LED1~3的CIE色度坐标和亮度。表10表示CIE色度坐标值和相对亮度。另外,在表10中*标记为比较例。
[0197] 【表10】
[0198]白色LED 荧光体的样品编号 CIEx CIEy 亮度比(%)
*1 *1 0.345 0.350 100%
*2 *2 0.345 0.350 102%
3 4 0.345 0.350 114%
[0199] 由表10可以确认的是,通过使用本实施方式的荧光体来制作白色LED,亮度得到了改善。
[0200] 产业上的可利用性
[0201] 通过将本发明的荧光体与发光元件组合使用,能够构成发光装置。该发光装置能够用于:吊灯等普通照明装置;聚光灯、体育场用照明、工作室用照明等特殊照明装置;大灯等车辆用照明装置;幻灯机、平视显示器等投影装置;内视镜用灯;数字照相机、便携式电话机、智能手机等拍摄装置;个人计算机(PC)用显示器、笔记本式个人计算机、电视机、便携式信息终端(PDA)、智能手机、平板电脑、便携式电话等液晶显示装置等。
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