[發明專利]含有熒光體的樹脂組合物及片材，以及使用其的發光元件

有效

• 申請號: 200680020699.1
• 申請日: 2006-06-14
• 公開（公告）號: CN101193983A
• 公開（公告）日: 2008-06-04
• 發明（設計）人: 小熊武美;伊吹山正浩;長谷川嗣夫
• 申請（專利權）人: 電氣化學工業株式會社
• 主分類號: C08L101/00
• 分類號: C08L101/00;C09K11/02;C08K3/28;H01L33/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 徐迅

技術領域

本發明涉及可以利用于藍色發光二極管(藍色LED)、紫外發光二極管(紫外LED)、發出藍色光、紫外光的激光二極管(LD)等含有短波長發光元件的光源中的含有熒光體的樹脂組合物，以及使用其的片材和發光元件。

另外，還涉及發光強度大、耐熱性優良、長壽命的LED及其中使用的含有熒光體的樹脂組合物，以及由其形成的LED用片材。

背景技術

近年來，白色LED被廣泛使用，其中由藍色LED和黃色熒光體組成的白色LED被用于手機液晶顯示的光源、照相機的輔助燈等。代表性的白色LED具有用熒光體粉體和樹脂的混合物密封藍色LED的結構(參考專利文獻1)。

上述白色LED是藍色LED發出的藍色光的一部分遇到熒光體被吸收，發出黃色的熒光，通過為補色關系的藍色與黃色的混色，從而出發白色光。但是，該白色光中幾乎不含紅色成分，綠色也不充分，因此缺乏色彩重現性，即使作為照明光照射紅色的物體，也不能見到鮮艷的紅色。因此，有時將該白色光稱為擬白色。

另一方面，進行了使藍色LED與綠色熒光體、紅色熒光體組合，或使紫外LED與藍、綠、紅光的3原色熒光體組合，或再向其中混合黃色熒光體等，混合3色或4色的色彩重現性有所提高的白色LED的試驗。但是，其中存在各種的問題，工業上生產的大部分是通過使藍色LED和黃色熒光體組合而得的擬白色LED。

如果可以將色彩重現性有所提高的白色LED用于照明用，則可以不再使用熒光燈中不可避免使用的汞，可以實現長壽、節能，因此可以說對環境優良。但是，在目前階段，由于發光效率不及熒光燈，因此還不能說有助于節省能量。另外，如果配置目前輸出功率的LED，則需要使用大量的LED，因此存在在成本方面不能與熒光燈抗衡的問題。解決這些問題正成為產業上重要的課題。

為了提高發光效率，提高藍色、紫外發光LED的發光效率是最重要的。另外，沒有得到適于該用途的充分高效的熒光體、密封樹脂被紫外線劣化而光源壽命縮短、每一個LED芯片的光量小等也是重要的課題。

另外，作為熒光體，眾所周知有在母體材料中使用氧化物、硅酸鹽、磷酸鹽、鋁酸鹽、硫化物，在發光中心中使用過渡金屬或稀土類元素。

對于白色LED，被紫外線或藍色光等激發源激發而發出的可見光的熒光體受到注目，并進行了開發。但是，上述的以往的熒光體存在被暴露于激發源或高溫高濕度的環境中而導致熒光體的亮度下降的問題。

因此，作為亮度下降程度少的熒光體，最近受到注目的是氮化物和氧氮化物熒光體，這是因為它們是結晶結構穩定、激發光或發光可向長波長側位移的材料。

已知作為氮化物和氧氮化物熒光體的特定的稀土類元素被賦活的α型塞隆(sialon)具有有用的熒光特性，研究將其用于白色LED等(參照專利文獻2～6，非專利文獻1)。

α型塞隆是α型氮化硅的固溶體，晶格內侵入固溶有特定的元素(Ca，以及Li、Mg、Y，或者除La和Ce之外的鑭族金屬)，為了確保電中性，具有Si-N鍵部分地被Al-N鍵和Al-O鍵取代的結構。由于侵入固溶的元素的一部分是成為成為發光中心的稀土類元素，因此顯現熒光特性。

一般，α型塞隆通過對由氮化硅、氮化鋁、根據需要的氧化鋁、以及侵入固溶的元素的氧化物等形成的混合粉末在氮中的高溫煅燒而獲得。根據氮化硅與鋁化合物的比率、侵入固溶的元素的種類以及成為發光中心的元素的比例等可獲得多樣的熒光特性。

發現稀土元素賦活了的CaSiAlN₃、Ca₂(Si、Al)₅N₈、β型塞隆也具有同樣的熒光特性(參考專利文獻7、專利文獻8、非專利文獻2～3)。

此外，氮化鋁、氮化硅鎂、氮化硅鈣、氮化硅鋇、氮化鎵、氮化硅鋅等氮化物和氧氮化物的熒光體(以下，也依次稱為氮化物熒光體、氧氮化物熒光體)也正在被研究。

另外，密封樹脂一直以來多使用環氧樹脂(參考專利文獻1)。但是，環氧樹脂如果長時間沐浴在紫外線下，則樹脂著色，光透射率下降，存在使光源的壽命下降的問題。為了解決該缺點，最近使用硅樹脂作為密封樹脂(參考專利文獻9)。

但是，已知，如果硅樹脂大量沐浴在紫外線中，也會劣化。特別是最近進行了高輸出LED的開發，每一個芯片的消耗電量、光的能量密度有上升的趨勢，因此有因熱、紫外線而造成的樹脂的劣化顯著的趨勢。