[發(fā)明專利]光轉(zhuǎn)換用陶瓷復(fù)合體及使用其的發(fā)光裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380018469.1
• 申請日: 2013-03-28
• 公開（公告）號: CN104245881A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 射場久善;石飛信一;市薗泰之
• 申請（專利權(quán)）人: 宇部興產(chǎn)株式會社
• 主分類號: C09K11/08
• 分類號: C09K11/08;C09K11/80;H01L33/50
• 代理公司: 北京戈程知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王剛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可利用于顯示器、照明、及背光光源等的發(fā)光二極管等發(fā)光裝置所使用的光轉(zhuǎn)換用陶瓷復(fù)合體。

背景技術(shù)

近年來，以藍色發(fā)光元件為發(fā)光源的白色發(fā)光裝置的開發(fā)研究正廣泛地進行。特別是使用藍色發(fā)光二極管元件的白色發(fā)光二極管由于重量輕且不使用水銀、壽命長，因而預(yù)測今后需求會急速增加。再者，使用發(fā)光二極管元件作為發(fā)光元件的發(fā)光裝置稱為發(fā)光二極管(LED)。作為將藍色發(fā)光二極管元件的藍色光轉(zhuǎn)換為白色光的方法，最通常進行的方法為通過和與藍色有補色關(guān)系的黃色混色，而獲得類似白色。例如，如專利文獻1所記載般，通過于發(fā)出藍色光的二極管元件的整個面上設(shè)置含有吸收一部分藍色光而發(fā)出黃色光的熒光體的涂層，且于其上設(shè)置將光源的藍色光與來自熒光體的黃色光混色的成形層等，可構(gòu)成白色發(fā)光二極管。作為熒光體，使用經(jīng)鈰活化的YAG(Y₃Al₅O₁₂)(以下，有時稱為YAG:Ce)粉末等。

在使用藍色發(fā)光二極管元件與YAG:Ce熒光體的白色發(fā)光裝置中，目前通常使用的藍色發(fā)光二極管元件的光為峰值波長在460nm附近的藍色(例如，CIE1391色度座標(biāo)(以下，有時簡稱為色度)Cx＝0.135、Cy＝0.08)。其原因在于，在該波長區(qū)域，YAG:Ce熒光體的發(fā)光效率提高。另一方面，發(fā)光波長未經(jīng)調(diào)整的YAG:Ce(以下，有時稱為未調(diào)整YAG:Ce)熒光體的顏色為于530～545nm附近具有峰值波長的黃色(例如色度Cx＝0.41、Cy＝0.56)。因此，將來自460nm附近的藍色發(fā)光二極管元件的光與來自未調(diào)整YAG:Ce熒光體的光混色時，自白色(例如6000K：色度Cx＝0.32、Cy＝0.34)向綠色側(cè)偏離。因此，為了通過該構(gòu)成而獲得白色，必須使用熒光的峰值波長位于靠紅色側(cè)(長波長側(cè))的YAG:Ce熒光體。

另外，由于白色發(fā)光二極管于顯示器、照明、及背光光源等用途中所要求的色度范圍(色溫)不同，因此所使用的熒光體也必須根據(jù)用途而選擇。并且，為了使LED的色度穩(wěn)定，相比于同時使用多種熒光體而言，較理想為使用一種熒光體。因此，對于具有較寬的熒光光譜的YAG:Ce熒光體，必須將作為發(fā)光波長基準(zhǔn)的熒光主波長設(shè)定于要求范圍內(nèi)。通常通過使熒光體材料的峰值波長向長波長側(cè)或短波長側(cè)移動而調(diào)整發(fā)光波長。

作為使熒光體材料的峰值波長移動的方法，例如已知有如下成為公知技術(shù)者(非專利文獻1)：對于YAG:Ce熒光體，通過增減作為活化劑的Ce的量可使熒光波長的波峰向長波長側(cè)移動10nm左右。另外，通過以Gd元素置換一部分Y元素而使熒光波長的波峰向長波長側(cè)移動也成為公知技術(shù)而眾所周知(非專利文獻2、3)。在專利文獻1中，提出將以上述方式而將熒光波長向長波長側(cè)調(diào)整后的YAG:Ce熒光體與藍色發(fā)光二極管元件組合以構(gòu)成白色發(fā)光二極管，從而獲得白色(色度Cx＝0.33、Cy＝0.33)的方法。

另一方面，本發(fā)明人等提出有一種光轉(zhuǎn)換用陶瓷復(fù)合體、及使用藍色發(fā)光元件與上述光轉(zhuǎn)換用陶瓷復(fù)合體而構(gòu)成的白色發(fā)光裝置，上述光轉(zhuǎn)換用陶瓷復(fù)合體構(gòu)成如下：由包含YAG:Ce熒光體相與Al₂O₃相的多種氧化物相，所述連續(xù)且三維地相互交聯(lián)而形成的凝固體(專利文獻2)。上述光轉(zhuǎn)換用陶瓷復(fù)合體中，YAG:Ce熒光體相均勻地分布，故可穩(wěn)定地獲得均質(zhì)的黃色熒光，且由于為陶瓷故而耐熱性優(yōu)異。進而，由于Al₂O₃相為氧化物的主構(gòu)成相，因此具有熱傳導(dǎo)優(yōu)于樹脂分散系，且具備耐紫外線性等優(yōu)點。另外，由于其本身為塊狀體，故而無須如專利文獻1般需要樹脂來構(gòu)成白色發(fā)光裝置。因此，使用光轉(zhuǎn)換用陶瓷復(fù)合體的白色發(fā)光裝置的不均勻較小，且有極佳的高輸出化。

關(guān)于專利文獻2所記載的光轉(zhuǎn)換用陶瓷復(fù)合體，本發(fā)明人等也指出可通過如專利文獻3所記載的調(diào)整凝固體整體的組成，而于550～560nm、或540～580nm的范圍內(nèi)調(diào)整熒光波長的波峰。但是，已知專利文獻3所記載的通過單向凝固法而獲得的光轉(zhuǎn)換用陶瓷復(fù)合體若增加Gd或Ce的比例而將熒光波長向長波長側(cè)調(diào)整，則存在如下的情況：生成YAG:Ce熒光體相及YAG:(Gd,Ce)熒光體相、以及Al₂O₃相以外的相，而使所獲得的白色光的光譜積分值(總放射束)變小。