专利名称：发光装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光发装置，特别涉及包含发光元件、红色萤光体、绿色萤光体和YAG系萤光体而发出白色光的发光装置。
背景技术：
作为放射具有高的光通量和高的显色性的暖色系的白色光的装置，提供一种具有蓝色半导体发光元件、且具有通过该发光元件发出的光所激励而发光的红色萤光体及绿色萤光体的发光装置(例如，参照专利文献1)。 该发光装置的红色系发光成分的强度高，广泛用于各种用途。
专利文献1 :日本特开2007-27796号公报 但是，白色发光装置的用途遍及多方面，即使使用包含上述现有的蓝色半导体发光元件(蓝色LED)、红色萤光体、绿色萤光体的发光装置，也有得不到充分的显色性的情况。 S卩，作为这种用途，例如具有一般照明用途。在上述现有的白色发光装置中，例如平均显色评价数Ra为70以下时，具有不能确保充分的显色性的情况。使用这种显色性不充分的照明装置时，和一般的照明用途的萤光灯比较，具有可见色彩方面产生变化这类问题。
发明内容
本发明其目的在于提供一种发光装置，其能够用于要求显色性的用途。 本发明的第一方面提供一种发光装置，其特征在于，包含发光元件；由氮化物萤光
体构成，通过所述发光元件的光所激励而发光的红色萤光体；由卤代硅酸盐构成，通过所述
发光元件的光所激励而发光的绿色萤光体；通过所述发光元件的光所激励而发光的YAG系
萤光体。 本发明第二方面在第一方面的基础上，提供发光装置，其特征在于，发光光谱具有440nm以上470nm以下的第一峰值波长、510nm以上550nm以下的第二峰值波长、630nm以上670nm以下的第三峰值波长，所述第二峰值波长和所述第三峰值波长之间的最低相对发光强度值比所述第二峰值波长的相对发光强度值和所述第三峰值波长的相对发光强度值中任一较低的一方的值的80%要大。 本发明第三方面在第一或第二方面的基础上，提供发光装置，其特征在于，所述红色萤光体通过Eu被激活，用下述通式(I)表示，
M、AlxSiyBzN((飾+x+(餘z): Eu2+ (I) 在此，M1是选自由Mg、Ca、Sr及Ba构成的组中选择的至少一种，0. 056《w《9、x=1、0. 056《y《18、0《z《0. 5。 本发明第四方面在第一 第三方面中任一方面的基础上，提供发光装置，其特征在于，所述绿色萤光体用下述通式(II)表示，
(MVyRy) aMgMb3Mc4Oa+2b+(3/2)cX2 (II)
在此，M"是选自由Ca、Sr、Ba、Zn及Mn构成的组中的至少一种，if是选自由Si、Ge及Sn构成的组中的至少一种，M4是选自由B、 Al、 Ga及In构成的组中的至少一种，X是选自由F、Cl、Br及I构成的组中的至少一种，R是选自以Eu为必须的稀土类元素中的至少一种，O. 0001《y《0. 3、7. 0《a《10. 0、3. 0《b《5. 0、0《c《1. 0。 本发明第五方面在第一 第三方面中任一方面的基础上，提供发光装置，其特征在于，所述绿色萤光体用下述通式(III)表示，
M5xEuyMgSizAlwOaXbNc (III) 在此，Ms是选自由Ca、 Sr、 Ba、 Zn及Mn构成的组中的至少一种，X是选自由F、
Cl、 Br及I构成的组中的至少一种，6. 5《x《8. 0、0. 01《y《2. 0、3. 7《z《4. 3、3. 0
< w《0. 5、a = x+y+l+2z+(3/2)w-b/2-(3/2)c、1. 0《b《1. 9、9. 0《c《3. 0。 本发明第六方面在第一 第五方面中任一方面的基础上，提供发光装置，其特征
在于，所述发光元件的峰值波长和所述绿色萤光体的峰值波长之差为80nm以下。 本发明第七方面在第一 第六方面中任一方面的基础上，提供发光装置，其特征
在于，所述YAG系萤光体用下述通式(IV)表示， M63M75012:Ce (IV) 在此，M6是选自由稀土元素构成的组中的至少一种，M7是选自由B、Al、Ga及In构成的组中的至少一种。 通过将发光元件、红色萤光体、绿色萤光体、YAG系萤光体进行组合，可以得到具有优异的显色性的发光装置。
图1是表示本发明的发光装置100的剖面图； 图2是表示实施例1的发光装置100的发光光谱的图； 图3是表示实施例2的发光装置100的发光光谱的图； 图4是表示实施例3的发光装置100的发光光谱的图； 图5是表示实施例4的发光装置100的发光光谱的图； 图6是表示实施例5的发光装置100的发光光谱的图； 图7是表示实施例6的发光装置100的发光光谱的图； 图8是表示实施例7的发光装置100的发光光谱的图； 图9是表示实施例8的发光装置100的发光光谱的图； 图10是表示实施例9的发光装置100的发光光谱的图； 图11是表示实施例10的发光装置100的发光光谱的图； 图12是表示实施例11的发光装置100的发光光谱的图； 图13是表示冷阴极萤光管(CCFL)的发光光谱的图； 图14是表示现有的白色LED装置的发光光谱的图。 符号说明 1、框体 2、发光元件 3A、红色萤光体
4
3B、绿色萤光体 3C、 YAG系萤光体 4、透光性树脂 5、7导电性接合线 6、8外部电极 9、光反射材料 100、发光装置
具体实施例方式
图1是表示发光装置100的剖面图，表示本发明的发光装置的结构例。
本发明的发光装置100具有发光元件(例如蓝色LED)2 ;通过发光元件2发出的光所激励而发出红色光的红色萤光体(红色发光萤光体)3A ;通过发光元件2发出的光所激励而发出绿色光的绿色萤光体(绿色发光萤光体)3B ;以及通过发光元2发出的光所激励而发出从黄绿至黄色光的YAG系萤光体(YAG系发光萤光体)3C。 红色萤光体3A是氮化物萤光体，绿色萤光体3B是卣代硅酸盐。这样，发光装置100与现有的包含蓝色半导体发光元件(蓝色LED)、红色萤光体、绿色萤光体的发光装置有所不同，是发光元件(蓝色半导体发光元件)2发出的光、氮化物萤光体(红色萤光体)3A发出的光、卤代硅酸盐(绿色萤光体)3B发出的光、YAG系萤光体3C发出的黄绿或黄色之混色发光。 其结果是，发光装置100可以得到蓝、绿、黄色、红色各自发光较强的白色发光。特别是通过使用YAG系萤光体3C，能够补充黄色及橙色发光，能够大大改善显色性，可以大幅度提高光通量。发光装置100发出的光显示出例如平均显色评价数Ra为75以上的优异的显色性。 另外，上述平均显色评价数Ra是日本工业标准、JIS Z 8726规定的显色性的评价方法，对与基准光源比较是否忠实地再现色彩以指数进行表示，作为原则判定Ra越接近100则显色性越好。 图2是示例本实施方式(实施例1)的发光装置100的发光光谱的图。发光装置
100的发光光谱从波长短的一方起顺次具有第一 第三峰值(峰值波长)。 第一峰值波长(第一发光峰值波长)主要源于发光元件(蓝色LED) 2的发光而产
生。第二峰值波长(第二发光峰值波长)主要是绿色萤光体3B和YAG系萤光体3C通过发
光元件2发出的光所激励而发光从而得以产生。第三峰值波长(第三发光峰值波长)主要
是红色萤光体3A通过发光元件2发出的光所激励而发光从而得以产生。 另外，为了进行比较，图13表示迄今图像显示装置的背光灯所使用的冷阴极萤光
管(CCFL)的发光光谱，图14表示由蓝色LED的光及通过该蓝色LED发出的光所激励的
YAG(钇、铝、石榴石)系萤光体的两色混合构成的发光装置的发光光谱。 冷阴极萤光管(CCFL)的发光光谱具有五个尖锐的峰值，该五个尖锐的峰值包含
汞产生的435nm附近的峰值、和绿色萤光体产生的545nm附近的主峰值、以及490nm附近及
585nm附近的两个副峰值。另一方面，由两色混合构成的发光装置的发光光谱，峰值仅看到
两个，而且冷阴极萤光管(CCFL)和由色混合构成的发光装置的任一光谱均与图l所示的本
5发明的发光装置100的发光光谱有所不同。 发光装置100通过满足下面所示的四个优选条件，能够使其发光的显色性进一步提高。 图6是示出更优异的显色性的实施方式的发光装置100的发光光谱的例子(实施例5)。 第一，对于发光元件2按照其发光光谱的峰值波长在适当的范围内(例如，440nm以上470nm以下)的方式进行选择，将发光装置100的发光光谱的第一峰值波长设为440nm以上470nm以下。 第二，通过使用后述详细的绿色萤光体3B及YAG系萤光体3C，将第二峰值波长设为510nm以上550nm以下。 第三，通过使用后述详细的红色萤光体3A，将第三峰值波长设为630nm以上670nm以下。 第四，在第二峰值波长和第三峰值波长之间的最低相对发光强度值(在发光光谱
的第二峰值波长和第三峰值波长之间，最低的相对发光强度值)比第二峰值波长的相对发
光强度值及第三峰值波长的相发发光强度值的任一较低的一方的值的80%要大。 通过满足以上四个条件，例如Ra(平均显色评价数)为85以上时，能够实现非常
高的显色性。 这样，能够实现高的显色性是因为可获得持有对于蓝、绿、黄色及红色的发光的任一个均也具有高的强度的白色发光的缘故。 另外，对于该第四条件，例如，由于发光元件2的峰值波长和绿色萤光体3B的峰值波长之差为80nm以上，从而能够使得发光光谱的第二峰值波长和第三峰值波长之间的最低相对发光强度值比第二峰值波长的相对发光强度值及第三峰值波长的相对发光强度值的任一较低的一方的值的80%要大。 另外，通过将发出第二峰值波长和第三峰值波长之间的波长区域的光的YAG系萤光体3C的添加量增加，也可以使得第二峰值波长和第三峰值波长之间的最低相对发光强度值比第二峰值波长的相对发光强度值及第三峰值波长的相对发光强度值的任一较低的一方的值的80%要大。 另一方面，满足上述第一 第三条件，且使第二峰值波长和第三峰值波长的之间的最低相对发光强度值为第二峰值波长的相对发光强度值及第三峰值波长的相对发光强度值的任一较低的一方的值的80%以下，并且使YAG系萤光体3C的添加量以重量比计为全萤光体的添加量(红色萤光体3A、绿色萤光体3B、YAG系萤光体3C的添加量的合计)的50%以下，由此，能够得到显色性优异的发光装置100。 即，关于显色性例如平均显色评价数Ra为75时是良好水平、且关于色彩再现性例如NTSC比72%以上时是优异的，从而，能够得到以显色性和色彩再现两方优异的水平得以平衡的照明装置。 在此，所谓NTSC比即是根据美国电视标准化委员会(NationalTelevisionStandards Committee)以在CIE 1931XYZ表色系的色度(x， y)所确定的标准方式三原色红(0. 670，0. 330)、绿(0. 210，0. 710)、蓝(0. 140，0. 080)得以连结的三角形为基准，比较用于评价的显示装置的红、绿、蓝单色的色度得以连结所得到的三角形之面积比。该面积比即
6作为色彩再现范围而被定义、判定其比率越高色彩再现性越高。通常，在广播标准中，NTSC
比为72X即处于标准，所以NTSC比是72%以上，作为色彩再现范围即为良好。 以上，本申请发明中能够得到例如可以用于照明装置的显色性优异的发光装置。 另外，在上述规定的条件下，也可以得到显色性和色彩再现性在高维(次元)并存
的发光装置。这种显色性和色彩再现性两方优异的照明装置可以作为例如监视器、数码相
机、打印机等显示装置的液晶背光灯使用。 另外，第一峰值波长主要通过发光元件2发出的光所形成，但红色萤光体3A发出 的光、绿色萤光体3B发出的光及YAG系萤光体3C发出的光也有助于第一峰值波长的形成。 因此，有时第一峰值波长与发光元件2发出的光的峰值波长有所不同。
同样，第二峰值波长主要通过绿色萤光体3B发出的光和在多数情况下具有比绿 色萤光体3B更宽的发光峰值的YAG萤光体3C发出的光所形成，但发光元件2的发出的光 及红色萤光体3A发出的光也有助于第二峰值波长的形成。因此，有时第二峰值波长与绿萤 光体3B发出的光的峰值波长有所不同。 另外，第三峰值波长主要通过红色萤光体3A发出的光所形成，但发光元件2发出
的光、绿色萤光体3B发出的光及YAG萤光体3C发出的光也有助于第三峰值波长的形成。因
此，有时第三峰值波长与红色萤光体3A发出的光的峰值波长有所不同。 下面，对红色萤光体3A、绿色萤光体3B、 YAG系萤光体3C、蓝色LED2等、发光装置
100进行详细说明。 1、红色荧光体 红色荧光体(红色发光荧光体)3A为氮化物荧光体，吸收发光元件2发出的紫外 线 蓝色光而进行红色发光。作为红色荧光体3A，优选使用被Eu激活且含有第II族元素 M^Si、Al、B及N的并由下述通式(I)表示的氮化物荧光体。
MVVlxSiyBzN((2,3)針x+(4/3)y+z): Eu2+……(I) 在上述式(I)中，M1为选自由Mg、Ca、Sr及Ba组成的群中的至少一种，w、x、y、z 中，优选O. 056《w《9、x = 1、0. 056《y《18、0. 0005《z《0. 5。
更优选0.4《w《3、x = 1、0. 143《y《8. 7、0《z《0. 5，最优选0. 5《w《3、 x = 1、0. 167《y《8. 7、0. 0005《z《0. 5。这是由于可得到更优选的色调、高亮度及更 优选的发光半幅值宽度。另外，z优选O. 5以下，更优选0.3以下，且优选0.0005以上。更 优选将硼的摩尔浓度设定为0. 001以上0. 2以下。这样的氮化物荧光体3A被Eu激活，Eu 的一部分可通过选自由Sc、 Tm、 Yb、 Y、 La、 Cr、 Pr、 Nd、 Sm、 Gd、 Tb、 Dy、 Ho、 Er、 Lu组成的群中 的至少一种以上的稀土类元素进行置换。 在上述式(I)中，优选M'为Ca及Sr中的至少一种，且w、x、y、z中，分别优选
0. 5《w《1. 5、x = 1、0. 5《y《1. 5、0《z《0. 3。这是由于既可得到更优选的色调、高
亮度及更优选的发光半幅值宽度，又可以得到橙色发光少且更深的红色发光。 作为另一优选的氮化物荧光体，是由下述的通式(I')表示的氮化物荧光体。 M、zAlSiBzN((2/3)(1—z)+(7/3)+z):Eu2+……(I') 在式(I')中，M'为选自由Mg、Ca、Sr及Ba组成的群中的至少一种，x的范围为 0. 001《x《0. 3、 z的范围为0. 0005《z《0. 5。 作为另一优选的氮化物荧光体，是由 述的通式(1〃 )表示的氮化物荧光体。
MVVlSiBzN^^+^+^Eu"……(1〃 ) 在式(I")中，M'为选自由Mg、Ca、Sr及Ba组成的群中的至少一种，w及z的范 围分别为0. 04《w《3、0. 0005《z《0. 5。 在上述式(I) 、 (I' ) 、 (1〃 )中，作为M1使用Ca的情况下，优选单独使用Ca。但 是，用Sr、Mg、Ba、Sr和Ba等置换Ca的一部分也可。用Sr置换Ca的一部分可调整氮化物 荧光体的发光波长的峰值。 Si也优选单独使用，但是，其一部分用第IV族元素的C及Ge置换也可。在只使用 Si的情况下，可得到廉价且结晶性良好的氮化物荧光体。 从红色荧光体3A发出的光的峰值波长优选590nm以上700nm以下，更优选630nm 以上670nm以下，特别优选640nm以上670nm以下。 按照红色荧光体3A的峰值波长在上述优选的范围内的方式将红色荧光体3A的组 成在上述的组成范围内进行调节也可。于是，通过使红色荧光体3A的峰值波长迁移，能够 将发光装置100的第三峰值波长调整(迁移)到优选范围内。 例如，上述M1使用Ca时，通过增加Eu可以向长波长侧调节(迁移)峰值波长，通 过减少Eu可以向短波长侧调节(迁移)峰值波长。更具体地说，当Ca的3mo1 %由Eu置换 时，发光峰值为660nm ;另外，Ca的lmol %由Eu置换时，发光峰值为650nm。
另外，通过作为M1将Sr使用一部分或全量，可以使峰值波长迁移至短波长侧。
通常，当红色荧光体3A的峰值波长向短波长侧迁移(也称移动)时，发光装置100 的发光光谱的第三峰值波长也向短波长侧移动，当红色荧光体3A的峰值波长向长波长侧 移动时，发光装置100的发光光谱的第三峰值波长也向长短波长侧移动。
另外，如上述有时红色荧光体3A的峰值波长和第三峰值波长不一致，即使红色荧 光体3A的峰值波长不在630nm 670nm之间，但是第三峰值波长可为630nm 670nm之间。
活化剂Eu优选单独使用，但是其一部分由Sc、 Tm、 Yb、 Y、 La、 Ce、Pr、 Nd、 Sm、 Gd、 Tb、 Dy、Ho、Er、Lu置换也可。在Eu的一部分由其它元素置换的情况下，其它元素作为共活化剂 起作用。通过使用共活化剂，可使色调变化，从而使得进行发光特性的调整成为可能。
就氮化物荧光体即红色荧光体3A而言，还可以按合计计含有1 500ppm以下的 选自由Cu、Ag、Au组成的第I族元素、由Ga、 In组成的第III族元素、由Ti、 Zr、 Hf、 Sn、 Pb 组成的第IV族元素、由P、 Sb、 Bi组成的第V族元素及由S组成的第VI族元素中的至少一 种以上的元素。由于这些元素在制造工序的烧成时飞散，因而使得烧成后的含量比向原料 的添加量少。因此，优选向原料添加1000卯m以下的量。通过添加这些元素，可进行发光效 率的调整。 优选Fe、Ni、Cr、Ti、Nb、Sm及Yb的摩尔浓度对M1的摩尔浓度的比率为0. 01以下。 这是由于当大量含有Fe、 Ni、 Cr、 Ti、 Nb、 Sm及Yb时有可能降低发光亮度的缘故。
2.绿色荧光体 下面，说明绿色荧光体(绿色发光荧光体)3B。绿色荧光体3B由卤代硅酸盐构成。 绿色荧光体3B吸收发光元件2发出的紫外线 蓝色光而进行绿色发光。
作为可用作绿色荧光体3B的荧光体的例，可列举用下述通式(II)表示的荧光体。
(MVyRy)aMgM3bM4cOa+2b+(3/2)cX2……(II) 在式(II)中，M2为选自由Ca、Sr、Ba、Zn及Mn组成的群中的至少一种，if为选自由Si、Ge及Sn组成的群中的至少一种，M4为选自由B、Al、Ga及In组成的群中的至少一种， X为选自由F、Cl、Br及I组成的群中的至少一种，R为选自稀土类元素中以Eu为必须的至 少一种。另外，y、 a、 b及c分别为，O. 0001《y《0. 3、7. 0《a < 10. 0、3. 0《b < 5. 0、 0《c < 1. 0。 通式(II)的绿色荧光体含有优选选自由Ca、 Sr、 Ba、 Sn及Mn组成的群中的至少 一种，更优选含有Ca。在含有Ca的情况下，使用将Ca的一部分由Mn、Sr、Ba置换的荧光体 也可。
在上述式(ii)的荧光体中，更优选的绿色荧光体是由以下的通式(n')表示。
用通式(II')表示的绿色荧光体3B，由于亮度高、发光半幅值宽度窄、蓝绿及橙色成分少
因而彩色再现性更优良。 (MVyEUy)aMgM3b0a+2bX2...... (II') 在式(II')中，M2为Ca或者Mn中的至少一禾中，M3为Si及Ge中的至少一禾中，X 为选自由F、 Cl、 Br及I组成的群中的至少一种。 另外，y、 a、及c分别为0. 001《y《0. 3、7. 0《a < 10. 0、3. 0《b < 5. 0。 上述通式(II)及(II')的绿色荧光体含有优选选自由Ca、 Sr、 Ba、 Zn及Mn组 成的群中的至少一种元素，更优选含有Ca。在含有Ca的情况下，使用将Ca的一部分由Mn、 Sr、Ba置换的荧光体也可。 上述通式(II)及(II')的绿色荧光体含有优选选自由Si、Ge及Sn组成的群中 的至少一种元素，更优选含有Si。在含有Si的情况下，使用将Si的一部分由Ge、 Sn置换 的荧光体也可。 上述通式(II)及(II')的绿色荧光体含有优选选自由F、Cl、Br及I组成的群 中的至少一种元素，更优选含有Cl。在含有CI的情况下，使用将CI的一部分由Fn、 Br、 I 置换的荧光体也可。 上述通式(II)的绿色荧光体含有以Eu为必须的至少一种稀土类元素。稀土类是 钪、钇及镧族诸元素共计17种元素的总称，其中，最优选Eu。使用将Eu的一部分由Ce、Pr、 Nd、Sm、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb置换的荧光体也可。更优选使用将Eu的一部分由Ce、Pr、Nd、 Sm、 Tb、 Dy、 Ho、 Tm置换的荧光体也可。 由上述通式(II)及(II')表示的绿色荧光体在从490以上584以下的绿色区
域到黄色区域的波长范围具有峰值波长。例如，在具有Ca、Eu、Mg、Si、0、Cl元素的情况下，
在500nm 520nm附近具有峰值波长；在含有Ca、 Mn、 Eu、 Mg、 Si、 0、 Cl元素的情况下，在
530nm 570nm附近具有峰值波长。由于随着所含有的元素量及组成而该峰值波长变动，因
而绿色荧光体3B按照具有所希望的峰值波长的方式根据需要进行调整。绿色荧光体3B优选具有490nm以上560nm以下的峰值波长，更优选具有500nm以
上550nm以下的峰值波长，最优选具有505nm以上540nm以下的峰值波长。 通过使绿色荧光体3B发出的光的峰值波长在上述优选的范围内移动，可将发光
装置100的第二峰值波长调整(移动)到所期望的范围内。 例如，在(Ca， Eu)8MgSi4016Cl2的组成中，通过将Eu的比率增加到Ca的10mol%， 可将峰值波长调整(移动)到长波长侧直至525nm。另一方面，通过将Eu的比率相对于Ca 而言进行降低，可将峰值波长移动到短波长侧。例如通过使Eu的比率下降至Ca的lmol % ，
9可将峰值波长短波长化至500nm左右。 另外，在(Ca，Eu，Mn)8MgSi4016Cl2的组成中，通过将Mn的比率增加到Ca的5mol % ， 可使仅由Eu的发光峰值变化到Mn发光的545nm附近的发光。 另外，如上所述，有时绿色萤光体3B的峰值波长和第二峰值波长不一致，即使绿 色萤光体3B的峰值波长不在510nm 550nm之间，而第二峰值波长处于510nm 550nm之 间也有可能。 另外，如上所述，通过将发光元件2的峰值波长和绿色萤光体3B的峰值波长之差 设为80nm以上，从而能够使得发光光谱的第二峰值波长和第三峰值波长之间的最低相对 发光强度值比第二峰值波长的相对发光强度值及第三峰值波长的相对发光强度值的任一 较低的一方的值的80%要大。上述绿色萤光体3B的峰值波长的调节方法也可以为了实现 该条件而使用。 下面，对作为可用作绿色荧光体3B的另一绿色荧光体，即由下述的通式(III)表
示的荧光体进行说明。 M5xEuyMgSizAlwOaXbNc......(Ill) 在通式(III)中，Ms为选自由Ca、 Sr、 Ba、 Zn及Mn组成的群中的至少一禾中，X为 选自由F、Cl、Br及I组成的群中的至少一种。另外，x、y、w、a、b及c分别为6. 5《x < 8. 0、0. 01《y《2. 0、3. 7《z《4. 3、0 < w《0. 5、 a = x+y+l+2z+(3/2)w—b/2—(3/2) c、l. 0《b《1. 9、0《c《3. 0。 由于可得到更优良的亮度，因而由上述通式(III)表示的绿色荧光体优选为w = 0及c = 0。该情况下，(III)式可记载为M5xEuyMgSizOaXb。
3、YAG系萤光体 本发明的发光装置100不仅具有红色萤光体3A和绿色萤光体3B，而且还具有发光 为从黄绿至黄色的YAG系萤光体(YAG系发光萤光体)3C。 通过使用YAG系萤光体3C，可以补充黄色及橙色的发光，可以大大改善显色性，可 以大幅度提高光通量。 例如，按照发光装置100的发光光谱的第二峰值波长和第三峰值波长之间的最低 相对发光强度比第二峰值波长的相对发光强度值及第三峰值波长的相对发光强度值的任 一较低的一方的值的80X要大更容易实现的方式，以YAG系萤光体3C的发光峰值和绿色萤 光体3B的峰值波长之差增大为目的，根据需要将YAG系萤光体3C的峰值波长进行调节也可。 YAG系萤光体3C的峰值波长，通过用Gd置换Y可以调节(迁移)至长波长侧、通 过用Ga置换Al可以调节(迁移)至短波长侧。另外，增加Ce量时峰值波长可以向长波长 侧微调节，减少Ce量时峰值波长可以向短波长侧微调节。 YAG系萤光体的峰值波长因和绿色萤光体3B的峰值波长比较接近，所以在发光装 置100的发光光谱中，YAG系萤光体3C的发光峰值所对应的发光峰值主要隐藏在基于绿色 萤光体3B的波长峰值的第二峰值波长下的峰值，多数无法识别。 发出的光为从黄绿至黄色的YAG系萤光体3C没有特别地限制，可以使用公知的 YAG系萤光体(YAG系发光萤光体)。作为优选YAG系萤光体3C，例示有由下述通式(IV)表 示的发光体，
M63M75012:Ce (IV) 在式(IV)中，Me是选自稀土类元素构成的组中的至少一种，if是选自由B、Al、Ga 及In构成的组中的至少一种。
4.发光装置的构成 下面，参照图1详细说明发光装置100的一实施方式。图1所示的发光装置100 为表面安装式发光装置，但不局限于此，可在炮弹型发光二极管等迄今使用的发光装置的 方式中使用本发明。 发光装置100具有发光元件搭载框体(框体)l，其具有在上方开设开口的凹部。 在框体l的凹部的底面经由装片剂固定有发光元件(蓝色LED)2，分散有萤光体3A、3B的 透光性树脂4在发光元件2之上覆盖。发光元件2的上部电极经由第一接合线(导电性接 合线)5与第一外部电极6连接，发光元件2的下部电极经由第二接合线(导电性接合线)7 与第二外部电极8连接。另外，在框体l的凹部的内面覆盖有光反射材料9。
下面，对发光装置100的各结构要素进行说明。
(发光元件) 发光元件2例如具有由氮化镓系化合物半导体构成的发光层，是发出在本发明中 所使用的白色发光装置100的发光光谱的形成第一峰值波长的光的元件，且为红色萤光体 3A、绿色萤光体3B及YAG系萤光体3C的激励光源。 作为氮化物系化合物半导体(通式为IriiGajAlkN，其中，O《i、0《j、0《k、i+j+k =1)以InGaN或掺杂有各种杂质的GaN为首具有各种组成。发光元件2可通过利用MOCVD 法等在基板上使InGaN或GaN等半导体作为发光层而成长从而得以形成。作为半导体的结 构，可列举具有MIS结、PI结及PN结等的同质结构、异质结构或者双异质结构。通过根据 氮化物半导体层的材料及其混合晶比例选择各种发光波长，可将发光元件2的峰值波长设 为440nm以上470nm以下。另外，发光元件2采用将半导体活性层由产生量子效应的薄膜 形成的单量子阱结构及多量子阱结构也可。
(发光元件搭载框体) 就发光元件搭载框体(框体)1而言，为了使来自发光元件2的光不泄露到外部而 优选由遮光率高的材料构成。另外，由于与外部电极6及8等接触，因而必须由具有绝缘性 的材料构成。 作为具体的材料，例如有玻璃环氧树脂层叠板、BT树脂层叠板、陶瓷、液晶聚合物、 聚酰亚胺。框体1例如可通过在模型内配置作为外部电极6及8的金属片之后、注入上述 材料进行金属镶嵌衬套形成且冷却后从模型取出而形成。
(外部电极) 外部电极6及8是用于经由第一接合线5及第二接合线7使发光元件2与框体1 的外部进行电连接的电极，优选电传导性优良。例如可将镍等的喷涂金属或者磷青铜、铁、 铜等电的良导体用作外部电极6及8。 [o"e](光反射材料) 作为光反射材料例如可使用在聚对苯二甲酸乙二脂树脂、聚碳酸酯树脂、聚丙烯 树脂等树脂中作为反射材料含有钛酸钡、氧化铝、氧化钛、氧化硅、磷酸铍等而形成的薄膜 状部件。光反射材料9例如可通过硅酮树脂或环氧树脂等固定于框体1的侧壁。
另外，将Al、Ag、Au等金属膜通过电镀、溅射等形成于框体1的侧壁的内面或者外
面或者双面用作光反射材料也可。(装片剂) 装片剂用于将发光元件2固定于发光元件搭载框体的凹部内。装片剂为了不让发
光元件2释放出的热而使特性损害就需要具有耐热性。作为装片剂例如可使用环氧树脂、
Ag浆料、共晶材料。(导电性接合线) 第一接合线5及第二接合线7为导电性接合线。要 求第一接合线5及第二接合线 7其与发光元件的电极的欧姆性、机械连接性、电传导性及热传导性良好。作为用作第一接 合线5及第二接合线7的导电性接合线的材料，例如可使用金、铜、钼、铝等金属以及它们的(透光性树脂) 框体1的凹部内所充填的透光性树脂4，不仅分散有红色荧光体3A及绿色荧光体 3B，并且具有将保护发光元件2、导电性接合线(第一接合线及第二接合线)5及7密封而使 其免受外部应力的功能。作为透光性树脂(密封树脂)4可使用各种树脂，例如适合使用环 氧树脂、尿素树脂、硅酮等耐候性优良的透明树脂。另外，通过使透光性树脂4含有扩散剂 以缓和来自发光元件2的指向性，进而可增加视野角。作为扩散剂例如适合使用钛酸钡、氧 化钛、氧化铝、氧化硅等。另外，可以根据发光元件2的发光色而在透光性树脂中含有各种 荧光体，从而制成任意的发光色的发光装置。
实施例 下面，说明本发明的实施例。这些实施例用于易于理解本发明，其目的并非限定本
发明的技术范围。(实施例l) 向正和负一对外部电极6及8被插入且被限域的模型内倒入融化的聚酚酰亚胺树 脂，使其硬化，形成框体l。框体1具有可收纳发光元件2的开口部(凹部)。通过使模型 冷却将框体1和外部电极6及8成型为一体。 在这样形成的框体1的凹部的底面，将峰值波长(主波长峰值)为455nm的发光 元件(LED芯片)2由环氧树脂进行装片，之后，将外部电极6及8和发光元件2经由导电性 接合线5及7进行电连接。 然后，向硅酮树脂组成物3g中添加混合在520nm附近具有峰值波长的卤代硅酸 盐Ca8MgSi4016Cl2:Eu((Ca7.6， Eu。.4)MgSi4016Cl2)约0. 3g、在540nm附近具有发光峰值且发光 光谱宽的YAG系萤光体(Y2.95(Al。.8，Ga。.2)5012:Ce。.。5)0. lg、及在660nm附近具有发光峰值的 氮化物萤光体CaAlSiBN3:Eu((Ca。.97，Eu。.jAlSiBN3)约0. llg。将所得到的透光性树脂4填 充到框体l的开口部内且填充至与开口部的两端部上表面相同平面线为止。最后，在7(TC 实施3小时、进而在15(TC实施1小时热处理。
图2是所得到的发光装置100的发光光谱。 第一峰值波长处于450nm附近、第二峰值波长处于520nm附近、第三峰值波长处于 650nm附近。 第二峰值波长和第三峰值波长之间的最低相对发光强度值是0.32，相对于比第三峰值波长的相对发光强度值0. 64更低的第二峰值波长的相对发光强度值0. 62而言是 52%。表示显色性的平均显色评价数Ra是79，表示高的显色性。 将所得到的发光装置IOO作为14英时液晶的背光灯光源使用时，表示色彩再现性 的NTSC比为72%以上，在白色的亮度上升。 S卩，本实施方式l的发光装置100不仅具有本申请的目的即优异的显色性，而且还
示出色彩再现性优异。(实施例2) 向硅酮树脂组成物3g中添加混合在520nm附近具有峰值波长的卤代硅酸盐 Ca8MgSi4016Cl2:Eu((Ca7.6， Eu。.4)MgSi4016Cl2)约0. 3g、在540nm附近具有峰值波长且发光光 谱比绿色荧光体要宽的YAG系荧光体(Y2.95(A1。.8， Ga。.2)5012:Ce。.。5)0. 15g、和在660nm附近 具有峰值波长的氮化物荧光体CaAlSiBN3:Eu((Ca。.97， Eu。.。3)AlSiBN3)约0. llg，除此之外， 以与实施例1相同的方法制作发光装置100。
图3是所得到的发光装置100的发光光谱。 第一峰值波长位于450nm附近，第二峰值波长位于520nm附近，第三峰值波长位于 650nm附近。 第二峰值波长和第三峰值波长之间的最低相对发光强度值相对于比第三峰值波 长的相对发光强度值低的第二峰值波长的相对发光强度值而言为61%。而且，示出Ra为 84的高显色性。 将该发光装置100作为与实施例1相同的背光灯使用时，NTSC比为72%以上，并
且在白色的亮度进一步上升。(实施例3) 向硅酮树脂组成物3g中添加混合在520nm附近具有发光峰值的卤代硅酸盐 Ca8MgSi4016Cl2:Eu((Ca7.6， Eu。.4)MgSi4016Cl2)约0. 3g、在540nm附近具有发光峰值且发光光 谱宽的YAG系荧光体(Y2.95(A1。.8， Ga。.2)5012:Ce。.。5)0. 25g、及在660nm附近具有发光峰值的 氮化物荧光体CaAlSiBN3:Eu((Ca。.97， Eu。.。3)AlSiBN3)约0. 13g，除此之外，以与实施例1相 同的方法制作发光装置100。 图4是所得到的发光装置100的发光光谱。 第一峰值波长位于450nm附近，第二峰值波长位于520nm附近，第三峰值波长位于 640nm附近。 第二峰值波长和第三峰值波长之间的最低相对发光强度值相对于比第三峰值波 长的相对发光强度值低的第二峰值波长的相对发光强度值而言为75%。示出Ra为89的相 当高的显色性。 当将发光装置100与实施例1同样用作背光灯光源时，NTSC比达到70%以上。在
白色的亮度上升。
(实施例4) 向硅酮树脂组成物3g中添加混合在515nm附近具有发光峰值的卤代硅酸盐 Ca8MgSi4016Cl2:Eu((Ca7.7，Eu。.3)MgSi4016Cl2)约0. 28g、在540nm附近具有发光峰值且发光光 谱宽的YAG系荧光体(Y2.95(A1。.8， Ga。.2)5012:Ce。.。5)0. 16g、和在650nm附近具有发光峰值的 氮化物荧光体CaAlSiBN3:Eu((Ca。.99， Eu。.Q1) AlSiBN3)约0. 2g，除此之外，以与实施例1同样的方式制作发光装置100。 图5是所得到的发光装置100的发光光谱。 第一峰值波长位于450nm附近，第二峰值波长位于520nm附近，第三峰值波长位于 640nm附近。 第二峰值波长和第三峰值波长之间的最低相对发光强度值相对于比第二峰值波 长的相对发光强度值低的第三峰值波长的相对发光强度值而言为73% 。示出Ra为80这样 相当高的显色性。 当将该发光装置100与实施例1同样用作背光灯光源时，NTSC比达到72%以上，
另外，在白色的亮度进一步上升。(实施例5) 向硅酮树脂组成物3g中添加混合在520nm附近具有发光峰值的卤代硅酸盐 Ca8MgSi4016Cl2:Eu((Ca7.6， Eu。.4)MgSi4016Cl2)约0. lg、在540nm附近具有发光峰值且发光光 谱宽的YAG系荧光体(Y2.95(Al。.8，Ga。.2)5012:Ce。.。5)0. 3g、及在650nm附近具有发光峰值的氮 化物荧光体CaAlSiBN3:Eu((Ca。.97， Eu。.。3)AlSiBN3)约0. llg，除此之外，以与实施例1相同 的方法制作发光装置100。 图6是所得到的发光装置100的发光光谱。 第一峰值波长位于450nm附近，第二峰值波长位于530nm附近，第三峰值波长位于 640nm附近。 第二峰值波长和第三峰值波长之间的最低相对发光强度值相对于比第三峰值波 长的相对发光强度值低的第二峰值波长的相对发光强度值而言为96% 。示出Ra为93的相 当高的显色性。 当将发光装置100与实施例1同样地用作背光灯光源时，NTSC比达到64% 。
(实施例6) 向硅酮树脂组成物3g中添加混合在515nm附近具有发光峰值的卤代硅酸盐 Ca8MgSi4016Cl2:Eu((Ca7.7，Eu。.3)MgSi4016Cl2)约0. 22g、在560nm附近具有发光峰值的且为宽 的光谱的YAG系萤光体(Y2.95Al5012:Ce。.。5)0. 2g、在650nm附近具有发光峰值的氮化物萤光 体CaAlSiBN3:Eu((Ca。.99， Eu。.Q1)AlSiBN3)约0. lg，除此之外，以与实施例1相同的方法制作 发光装置100。 在本实施例中，发光元件(蓝色LED) 2的峰值波长和绿色萤光体2B的峰值波长之 差为55nm。 图7是所得到的发光装置100的发光光谱。 第一峰值波长处于450nm附近、第二峰值波长处于530nm附近、第三峰值波长处于 630nm附近。 第二峰值波第和第三峰值波长之间的最低相对发光强度值相对于比第二峰值波 长的相对发光强度值更低的第三峰值波长的相对发光强度值而言是97%。示出Ra是90这 样相当高的显色性。 将发光装置100与实施例1同样地作为背光灯使用时，NTSC比为68%以上，在白
色的亮度比实施例l上升。(实施例7)
14
在硅酮树脂组成物3g中添加混合在515nm附近具有发光峰值的卤代硅酸盐 Ca8MgSi4016Cl2:Eu((Ca7.7，Eu。.3)MgSi4016Cl2)约0. 18g、在560nm附近具有发光峰值且发光光 谱为宽的光谱的YAG系萤光体(Y2.95Al5012:Ce。.。5)0. 08g、在650nm附近具有发光峰值的氮化 物萤光体CaAlSiBN3:Eu((Ca。.99， Eu0.01)AlSiBN3)约0. 26g，除此之外，以与实施例1相同的 方法制作发光装置100。 图8是所得到的发光装置100的发光光谱。 具有发光元件2产生的发光峰值和一个由萤光体3A、3B、3C产生的宽的发光峰值，
明确的第三峰值不能识别。 示出Ra为92这样相当高的显色性。 将该发光装置100与实施例1同样地作为背光灯使用时，NTSC比为62%，在白色
的亮度比实施例l降低。
(实施例8) 在硅酮树脂组成物3g中添加混合在515nm附近具有发光峰值的卤代硅酸盐 Ca8MgSi4016Cl2:Eu((Ca7.7，Eu。.3)MgSi4016Cl2)约0. 28g、在560nm附近具有发光峰值且发光光 谱宽的YAG系萤光体(Y2.95Al5012:Ce。.。5)0. 14g、在650nm附近具有发光峰值的氮化物萤光体 CaAlSiBN3:Eu((Ca0.99，Eu0.01)AlSiBN3)约0. 14g，除此之外，以与实施例1相同的方法制作发 光装置100。 图9是所得到的发光装置100的发光光谱。 第一峰值波长处于450nm附近、第二峰值波长处于520nm附近、第三峰值波长处于 630nm附近。 第二峰值波第和第三峰值波长之间的最低相对发光强度值相对于比第二峰值波
长的相对发光强度值更低的第三峰值波长的相对发光强度值而言是82%。 示出Ra为88这样相当高的显色性。 将该发光装置100与实施例1同样地作为背光灯使用时，NTSC比为70%以上，在
白色的亮度比实施例l上升。(实施例9) 在硅酮树脂组成物3g中添加混合在515nm附近具有发光峰值的卤代硅酸盐 Ca8MgSi4016Cl2:Eu((Ca7.7，Eu。.3)MgSi4016Cl2)约0. 28g、在570nm附近具有发光峰值且发光光 谱宽的YAG系萤光体(Y。.8，Gd。.2)2.85Al5012:Ce。.15)0. 14g、在650nm附近具有发光峰值的氮化 物萤光体CaAlSiBN3:Eu((Ca。.99， Eu。.Q1)AlSiBN3)约0. 2g，除此之外，以与实施例1相同的方 法制作发光装置100。 图10是所得到的发光装置100的发光光谱。 第一峰值波长处于450nm附近、第二峰值波长处于520nm附近、第三峰值波长处于 630nm附近。 这样得到的发光装置，第二峰值波长和第三峰值波长之间的最低相对发光强度值 相对于比第二峰值波长的相对发光强度值更低的第三峰值波长的相对发光强度值而言是 83%。 示出Ra为89这样相当高的显色性。 将该发光装置100与实施例1同样地作为背光灯使用时，NTSC比为67%以上，在
15白色的亮度比实施例l上升。
(实施例IO) 在硅酮树脂组成物3g中添加混合在525nm附近具有发光峰值的卤代硅酸盐 Ca8MgSi4016Cl2:Eu((Ca7.5，Eu。.5)MgSi4016Cl2)约0. 16g、在560nm附近具有发光峰值且发光光 谱宽的YAG系萤光体(Y2.95Al5012:Ce。.。5)0. 12g、在650nm附近具有发光峰值的氮化物萤光体 CaAlSiBN3:Eu((Ca。.99， Eu0.01) AlSiBN3)约0. 2g，除此之外，以与实施例1相同的方法制作发 光装置100。 图11是所得到的发光装置100的发光光谱。 具有发光元件2产生的发光峰值和一个由萤光体3A、3B、3C产生的宽的发光峰值，
明确的第三峰值不能识别。 示出Ra为88这样相当高的显色性。 将发光装置100与实施例1同样地作为背光灯使用时，NTSC比为66%，在白色的
亮度比实施例l降低。(实施例ll) 在硅酮树脂组成物3g中添加混合在515nm附近具有发光峰值的卤代硅 酸盐017.8^11。.31%514.3015.91(:11.84约0. 22g、在560nm附近具有发光峰值且发光光谱宽 的YAG系萤光体(Y2.95A15012: Ce。. 。5) 0. 2g、在650nm附近具有发光峰值的氮化物萤光体 CaAlSiBN3:Eu((Ca。.99， Eu0.01) AlSiBN3)约0. lg，除此之外，以与实施例1相同的方法制作发 光装置100。 图12是所得到的发光装置100的发光光谱。 第一峰值波长处于450nm附近、第二峰值波长处于520nm附近、第三峰值波长处于 630nm附近。 第二峰值波长和第三峰值波长之间的最低相对发光强度值相对于比第二峰值波
长的相对发光强度值更低的第三峰值波长的相对发光强度值而言是97%。 示出Ra为89这样相当高的显色性。 将发光装置100与实施例1同样地作为背光灯使用时，NTSC比为62%，在白色的 亮度比实施例1上升。
产业上的可利用性 本发明不仅能够作为照明装置使用，而且能够作为需要高的显色性的监视器、数 码相机、打印机等显示装置的背光灯使用。
权利要求
一种发光装置，其特征在于，包含发光元件；红色萤光体，由氮化物萤光体构成，通过所述发光元件的光所激励而发光；绿色萤光体，由卤代硅酸盐构成，通过所述发光元件的光所激励而发光；YAG系萤光体，通过所述发光元件的光所激励而发光。
2. 如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，发光光谱具有440nm以上470nm以下的第一峰值波长、510nm以上550nm以下的第二峰值波长、630nm以上670nm以下的第三峰值波长，所述第二峰值波长和所述第三峰值波长之间的最低相对发光强度值比所述第二峰值波长的相对发光强度值和所述第三峰值波长的相对发光强度值中任一较低的一方的值的80%要大。
3. 如权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于，所述红色萤光体通过Eu被激活，由下述通式(I)表示，M wAlxSiyBzN((2/3)w+x+(4/3)y+z) :Eu (I)在此，M1是选自由Mg、 Ca、 Sr及Ba构成的组中的至少一种，O. 056《w《9、 x = 1、0. 056《y《18、0《z《0. 5。
4. 如权利要求1 3中任一项所述的发光装置，其特征在于，所述绿色萤光体由下述通式(II)表示，(MVyRy)aMgMb3Mc4Oa+2b+(3/2)cX2 (II)在此，M2是选自由Ca、 Sr、 Ba、 Zn及Mn构成的组中的至少一种，M3是选自由Si、 Ge及Sn构成的组中的至少一种，M4是选自由B、Al、Ga及In构成的组中的至少一种，X是选自由F、 Cl、 Br及I构成的组中的至少一种，R是选自以Eu为必须的稀土类元素中的至少一种，0. 0001《y《0. 3、7. 0《a《10. 0、3. 0《b《5. 0、0《c《1. 0。
5. 如权利要求1 3中任一项所述的发光装置，其特征在于，所述绿色萤光体由下述通式(III)表示，M5xEuyMgSizAlwOaXbNc (III)在此，M5是选自由Ca、 Sr、Ba、 Zn及Mn构成的组中的至少一种，X是选自由F、 Cl、Br及I构成的组中的至少一种，6. 5《x《8. 0、0. 01《y《2. 0、3. 7《z《4. 3、3. 0 < w《0. 5、a = x+y+l+2z+(3/2)w-b/2-(3/2)c、l. 0《b《1. 9、0《c《3. 0。
6. 如权利要求1 5中任一项所述的发光装置，其特征在于，所述发光元件的峰值波长和所述绿色萤光体的峰值波长之差为80nm以下。
7. 如权利要求1 6中任一项所述的发光装置，其特征在于，所述YAG系萤光体由下述通式(IV)表示，M63M75012:Ce (IV)在此，M6是选自由稀土元素构成的组中的至少一种，M7是选自由B、Al、Ga及In构成的组中的至少一种。
全文摘要
本发明提供一种具有显色性优异的发光装置。发光装置的特征在于，其包含发光元件；红色荧光体，由氮化物荧光体构成，通过所述发光元件的光所激励而发光；绿色荧光体，由卤代硅酸盐构成，通过所述发光元件的光所激励而发光；YAG系荧光体，通过所述发光元件的光所激励而发光。
文档编号H01L33/00GK101785121SQ20088010433
公开日2010年7月21日 申请日期2008年8月29日 优先权日2007年8月30日
发明者原田雅史, 村崎嘉典, 高岛优 申请人:日亚化学工业株式会社