[发明专利]含有荧光体的树脂组合物及片材，以及使用其的发光元件

说明书

技术领域

本发明涉及可以利用于蓝色发光二极管(蓝色LED)、紫外发光二极管(紫外LED)、发出蓝色光、紫外光的激光二极管(LD)等含有短波长发光元件的光源中的含有荧光体的树脂组合物，以及使用其的片材和发光元件。

另外，还涉及发光强度大、耐热性优良、长寿命的LED及其中使用的含有荧光体的树脂组合物，以及由其形成的LED用片材。

背景技术

近年来，白色LED被广泛使用，其中由蓝色LED和黄色荧光体组成的白色LED被用于手机液晶显示的光源、照相机的辅助灯等。代表性的白色LED具有用荧光体粉体和树脂的混合物密封蓝色LED的结构(参考专利文献1)。

上述白色LED是蓝色LED发出的蓝色光的一部分遇到荧光体被吸收，发出黄色的荧光，通过为补色关系的蓝色与黄色的混色，从而出发白色光。但是，该白色光中几乎不含红色成分，绿色也不充分，因此缺乏色彩重现性，即使作为照明光照射红色的物体，也不能见到鲜艳的红色。因此，有时将该白色光称为拟白色。

另一方面，进行了使蓝色LED与绿色荧光体、红色荧光体组合，或使紫外LED与蓝、绿、红光的3原色荧光体组合，或再向其中混合黄色荧光体等，混合3色或4色的色彩重现性有所提高的白色LED的试验。但是，其中存在各种的问题，工业上生产的大部分是通过使蓝色LED和黄色荧光体组合而得的拟白色LED。

如果可以将色彩重现性有所提高的白色LED用于照明用，则可以不再使用荧光灯中不可避免使用的汞，可以实现长寿、节能，因此可以说对环境优良。但是，在目前阶段，由于发光效率不及荧光灯，因此还不能说有助于节省能量。另外，如果配置目前输出功率的LED，则需要使用大量的LED，因此存在在成本方面不能与荧光灯抗衡的问题。解决这些问题正成为产业上重要的课题。

为了提高发光效率，提高蓝色、紫外发光LED的发光效率是最重要的。另外，没有得到适于该用途的充分高效的荧光体、密封树脂被紫外线劣化而光源寿命缩短、每一个LED芯片的光量小等也是重要的课题。

另外，作为荧光体，众所周知有在母体材料中使用氧化物、硅酸盐、磷酸盐、铝酸盐、硫化物，在发光中心中使用过渡金属或稀土类元素。

对于白色LED，被紫外线或蓝色光等激发源激发而发出的可见光的荧光体受到注目，并进行了开发。但是，上述的以往的荧光体存在被暴露于激发源或高温高湿度的环境中而导致荧光体的亮度下降的问题。

因此，作为亮度下降程度少的荧光体，最近受到注目的是氮化物和氧氮化物荧光体，这是因为它们是结晶结构稳定、激发光或发光可向长波长侧位移的材料。

已知作为氮化物和氧氮化物荧光体的特定的稀土类元素被赋活的α型塞隆(sialon)具有有用的荧光特性，研究将其用于白色LED等(参照专利文献2～6，非专利文献1)。

α型塞隆是α型氮化硅的固溶体，晶格内侵入固溶有特定的元素(Ca，以及Li、Mg、Y，或者除La和Ce之外的镧族金属)，为了确保电中性，具有Si-N键部分地被Al-N键和Al-O键取代的结构。由于侵入固溶的元素的一部分是成为成为发光中心的稀土类元素，因此显现荧光特性。

一般，α型塞隆通过对由氮化硅、氮化铝、根据需要的氧化铝、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温煅烧而获得。根据氮化硅与铝化合物的比率、侵入固溶的元素的种类以及成为发光中心的元素的比例等可获得多样的荧光特性。

发现稀土元素赋活了的CaSiAlN₃、Ca₂(Si、Al)₅N₈、β型塞隆也具有同样的荧光特性(参考专利文献7、专利文献8、非专利文献2～3)。

此外，氮化铝、氮化硅镁、氮化硅钙、氮化硅钡、氮化镓、氮化硅锌等氮化物和氧氮化物的荧光体(以下，也依次称为氮化物荧光体、氧氮化物荧光体)也正在被研究。

另外，密封树脂一直以来多使用环氧树脂(参考专利文献1)。但是，环氧树脂如果长时间沐浴在紫外线下，则树脂着色，光透射率下降，存在使光源的寿命下降的问题。为了解决该缺点，最近使用硅树脂作为密封树脂(参考专利文献9)。

但是，已知，如果硅树脂大量沐浴在紫外线中，也会劣化。特别是最近进行了高输出LED的开发，每一个芯片的消耗电量、光的能量密度有上升的趋势，因此有因热、紫外线而造成的树脂的劣化显著的趋势。