[发明专利]发光元件

说明书

本申请是分案申请，其原申请的申请号为200510071930.7，申请日为2005年5月23日，发明名称为“发光元件”。

技术领域

本发明涉及一种使用荧光体进行波长转换的发光元件。

背景技术

发光二极管作为一种小型、分量轻、高效率的发光光源，已经被实际用作工业产品。但是，发光二极管的发光谱幅狭窄，而且不能通过单个元件获得白色系发光。因此，日本专利公开2000-208815号公报已经提出并实用化了一种发光元件，该发光元件通过组合蓝色发光二极管和吸收蓝色光线并发出黄色光线的荧光体，而由蓝色光和黄色光的混合色获得谱幅宽广的白色光。

作为发出黄色光线的荧光体，已经实际采用的有掺杂了Ce的钇-铝-石榴石系荧光体(Y₃Al₅O₁₂:Ce，或(Y，Gd)₃Al₅O₁₂:Ce等)、掺杂了Ce的铽-铝-石榴石系荧光物质(Tb₃Al₅O₁₂:Ce等)、掺杂了Eu的碱土金属-原硅酸盐系荧光物质((Sr，Ca，Ba)SiO₄:Eu等)等，这些都吸收蓝色发光二极管发出的光并发出黄色系荧光。

制造这些荧光体时，按照所要形成的目标荧光体的组成比调配氧化物颗粒或金属盐而制成混合物，将该混合物和助熔剂等一起放入陶瓷坩埚，在空气气氛或还原气氛等中通过高温热处理，烧成所需组成的荧光体。通过这种方法，荧光体经过焙烧而成长为粒径大于几微米的结晶颗粒。所得荧光体颗粒洗涤并干燥后，通过粉碎、用筛来进行分级，整理粒径，然后形成发光二极管用的材料。通过这种方法，可以大规模制造荧光体。所制得的荧光体在透明树脂中分散，通过该树脂填充到安置了蓝色发光二极管的外壳内部，由此可以制造白色发光二极管。

以往用于白色发光二极管的荧光体在室温下具有非常高的光转换效率，但是存在高温时光转换效率下降的问题。因此，为了增强发光强度而提高蓝色发光二极管的电流密度时，蓝色发光二极管发热，导致荧光体的发光效率下降，发光色由白色光向蓝色光一侧变化。同样，在由室温变为高温的情况下，发光色也会变化。像这样，荧光体在高温环境下发光效率的降低是一种被称为“温度消光”的现象，对此还没有有效的解决方法。

另外，现有的白色发光二极管由于在外壳上荧光体的偏差而导致辉度不均或分散、发光色不均或分散等问题。色的分散对于液晶用背照光光源用途来说是致命的，因为这会将在标准色度范围内接收不到的产品作为次品处理等等，进而产量低，造成浪费多。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种即使温度上升，其发光特性的变化也较小的发光元件。

为了达到上述目的，本发明中，使用一次颗粒粒径小于等于1μm的单晶颗粒作为荧光体。由于粒径小于等于1μm的单晶颗粒在内部难以产生颗粒界面等结晶缺陷，所以可以抑制因结晶缺陷以非辐射的方式(作为热)放出已吸收的能量而使发光效率降低的现象。如果荧光体为一次颗粒内部不存在颗粒界面的单晶颗粒，那么粒径超过1μm也没关系。另外，一次颗粒还可以通过熔化、凝集等形成二次颗粒，在形成粒径大于等于5μm的二次颗粒的情况下，荧光体的可操作性变得容易。

另外，为了达到上述目的，在本发明中，将原料溶于指定溶剂形成原料溶液，并使该原料溶液中含有高分子材料，通过加热该含聚合物的原料溶液而生成微粒，以该生成的微粒作为荧光体。利用这种方法制造的荧光体微粒的内部难以产生结晶缺陷，所以可以抑制因结晶缺陷以非辐射的方式放出已吸收的能量而使发光效率降低的现象。例如，可以使用一次颗粒的粒径小于等于1μm的单晶颗粒。还可以形成粒径大于等于5μm的二次颗粒。

附图说明

图1：显示本实施方式的发光元件结构的剖面图。

图2：使用现有制造方法得到的粒径大于几微米的荧光体的扫描显微照片。

图3：本实施方式中使用的荧光体10的扫描显微照片。

图4：显示本实施方式中使用的荧光体和现有方法的荧光体的荧光强度对温度的依存性的曲线图。

图5：显示本实施方式的发光元件的发光光谱的曲线图。

图6：显示本实施例中得到的发光元件的发光状态的照片。

图7：显示用作为比较例的现有方法的荧光体制得的发光元件的发光状态的照片。

符号说明

1——外壳；2——蓝色发光二极管；3、4——金属线；5——基板；6、7——电极、8——树脂、10——荧光体。