[发明专利]光转换用陶瓷合体、其制造方法、及具备其的发光装置

说明书

技术领域

本发明是关于一种可利用于装置、照明、及背光光源等的发光二极管等中所使用的光转换用陶瓷复合体、其制造方法、及具备其的发光装置。

背景技术

近年来以蓝色发光元件为发光源的白色发光装置的开发研究盛行。尤其是使用了蓝色发光二极管元件的白色发光二极管重量轻、未使用水银且寿命长，因此可预测今后其需求急速扩大。此外，发光元件使用发光二极管元件的发光装置称为发光二极管。将蓝色发光二极管元件的蓝色光变换为白色光的方法中最被一般使用的方法是通过混色与蓝色互补色关系的黄色来获得近似白色。例如专利文献1所记载，发出蓝色光的发光二极管元件的前面设有会吸收局部蓝色光而发出黄色光的荧光体的涂敷层，通过在此之前设置能将光源蓝色光与荧光体发出的黄色光加以混色的模层(mold layer)等，可构成白色发光二极管。荧光体为使用经铈活化的YAG(Y₃Al₅O₁₂)(以下记作YAG：Ce)粉末等。

然而，由专利文献1所代表的现在一般的使用的白色发光二极管的构造，因为是将荧光体粉末与环氧等树脂加以混合进行涂布，因此难以确保荧光体粉末与树脂的混合状态的均一性、及难以控制涂布膜的厚度的稳定化等，被指出易于发生白色发光二极管的色不均、偏差。且使用荧光体粉末时所必须的树脂与金属或陶瓷相比，耐热性差，因此来自发光元件的热所致的变性会易于造成穿透率降低。因此，成为现在所要求的白色发光二极管的高输出化的障碍。

本发明人等提出了一种白色发光装置，其使用以下组成所构成：含YAG：Ce荧光体相与Al₂O₃相的多数氧化物相连续且三维地相互络合形成的凝固体所形成的光转换用陶瓷复合体、及蓝色发光元件与该光转换用陶瓷复合体(专利文献2)。前述光转换用陶瓷复合体因为YAG：Ce荧光体相均匀地分布，因此可安定地获得均质的黄色荧光，且因为是陶瓷因此耐热性优异。又，其本身为块体，因此如专利文献1般，在白色发光装置的构成中不需要树脂。因此白色发光装置其色不均、偏差小，且极适用于高输出化。

使用有蓝色发光二极管元件与YAG：Ce荧光体的白色发光装置中，现在一般所使用的蓝色发光二极管元件的光峰波长在460nm附近的蓝色(例如CIE1931色度坐标(以下称为色度坐标)Cx＝0.135、Cy＝0.08)。此原因在于YAG：Ce荧光体的发光效率在此波长范围会变高的缘故。然而，未经发光波长调整的YAG：Ce(以下称为无调整YAG：Ce)荧光体的荧光的色彩为530～545nm附近具有峰波长的黄色(例如色度坐标Cx＝0.41、Cy＝0.56)。因此，当将从460nm附近的蓝色发光二极管元件发出的光与无调整YAG：Ce荧光体发出的光加以混色时，会比白色(例如6000K：色度坐标Cx＝0.32、Cy＝0.34)更偏离至绿色侧。因此，为了由此构成获得白色，则必须使用荧光的峰波长会较位于红色侧(长波长侧)的YAG：Ce荧光体。

YAG：Ce荧光体通过增加活化剂即Ce量，则可使得荧光波长的峰值往长波长侧移动，此已知为现有技术(非专利文献1)。因此可使得YAG：Ce荧光体的荧光波长的峰值移动至560nm附近。

又，YAG：Ce荧光体通过将例如Y元素以Gd元素取代一部分，可使得荧光波长的峰值往长波长侧移动，但此已知为现有技术(非专利文献2、3)。因此荧光波长已往长波长侧调整的YAG：Ce荧光体与蓝色发光二极管元件经过组合而构成白色发光二极管，获得白色(CIE色度坐标Cx＝0.33、Cy＝0.33)的方法已由专利文献2所提议。

专利文献2所记载的上述光转换用陶瓷复合体方面也记载：本发明人等通过调整凝固体整体的组成，可在550～560nm、或540～580nm的范围内调整荧光波长的峰值(专利文献3)。

专利文献1：日本特开2000-208815号公报

专利文献2：WO2004/065324

专利文献3：WO2007/051108

非专利文献1：J.Physics and Chemistry of Solids，vol65(2004)p845-850

非专利文献2：MATERIALS INTEGRATION，vol.16，N0.7，(2003)p41-46

非专利文献3：应用物理 第71卷 第12号(2002)p1518-1522。

发明内容