JP2011054958A - Semiconductor light emitting device, image display device, and lighting system - Google Patents
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Abstract
【課題】発光特性に優れているものの、化学的安定性に問題のある蛍光体を実用化可能とする半導体発光装置と、この半導体発光装置を用いた画像表示装置及び照明装置を提供する。
【解決手段】半導体発光素子Aと、該半導体発光素子からの光の少なくとも一部を吸収し異なる波長を有する光を発する蛍光体とを備える半導体発光装置において、該半導体発光素子と、Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体を含有する層Cとの間に、該蛍光体を含まず、かつ、厚さ0.4mmのときの40℃における水蒸気透過率が10g/m2・day以下の層Dを設ける。
【選択図】図6The present invention provides a semiconductor light-emitting device that enables practical use of a phosphor having excellent light-emitting properties but having a problem in chemical stability, and an image display device and an illumination device using the semiconductor light-emitting device.
In a semiconductor light emitting device comprising a semiconductor light emitting element A and a phosphor that emits light having a different wavelength by absorbing at least part of light from the semiconductor light emitting element, the semiconductor light emitting element and Mn 4+ are used. Between the layer C containing the activated fluorine complex phosphor, the water vapor transmission rate at 40 ° C. when the phosphor is not contained and the thickness is 0.4 mm is 10 g / m 2 · day or less. Layer D is provided.
[Selection] Figure 6
Description
本発明は、半導体発光素子と蛍光体を用いた発光装置、並びにその発光装置を用いた画像表示装置及び照明装置に関する。より詳しくは、半導体発光素子と、当該半導体発光素子からの光の照射によって異なる波長の光を発生する、Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体を含有する発光装置、並びにその発光装置を用いた画像表示装置及び照明装置に関する。 The present invention relates to a light emitting device using a semiconductor light emitting element and a phosphor, and an image display device and an illumination device using the light emitting device. More specifically, a semiconductor light-emitting device, a light-emitting device containing a fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ that generates light of different wavelengths by irradiation of light from the semiconductor light-emitting device, and the light-emitting device are used. The present invention relates to an image display device and a lighting device.
最近、窒化ガリウム(GaN)系半導体発光素子と、波長変換材料としての蛍光体とを組み合わせて構成される白色発光装置が、消費電力が小さく長寿命であるという特徴を活かして画像表示装置や照明装置の発光源として注目されている。例えば、In添加GaN系青色LEDと、Ce付活イットリウム・アルミニウム・ガーネット系黄色蛍光体とを組み合わせた白色発光装置が代表的な発光装置として挙げられる。このような白色発光装置は、近年、ディスプレイ用バックライトなどの新たな用途への使用が期待されており、それに伴い、半導体発光素子と組み合わせる蛍光体の研究開発も進められている。 Recently, a white light-emitting device composed of a combination of a gallium nitride (GaN) semiconductor light-emitting element and a phosphor as a wavelength conversion material takes advantage of the feature of low power consumption and long life. It attracts attention as a light source of the device. For example, a white light emitting device in which an In-doped GaN blue LED and a Ce-activated yttrium / aluminum / garnet yellow phosphor are combined can be cited as a typical light emitting device. In recent years, such white light-emitting devices are expected to be used for new applications such as backlights for displays, and accordingly, research and development of phosphors combined with semiconductor light-emitting elements are being promoted.
半導体発光素子を有する発光装置(以下、「半導体発光装置」と称する場合がある。)は、半導体発光素子の周囲を、蛍光体を含む樹脂で封止する形態が多く採用されている。このような形態では、蛍光体が半導体発光素子から発せられる熱などの影響を受けやすい状態にある。そのため、これまで半導体発光装置に使用する蛍光体は、水分など使用環境の影響を受けにくく、化学的に安定であることを第一優先として選定されることが多かった。 A light-emitting device having a semiconductor light-emitting element (hereinafter sometimes referred to as “semiconductor light-emitting device”) often employs a form in which the periphery of the semiconductor light-emitting element is sealed with a resin containing a phosphor. In such a form, the phosphor is in a state of being easily affected by heat or the like emitted from the semiconductor light emitting element. For this reason, phosphors used in semiconductor light-emitting devices have been often selected as a first priority because they are less susceptible to the use environment such as moisture and are chemically stable.
一方で、近年、半導体発光装置は、表示用、照明用などの用途に加え、ディスプレイ用などの新たな用途への使用が期待されるに至り、従来の物質の範囲内では所望の発光特性を有する蛍光体が得られず、従来範囲を超えた物質の使用が検討されている。
この中で、Mn4+付活フッ素錯体蛍光体を使用した発光装置が知られており、例えば、(1)半導体発光素子直上に蛍光体を堆積し、封止部材を用いて封止する方法、(2)封止部材中に蛍光体を均一に分散させる方法、及び(3)封止カプセルの表面、または内壁に蛍光体を塗布する方法等が例示されている(特許文献1〜3参照)。
On the other hand, in recent years, semiconductor light-emitting devices have been expected to be used for new applications such as displays as well as displays and lighting, and have desired emission characteristics within the range of conventional substances. However, the use of substances exceeding the conventional range has been studied.
Among them, a light emitting device using a Mn 4+ activated fluorine complex phosphor is known. For example, (1) a method of depositing a phosphor directly on a semiconductor light emitting element and sealing with a sealing member, (2) A method of uniformly dispersing the phosphor in the sealing member, and (3) a method of applying the phosphor to the surface or inner wall of the sealing capsule are exemplified (see
また、蛍光体の劣化を防ぐために、蛍光体の表面に化学気相反応法(CVD法)や溶液中で蛍光体の粒子表面に被覆層を析出させる等により、被覆層を形成させる方法が知られている(特許文献4参照)。 In addition, in order to prevent the phosphor from deteriorating, there is known a method of forming a coating layer on the surface of the phosphor by a chemical vapor reaction method (CVD method) or by depositing a coating layer on the particle surface of the phosphor in a solution. (See Patent Document 4).
しかしながら、これらの前述の特許文献に記載の方法を用いて半導体発光装置を作成した場合、経時劣化が激しく実用に耐えないものであることが発明者らの検討により明らかとなった。
加えて、特許文献4に記載の、CVD法により蛍光体をコーティングする方法は、特殊な装置を必要とするものである。また、特許文献4に、もう一つの方法として、溶液中で蛍光体の粒子表面に被覆層を析出させることによりコーティングする方法も開示されているが、耐水性の低い蛍光体には不向きである等、すべての蛍光体に適用することは難しい。
However, when the semiconductor light-emitting device is produced using the method described in the above-mentioned patent documents, it has been clarified by the inventors that the deterioration with time is severe and it cannot be put into practical use.
In addition, the method for coating the phosphor by the CVD method described in Patent Document 4 requires a special apparatus. Further, Patent Document 4 discloses another method of coating by depositing a coating layer on the surface of the phosphor particles in a solution, but is not suitable for a phosphor having low water resistance. It is difficult to apply to all phosphors.
さらに、本発明者らが予備的な検討を行なったところ、付活元素であるMn4+を含有していない、蛍光体の母体結晶を用いて発光装置を作製しても、時間の経過と共に半導体発光装置の性能が低下することが分かった。この現象をより詳細に検討したところ、Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体を使用した半導体発光装置では、半導体発光素子自身の劣化と、Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体自身の劣化という二つの要因があることが分かった。 Furthermore, as a result of preliminary investigations by the present inventors, even when a light-emitting device is manufactured using a host crystal of a phosphor that does not contain Mn 4+ that is an activating element, a semiconductor with time elapses. It has been found that the performance of the light emitting device is degraded. Was examined this phenomenon in more detail, in the semiconductor light-emitting device using activated with fluorine complex phosphor Mn 4+ is a deterioration of the semiconductor light-emitting element itself, fluorine complex phosphor itself is activated with Mn 4+ It turns out that there are two factors of deterioration.
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたもので、その目的は、発光特性に優れているものの、化学的安定性に問題のある蛍光体を実用化可能とする半導体発光装置と、この半導体発光装置を用いた画像表示装置及び照明装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device capable of putting a phosphor having a problem in chemical stability to a practical use although it has excellent light emission characteristics, and the semiconductor. An object of the present invention is to provide an image display device and a lighting device using a light emitting device.
本発明者等は上記課題に鑑み、半導体発光素子自体の構造と、Mn4+付活フッ素錯体蛍光体との関係を詳細に検討した。その結果、Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体を使用する場合には、半導体発光装置の層構成を工夫することにより、半導体発光装置の耐久性を向上させることができることを見出した。
また、本発明者等は、前記半導体発光装置が、表示装置、照明装置等の用途に好適に使用できることを見出して、本発明を完成させた。
In view of the above problems, the present inventors have studied in detail the relationship between the structure of the semiconductor light emitting device itself and the Mn 4+ activated fluorine complex phosphor. As a result, it has been found that when the fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ is used, the durability of the semiconductor light emitting device can be improved by devising the layer structure of the semiconductor light emitting device.
In addition, the present inventors have found that the semiconductor light emitting device can be suitably used for applications such as a display device and a lighting device, and have completed the present invention.
即ち、本発明の要旨は、次の(1)〜(10)に存する。
(1)半導体発光素子(A)と、該半導体発光素子(A)からの光の少なくとも一部を吸収し異なる波長を有する光を発する蛍光体(B)とを備える半導体発光装置において、
該半導体発光素子(A)と、該蛍光体(B)を含む層(C)との間に、該蛍光体(B)を含まず、かつ、厚さ0.4mmのときの40℃における水蒸気透過率が10g/m2・day以下の層(D)を有し、
該蛍光体(B)がMn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体を含有することを特徴とする、半導体発光装置。
That is, the gist of the present invention resides in the following (1) to (10).
(1) In a semiconductor light emitting device comprising: a semiconductor light emitting element (A); and a phosphor (B) that emits light having a different wavelength by absorbing at least part of the light from the semiconductor light emitting element (A).
Water vapor at 40 ° C. when the phosphor (B) is not contained and the thickness is 0.4 mm between the semiconductor light emitting element (A) and the layer (C) containing the phosphor (B). Having a layer (D) having a transmittance of 10 g / m 2 · day or less,
A semiconductor light emitting device characterized in that the phosphor (B) contains a fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ .
(2)半導体発光素子(A)と、該半導体発光素子(A)からの光の少なくとも一部を吸収し異なる波長を有する光を発する蛍光体(B)とを備える半導体発光装置において、
該半導体発光装置の表面の一部または全部が、厚さ0.4mmのときの40℃における水蒸気透過率が10g/m2・day以下の層(E)で被覆されており、
該蛍光体(B)がMn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体を含有することを特徴とする、半導体発光装置。
(2) In a semiconductor light emitting device comprising: a semiconductor light emitting element (A); and a phosphor (B) that emits light having a different wavelength by absorbing at least part of light from the semiconductor light emitting element (A).
A part or all of the surface of the semiconductor light emitting device is coated with a layer (E) having a water vapor transmission rate at 40 ° C. of 10 g / m 2 · day or less when the thickness is 0.4 mm,
A semiconductor light emitting device characterized in that the phosphor (B) contains a fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ .
(3)半導体発光素子(A)と、該半導体発光素子(A)からの光の少なくとも一部を吸収し異なる波長を有する光を発する蛍光体(B)とを備える半導体発光装置において、
該蛍光体(B)を含む層(C)が、厚さ0.4mmのときの40℃における水蒸気透過率が10g/m2・day以下の層(F)で被覆されており、
該蛍光体(B)がMn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体を含有することを特徴とする、半導体発光装置。
(3) In a semiconductor light emitting device comprising: a semiconductor light emitting element (A); and a phosphor (B) that emits light having a different wavelength by absorbing at least part of the light from the semiconductor light emitting element (A).
The layer (C) containing the phosphor (B) is covered with a layer (F) having a water vapor transmission rate at 40 ° C. of 10 g / m 2 · day or less when the thickness is 0.4 mm,
A semiconductor light emitting device characterized in that the phosphor (B) contains a fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ .
(4)前記半導体発光素子(A)と、前記蛍光体(B)を含む層(C)との間に、該蛍光体(B)を含まず、かつ、厚さ0.4mmのときの40℃における水蒸気透過率が10
g/m2・day以下の層(D)を有することを特徴とする、(3)に記載の半導体発光装置。
(5)前記蛍光体(B)の200℃における加熱発生フッ素量が、蛍光体1gあたり0.01μg/分以上のものであることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の半導体発光装置。
(4) 40 when the phosphor (B) is not included and the thickness is 0.4 mm between the semiconductor light emitting element (A) and the layer (C) including the phosphor (B). Water vapor permeability at 10 ° C is 10
The semiconductor light-emitting device according to (3), comprising a layer (D) of g / m 2 · day or less.
(5) The amount of heat-generated fluorine at 200 ° C. of the phosphor (B) is 0.01 μg / min or more per 1 g of phosphor, (1) to (4), Semiconductor light emitting device.
(6)前記蛍光体(B)の20℃における100gの水に対する溶解度が、0.005g以上、7g以下のものであることを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載の半導体発光装置。
(7)前記蛍光体(B)が、610nm以上、650nm以下の波長範囲に主発光ピークを有することを特徴とする、(1)〜(6)のいずれかに記載の半導体発光装置。
(6) The semiconductor according to any one of (1) to (5), wherein the phosphor (B) has a solubility in 100 g of water at 20 ° C. of 0.005 g or more and 7 g or less. Light emitting device.
(7) The semiconductor light-emitting device according to any one of (1) to (6), wherein the phosphor (B) has a main light emission peak in a wavelength range of 610 nm to 650 nm.
(8)前記蛍光体(B)が、下記式[1]〜[8]のいずれかで表される化学組成を有する結晶相を含有するものであることを特徴とする、(1)〜(7)のいずれかに記載の半導体発光装置。
MI 2[MIV 1−xRxF6] ・・・[1]
MI 3[MIII 1−xRxF6] ・・・[2]
MII[MIV 1−xRxF6] ・・・[3]
MI 3[MIV 1−xRxF7] ・・・[4]
MI 2[MIII 1−xRxF5] ・・・[5]
Zn2[MIII 1−xRxF7] ・・・[6]
MI[MIII 2−2xR2xF7] ・・・[7]
Ba0.65Zr0.35F2.70:Mn4+ ・・・[8]
(但し、前記式[1]〜[8]において、MIはLi、Na、K、Rb、Cs、及びNH4からなる群より選ばれる1種以上の1価の基を表わし、MIIはアルカリ土類金属元素を表し、MIIIは周期律表第3族及び第13族からなる群より選ばれる1種以上の金属元素を表し、MIVは周期律表第4族及び第14族からなる群より選ばれる1種以上の金属元素を表し、Rは、少なくともMnを含有する付活元素を表す。xは、0<x<1で表される範囲の数値である。)
(9)(1)〜(8)のいずれかに記載の半導体発光装置を、光源として備えることを特徴とする、画像表示装置。
(8) The phosphor (B) contains a crystal phase having a chemical composition represented by any one of the following formulas [1] to [8]. 7) The semiconductor light-emitting device according to any one of 7).
M I 2 [M IV 1-x R x F 6 ] ... [1]
M I 3 [M III 1-x R x F 6 ] ... [2]
M II [M IV 1-x R x F 6 ] ... [3]
M I 3 [M IV 1-x R x F 7 ] ... [4]
M I 2 [M III 1-x R x F 5 ] ... [5]
Zn 2 [M III 1-x R x F 7] ··· [6]
M I [M III 2-2x R 2x F 7 ] ... [7]
Ba 0.65 Zr 0.35 F 2.70 : Mn 4+ ... [8]
(In the above formulas [1] to [8], M I represents one or more monovalent groups selected from the group consisting of Li, Na, K, Rb, Cs, and NH 4 , and M II represents Represents an alkaline earth metal element, M III represents one or more metal elements selected from the group consisting of
(9) An image display device comprising the semiconductor light emitting device according to any one of (1) to (8) as a light source.
(10)(1)〜(8)のいずれかに記載の半導体発光装置を、光源として備えることを特徴とする、照明装置。 (10) An illumination device comprising the semiconductor light emitting device according to any one of (1) to (8) as a light source.
本発明によれば、Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体を用いた場合であっても、耐久性に優れた半導体発光装置を提供することができる。
また、Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体の発光特性を活かして、高演色性の半導体発光装置を提供することができる。
さらに、本発明の半導体発光装置を用いて、耐久性に優れた画像表示装置、及び照明装置を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a semiconductor light emitting device with excellent durability even when a fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ is used.
In addition, a semiconductor light emitting device having high color rendering properties can be provided by utilizing the light emission characteristics of the fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ .
Furthermore, it is possible to provide an image display device and an illumination device with excellent durability using the semiconductor light emitting device of the present invention.
以下、本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の説明に限定されるものではなく、その要旨の範囲内において種々に変更して実施することができる。
1)なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
2)また、明細書における色名と色度座標との関係は、すべてJIS規格に基づく(JISZ8110)。
Hereinafter, the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited to the following description, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention.
1) In addition, the numerical range represented using “to” in this specification means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.
2) In addition, the relationship between the color name and the chromaticity coordinates in the specification is based on the JIS standard (JISZ8110).
3)なお、本明細書中の蛍光体の組成式において、各組成式の区切りは読点(、)で区切って表わす。また、カンマ(,)で区切って複数の元素を列記する場合には、列記された元素のうち一種又は二種以上を任意の組み合わせ及び組成で含有していてもよいことを示している。例えば、「(Ba,Sr,Ca)Al2O4:Eu」という組成式は、「BaAl2O4:Eu」と、「SrAl2O4:Eu」と、「CaAl2O4:Eu」と、「Ba1−xSrxAl2O4:Eu」と、「Ba1−xCaxAl2O4:Eu」と、「Sr1−xCaxAl2O4:Eu」と、「Ba1−x−ySrxCayAl2O4:Eu」とを全て包括的に示しているものとする(但し、前記式中、0<x<1、0<y<1、0<x+y<1)。 3) In the phosphor composition formulas in this specification, each composition formula is delimited by a punctuation mark (,). In addition, when a plurality of elements are listed separated by commas (,), one or two or more of the listed elements may be included in any combination and composition. For example, the composition formula “(Ba, Sr, Ca) Al 2 O 4 : Eu” has “BaAl 2 O 4 : Eu”, “SrAl 2 O 4 : Eu”, and “CaAl 2 O 4 : Eu”. If: the "Ba 1-x Sr x Al 2 O 4 Eu ": the "Ba 1-x Ca x Al 2 O 4 Eu ": a "Sr 1-x Ca x Al 2 O 4 Eu " "Ba 1-x-y Sr x Ca y Al 2 O 4: Eu " and all assumed to generically indicated (in the above formula, 0 <x <1,0 <y <1,0 <X + y <1).
[1.半導体発光素子]
半導体発光素子の発光波長は使用する蛍光体の吸収波長と重複するものであれば、特に制限されず、幅広い発光波長領域の発光体を使用することができるが、通常200nm以上が望ましい。このうち、青色光を励起光として用いる場合には、通常420nm以上、好ましくは430nm以上、より好ましくは440nm以上、更に好ましくは450nm以上、また、通常490nm以下、好ましくは480nm以下、より好ましくは470nm以下、さらに好ましくは460nm以下の発光ピーク波長を有する発光体を使用することが望ましい。一方、近紫外光、又は紫外光を励起光として用いる場合には、通常300nm以上、好ましくは330nm以上、より好ましくは360nm以上、また、通常420nm以下、好ましくは410nm以下、より好ましくは400nm以下の発光ピーク波長を有する発光体を使用することが望ましい。
[1. Semiconductor light emitting device]
The light emitting wavelength of the semiconductor light emitting device is not particularly limited as long as it overlaps with the absorption wavelength of the phosphor used, and a light emitting material in a wide light emitting wavelength region can be used. Among these, when blue light is used as excitation light, it is usually 420 nm or more, preferably 430 nm or more, more preferably 440 nm or more, still more preferably 450 nm or more, and usually 490 nm or less, preferably 480 nm or less, more preferably 470 nm. Hereinafter, it is more preferable to use a light emitter having an emission peak wavelength of 460 nm or less. On the other hand, when using near ultraviolet light or ultraviolet light as excitation light, it is usually 300 nm or more, preferably 330 nm or more, more preferably 360 nm or more, and usually 420 nm or less, preferably 410 nm or less, more preferably 400 nm or less. It is desirable to use a light emitter having an emission peak wavelength.
尚、本発明で用いられるMn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体(以下、単に「フッ素錯体蛍光体」と称する場合がある。)は通常青色光で励起される。従って、近紫外光又は紫外光を用いる場合には、前記フッ素錯体蛍光体は、通常これらの光により励起される青色蛍光体が発する青色光で励起(間接励起)されることとなるので、当該青色蛍光体の励起帯に合うような波長を有する励起光を選ぶことが好ましい。 The fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ used in the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “fluorine complex phosphor”) is usually excited with blue light. Therefore, when using near-ultraviolet light or ultraviolet light, the fluorine complex phosphor is normally excited (indirectly excited) by blue light emitted by the blue phosphor excited by these lights. It is preferable to select excitation light having a wavelength that matches the excitation band of the blue phosphor.
半導体発光素子としては、例えば、シリコンカーバイドやサファイア、窒化ガリウム等の基板にMOCVD法等で結晶成長されたInGaN系、GaAlN系、InGaAlN系、ZnSeS系の半導体発光素子等を好適に用いることができる。高出力にするには、光源サイズを大型化したり、光源の数を複数にしたりすればよい。また、端面発光型や面発光型のレーザーダイオードであってもよい。青色又は近紫外LEDは、蛍光体を効率良く励起できる波長を有しているため、光量の大きい光源を得ることができる点で、好適に用いられる。 As the semiconductor light emitting device, for example, an InGaN-based, GaAlN-based, InGaAlN-based, ZnSeS-based semiconductor light-emitting device or the like grown on a substrate such as silicon carbide, sapphire, or gallium nitride by MOCVD or the like can be preferably used. . In order to achieve high output, the light source size may be increased or the number of light sources may be increased. Further, it may be an edge emitting type or a surface emitting type laser diode. Blue or near-ultraviolet LEDs are preferably used in that a light source with a large amount of light can be obtained because they have a wavelength that can excite phosphors efficiently.
中でも、半導体発光素子としては、GaN系化合物半導体を使用したGaN系発光ダイオード(以下、「LED」と称する場合がある。)やLD(レーザーダイオード)が好ましい。なぜなら、GaN系LEDやLDは、この領域の光を発するSiC系LED等に比し、発光出力や外部量子効率が格段に大きく、前記蛍光体と組み合わせることによって、低電力で非常に明るい発光が得られるからである。例えば、20mAの電流負荷に対し、通常GaN系LEDやLDはSiC系の100倍以上の発光強度を有する。GaN系LEDやLDとしては、AlXGaYN発光層、GaN発光層又はInXGaYN発光層を有しているものが好ましい。中でも、発光強度が非常に高いことから、GaN系LEDとしては、InXGaYN発光層を有するものが特に好ましく、InXGaYN層とGaN層との多重量子井戸構造のものがさらに好ましい。 Among these, GaN-based light emitting diodes (hereinafter sometimes referred to as “LEDs”) and LDs (laser diodes) using GaN-based compound semiconductors are preferable as the semiconductor light-emitting elements. This is because GaN-based LEDs and LDs have significantly higher emission output and external quantum efficiency than SiC-based LEDs that emit light in this region, and emit very bright light with low power when combined with the phosphor. It is because it is obtained. For example, for a current load of 20 mA, GaN-based LEDs and LDs usually have a light emission intensity 100 times or more that of SiC-based. As the GaN-based LED and LD, those having an Al X Ga Y N light emitting layer, a GaN light emitting layer, or an In X Ga Y N light emitting layer are preferable. Among them, since the light emission intensity is very high, a GaN-based LED is particularly preferably one having an In X Ga Y N light emitting layer, and further having a multiple quantum well structure of an In X Ga Y N layer and a GaN layer. preferable.
なお、上記において、「X+Y」は通常0.8〜1.2の範囲の値である。GaN系LEDにおいて、これら発光層にZnやSiをドープしたものやドーパント無しのものが発光特性を調節する上で好ましいものである。
GaN系LEDはこれら発光層、p層、n層、電極、及び基板を基本構成要素としたものであり、発光層をn型とp型のAlXGaYN層、GaN層、又はInXGaYN層等でサンドイッチにしたヘテロ構造を有しているものが、発光効率が高くて好ましく、更にヘテロ構造を量子井戸構造にしたものが、発光効率が更に高いため、より好ましい。
In the above, “ X + Y ” is usually a value in the range of 0.8 to 1.2. In the GaN-based LED, those in which the light emitting layer is doped with Zn or Si or those without a dopant are preferable for adjusting the light emission characteristics.
A GaN-based LED has these light-emitting layer, p-layer, n-layer, electrode, and substrate as basic components, and the light-emitting layer is an n-type and p-type Al X Ga Y N layer, GaN layer, or In X Those having a heterostructure sandwiched between Ga Y N layers and the like are preferable because of high light emission efficiency, and those having a heterostructure having a quantum well structure are more preferable because of high light emission efficiency.
なお、半導体発光素子は、1個のみを用いてもよく、2個以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
上記半導体発光素子は、図1(a)及び図1(b)に示すように縦型素子構造を有するものと横型素子構造を有するものとがある。本発明においては、縦型素子構造であっても横型素子構造であっても用いることができるが、導電性を有する基板上に形成された縦型素子構造を有する半導体発光素子を用いた場合、フッ素錯体蛍光体を用いた場合に、発光装置の耐久性向上、具体的には温度85℃、湿度85%における発光装置の経時劣化が抑えられるという点で好ましい。
Only one semiconductor light emitting element may be used, or two or more semiconductor light emitting elements may be used in any combination and ratio.
As shown in FIGS. 1A and 1B, the semiconductor light emitting device includes a device having a vertical device structure and a device having a horizontal device structure. In the present invention, a vertical element structure or a horizontal element structure can be used, but when a semiconductor light emitting element having a vertical element structure formed on a conductive substrate is used, When a fluorine complex phosphor is used, it is preferable in that the durability of the light emitting device is improved, specifically, the deterioration with time of the light emitting device at a temperature of 85 ° C. and a humidity of 85% can be suppressed.
ここで、縦型素子構造とは、導電性を有する基板の上に所望の発光素子構造をエピタキシャル成長させ、当該基板に一方の電極を形成し、当該エピタキシャル成長層の上にもさらに一方の電極を形成することで、エピタキシャル成長方向に電流を流す、いわゆる上下導通型(縦型)の発光素子の構造をいう。
pn接合型素子を用いて半導体発光装置を作製する場合について、以下に図を用いて説明する。図1(a)に、縦型素子構造とその電流分布を示し、図1(b)に、横型素子構造とその電流分布を示す。
Here, the vertical element structure means that a desired light emitting element structure is epitaxially grown on a conductive substrate, one electrode is formed on the substrate, and one electrode is further formed on the epitaxial growth layer. By doing so, it means a structure of a so-called vertical conduction type (vertical type) light emitting element in which current flows in the epitaxial growth direction.
A case where a semiconductor light emitting device is manufactured using a pn junction type element will be described below with reference to the drawings. FIG. 1A shows a vertical element structure and its current distribution, and FIG. 1B shows a horizontal element structure and its current distribution.
図1(a)に示す縦型素子構造は、導電性基板(105)上にn型層(104)、p型層(103)が積層され、p型層(103)にp型電極(101)、及び導電性基板(105)にn型電極(102)が形成された構造となっている。この場合、各層間の界面に垂直な方向を縦方向とすると、電流は導電性基板(105)、n型層(104)、p型層(103)内を縦方向にのみ流れる。 In the vertical element structure shown in FIG. 1A, an n-type layer (104) and a p-type layer (103) are stacked on a conductive substrate (105), and a p-type electrode (101) is formed on the p-type layer (103). ) And a conductive substrate (105), and an n-type electrode (102) is formed. In this case, assuming that the direction perpendicular to the interface between the layers is the vertical direction, current flows only in the vertical direction in the conductive substrate (105), the n-type layer (104), and the p-type layer (103).
図1(b)に示す横型素子構造は、サファイア等の絶縁性基板上に素子を作製する場合にとられる構造である。絶縁性基板(106)上にn型層(104)、p型層(103)が積層され、p型層(103)にp型電極(101)、及びドライエッチング等により露出されたn型層(104)にn型電極(102)が形成された構造となっている。この場合、各層間の界面と水平な方向を横方向とすると、電流がn型層(104)中を横方向に流れるため素子抵抗が増加し、かつ、電界がn型電極(102)側に集中して電流分布が不均一になる傾向にある。 The horizontal element structure shown in FIG. 1B is a structure taken when an element is formed on an insulating substrate such as sapphire. An n-type layer (104) and a p-type layer (103) are stacked on an insulating substrate (106), and the p-type layer (103) is exposed by a p-type electrode (101) and dry etching. The n-type electrode (102) is formed on (104). In this case, assuming that the horizontal direction to the interface between the layers is the horizontal direction, the current flows in the n-type layer (104) in the horizontal direction, so that the element resistance increases and the electric field is on the n-type electrode (102) side. The current distribution tends to be non-uniform due to concentration.
以下、縦型素子構造の代表的な一例を示す。
本発明の実施形態による半導体発光素子(20)は、図2に示すように、基板(21)と、基板(21)の一方に積層された化合物半導体薄膜結晶層(以下、単に薄膜結晶層ともいう)とを有する。薄膜結晶層は、例えばバッファ層(22)、第一導電型クラッド層(24)を含む第一導電型半導体層、活性層構造(25)、第二導電型クラッド層(26)を含む第二導電型半導体層、及びコンタクト層(23)が基板(21)側からこの順番に積層されて構成されている。
A typical example of the vertical element structure will be shown below.
As shown in FIG. 2, a semiconductor light emitting device (20) according to an embodiment of the present invention includes a substrate (21) and a compound semiconductor thin film crystal layer (hereinafter simply referred to as a thin film crystal layer) laminated on one of the substrates (21). Say). The thin film crystal layer includes, for example, a buffer layer (22), a first conductive type semiconductor layer including a first conductive type cladding layer (24), an active layer structure (25), and a second type including a second conductive type cladding layer (26). A conductive semiconductor layer and a contact layer (23) are laminated in this order from the substrate (21) side.
コンタクト層(23)の表面の一部に、電流注入用の第二導電型側電極(27)が配置されており、コンタクト層(23)と第二導電型側電極(27)の接触している部分が、第二導電型半導体層に電流を注入する第二電流注入領域(29)となっている。
また、基板(21)の前記薄膜結晶層と反対側の面、即ち裏面には第一導電型側電極(28)が配置されている。
A second conductivity type side electrode (27) for current injection is disposed on a part of the surface of the contact layer (23), and the contact layer (23) and the second conductivity type side electrode (27) are in contact with each other. The part which becomes this becomes the 2nd electric current injection area | region (29) which inject | pours an electric current into a 2nd conductivity type semiconductor layer.
Moreover, the 1st conductivity type side electrode (28) is arrange | positioned at the surface on the opposite side to the said thin film crystal layer of a board | substrate (21), ie, a back surface.
第二導電型側電極(27)及び第一導電型側電極(28)が上記のように配置されることによって、両者は基板(21)を挟んで、反対側に配置され、半導体発光素子(20)は、いわゆる縦型の半導体発光素子として構成されている。
基板(21)は、導電性基板か、絶縁性の基板の一部に導電性材料を貫通したものを用いることができる。導電性基板を用いる場合は、SiC基板のほかに、GaN基板、ZnO基板等が挙げられる。特に、電気抵抗を低く抑え導電性を高くできるので、SiC基板とGaN基板が好ましい。
By arrange | positioning a 2nd conductivity type side electrode (27) and a 1st conductivity type side electrode (28) as mentioned above, both are arrange | positioned on both sides of a board | substrate (21), and a semiconductor light-emitting device ( 20) is configured as a so-called vertical semiconductor light emitting device.
As the substrate (21), a conductive substrate or a part of an insulating substrate penetrated by a conductive material can be used. When using a conductive substrate, a GaN substrate, a ZnO substrate, etc. are mentioned besides a SiC substrate. In particular, an SiC substrate and a GaN substrate are preferable because the electrical resistance can be reduced and the conductivity can be increased.
Mn4+付活フッ素錯体蛍光体を含有する発光装置に用いる半導体発光素子として、縦型素子構造が好ましい理由は明らかではないが、耐久試験後の電極面を顕微鏡観察すると横型素子構造と比較して、縦型素子構造のLEDチップは電極面の変色が少ないことが観測されている。
半導体発光装置に通電していると、Mn4+付活フッ素錯体蛍光体から腐食性の物質(フッ素を含むもの)が発生し、ワイヤーにダメージを与え、ダメージのあったワイヤーは、抵抗が大きくなるものと考えられる。縦型素子構造を有する半導体発光素子は、横型素子構造と比較して、上側にある電極が1個なので、ワイヤーや電極へのダメージが小さく、電気伝導度の変化が少ないので好ましいと推測される。
The reason why the vertical element structure is preferable as the semiconductor light emitting element used in the light emitting device containing the Mn 4+ activated fluorine complex phosphor is not clear, but when the electrode surface after the durability test is observed with a microscope, it is compared with the horizontal element structure. It has been observed that LED chips having a vertical element structure have little electrode surface discoloration.
When the semiconductor light emitting device is energized, a corrosive substance (containing fluorine) is generated from the Mn 4+ activated fluorine complex phosphor, causing damage to the wire, and the damaged wire has increased resistance. It is considered a thing. A semiconductor light-emitting element having a vertical element structure is presumed to be preferable because it has one electrode on the upper side as compared with a horizontal element structure, so that damage to wires and electrodes is small and change in electrical conductivity is small. .
さらに、通電時にMn4+付活フッ素錯体蛍光体から発生する腐食性の物質には、イオン伝導性のものが含まれていると考えられる。横型素子構造を有するものでは、2つの電極間の距離が短いので電極間に漏れ電流が流れてしまう可能性が高くなるが、縦型素子構造を有する半導体発光素子では、2つの電極間の距離が長いのでその可能性が小さいと考えられる。 Furthermore, it is considered that the corrosive substance generated from the Mn 4+ activated fluorine complex phosphor when energized contains an ion conductive substance. In the case of having a horizontal element structure, since the distance between two electrodes is short, there is a high possibility that a leakage current flows between the electrodes. However, in a semiconductor light emitting element having a vertical element structure, the distance between two electrodes is high. Is likely to be less likely.
[2.Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体]
本発明の半導体発光装置は、前記半導体発光素子が発する光により、直接的又は間接的に励起されて発光する蛍光体を備えるものである。本発明の半導体発光装置は、該蛍光体として、Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体を必須とする。
Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体は、化学的安定性が劣る傾向にあるので、従来公知の半導体発光素子の構成においては、長時間使用した場合に色ズレなどの諸問題を生じることがあった。これに対し、本発明の半導体発光装置は、このようなMn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体であっても、半導体発光素子と共に半導体発光装置を構成する蛍光体として好適に用いることができるものである。
[2. Fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ ]
The semiconductor light-emitting device of the present invention includes a phosphor that emits light when directly or indirectly excited by light emitted from the semiconductor light-emitting element. In the semiconductor light emitting device of the present invention, a fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ is essential as the phosphor.
Fluorine complex phosphors activated with Mn 4+ tend to be poor in chemical stability, and in the structure of a conventionally known semiconductor light emitting device, various problems such as color misregistration occur when used for a long time. was there. On the other hand, the semiconductor light-emitting device of the present invention can be suitably used as a phosphor constituting a semiconductor light-emitting device together with a semiconductor light-emitting element, even if such a fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ is used. Is.
本発明の半導体発光装置は、Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体の中でも、以下の特性を有するような蛍光体に好適に用いることができる。
[2−1.加熱発生フッ素量]
フッ素錯体蛍光体は、200℃における蛍光体1g当たりの加熱発生フッ素量(以下、「加熱発生F量」と称する場合がある。)が0.01μg/分以上、中でも0.1μg/分以上、さらには1μg/分以上となる場合がある。なお、蛍光体1gあたりの加熱発生F量としては、環境基準から好ましくは2μg/分以下である。また、蛍光体周辺へのダメージを小さくするために、1.5μg/分以下の蛍光体の方が、好適に用いることができる。
The semiconductor light-emitting device of the present invention can be suitably used for a phosphor having the following characteristics among fluorine complex phosphors activated with Mn 4+ .
[2-1. Heat generated fluorine amount]
The fluorine complex phosphor has a heat generation fluorine amount per 1 g of the phosphor at 200 ° C. (hereinafter sometimes referred to as “heat generation F amount”) of 0.01 μg / min or more, particularly 0.1 μg / min or more. Furthermore, it may be 1 μg / min or more. The amount of heat generated F per gram of the phosphor is preferably 2 μg / min or less from the environmental standard. Moreover, in order to reduce damage to the periphery of the phosphor, a phosphor of 1.5 μg / min or less can be preferably used.
上記加熱発生F量は、下記の方法で測定することができる。
一定量の蛍光体を精秤後、白金ボートに入れ、横型電気炉のアルミナ製炉心管中にセットする。次いで、流量400ml/分でアルゴンガスを流通させながら、炉内温度を昇温させて蛍光体の温度が200℃になったところで2時間保持する。ここで、炉内を流通していたアルゴンガス全量をKOH水溶液(濃度67mM)に吸収させ、吸収液を液体クロマトグラフィー法により分析し、蛍光体1g当たりの毎分の加熱発生F量を求める。
The amount of F generated by heating can be measured by the following method.
A certain amount of phosphor is precisely weighed, placed in a platinum boat, and set in an alumina furnace core tube of a horizontal electric furnace. Next, while flowing argon gas at a flow rate of 400 ml / min, the temperature in the furnace is raised and the temperature of the phosphor reaches 200 ° C., and is held for 2 hours. Here, the entire amount of argon gas flowing through the furnace is absorbed in a KOH aqueous solution (concentration: 67 mM), and the absorbed solution is analyzed by a liquid chromatography method to determine the amount of F generated per minute per 1 g of phosphor.
[2−2. 水に対する溶解度]
さらに、フッ素錯体蛍光体は、室温20℃における100gの水に対する溶解度が、通常0.005g以上、好ましくは0.010g以上、より好ましくは0.015g以上であり、また、通常7g以下、好ましくは2g以下のものである。
尚、参考として下記表にヘキサフルオロ錯体の溶解度を示す。また、当該表に記載の値は、森田化学社製の試薬に添付されていた製品安全データシート(MSDS)に基づく。
[2-2. Solubility in water]
Further, the fluorine complex phosphor has a solubility in 100 g of water at room temperature of 20 ° C. of usually 0.005 g or more, preferably 0.010 g or more, more preferably 0.015 g or more, and usually 7 g or less, preferably 2 g or less.
For reference, the solubility of the hexafluoro complex is shown in the following table. The values listed in the table are based on the product safety data sheet (MSDS) attached to the reagent manufactured by Morita Chemical.
[2−3.発光スペクトル]
本発明に用いられるフッ素錯体蛍光体は、ピーク波長455nmの光で励起して発光スペクトルを測定した場合に、以下の特徴を有することが好ましい。
上述の発光スペクトルにおけるピーク波長λp(nm)が、通常600nmより大きく、中でも605nm以上、さらには610nm以上、また、通常660nm以下、中でも650nm以下の範囲であることが好ましい。この発光ピーク波長λpが短過ぎると黄味を帯びる傾向がある一方で、長過ぎると暗赤味を帯びる傾向があり、何れも橙色ないし赤色光としての特性が低下する場合がある。
[2-3. Emission spectrum]
The fluorine complex phosphor used in the present invention preferably has the following characteristics when the emission spectrum is measured by excitation with light having a peak wavelength of 455 nm.
The peak wavelength λp (nm) in the above-mentioned emission spectrum is usually larger than 600 nm, preferably 605 nm or more, more preferably 610 nm or more, and usually 660 nm or less, especially 650 nm or less. If the emission peak wavelength λp is too short, it tends to be yellowish, while if it is too long, it tends to be dark reddish, and the characteristics as orange or red light may be deteriorated.
また、本発明の蛍光体は、上述の発光スペクトルにおける発光ピークの半値幅(Full width at half maximum。以下適宜「FWHM」と略称する。
)が、通常1nmより大きく、中でも2nm以上、更には3nm以上、また、通常50nm未満、中でも30nm以下、更には10nm以下、また更には8nm以下であり、この中でも7nm以下の範囲であることが好ましい。この半値幅(FWHM)が狭過ぎると発光ピーク強度が低下する場合があり、広過ぎると色純度が低下する場合がある。
In addition, the phosphor of the present invention is abbreviated as “FWHM” as appropriate in the full width at half maximum (hereinafter referred to as “FWHM”).
) Is usually larger than 1 nm, especially 2 nm or more, further 3 nm or more, and usually less than 50 nm, especially 30 nm or less, more preferably 10 nm or less, and further 8 nm or less, and in this range, it should be 7 nm or less. preferable. If this half-value width (FWHM) is too narrow, the emission peak intensity may decrease, and if it is too wide, the color purity may decrease.
なお、上記の蛍光体をピーク波長455nmの光で励起するには、例えば、キセノン光源を用いることができる。また、本発明の蛍光体の発光スペクトルの測定は、例えば、励起光源として150Wキセノンランプを、スペクトル測定装置としてマルチチャンネルCCD検出器C7041(浜松フォトニクス社製)を備える蛍光測定装置(日本分光社製)等を用いて行うことができる。発光ピーク波長、及び発光ピークの半値幅は、得られる発光スペクトルから算出することができる。 In order to excite the phosphor with light having a peak wavelength of 455 nm, for example, a xenon light source can be used. The emission spectrum of the phosphor of the present invention can be measured by, for example, a fluorescence measuring apparatus (manufactured by JASCO Corporation) equipped with a 150 W xenon lamp as an excitation light source and a multichannel CCD detector C7041 (manufactured by Hamamatsu Photonics) as a spectrum measuring apparatus. ) Or the like. The emission peak wavelength and the half width of the emission peak can be calculated from the obtained emission spectrum.
[2−4.量子効率・吸収効率]
本発明に用いられるフッ素錯体蛍光体は、その内部量子効率が高いほど好ましい。その値は、通常50%以上、好ましくは75%以上、更に好ましくは85%以上、特に好ましくは90%以上である。内部量子効率が低いと発光効率が低下する傾向にある。
本発明に用いられるフッ素錯体蛍光体は、その外部量子効率が高いほど好ましい。その値は、通常20%以上、好ましくは25%以上、更に好ましくは30%以上、特に好ましくは35%以上である。外部量子効率が低いと発光効率が低下する傾向にある。
[2-4. Quantum efficiency and absorption efficiency]
The fluorine complex phosphor used in the present invention is more preferable as its internal quantum efficiency is higher. The value is usually 50% or more, preferably 75% or more, more preferably 85% or more, and particularly preferably 90% or more. If the internal quantum efficiency is low, the light emission efficiency tends to decrease.
The fluorine complex phosphor used in the present invention is more preferable as its external quantum efficiency is higher. The value is usually 20% or more, preferably 25% or more, more preferably 30% or more, and particularly preferably 35% or more. If the external quantum efficiency is low, the light emission efficiency tends to decrease.
本発明に用いられるフッ素錯体蛍光体は、その吸収効率も高いほど好ましい。その値は通常25%以上、好ましくは30%以上、更に好ましくは42%以上、特に好ましくは50%以上である。吸収効率が低いと発光効率が低下する傾向にある。
なお、上記外部量子効率は、上記の内部量子効率と上記吸収効率との積として求めることができる。
The fluorine complex phosphor used in the present invention is more preferable as its absorption efficiency is higher. The value is usually 25% or more, preferably 30% or more, more preferably 42% or more, and particularly preferably 50% or more. When the absorption efficiency is low, the light emission efficiency tends to decrease.
The external quantum efficiency can be obtained as a product of the internal quantum efficiency and the absorption efficiency.
[2−5.フッ素錯体蛍光体粒子の粒径、及び形状]
<重量メジアン径D50>
本発明に用いられる蛍光体の粒径には特に制限はないが、蛍光体の粒径が大きいほど、比表面積が小さく、水分との反応が少なくなる傾向にあるため、好ましい。本発明に用いられるフッ素錯体蛍光体の重量メジアン径D50は、通常3μm以上、中でも10μm以上、また、通常50μm以下、中でも30μm以下であることが好ましい。重量メジアン径D50が小さすぎると、輝度が低下する場合や、蛍光体粒子が凝集してしまう場合がある。一方、重量メジアン径D50が大きすぎると、塗布ムラやディスペンサー等の閉塞が生じる傾向がある。
[2-5. Particle size and shape of fluorine complex phosphor particles]
<Weight average median diameter D 50>
Although there is no restriction | limiting in particular in the particle size of the fluorescent substance used for this invention, since the specific surface area is small and there exists a tendency for reaction with a water | moisture content to decrease, it is preferable that the particle size of fluorescent substance is large. The weight median diameter D 50 of the fluorocomplex phosphor used in the present invention is usually 3 μm or more, preferably 10 μm or more, and usually 50 μm or less, preferably 30 μm or less. When the weight-average median diameter D 50 is too small, and if the luminance is lowered, there is a case where phosphor particles tend to aggregate. On the other hand, when the weight-average median diameter D 50 is too large, there is a tendency for blockage, such as uneven coating or a dispenser.
なお、本発明における蛍光体の重量メジアン径D50は、例えばレーザー回折/散乱式粒度分布測定装置等の装置を用いて測定することができる。
<比表面積>
本発明に用いられるフッ素錯体蛍光体の比表面積は、1.3m2/g以下であることが好ましく、より好ましくは1.1m2/g以下、特に好ましくは1.0m2/g以下であり、また、通常0.05m2/g以上、中でも0.1m2/g以上であることが好ましい。蛍光体の比表面積が小さすぎると蛍光体粒子が大きいことから、塗布ムラやディスペンサー等の閉塞を生じる傾向にあり、大きすぎると蛍光体粒子が小さいことから外部との接触面積が大きくなり、耐久性に劣るものとなる。
The weight-average median diameter D 50 of the phosphor in the present invention, for example, can be measured using a device such as a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus.
<Specific surface area>
The specific surface area of the fluorocomplex phosphor used in the present invention is preferably 1.3 m 2 / g or less, more preferably 1.1 m 2 / g or less, and particularly preferably 1.0 m 2 / g or less. , and usually 0.05 m 2 / g or more and among them 0.1 m 2 / g or more. If the specific surface area of the phosphor is too small, the phosphor particles are large, which tends to cause coating unevenness and clogging of the dispenser, etc. It becomes inferior.
なお、本発明において蛍光体の比表面積は、BET1点法により、例えば、大倉理研社製全自動比表面積測定装置(流動法)(AMS1000A)を用いて測定される。
<粒度分布>
本発明に用いられるフッ素錯体蛍光体は、その粒度分布において、ピーク値が一つであ
ることが好ましい。
In the present invention, the specific surface area of the phosphor is measured by the BET one-point method, for example, using a fully automatic specific surface area measuring device (flow method) (AMS1000A) manufactured by Okura Riken.
<Particle size distribution>
The fluorine complex phosphor used in the present invention preferably has one peak value in the particle size distribution.
ピーク値が2以上あることは、単粒子によるピーク値と、その凝集体によるピーク値とがあることを示す。そのため、ピーク値が2以上あることは、単粒子が非常に小さいことを意味する。
従って、その粒度分布のピーク値が一つである蛍光体は、単粒子が大きく、凝集体が非常に少ないものである。これにより、輝度が向上するという効果や、また、単粒子が大きく成長できたことに起因して比表面積が小さくなり、耐久性が向上するという効果を有する。
A peak value of 2 or more indicates that there are a peak value due to single particles and a peak value due to aggregates thereof. Therefore, a peak value of 2 or more means that single particles are very small.
Therefore, a phosphor having a single particle size distribution peak value has large single particles and very few aggregates. As a result, the luminance is improved, and the specific surface area is reduced due to the large growth of single particles, thereby improving the durability.
なお、本発明においては、蛍光体の粒度分布は、例えば、堀場製作所社製レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(LA−300)により測定することができる。測定にあたっては、分散溶媒としてエタノールを用い、蛍光体を分散させてから、光軸上の初期透過率を90%前後に調整し、マグネット回転子で分散溶媒を攪拌しながら凝集による影響を最小限に抑えて測定することが好ましい。 In the present invention, the particle size distribution of the phosphor can be measured by, for example, a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring apparatus (LA-300) manufactured by Horiba, Ltd. In the measurement, ethanol was used as a dispersion solvent, the phosphor was dispersed, the initial transmittance on the optical axis was adjusted to around 90%, and the influence of aggregation was minimized while stirring the dispersion solvent with a magnet rotor. It is preferable to perform measurement while suppressing the pressure to a minimum.
また、上記粒度分布のピークの幅は、狭い方が好ましい。具体的には、蛍光体粒子の粒度分布の四分偏差(QD)が、通常0.18以上、好ましくは0.20以上であり、また通常0.60以下であり、好ましくは0.40以下、より好ましくは0.35以下、さらに好ましくは0.30以下、特に好ましくは0.25である。
なお、粒度分布の四分偏差とは、蛍光体粒子の粒径が揃っているほど、小さくなる。即ち、粒径分布の四分偏差が小さいということは、粒度分布のピークの幅が狭く、蛍光体粒子の大きさが揃っていることを意味する。
Further, the peak width of the particle size distribution is preferably narrow. Specifically, the quadrature deviation (QD) of the particle size distribution of the phosphor particles is usually 0.18 or more, preferably 0.20 or more, and usually 0.60 or less, preferably 0.40 or less. More preferably, it is 0.35 or less, More preferably, it is 0.30 or less, Most preferably, it is 0.25.
In addition, the quarter deviation of the particle size distribution becomes smaller as the particle diameters of the phosphor particles are uniform. That is, the fact that the quarter deviation of the particle size distribution is small means that the peak width of the particle size distribution is narrow and the sizes of the phosphor particles are uniform.
また、粒度分布の四分偏差は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置を用いて測定した粒度分布曲線を用いて算出することができる。
<粒子形状>
走査型顕微鏡(以下、「SEM」と称する場合がある。)写真の観察から認められる本発明に用いられるフッ素錯体蛍光体の粒子形状は、3軸方向に均等に成長した粒状であることが好ましい。粒子形状が3軸方向に均等に成長すると比表面積が小さくなり、外部との接触面積が小さいので耐久性に優れる。
The quadrant deviation of the particle size distribution can be calculated using a particle size distribution curve measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device.
<Particle shape>
The particle shape of the fluorine complex phosphor used in the present invention recognized from observation of a scanning microscope (hereinafter sometimes referred to as “SEM”) is preferably a granular shape that grows evenly in the triaxial direction. . If the particle shape grows evenly in the triaxial direction, the specific surface area becomes small, and the contact area with the outside is small, so that the durability is excellent.
なお、このSEM写真は例えば日立製作所社製SEM(S−3400N)により撮影することができる。
[2−6.発光ピーク強度の温度依存性]
本発明で用いられるフッ素錯体蛍光体は、発光ピーク強度の変化率が小さいことが好ましい。具体的には、励起光の波長が455nmの場合の、蛍光体の温度が25℃のときの発光ピーク強度に対する100℃における発光ピーク強度の変化率が、通常40%以下、好ましくは30%以下、より好ましくは25%以下、さらに好ましくは22%以下、特に好ましくは18%以下、最も好ましくは15%以下のものを用いる。
In addition, this SEM photograph can be image | photographed, for example by Hitachi Ltd. SEM (S-3400N).
[2-6. Temperature dependence of emission peak intensity]
The fluorine complex phosphor used in the present invention preferably has a small rate of change in emission peak intensity. Specifically, when the wavelength of the excitation light is 455 nm, the rate of change of the emission peak intensity at 100 ° C. with respect to the emission peak intensity when the phosphor temperature is 25 ° C. is usually 40% or less, preferably 30% or less. More preferably, it is 25% or less, more preferably 22% or less, particularly preferably 18% or less, most preferably 15% or less.
半導体発光素子から発せられた光は、蛍光体及び蛍光体を保持している封止材料に吸収される。これによって封止材料が発熱し、蛍光体を加熱する。また、半導体発光素子から発せられた光が蛍光体に吸収されることによって蛍光体自身も発熱する。更には、半導体発光素子が通電され発光する際には、半導体発光素子内部の電気抵抗により発光素子が発熱し、その温度が上昇することにより、伝熱により蛍光体が加熱される。これらの加熱作用により蛍光体の温度は100℃程度に到達する。蛍光体の発光ピーク強度は温度に依存し、蛍光体が高温になるほど発光ピーク強度は低下する傾向にある。 The light emitted from the semiconductor light emitting device is absorbed by the phosphor and the sealing material holding the phosphor. As a result, the sealing material generates heat and heats the phosphor. In addition, the phosphor itself generates heat by the light emitted from the semiconductor light emitting element being absorbed by the phosphor. Further, when the semiconductor light emitting element is energized to emit light, the light emitting element generates heat due to the electric resistance inside the semiconductor light emitting element, and the temperature rises, whereby the phosphor is heated by heat transfer. The temperature of the phosphor reaches about 100 ° C. by these heating actions. The emission peak intensity of the phosphor depends on the temperature, and the emission peak intensity tends to decrease as the temperature of the phosphor increases.
一方、本発明の半導体発光装置は、通常の場合、赤色領域に発光ピークを有するフッ素
錯体蛍光体と共に、他種の蛍光体(例えば、後述する緑色蛍光体や青色蛍光体)を組み合わせて所望の発光色を有する発光装置とすることができる。
よって、半導体発光素子から光が発せられ続けた状態においても全体としての色調が変わらないようにするためには、温度上昇によって各色蛍光体の発光ピーク強度が変化したとしても、そのバランスが大きく崩れないようにすることが重要である。
On the other hand, the semiconductor light-emitting device of the present invention is usually combined with a fluorine complex phosphor having a light emission peak in the red region and other kinds of phosphors (for example, a green phosphor or a blue phosphor described later) in combination with a desired one. A light-emitting device having an emission color can be obtained.
Therefore, in order to prevent the overall color tone from changing even when light is continuously emitted from the semiconductor light emitting device, even if the emission peak intensity of each color phosphor changes due to a temperature rise, the balance is greatly lost. It is important not to.
フッ素錯体蛍光体と共に用いる他種の蛍光体も、励起光の波長が400nm又は455nmの場合において、25℃での発光ピーク強度に対する100℃での発光ピーク強度の変化率が上記範囲であるように組成等を調製することが好ましい。これにより、各色蛍光体の温度上昇によって各色蛍光体の発光ピーク強度が変化しても、その変化が各色蛍光体間で比較的小さくなるので、本発明の半導体発光装置から発せられる光の色調は全体として変化が小さくなる。 For other types of phosphors used together with the fluorine complex phosphor, the change rate of the emission peak intensity at 100 ° C. with respect to the emission peak intensity at 25 ° C. is within the above range when the wavelength of the excitation light is 400 nm or 455 nm. It is preferable to prepare the composition and the like. As a result, even if the emission peak intensity of each color phosphor changes due to the temperature rise of each color phosphor, the change is relatively small between each color phosphor, so the color tone of the light emitted from the semiconductor light emitting device of the present invention is Overall, the change is small.
ここで、蛍光体の温度依存性は、具体的には、例えば以下のように測定することができる。
[温度依存性の測定例]
温度依存性の測定は、発光スペクトル測定装置として、例えば大塚電子社製MCPD7000マルチチャンネルスペクトル測定装置、輝度測定装置として、例えば色彩輝度計BM5A、ペルチェ素子による冷却機構とヒーターによる加熱機構を備えたステージ及び光源として150Wキセノンランプを備える装置を用いて、下記手順で行なう。
Here, specifically, the temperature dependence of the phosphor can be measured, for example, as follows.
[Temperature dependence measurement example]
The temperature dependence is measured by using, for example, a MCPD7000 multi-channel spectrum measurement device manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. as an emission spectrum measurement device, a stage equipped with, for example, a color luminance meter BM5A, a cooling mechanism using a Peltier element, and a heating mechanism using a heater. And using the apparatus provided with a 150W xenon lamp as a light source, it carries out in the following procedure.
ステージに蛍光体のサンプルを入れたセルを載せ、温度を25℃、及び100℃と変化させ、蛍光体の表面温度を確認し、次いで、光源から回折格子で分光して取り出した波長400nm又は455nmの光で蛍光体を励起して、輝度値及び発光スペクトルを測定する。測定された発光スペクトルから、発光ピーク強度を求める。ここで、蛍光体の励起光照射側の表面温度の測定値としては、放射温度計と熱電対による温度測定値を利用して補正した値を用いる。 Place the cell containing the phosphor sample on the stage, change the temperature to 25 ° C and 100 ° C, check the surface temperature of the phosphor, and then remove the spectrum from the light source with a diffraction grating, wavelength 400nm or 455nm The phosphor is excited with the light, and the luminance value and the emission spectrum are measured. The emission peak intensity is obtained from the measured emission spectrum. Here, as a measured value of the surface temperature on the excitation light irradiation side of the phosphor, a value corrected by using a temperature measured value by a radiation thermometer and a thermocouple is used.
[2−7.Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体の組成]
本発明の半導体発光装置に用いられるMn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体としては、好ましくは、アルカリ金属元素、NH4、アルカリ土類金属元素、及びZnからなる群から選ばれる少なくとも1種類の元素又は基と、周期律表第3族、第4族、第13族、及び第14族からなる群から選ばれる少なくとも1種類の元素と、ハロゲン元素から選ばれる少なくとも1種類の元素とを含有する蛍光体が挙げられる。
[2-7. Composition of Fluorine Complex Phosphor Activated with Mn 4+ ]
The fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ used in the semiconductor light emitting device of the present invention is preferably at least one selected from the group consisting of alkali metal elements, NH 4 , alkaline earth metal elements, and Zn. And at least one element selected from the group consisting of Group 3, Group 4,
Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体としては、下記の式[1]〜[8]で示される蛍光体であることが好ましい。
MI 2[MIV 1−xRxF6] ・・・[1]
MI 3[MIII 1−xRxF6] ・・・[2]
MII[MIV 1−xRxF6] ・・・[3]
MI 3[MIV 1−xRxF7] ・・・[4]
MI 2[MIII 1−xRxF5] ・・・[5]
Zn2[MIII 1−xRxF7] ・・・[6]
MI[MIII 2−2xR2xF7] ・・・[7]
Ba0.65Zr0.35F2.70:Mn4+ ・・・[8]
(但し、前記式[1]〜[8]において、MIはLi、Na、K、Rb、Cs、及びNH4からなる群より選ばれる1種以上の1価の基を表わし、MIIはアルカリ土類金属元素を表し、MIIIは周期律表(以下、周期律表の記載は省略する場合がある。)第3族及び第13族からなる群より選ばれる1種以上の金属元素を表し、MIVは第4族及び第14族からなる群より選ばれる1種以上の金属元素を表し、Rは、少なくともMnを含有す
る付活元素を表す。xは、0<x<1で表される範囲の数値である。)
MIとしては、K及びNaからなる群より選ばれる1種以上の元素を含有することが特に好ましい。
The fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ is preferably a phosphor represented by the following formulas [1] to [8].
M I 2 [M IV 1-x R x F 6 ] ... [1]
M I 3 [M III 1-x R x F 6 ] ... [2]
M II [M IV 1-x R x F 6 ] ... [3]
M I 3 [M IV 1-x R x F 7 ] ... [4]
M I 2 [M III 1-x R x F 5 ] ... [5]
Zn 2 [M III 1-x R x F 7] ··· [6]
M I [M III 2-2x R 2x F 7 ] ... [7]
Ba 0.65 Zr 0.35 F 2.70 : Mn 4+ ... [8]
(In the above formulas [1] to [8], M I represents one or more monovalent groups selected from the group consisting of Li, Na, K, Rb, Cs, and NH 4 , and M II represents Represents an alkaline earth metal element, and M III represents one or more metal elements selected from the group consisting of Group 3 and
As M I , it is particularly preferable to contain one or more elements selected from the group consisting of K and Na.
MIIとしては、少なくともBaを含有することが好ましく、特に好ましくはBaである。
MIIIの好ましい具体例としては、Al、Ga、In、Y、及びScからなる群より選ばれる1種以上の金属元素が挙げられ、このうち、Al、Ga、及びInからなる群より選ばれる1種以上の金属元素が好ましく、さらには、少なくともAlを含有することがより好ましく、特にはAlが好ましい。
M II preferably contains at least Ba, and particularly preferably Ba.
Preferable specific examples of M III include one or more metal elements selected from the group consisting of Al, Ga, In, Y, and Sc, and among these, selected from the group consisting of Al, Ga, and In. One or more metal elements are preferable, and at least Al is more preferable, and Al is particularly preferable.
MIVの好ましい具体例としては、Si、Ge、Sn、Ti、及びZrからなる群より選ばれる1種以上の金属元素が挙げられ、中でもSi、Ge、Ti、Zrが好ましく、このうち、少なくともSiを含有することが好ましく、特にはSiが好ましい。
xとしては、好ましくは0.004以上、より好ましくは0.010以上、特に好ましくは0.020以上であり、また、好ましくは0.30以下、より好ましくは0.25以下、更に好ましくは0.08以下、特に好ましくは0.06以下である。
Preferred examples of M IV, Si, Ge, Sn , Ti, and one or more metal elements selected from the group consisting of Zr, and among them Si, Ge, Ti, Zr are preferred, of which at least It is preferable to contain Si, and Si is particularly preferable.
x is preferably 0.004 or more, more preferably 0.010 or more, particularly preferably 0.020 or more, preferably 0.30 or less, more preferably 0.25 or less, and still more preferably 0. 0.08 or less, particularly preferably 0.06 or less.
上記式[1]〜[8]で表される化合物の好ましい具体例としては、K2[AlF5]:Mn4+、K3[AlF6]:Mn4+、K3[GaF6]:Mn4+、Zn2[AlF7]:Mn4+、K[In2F7]:Mn4+、K2[SiF6]:Mn4+、Na2[SiF6]:Mn4+、K2[TiF6]:Mn4+、K3[ZrF7]:Mn4+、Ba[TiF6]:Mn4+、K2[SnF6]:Mn4+、Na2[TiF6]:Mn4+、Na2[ZrF5]:Mn4+、KRb[TiF6]:Mn4+、K2[Si0.5Ge0.5F6]:Mn4+を挙げることができる。 Preferable specific examples of the compounds represented by the above formulas [1] to [8] include K 2 [AlF 5 ]: Mn 4+ , K 3 [AlF 6 ]: Mn 4+ , K 3 [GaF 6 ]: Mn 4+ Zn 2 [AlF 7 ]: Mn 4+ , K [In 2 F 7 ]: Mn 4+ , K 2 [SiF 6 ]: Mn 4+ , Na 2 [SiF 6 ]: Mn 4+ , K 2 [TiF 6 ]: Mn 4+ , K 3 [ZrF 7 ]: Mn 4+ , Ba [TiF 6 ]: Mn 4+ , K 2 [SnF 6 ]: Mn 4+ , Na 2 [TiF 6 ]: Mn 4+ , Na 2 [ZrF 5 ]: Mn 4+ , KRb [TiF 6 ]: Mn 4+ , K 2 [Si 0.5 Ge 0.5 F 6 ]: Mn 4+ .
上記式[1]〜[8]で表される蛍光体の中でも、式[1]で表される化学組成を有する結晶相を含有することが特に好ましい。式[1]で表される化学組成を有する結晶相を含有する蛍光体は、結晶欠陥を生じにくく、安定性に優れるからである。また、Mn4+錯イオン[MnF6]2−を含むK2MnF6と、母体のK2TiF6、K2SiF6、K2GeF6、K2ZrF6とは類似した結晶構造をとっており、これらの母体には[MnF6]2−錯イオンの状態で置換されやすいからである。 Among the phosphors represented by the above formulas [1] to [8], it is particularly preferable to contain a crystal phase having a chemical composition represented by the formula [1]. This is because the phosphor containing a crystal phase having the chemical composition represented by the formula [1] is less likely to cause crystal defects and is excellent in stability. Further, K 2 MnF 6 containing Mn 4+ complex ion [MnF 6 ] 2− and the base K 2 TiF 6 , K 2 SiF 6 , K 2 GeF 6 , and K 2 ZrF 6 have a similar crystal structure. This is because these base materials are easily substituted in the state of [MnF 6 ] 2- complex ions.
上記式[1]で表される化合物の中でも、下記式[1’]で表される化学組成を有する結晶相を含有し、MIV’とMnとの合計モル数に対するMnの割合が0.1モル%以上40モル%以下であり、かつ、比表面積が1.3m2/g以下であるものを用いると、得られる半導体発光装置の輝度の点で好ましい。
MI’2MIV’F6:R ・・・[1’]
(但し、前記式[1’]中、MI’は、K、及びNaからなる群から選ばれる1種以上の元素を含有し、MIV’は、少なくともSiを含有する周期律表第4族及び第14族からなる群より選ばれる1種以上の金属元素を表し、Rは、少なくともMnを含有する付活元素を表す。)
前記式[1’]において、MI’は、K及びNaからなる群より選ばれる1種以上の元素を含有する。これらの元素のうち何れか一方を単独で含有していてもよく、二種を任意の比率で併有していてもよい。また、上記のほかにその性能に影響を与えない限りにおいて、Li、Rb、Cs等のアルカリ金属元素や、(NH4)を一部含有していても良い。Li、Rb、Cs、又は(NH4)の含有量としては通常全MI’量に対して10モル%以下である。
Among the compounds represented by the above formula [1], it contains a crystal phase having a chemical composition represented by the following formula [1 ′], and the ratio of Mn to the total number of moles of M IV ′ and Mn is 0.00. Use of a material having a specific surface area of not less than 1 mol% and not more than 40 mol% and having a specific surface area of 1.3 m 2 / g or less is preferred from the viewpoint of the luminance of the obtained semiconductor light emitting device.
M I ' 2 M IV ' F 6 : R ... [1 ']
(In the formula [1 ′], M I ′ contains one or more elements selected from the group consisting of K and Na, and M IV ′ contains at least Si in the periodic table 4th. And represents one or more metal elements selected from the group consisting of
In the formula [1 ′], M I ′ contains one or more elements selected from the group consisting of K and Na. Any one of these elements may be contained alone, or two of them may be contained in any ratio. In addition to the above, an alkali metal element such as Li, Rb, and Cs or a part of (NH 4 ) may be contained as long as the performance is not affected. The content of Li, Rb, Cs, or (NH 4 ) is usually 10 mol% or less with respect to the total M I ′ amount.
このうちMI’としては、少なくともKを含有しているのが好ましく、通常、全MI’
量に対してKが90モル%以上、好ましくは97モル%以上、より好ましくは98モル%以上、さらに好ましくは99モル%以上を占める場合であり、Kのみを用いることが特に好ましい。
上記式[1’]において、MIV’は、少なくともSiを含有する。通常、全MIV’量に対してSiが90モル%以上、好ましくは97モル%以上、より好ましくは98モル%以上、さらに好ましくは99モル%以上を占める場合であり、Siのみを用いることが特に好ましい。即ち、下記式[1’’]で表される化学組成を有する結晶相を含有することが特に好ましい。
Of these, M I 'preferably contains at least K, and usually all M I '
This is a case where K accounts for 90 mol% or more, preferably 97 mol% or more, more preferably 98 mol% or more, and still more preferably 99 mol% or more, and it is particularly preferable to use only K.
In the above formula [1 ′], M IV ′ contains at least Si. Usually, Si is 90 mol% or more, preferably 97 mol% or more, more preferably 98 mol% or more, and even more preferably 99 mol% or more with respect to the total amount of M IV ′, and only Si is used. Is particularly preferred. That is, it is particularly preferable to contain a crystal phase having a chemical composition represented by the following formula [1 ″].
MI’2SiF6:R …[1’’]
(前記式[1’’]中、MI’、及びRは、上記式[1’]と同義である。)
Rは、少なくともMnを含有する付活元素であり、RとしてMn以外に含まれていても良い付活元素としては、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Ru、及びAgよりなる群から選ばれる1種又は2種以上が挙げられる。
M I ′ 2 SiF 6 : R ... [1 ″]
(In Formula [1 ″], M I ′ and R have the same meanings as in Formula [1 ′] above.)
R is an activation element containing at least Mn, and R may be included in addition to Mn, and the activation element may be selected from the group consisting of Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Ru, and Ag. 1 type, or 2 or more types.
Rは、Mnを通常全R量に対して90モル%以上含むことが好ましく、より好ましくは95モル%以上、特に98モル%以上含むことが好ましく、Mnのみを含むことが特に好ましい。
上記[1’]で表される蛍光体は、MIV’とMnとの合計モル数に対するMnの割合(本発明において、この割合を以下「Mn濃度」と称す。)が0.1モル%以上40モル%以下であることが好ましい。このMn濃度が少な過ぎると、蛍光体による励起光の吸収効率が小さくなるので、輝度が低下する傾向にあり、多過ぎると、吸収効率は大きくなるものの、濃度消光により内部量子効率及び輝度が低下する傾向にある。より好ましいMn濃度は、0.4モル以上、更に好ましくは1モル%以上、特に好ましくは2モル%以上、また、30モル%以下、さらに好ましくは25モル%以下、またさらに好ましくは8モル%以下、特に好ましくは6モル%以下である。
R preferably contains 90 mol% or more of Mn relative to the total amount of R, more preferably 95 mol% or more, particularly preferably 98 mol% or more, and particularly preferably contains only Mn.
In the phosphor represented by [1 ′], the ratio of Mn to the total number of moles of M IV ′ and Mn (in the present invention, this ratio is hereinafter referred to as “Mn concentration”) is 0.1 mol%. It is preferable that it is 40 mol% or less. If the Mn concentration is too small, the absorption efficiency of the excitation light by the phosphor decreases, so the luminance tends to decrease. If it is too large, the absorption efficiency increases, but the internal quantum efficiency and luminance decrease due to concentration quenching. Tend to. More preferable Mn concentration is 0.4 mol or more, more preferably 1 mol% or more, particularly preferably 2 mol% or more, 30 mol% or less, more preferably 25 mol% or less, and still more preferably 8 mol%. Hereinafter, it is particularly preferably 6 mol% or less.
また、上記蛍光体は、好ましくは、後述の蛍光体の製造方法に記載される方法により製造されるが、当該蛍光体の製造方法において、以下の理由により、蛍光体原料の仕込み組成と得られる蛍光体の組成とに若干のずれが生じる。上記蛍光体は、蛍光体製造時の原料の仕込み組成ではなく、得られる蛍光体の組成として、上記の特定の組成を有することを特徴とする。 The phosphor is preferably manufactured by the method described in the phosphor manufacturing method described later. In the phosphor manufacturing method, the phosphor raw material composition is obtained for the following reasons. There is a slight deviation from the composition of the phosphor. The phosphor is characterized by having the above-mentioned specific composition as a composition of the obtained phosphor, not a raw material charging composition at the time of manufacturing the phosphor.
ここで、Mn4+のイオン半径(0.53Å)はSi4+のイオン半径(0.4Å)に比べて大きく、Mn4+は、K2SiF6に全固溶せず、部分固溶するので、本発明の蛍光体においては仕込み組成に比べて、実質的に付活されるMn4+濃度は制限され、少なくなる。ただし、蛍光体中に含有されるMn4+の濃度が低い場合でも、後述する製造方法によれば、粒子成長が促進されるので十分な吸収効率及び輝度を提供することができる。 Here, the ionic radius of Mn 4+ (0.53 Å) is larger than the ionic radius (0.4 Å) of Si 4+, Mn 4+ is not totally dissolved in K 2 SiF 6, since the partial solid solution, In the phosphor of the present invention, the substantially activated Mn 4+ concentration is limited and reduced as compared with the charged composition. However, even when the concentration of Mn 4+ contained in the phosphor is low, according to the production method described later, since the particle growth is promoted, sufficient absorption efficiency and luminance can be provided.
なお、蛍光体中に含まれるMn濃度の化学組成分析は、例えば、SEM−EDXにより測定することができる。この方法は、走査型電子顕微鏡(SEM)測定において、蛍光体に電子線(例えば、加速電圧20kV)を照射し、蛍光体中に含まれる各元素から放出される特性X線を検出して元素分析を行うものである。測定装置としては、例えば、日立製作所社製SEM(S−3400N)と、堀場製作所社製エネルギー分散X線分析装置(EDX)(EX−250x−act)とを用いて行うことができる。 The chemical composition analysis of the Mn concentration contained in the phosphor can be measured by, for example, SEM-EDX. In this method, in scanning electron microscope (SEM) measurement, the phosphor is irradiated with an electron beam (for example, an acceleration voltage of 20 kV), and characteristic X-rays emitted from each element contained in the phosphor are detected to detect the element. Analyze. As the measuring device, for example, an SEM (S-3400N) manufactured by Hitachi, Ltd. and an energy dispersive X-ray analyzer (EDX) (EX-250x-act) manufactured by Horiba, Ltd. can be used.
また、上記蛍光体には、上述の蛍光体を構成する元素以外にAl、Ga、B、In、Nb、Mo、Zn、Ta、W、Re及びMgよりなる群から選ばれる1種又は2種以上の元素が、上記蛍光体の性能に悪影響を与えない範囲で含有されていてもよい。
[2−8.Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体の製造方法]
本発明に用いられるフッ素錯体蛍光体は、各構成元素を含有する原料を混合し、公知の方法に準じて製造することができる。具体的には、各試薬をフッ化水素酸に溶解させてから、溶液を加熱して蛍光体を蒸発乾固させて得る方法(J. Electrochem. Soc. Vol. 120,
No.7, (1973), 942-947, US 2006169998A1)や、各試薬をフッ化水素酸に溶解させてか
ら、貧溶媒を添加することにより、蛍光体を析出させる貧溶媒析出法(米国特許第357
6756号参照)などを用いることができる。
In addition to the elements constituting the phosphor, the phosphor is one or two selected from the group consisting of Al, Ga, B, In, Nb, Mo, Zn, Ta, W, Re, and Mg. The above elements may be contained in a range that does not adversely affect the performance of the phosphor.
[2-8. Method for producing fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ ]
The fluorine complex phosphor used in the present invention can be produced according to a known method by mixing raw materials containing each constituent element. Specifically, after dissolving each reagent in hydrofluoric acid, heating the solution and evaporating the phosphor to dryness (J. Electrochem. Soc. Vol. 120,
No.7, (1973), 942-947, US 2006169998A1) and a poor solvent precipitation method in which each reagent is dissolved in hydrofluoric acid and then a phosphor is precipitated by adding a poor solvent (US patent) No. 357
No. 6756) can be used.
また、上記式[1’]で表される蛍光体の場合には、上記のような貧溶媒析出法より、下記のような貧溶媒を用いない方法により製造されるものが好ましい。以下に、MIV’がSiの場合を代表例として、貧溶媒を用いない方法について説明する。
貧溶媒を用いない方法とは、「K、Na、Si、Mn、及びFからなる群から選ばれる1種以上の元素を含む溶液の2種以上を混合した後、混合により析出した析出物(蛍光体)を得る方法」が挙げられ、本方法では、混合する溶液に、目的とする蛍光体を構成する元素の全ての元素が含まれていることが好ましい。混合する溶液の組み合わせとしては、具体的には以下の2−1)と以下の2−2)が挙げられる。
In addition, in the case of the phosphor represented by the above formula [1 ′], those produced by the following method using no poor solvent are preferable to the above poor solvent precipitation method. Hereinafter, a method in which a poor solvent is not used will be described by taking M IV ′ as Si as a representative example.
The method that does not use a poor solvent is “a mixture of two or more solutions containing one or more elements selected from the group consisting of K, Na, Si, Mn, and F, and then a precipitate ( In this method, it is preferable that all the elements constituting the target phosphor are contained in the solution to be mixed. Specific examples of the combination of the solutions to be mixed include the following 2-1) and the following 2-2).
2−1) 少なくともSiとFとを含有する溶液と、少なくともK(及び/又はNa)とMnとFとを含有する溶液とを混合する方法。
2−2) 少なくともSiとMnとFとを含有する溶液と、少なくともK(及び/又はNa)とFとを含有する溶液とを混合する方法。
上記「少なくともSiとFとを含有する溶液」としては、SiF6源を含有するフッ化水素酸(以下、「HF水溶液」と称する。)が挙げられ、上記「少なくともK(及び/又はNa)とMnとFとを含有する溶液」としてはK(及び/又はNa)源とMn源とを含むHF水溶液が挙げられる。
2-1) A method of mixing a solution containing at least Si and F and a solution containing at least K (and / or Na), Mn and F.
2-2) A method of mixing a solution containing at least Si, Mn and F with a solution containing at least K (and / or Na) and F.
Examples of the “solution containing at least Si and F” include hydrofluoric acid containing an SiF 6 source (hereinafter referred to as “HF aqueous solution”), and the above “at least K (and / or Na)”. Examples of the “solution containing Mn, M and F” include an HF aqueous solution containing a K (and / or Na) source and a Mn source.
また、上記「少なくともSiとMnとFとを含有する溶液」としては、SiF6源とMn源とを含むHF水溶液が挙げられ、上記「少なくともK(及び/又はNa)とFとを含有する溶液」としては、K(及び/又はNa)源を含むHF水溶液が挙げられる。
ここで、SiF6源としては、SiとFとを含む化合物であって、溶液への溶解性に優れるものであればよく、H2SiF6、Na2SiF6、(NH4)2SiF6、Rb2SiF6、Cs2SiF6を用いることができ、これらのうち、水への溶解度が高く、不純物としてアルカリ金属元素を含まないことにより、H2SiF6が好ましい。これらのSiF6源は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
The “solution containing at least Si, Mn, and F” includes an HF aqueous solution containing a SiF 6 source and a Mn source, and contains the above “at least K (and / or Na) and F. Examples of the “solution” include an aqueous HF solution containing a K (and / or Na) source.
Here, the SiF 6 source is a compound containing Si and F, and any compound having excellent solubility in a solution may be used. H 2 SiF 6 , Na 2 SiF 6 , (NH 4 ) 2 SiF 6 , Rb 2 SiF 6 , and Cs 2 SiF 6 can be used. Among these, H 2 SiF 6 is preferable because it has high solubility in water and does not contain an alkali metal element as an impurity. These SiF 6 sources may be used alone or in combination of two or more thereof.
K源としては、KF、KHF2、KOH、KCl、KBr、KI、酢酸カリウム、K2CO3等の水溶性カリウム塩を用いることができるが、中でも溶液中のHF濃度を下げることなく溶解することができ、また、溶解熱が小さいために安全性が高いことによりKHF2が好ましい。
Mn源としては、K2MnF6、KMnO4、K2MnCl6等を用いることができ、中でも、結晶格子を歪ませて不安定化させる傾向にあるCl元素を含まないこと等から、付活することのできる酸化数(4価)を維持しながら、MnF6錯イオンとしてHF酸水溶液中に安定して存在することができることによりK2MnF6が好ましい。なお、Mn源のうち、Kを含むものは、K源を兼ねるものとなる。
As the K source, water-soluble potassium salts such as KF, KHF 2 , KOH, KCl, KBr, KI, potassium acetate, K 2 CO 3 and the like can be used. In addition, KHF 2 is preferable because of its low heat of dissolution and high safety.
As the Mn source, K 2 MnF 6 , KMnO 4 , K 2 MnCl 6, etc. can be used. K 2 MnF 6 is preferable because it can stably exist in the HF acid aqueous solution as a MnF 6 complex ion while maintaining the oxidation number (tetravalent) that can be obtained. Of the Mn sources, those containing K also serve as the K source.
これらHF水溶液のHF濃度は、通常10重量%以上、好ましくは20重量%以上、より好ましくは30重量%以上、また、通常70重量%以下、好ましくは60重量%以下、より好ましくは50重量%以下であることが好ましい。
SiF6源濃度は、通常10重量%以上、好ましくは20重量%以上、また、通常60重量%以下、好ましくは40重量%以下であることが好ましい。
The HF concentration of these HF aqueous solutions is usually 10% by weight or more, preferably 20% by weight or more, more preferably 30% by weight or more, and usually 70% by weight or less, preferably 60% by weight or less, more preferably 50% by weight. The following is preferable.
The SiF 6 source concentration is usually 10% by weight or more, preferably 20% by weight or more, and usually 60% by weight or less, preferably 40% by weight or less.
K源及びMn源濃度は、合計で通常5重量%以上、好ましくは10重量%以上、より好ましくは15重量%以上、また、通常45重量%以下、好ましくは40重量%以下、より好ましくは35重量%以下であることが好ましい。
反応後、目的とする蛍光体の結晶が析出するため、この結晶を濾過等により固液分離して回収し、エタノール、水、アセトン等の溶媒で洗浄した後、通常100℃以上、好ましくは120℃以上、より好ましくは150℃以上、また、通常300℃以下、好ましくは250℃以下、より好ましくは200℃以下で乾燥することが好ましい。乾燥する時間としては、蛍光体に付着した水分を蒸発することができれば、特に制限はないが、例えば、1〜2時間程度乾燥する。
The total concentration of K source and Mn source is usually 5% by weight or more, preferably 10% by weight or more, more preferably 15% by weight or more, and usually 45% by weight or less, preferably 40% by weight or less, more preferably 35%. It is preferable that it is less than weight%.
After the reaction, crystals of the target phosphor are precipitated. The crystals are recovered by solid-liquid separation by filtration or the like, washed with a solvent such as ethanol, water, acetone, etc., and usually 100 ° C. or higher, preferably 120 It is preferable to dry at a temperature not lower than 150 ° C., more preferably not lower than 150 ° C., usually not higher than 300 ° C., preferably not higher than 250 ° C., more preferably not higher than 200 ° C. The drying time is not particularly limited as long as the water adhering to the phosphor can be evaporated, but for example, it is dried for about 1 to 2 hours.
上記の貧溶媒を用いない方法によって上記式[1’]で表される蛍光体を製造すると、その比表面積が、小さくなる傾向にあり、好ましい。また、上記の貧溶媒を用いない方法によって製造された上記式[1’]で表される蛍光体は、さらに、粒度分布のピーク値が一つとなる傾向もあり、その粒度分布のピークの幅が狭くなる傾向もある。この場合の比表面積、粒度分布等の具体的な数値範囲は、[2−5.フッ素錯体蛍光体粒子の粒径、及び形状]に記載したのと同様である。 When the phosphor represented by the above formula [1 '] is produced by the above method without using a poor solvent, the specific surface area tends to be small, which is preferable. In addition, the phosphor represented by the above formula [1 ′] produced by the method using no poor solvent has a tendency that the peak value of the particle size distribution becomes one, and the width of the peak of the particle size distribution. There is also a tendency to narrow. Specific numerical ranges such as specific surface area and particle size distribution in this case are as described in [2-5. This is the same as described in [Particle size and shape of fluorine complex phosphor particles].
[2−9.蛍光体の表面処理]
本発明に使用される蛍光体は、蛍光体粒子の不要な凝集を防ぐ目的で、公知の手法を適用し、表面処理が行われていてもよい。ただし、かかる表面処理によって蛍光体を劣化させることがないように留意する必要がある。
[3.フッ素錯体蛍光体と共に用いることのできる蛍光体]
本発明の半導体発光装置には、Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体を単独で使用してもよく、2種以上のフッ素錯体蛍光体を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。また、本発明の効果を著しく損なわない限り、フッ素錯体蛍光体に、他種の蛍光体を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。即ち、用いる蛍光体の組み合わせ及びその比率等は、半導体発光装置の用途等に応じて任意に設定すればよい。
[2-9. Surface treatment of phosphor]
The phosphor used in the present invention may be subjected to a surface treatment by applying a known method for the purpose of preventing unnecessary aggregation of the phosphor particles. However, care must be taken so that the phosphor is not deteriorated by such surface treatment.
[3. Phosphors that can be used with fluorocomplex phosphors]
In the semiconductor light emitting device of the present invention, a fluorine complex phosphor activated by Mn 4+ may be used alone, or two or more kinds of fluorine complex phosphors may be used in any combination and ratio. Moreover, unless the effect of this invention is impaired remarkably, you may use together with a fluorine complex fluorescent substance other types of fluorescent substance by arbitrary combinations and a ratio. That is, the combination of phosphors to be used and the ratio thereof may be arbitrarily set according to the use of the semiconductor light emitting device.
具体的には、所望の発光色が得られるように、半導体発光素子と、Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体と、当該フッ素錯体蛍光体とは異なる発光ピーク波長を有する蛍光体とを適切に組み合わせることが好ましい。
例えば、本発明の半導体発光装置を赤色発光としたい場合には、Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体を少なくとも1種以上使用すればよい。
Specifically, a semiconductor light emitting device, a fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ , and a phosphor having an emission peak wavelength different from that of the fluorine complex phosphor so that a desired emission color can be obtained. Appropriate combinations are preferred.
For example, when the semiconductor light emitting device of the present invention is desired to emit red light, at least one fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ may be used.
また、例えば、本発明の半導体発光装置を白色発光としたい場合には、Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体が通常赤色発光であるので、近紫外発光の半導体発光素子を用いる場合には、青色蛍光体、及び緑色蛍光体を組み合わせればよく、青色発光の半導体発光素子を用いる場合には、緑色蛍光体を組み合わせればよい。
なお、後述するように、必要に応じて、Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体以外の橙色ないし赤色蛍光体(同色併用蛍光体)を併用してもよい。
For example, when the semiconductor light-emitting device of the present invention is intended to emit white light, the fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ usually emits red light. The blue phosphor and the green phosphor may be combined. When a blue light emitting semiconductor light emitting element is used, the green phosphor may be combined.
As will be described later, if necessary, an orange or red phosphor (same color combination phosphor) other than the fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ may be used in combination.
本発明の半導体発光装置において、用いることのできる蛍光体を以下に例示する。
<青色蛍光体>
Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体に加えて青色蛍光体を使用する場合、当該青色蛍光体は本発明の効果を著しく損なわない限り任意のものを使用することができる。この際、青色蛍光体の発光ピーク波長は、通常420nm以上、好ましくは430nm以上、より好ましくは440nm以上、また、通常490nm以下、好ましくは480nm以下、より好ましくは470nm以下、更に好ましくは460nm以下の波長範囲にあることが好適である。使用する青色蛍光体の発光ピーク波長がこの範囲にあると、Mn4+で付
活されたフッ素錯体蛍光体の励起帯と重なり、当該青色蛍光体からの青色光により、本発明の蛍光体を効率良く励起することができるからである。
Examples of phosphors that can be used in the semiconductor light emitting device of the present invention are shown below.
<Blue phosphor>
When a blue phosphor is used in addition to the fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ , any blue phosphor can be used as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. At this time, the emission peak wavelength of the blue phosphor is usually 420 nm or more, preferably 430 nm or more, more preferably 440 nm or more, and usually 490 nm or less, preferably 480 nm or less, more preferably 470 nm or less, and further preferably 460 nm or less. It is preferable to be in the wavelength range. When the emission peak wavelength of the blue phosphor used is within this range, it overlaps with the excitation band of the fluorine complex phosphor activated by Mn 4+ , and the phosphor of the present invention is efficiently used by the blue light from the blue phosphor. This is because it can be excited well.
このような青色蛍光体として使用できる蛍光体を下表に示す。 The following table shows phosphors that can be used as such blue phosphors.
以上の中でも、青色蛍光体としては、(Ca,Sr,Ba)MgAl10O17:Eu、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6(Cl,F)2:Eu、(Ba,Ca,Mg,Sr)2SiO4:Eu、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6(Cl,F)2:Eu、(Ba,Ca,Sr)3MgSi2O8:Euが好ましく、(Ba,Sr)MgAl10O17:Eu、(Ca,Sr,Ba)10(PO4)6(Cl,F)2:Eu、Ba3MgSi2O8:Euがより好ましく、Sr10(PO4)6Cl2:Eu、BaMgAl10O17:Euが特に好ましい。 Among these, as the blue phosphor, (Ca, Sr, Ba) MgAl 10 O 17 : Eu, (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 (Cl, F) 2 : Eu, (Ba , Ca, Mg, Sr) 2 SiO 4 : Eu, (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 (Cl, F) 2 : Eu, (Ba, Ca, Sr) 3 MgSi 2 O 8 : Eu is preferred, (Ba, Sr) MgAl 10 O 17 : Eu, (Ca, Sr, Ba) 10 (PO 4 ) 6 (Cl, F) 2 : Eu, Ba 3 MgSi 2 O 8 : Eu is more preferred, Sr 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu, BaMgAl 10 O 17 : Eu are particularly preferable.
<緑色蛍光体>
Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体に加えて緑色蛍光体を使用する場合、当該緑色蛍光体は本発明の効果を著しく損なわない限り任意のものを使用することができる。この際、緑色蛍光体の発光ピーク波長は、通常500nmより大きく、中でも510nm以上、更には515nm以上、また、通常550nm以下、中でも542nm以下、更には535nm以下の範囲であることが好ましい。この発光ピーク波長が短過ぎると青味を帯びる傾向がある一方で、長過ぎると黄味を帯びる傾向があり、何れも緑色光としての特性が低下する場合がある。
<Green phosphor>
When a green phosphor is used in addition to the fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ , any green phosphor can be used as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. At this time, the emission peak wavelength of the green phosphor is usually larger than 500 nm, preferably 510 nm or more, more preferably 515 nm or more, and usually 550 nm or less, especially 542 nm or less, and further preferably 535 nm or less. If this emission peak wavelength is too short, it tends to be bluish, while if it is too long, it tends to be yellowish, and the characteristics as green light may deteriorate.
このような緑色蛍光体として利用できる蛍光体を下表に示す。 The phosphors that can be used as such green phosphors are shown in the table below.
以上の中でも、緑色蛍光体としては、Y3(Al,Ga)5O12:Ce、CaSc2O4:Ce、Ca3(Sc,Mg)2Si3O12:Ce、(Sr,Ba)2SiO4:Eu、(Si,Al)6(O,N)8:Eu(β−sialon)、(Ba,Sr)3Si6O12:N2:Eu、SrGa2S4:Eu、BaMgAl10O17:Eu,Mnが好ましい。 Among these, as the green phosphor, Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce, CaSc 2 O 4 : Ce, Ca 3 (Sc, Mg) 2 Si 3 O 12 : Ce, (Sr, Ba) 2 SiO 4 : Eu, (Si, Al) 6 (O, N) 8 : Eu (β-sialon), (Ba, Sr) 3 Si 6 O 12 : N 2 : Eu, SrGa 2 S 4 : Eu, BaMgAl 10 O 17 : Eu, Mn is preferred.
得られる発光装置を照明装置に用いる場合には、Y3(Al,Ga)5O12:Ce、CaSc2O4:CeCa3(Sc,Mg)2Si3O12:Ce、(Sr,Ba)2SiO4:Eu、(Si,Al)6(O,N)8:Eu(β−sialon)、(Ba,Sr)3Si6O12:N2:Euが好ましい。
また、得られる発光装置を画像表示装置に用いる場合には、(Sr,Ba)2SiO4:Eu、(Si,Al)6(O,N)8:Eu(β−sialon)、(Ba,Sr)3Si6O12:N2:Eu、SrGa2S4:Eu、BaMgAl10O17:Eu,Mnが好ましい。
When the obtained light-emitting device is used for a lighting device, Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce, CaSc 2 O 4 : CeCa 3 (Sc, Mg) 2 Si 3 O 12 : Ce, (Sr, Ba ) 2 SiO 4 : Eu, (Si, Al) 6 (O, N) 8 : Eu (β-sialon), (Ba, Sr) 3 Si 6 O 12 : N 2 : Eu are preferable.
When the obtained light emitting device is used for an image display device, (Sr, Ba) 2 SiO 4 : Eu, (Si, Al) 6 (O, N) 8 : Eu (β-sialon), (Ba, sr) 3 Si 6 O 12: N 2: Eu, SrGa 2 S 4: Eu, BaMgAl 10 O 17: Eu, Mn are preferable.
<黄色蛍光体>
Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体に加えて黄色蛍光体を使用する場合、当該黄色蛍光体は本発明の効果を著しく損なわない限り任意のものを使用することができる。この際、黄色蛍光体の発光ピーク波長は、通常530nm以上、好ましくは540nm以上、より好ましくは550nm以上、また、通常620nm以下、好ましくは600nm以下、より好ましくは580nm以下の波長範囲にあることが好適である。
<Yellow phosphor>
When a yellow phosphor is used in addition to the fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ , any yellow phosphor can be used as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. At this time, the emission peak wavelength of the yellow phosphor is usually in the wavelength range of 530 nm or more, preferably 540 nm or more, more preferably 550 nm or more, and usually 620 nm or less, preferably 600 nm or less, more preferably 580 nm or less. Is preferred.
このような黄色蛍光体として利用できる蛍光体を下表に示す。 The phosphors that can be used as such yellow phosphors are shown in the table below.
以上の中でも、黄色蛍光体としては、Y3Al5O12:Ce、(Y,Gd)3Al5O12:Ce、(Sr,Ca,Ba,Mg)2SiO4:Eu、(Ca,Sr)Si2N2O2:Euが好ましい。
<橙色ないし赤色蛍光体>
必要に応じて、Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体以外の橙色ないし赤色蛍光体(同色併用蛍光体)を併用してもよい。Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体と併用し得る橙色ないし赤色蛍光体としては、本発明の効果を著しく損なわない限り任意のものを使用することができる。
More in even, as the yellow phosphor, Y 3 Al 5 O 12: Ce, (Y, Gd) 3 Al 5 O 12: Ce, (Sr, Ca, Ba, Mg) 2 SiO 4: Eu, (Ca, Sr) Si 2 N 2 O 2 : Eu is preferred.
<Orange to red phosphor>
If necessary, an orange to red phosphor (same color combination phosphor) other than the fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ may be used in combination. Any orange or red phosphor that can be used in combination with the fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ can be used as long as the effects of the present invention are not significantly impaired.
この際、同色併用蛍光体である橙色ないし赤色蛍光体の発光ピーク波長は、通常570nm以上、好ましくは580nm以上、より好ましくは585nm以上、また、通常780nm以下、好ましくは700nm以下、より好ましくは680nm以下の波長範囲にあることが好適である。
このような橙色ないし赤色蛍光体として使用できる蛍光体を下表に示す。
At this time, the emission peak wavelength of the orange to red phosphor, which is the same color combination phosphor, is usually 570 nm or more, preferably 580 nm or more, more preferably 585 nm or more, and usually 780 nm or less, preferably 700 nm or less, more preferably 680 nm. It is preferable to be in the following wavelength range.
The phosphors that can be used as such orange or red phosphors are shown in the following table.
以上の中でも、赤色蛍光体としては、(Ca,Sr,Ba)2Si5(N,O)8:Eu、(Ca,Sr,Ba)Si(N,O)2:Eu、(Ca,Sr,Ba)AlSi(N,O)3:Eu、(Sr,Ba)3SiO5:Eu、(Ca,Sr)S:Eu、(La,Y)2O2S:Eu、Eu(ジベンゾイルメタン)3・1,10−フェナントロリン錯体等のβ−ジケトン系Eu錯体、カルボン酸系Eu錯体、K2SiF6:Mnが好ましく、(Ca,Sr,Ba)2Si5(N,O)8:Eu、(Sr,Ca)AlSi(N,O):Eu、(La,Y)2O2S:Eu、K2SiF6:Mnがより好ましい。 Among these, as the red phosphor, (Ca, Sr, Ba) 2 Si 5 (N, O) 8 : Eu, (Ca, Sr, Ba) Si (N, O) 2 : Eu, (Ca, Sr , Ba) AlSi (N, O) 3 : Eu, (Sr, Ba) 3 SiO 5 : Eu, (Ca, Sr) S: Eu, (La, Y) 2 O 2 S: Eu, Eu (dibenzoylmethane) ) 3 · 1,10-phenanthroline complexes of β- diketone Eu complex, a carboxylic acid Eu complex, K 2 SiF 6: Mn is preferred, (Ca, Sr, Ba) 2 Si 5 (N, O) 8: Eu, (Sr, Ca) AlSi (N, O): Eu, (La, Y) 2 O 2 S: Eu, K 2 SiF 6 : Mn are more preferable.
また、橙色蛍光体としては、(Sr,Ba)3SiO5:Eu、(Sr,Ba)2SiO4:Eu、(Ca,Sr,Ba)2Si5(N,O)8:Eu、(Ca,Sr,Ba)
AlSi(N,O)3:Ceが好ましい。
具体的に、本発明の半導体発光装置を白色発光の発光装置として構成する場合における、半導体発光素子と、Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体と、他の蛍光体との好ましい組み合わせの例としては、以下の(A)〜(C)の組み合わせが挙げられる。
As the orange phosphor, (Sr, Ba) 3 SiO 5 : Eu, (Sr, Ba) 2 SiO 4 : Eu, (Ca, Sr, Ba) 2 Si 5 (N, O) 8 : Eu, ( (Ca, Sr, Ba)
AlSi (N, O) 3 : Ce is preferred.
Specifically, in the case where the semiconductor light emitting device of the present invention is configured as a white light emitting device, an example of a preferable combination of a semiconductor light emitting element, a fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ , and another phosphor. Examples of the combinations include the following combinations (A) to (C).
(A)半導体発光素子として青色発光体(青色LED等)を使用し、赤色蛍光体としてMn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体を使用し、他の蛍光体として緑色蛍光体または黄色蛍光体を使用する。緑色蛍光体としては、(Ba,Sr,Ca,Mg)2SiO4:Eu系蛍光体、(Ca,Sr)Sc2O4:Ce系蛍光体、Ca3(Sc,Mg)2Si3O12:Ce系蛍光体、SrGa2S4:Eu系蛍光体、Eu付活β−サイアロン系蛍光体、(Mg,Ca,Sr,Ba)Si2O2N2:Eu系蛍光体、及びM3Si6O12N2:Eu(但し、Mはアルカリ土類金属元素を表わす。)からなる群より選ばれる一種又は二種以上の緑色蛍光体が好ましい。黄色蛍光体としてはY3Al5O12:Ce系蛍光体、(Ba,Sr,Ca,Mg)2SiO4:Eu系蛍光体、及びα−サイアロン系蛍光体からなる群より選ばれる一種又は二種以上の黄色蛍光体が好ましい。なお、緑色蛍光体と黄色蛍光体を併用してもよい。 (A) A blue light emitter (blue LED or the like) is used as a semiconductor light emitting element, a fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ is used as a red phosphor, and a green phosphor or a yellow phosphor is used as another phosphor. Is used. As the green phosphor, (Ba, Sr, Ca, Mg) 2 SiO 4 : Eu phosphor, (Ca, Sr) Sc 2 O 4 : Ce phosphor, Ca 3 (Sc, Mg) 2 Si 3 O 12 : Ce-based phosphor, SrGa 2 S 4 : Eu-based phosphor, Eu-activated β-sialon-based phosphor, (Mg, Ca, Sr, Ba) Si 2 O 2 N 2 : Eu-based phosphor, and M One or two or more green phosphors selected from the group consisting of 3 Si 6 O 12 N 2 : Eu (where M represents an alkaline earth metal element) are preferred. The yellow phosphor is a kind selected from the group consisting of Y 3 Al 5 O 12 : Ce phosphor, (Ba, Sr, Ca, Mg) 2 SiO 4 : Eu phosphor, and α-sialon phosphor Two or more yellow phosphors are preferred. A green phosphor and a yellow phosphor may be used in combination.
(B)半導体発光素子として近紫外発光体(近紫外LED等)を使用し、赤色蛍光体としてMn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体を使用し、他の蛍光体として青色蛍光体及び緑色蛍光体を使用する。この場合、青色蛍光体としては、(Ba,Sr,Ca)MgAl10O17:Eu、(Sr,Ba)3MgSi2O8:Eu、及び(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6(Cl,F)2:Euからなる群より選ばれる一種又は二種以上の青色蛍光体が好ましい。また、緑色蛍光体としては、前述の(A)の項で例示した緑色蛍光体に加え、(Ba,Sr)MgAl10O17:Eu,Mn、(Ba,Sr,Ca)4Al14O25:Eu、及び(Ba,Sr,Ca)Al2O4:Euからなる群より選ばれる一種又は二種以上の緑色蛍光体が好ましい。 (B) A near-ultraviolet light emitter (near-ultraviolet LED or the like) is used as a semiconductor light-emitting element, a fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ is used as a red phosphor, and a blue phosphor and a green phosphor are used as other phosphors. Use phosphors. In this case, blue phosphors include (Ba, Sr, Ca) MgAl 10 O 17 : Eu, (Sr, Ba) 3 MgSi 2 O 8 : Eu, and (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ). ) 6 (Cl, F) 2 : One or more blue phosphors selected from the group consisting of Eu are preferable. Further, as the green phosphor, in addition to the green phosphor exemplified in the above section (A), (Ba, Sr) MgAl 10 O 17 : Eu, Mn, (Ba, Sr, Ca) 4 Al 14 O 25 : Eu and (Ba, Sr, Ca) Al 2 O 4 : One or more green phosphors selected from the group consisting of Eu are preferable.
(C)半導体発光素子として青色発光体(青色LED等)を使用し、赤色蛍光体としてMn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体を使用し、さらに橙色蛍光体を使用する。この場合、橙色蛍光体としては(Sr,Ba)3SiO5:Euが好ましい。
なお、Mn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体としては、前述したように、好ましくは前記式[1]で表される蛍光体を、より好ましくは前記式[1’]で表される蛍光体を、さらに好ましくは前記式[1’’]で表される蛍光体を組み合わせる。
(C) A blue light emitter (blue LED or the like) is used as a semiconductor light emitting element, a fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ is used as a red phosphor, and an orange phosphor is further used. In this case, (Sr, Ba) 3 SiO 5 : Eu is preferable as the orange phosphor.
As described above, the fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ is preferably a phosphor represented by the formula [1], more preferably a fluorescence represented by the formula [1 ′]. More preferably, the phosphor is combined with the phosphor represented by the formula [1 ″].
また、上述した蛍光体の組み合わせについて、以下により具体的に説明する。
半導体発光素子として青色LED等の青色発光のものを使用し、画像表示装置のバックライトに用いるときは、下表に示す組み合わせとすることが好ましい。
Further, the combination of the phosphors described above will be described more specifically below.
When a blue light emitting element such as a blue LED is used as a semiconductor light emitting element and used for a backlight of an image display device, the combinations shown in the following table are preferable.
また、表6に示した組み合わせの中でもより好ましい組み合わせを表7に示す。 Table 7 shows more preferable combinations among the combinations shown in Table 6.
さらに、特に好ましい組み合わせを表8に示す。 Further, particularly preferred combinations are shown in Table 8.
表6〜8に示す各色蛍光体は、青色領域の光で励起され、それぞれ赤色領域、および緑色領域の中でも狭帯域で発光し、かつ温度変化による発光ピーク強度の変化が少ないという優れた温度特性を有している。
よって、青色領域の光を発する半導体発光素子にこれら各色蛍光体を含む2種以上の蛍光体を組み合わせることで、発光効率を従来よりも高く設定しうる、本発明のカラー画像表示装置用のバックライトに用いる光源に適した半導体発光装置とすることができる。
Each color phosphor shown in Tables 6 to 8 is excited by the light in the blue region, emits light in a narrow band in the red region and the green region, respectively, and has excellent temperature characteristics that change in emission peak intensity due to temperature change is small. have.
Therefore, by combining two or more kinds of phosphors including these color phosphors with a semiconductor light emitting element that emits light in the blue region, the light emission efficiency for the color image display device of the present invention can be set higher than before. It can be set as the semiconductor light-emitting device suitable for the light source used for a light.
また、近紫外ないし紫外領域の光を発する固体発光素子と蛍光体とを組み合わせて用いる場合は、上記表6〜8に記載の蛍光体の組み合わせにさらに(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6(Cl,F):Eu、及び(Sr,Ba)3MgSi2O8:Eu、(Ba,Sr,Ca)MgAl10O17:Euからなる群から選ばれる1種以上の青色蛍光体を組み合わせることが好ましく、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6(Cl,F):Eu、又は(Ba,Sr,Ca)MgAl10O17:Euを組み合わせることがより好ましい。この際、緑色蛍光体としては、BaMgAl10O17:Eu,Mnを組み合わせることが好ましい。 When a solid light emitting element that emits light in the near ultraviolet to ultraviolet region and a phosphor are used in combination, the phosphor combinations shown in Tables 6 to 8 above are further combined with (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 ( PO 4 ) 6 (Cl, F): Eu, and (Sr, Ba) 3 MgSi 2 O 8 : Eu, (Ba, Sr, Ca) MgAl 10 O 17 : Eu selected from the group consisting of Eu It is preferable to combine phosphors, and it is more preferable to combine (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 (Cl, F): Eu or (Ba, Sr, Ca) MgAl 10 O 17 : Eu. preferable. At this time, it is preferable to combine BaMgAl 10 O 17 : Eu, Mn as the green phosphor.
[4.封止材料]
[4−1.硬化性材料]
半導体発光素子は、封止材料によって封止されることが好ましい。半導体発光素子を封止材料で封止する場合、蛍光体はこの封止材料に含有されていてもよく、この封止材料がバインダを兼ねていてもよい。
[4. Sealing material]
[4-1. Curable material]
The semiconductor light emitting element is preferably sealed with a sealing material. When the semiconductor light emitting element is sealed with a sealing material, the phosphor may be contained in the sealing material, and the sealing material may also serve as a binder.
封止材の種類は特に限定されず、通常、半導体発光素子を覆ってモールディングすることのできる硬化性材料を用いることができる。硬化性材料とは、流体状の材料であって、何らかの硬化処理を施すことにより硬化する材料のことをいう。ここで、流体状とは、例えば液状又はゲル状のことをいう。硬化性材料は、半導体発光素子から発せられた光を蛍光体へ導く役割を担保するものであれば、具体的な種類に制限は無い。また、硬化性材料は、1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。したがって、硬化性材料としては、無機系材料及び有機系材料並びに両者の混合物のいずれを用いることも可能である。 The kind of the sealing material is not particularly limited, and a curable material that can be molded over the semiconductor light emitting element can be used. The curable material is a fluid material that is cured by performing some kind of curing treatment. Here, the fluid state means, for example, a liquid state or a gel state. The curable material is not particularly limited as long as it ensures the role of guiding light emitted from the semiconductor light emitting element to the phosphor. Moreover, only 1 type may be used for a curable material and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio. Therefore, as the curable material, any of inorganic materials, organic materials, and mixtures thereof can be used.
無機系材料としては、例えば、金属アルコキシド、セラミック前駆体ポリマー若しくは金属アルコキシドを含有する溶液をゾル−ゲル法により加水分解重合して成る溶液、またはこれらの組み合わせを固化した無機系材料(例えばシロキサン結合を有する無機系材料
)等を挙げることができる。
一方、有機系材料としては、例えば、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等が挙げられる。具体例を挙げると、ポリ(メタ)アクリル酸メチル等の(メタ)アクリル樹脂;ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体等のスチレン樹脂;ポリカーボネート樹脂;ポリエステル樹脂;フェノキシ樹脂;ブチラール樹脂;ポリビニルアルコール;エチルセルロース、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート等のセルロース系樹脂;エポキシ樹脂;フェノール樹脂;シリコーン樹脂等が挙げられる。
As the inorganic material, for example, a solution obtained by hydrolytic polymerization of a solution containing a metal alkoxide, a ceramic precursor polymer or a metal alkoxide by a sol-gel method, or a combination thereof is solidified (for example, a siloxane bond). Inorganic materials having
On the other hand, examples of the organic material include a thermosetting resin and a photocurable resin. Specific examples include (meth) acrylic resins such as poly (meth) acrylic acid methyl; styrene resins such as polystyrene and styrene-acrylonitrile copolymers; polycarbonate resins; polyester resins; phenoxy resins; butyral resins; Cellulose resins such as cellulose acetate and cellulose acetate butyrate; epoxy resins; phenol resins; silicone resins and the like.
本発明の半導体発光装置は、フッ素錯体蛍光体を有するので、これら硬化性材料の中では、半導体発光素子からの発光に対して劣化が少なく、耐アルカリ性、耐酸性、耐熱性にも優れる珪素含有化合物を使用することが好ましい。珪素含有化合物とは分子中に珪素原子を有する化合物をいい、ポリオルガノシロキサン等の有機材料(シリコーン系化合物)、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素等の無機材料、及びホウケイ酸塩、ホスホケイ酸塩、アルカリケイ酸塩等のガラス材料を挙げることができる。中でも、透明性、接着性、ハンドリングの容易さ、機械的、熱適応力の緩和特性に優れる等の点から、シリコーン系材料が好ましい。 Since the semiconductor light-emitting device of the present invention has a fluorine complex fluorescent substance, among these curable materials, there is little deterioration with respect to light emission from the semiconductor light-emitting element, and the silicon-containing material also has excellent alkali resistance, acid resistance, and heat resistance. Preference is given to using compounds. The silicon-containing compound is a compound having a silicon atom in the molecule, organic materials such as polyorganosiloxane (silicone compound), inorganic materials such as silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, borosilicate, phosphosilicate Examples thereof include glass materials such as salts and alkali silicates. Of these, silicone materials are preferred from the viewpoints of transparency, adhesion, ease of handling, mechanical and thermal adaptability relaxation characteristics, and the like.
シリコーン系材料とは、通常、シロキサン結合を主鎖とする有機重合体をいい、例えば、縮合型、付加型、改良ゾルゲル型、光硬化型等のシリコーン系材料を用いることができる。
縮合型シリコーン系材料としては、例えば、特開2007−112973〜112975号公報、特開2007−19459号公報、特開2008−34833号公報等に記載の半導体発光デバイス用部材を用いることができる。縮合型シリコーン系材料は半導体発光デバイスに用いられるパッケージや電極、発光素子などの部材との接着性に優れるため、密着向上成分の添加を最低限とすることが出来、架橋はシロキサン結合主体のため耐熱性・耐光性に優れる利点がある。
The silicone-based material usually refers to an organic polymer having a siloxane bond as a main chain, and for example, condensation-type, addition-type, improved sol-gel type, photo-curing type silicone-based materials can be used.
As the condensed silicone material, for example, semiconductor light emitting device members described in JP-A-2007-112973 to 112975, JP-A-2007-19459, JP-A-2008-34833, and the like can be used. Condensation-type silicone materials have excellent adhesion to components such as packages, electrodes, and light-emitting elements used in semiconductor light-emitting devices, so the addition of adhesion-improving components can be minimized, and crosslinking is mainly due to siloxane bonds. There is an advantage of excellent heat resistance and light resistance.
付加型シリコーン系材料としては、例えば、特開2004−186168号公報、特開2004−221308号公報、特開2005−327777号公報等に記載のポッティング用シリコーン材料、特開2003−183881号公報、特開2006−206919号公報等に記載のポッティング用有機変性シリコーン材料、特開2006−324596号公報に記載の射出成型用シリコーン材料、特開2007−231173号公報に記載のトランスファー成型用シリコーン材料等を好適に用いることができる。付加型シリコーン材料は、硬化速度や硬化物の硬度などの選択の自由度が高い、硬化時に脱離する成分が無く硬化収縮しにくい、深部硬化性に優れるなどの利点がある。 Examples of the addition-type silicone material include potting silicone materials described in JP-A-2004-186168, JP-A-2004-221308, JP-A-2005-327777, JP-A-2003-183881, Organically modified silicone materials for potting described in JP-A-2006-206919, silicone materials for injection molding described in JP-A-2006-324596, silicone materials for transfer molding described in JP-A-2007-231173, etc. Can be suitably used. The addition-type silicone material has advantages such as a high degree of freedom in selection such as a curing speed and a hardness of a cured product, a component that does not desorb during curing, hardly shrinking due to curing, and excellent deep part curability.
また、縮合型の一つである改良ゾルゲル型シリコーン系材料としては、例えば、特開2006−077234号公報、特開2006−291018号公報、特開2007−119569号公報等に記載のシリコーン材料を好適に用いることができる。改良ゾルゲル型のシリコーン材料は高架橋度で耐熱性・耐光性高く耐久性に優れ、ガス透過性低く耐湿性の低い蛍光体の保護機能にも優れる利点がある。 Moreover, as an improved sol-gel type silicone material that is one of the condensation types, for example, the silicone materials described in JP-A-2006-077234, JP-A-2006-291018, JP-A-2007-119569 and the like can be used. It can be used suitably. The improved sol-gel type silicone material has an advantage that it has a high degree of crosslinking, heat resistance, light resistance and durability, and is excellent in the protective function of a phosphor having low gas permeability and low moisture resistance.
光硬化型シリコーン系材料としては、例えば特開2007−131812号公報、特開2007−214543号公報等に記載のシリコーン材料を好適に用いることが出来る。紫外硬化方シリコーン材料は、短時間に硬化するため生産性に優れる、硬化に高い温度をかける必要が無く発光素子の劣化が起こりにくいなどの利点がある。
これらのシリコーン系材料は単独で使用してもよいし、混合することにより硬化阻害が起きなければ複数のシリコーン系材料を混合して用いてもよい。
As the photocurable silicone material, for example, the silicone materials described in JP2007-131812A, JP2007-214543A, and the like can be suitably used. The ultraviolet curable silicone material has advantages such as excellent productivity because it cures in a short time, and it is not necessary to apply a high temperature for curing, so that the light emitting element is hardly deteriorated.
These silicone materials may be used alone, or a mixture of a plurality of silicone materials may be used if curing inhibition does not occur when mixed.
以上、例示した材料の中でも、本発明の半導体発光装置における層(D)、層(E)、
及び層(F)に用いる材料としては、水蒸気透過率の低いものを用いることが好ましい。具体的には、厚さ0.4mmのときの40℃における水蒸気透過率が、通常10g/m2・day以下、好ましくは9.5g/m2・day以下、より好ましくは8.5g/m2・day以下、特に好ましくは5.0g/m2・day以下である。
Among the materials exemplified above, the layer (D), the layer (E) in the semiconductor light emitting device of the present invention,
And as a material used for a layer (F), it is preferable to use a thing with a low water-vapor-permeation rate. Specifically, water vapor permeability at 40 ° C. when the thickness of 0.4mm is usually 10g / m 2 · day or less, preferably 9.5g / m 2 · day, more preferably 8.5 g / m 2 · day or less, particularly preferably 5.0 g / m 2 · day or less.
水蒸気透過率が低いと、半導体発光装置の耐久性が向上するという効果が得られる。
[5.半導体発光装置]
以下、本発明の発光装置について、具体的な実施の形態を挙げて、より詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変形して実施することができる。
When the water vapor transmission rate is low, an effect of improving the durability of the semiconductor light emitting device can be obtained.
[5. Semiconductor light emitting device]
Hereinafter, the light-emitting device of the present invention will be described in more detail with reference to specific embodiments. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and does not depart from the gist of the present invention. It can be implemented with arbitrary modifications.
本発明の発光装置の一例における、励起光源となる半導体発光素子(以下、「第1の発光体」と称する場合がある。)と、蛍光体を有する蛍光体含有部として構成された第2の発光体との位置関係を示す模式的斜視図を図3に示す。図3中の符号1は蛍光体含有部(第2の発光体)、符号2は励起光源(第1の発光体)としての面発光型GaN系LD、符号3は基板を表す。相互に接触した状態をつくるために、LD(2)と蛍光体含有部(第2の発光体)(1)とそれぞれ別個に作製し、それらの面同士を接着剤やその他の手段によって接触させてもよいし、LD(2)の発光面上に蛍光体含有部(第2の発光体)を製膜(成型)させてもよい。これらの結果、LD(2)と蛍光体含有部(第2の発光体)(1)とを接触した状態とすることができる。
In the example of the light-emitting device of the present invention, a semiconductor light-emitting element serving as an excitation light source (hereinafter sometimes referred to as “first light-emitting body”) and a second phosphor configured as a phosphor-containing portion having a phosphor. A schematic perspective view showing the positional relationship with the light emitter is shown in FIG. In FIG. 3,
このような装置構成をとった場合には、励起光源(第1の発光体)からの光が蛍光体含有部(第2の発光体)の膜面で反射されて外にしみ出るという光量損失を避けることができるので、装置全体の発光効率を良くすることができる。
図4(a)は、一般的に砲弾型と言われる形態の発光装置の代表例であり、励起光源(第1の発光体)と蛍光体含有部(第2の発光体)とを有する半導体発光装置の一実施例を示す模式的断面図である。該半導体発光装置(4)において、符号5はマウントリード、符号6はインナーリード、符号7は励起光源である半導体発光素子(第1の発光体)、符号8は蛍光体含有部、符号9は導電性ワイヤー、符号10はモールド部材をそれぞれ指す。
When such an apparatus configuration is employed, the light loss is such that light from the excitation light source (first light emitter) is reflected by the film surface of the phosphor-containing portion (second light emitter) and oozes out. Therefore, the light emission efficiency of the entire device can be improved.
FIG. 4A is a typical example of a light emitting device of a form generally referred to as a shell type, and includes a semiconductor having an excitation light source (first light emitter) and a phosphor-containing portion (second light emitter). It is typical sectional drawing which shows one Example of a light-emitting device. In the semiconductor light emitting device (4),
また、図4(b)は、表面実装型と言われる形態の半導体発光装置の代表例であり、励起光源(第1の発光体)と蛍光体含有部(第2の発光体)とを有する発光装置の一実施例を示す模式的断面図である。図中、符号7は励起光源(第1の発光体)、符号8は蛍光体含有部(第2の発光体)、符号15はフレーム、符号16は導電性ワイヤー、符号17及び符号18は電極をそれぞれ指す。
FIG. 4B is a typical example of a semiconductor light emitting device of a form called a surface mount type, and has an excitation light source (first light emitter) and a phosphor-containing portion (second light emitter). It is typical sectional drawing which shows one Example of a light-emitting device. In the figure,
[5−1.半導体発光装置の構造]
以下に、本発明の半導体発光装置の好ましい構造例について説明する。また、図6に本発明の概念図を示すが、代表例であって、これに限定されるものではない。
[第一の構造]
本発明の半導体発光装置の第一の構造は、半導体発光素子(A)と、該半導体発光素子(A)からの光の少なくとも一部を吸収し異なる波長を有する光を発する蛍光体(B)とを備える半導体発光装置において、該半導体発光素子(A)と、該蛍光体(B)を含む層(C)との間に、該蛍光体(B)を含まず、かつ、厚さ0.4mmのときの40℃における水蒸気透過率が10g/m2・day以下の層(D)を有することを特徴とする図6(a)参照)。
[5-1. Structure of semiconductor light emitting device]
Below, the preferable structural example of the semiconductor light-emitting device of this invention is demonstrated. Moreover, although the conceptual diagram of this invention is shown in FIG. 6, it is a representative example and is not limited to this.
[First structure]
The first structure of the semiconductor light emitting device of the present invention includes a semiconductor light emitting element (A) and a phosphor (B) that emits light having a different wavelength by absorbing at least part of light from the semiconductor light emitting element (A). The phosphor (B) is not contained between the semiconductor light emitting element (A) and the layer (C) containing the phosphor (B), and the thickness is 0. The water vapor permeability at 40 ° C. at 4 mm has a layer (D) having a viscosity of 10 g / m 2 · day or less (see FIG. 6A).
半導体発光素子(A)と層(C)との間に、蛍光体(B)を含まない層(D)を設けることにより、半導体発光素子(A)と蛍光体(B)を含む層(C)との間に距離を設ける
ことできる等の理由により、半導体発光装置の耐久性を向上させることができる。
層(D)の厚みは特に制限はないが、半導体発光装置のパッケージの厚みの、通常1/10倍以上、好ましくは1/4倍以上であり、また、通常1/2倍以下、好ましくは1/3以下である。
By providing a layer (D) that does not contain the phosphor (B) between the semiconductor light emitting element (A) and the layer (C), a layer that contains the semiconductor light emitting element (A) and the phosphor (B) (C ), The durability of the semiconductor light-emitting device can be improved.
The thickness of the layer (D) is not particularly limited, but is usually 1/10 or more, preferably 1/4 or more, and usually ½ or less, preferably 1 or more times the thickness of the package of the semiconductor light emitting device. 1/3 or less.
なお、半導体発光装置のパッケージは、通常0.85mm程度である。
このような半導体発光装置は、例えば、以下のようにして製造することができる。パッケージ底部に半導体発光素子(A)を固定した後、半導体発光素子(A)の上に、層(D)を構成する組成物を注入し、必要に応じて硬化させる。次いで、層(C)を構成する組成物を注入し、必要に応じて硬化させる。注入方法は、通常使用されるディスペンサーなどの注入装置を使用することができる。
The package of the semiconductor light emitting device is usually about 0.85 mm.
Such a semiconductor light emitting device can be manufactured, for example, as follows. After fixing the semiconductor light emitting device (A) to the bottom of the package, the composition constituting the layer (D) is injected onto the semiconductor light emitting device (A) and cured as necessary. Next, the composition constituting the layer (C) is injected and cured as necessary. As an injection method, an injection device such as a commonly used dispenser can be used.
[第二の構造]
本発明の半導体発光装置の第二の構造は、半導体発光素子(A)と、該半導体発光素子(A)からの光の少なくとも一部を吸収し異なる波長を有する光を発する蛍光体(B)とを備える半導体発光装置において、該半導体発光装置の表面の一部または全部が、厚さ0.4mmのときの40℃における水蒸気透過率が10g/m2・day以下の層(E)で被覆されていることを特徴とする(図6(b)、及び(d)参照)。
[Second structure]
The second structure of the semiconductor light emitting device of the present invention includes a semiconductor light emitting element (A) and a phosphor (B) that emits light having a different wavelength by absorbing at least a part of light from the semiconductor light emitting element (A). A part or all of the surface of the semiconductor light emitting device is covered with a layer (E) having a water vapor transmission rate at 40 ° C. of 10 g / m 2 · day or less when the thickness is 0.4 mm. (See FIGS. 6B and 6D).
半導体発光装置の一部または全部を、透光性を有し、水蒸気透過率の低い材料(E)で被覆することにより、大気等の周囲環境から、蛍光体(B)への水分の浸透を抑制することができ、これにより、半導体発光装置の耐久性を向上させることができる。
なお、第二の構造においては、さらに、第一の構造における層(D)に相当する部分を設けてもよい(図6(c)参照)。
By coating part or all of the semiconductor light emitting device with a light-transmitting material (E) having a low water vapor transmission rate, moisture can penetrate from the surrounding environment such as the atmosphere into the phosphor (B). Thus, the durability of the semiconductor light emitting device can be improved.
In the second structure, a portion corresponding to the layer (D) in the first structure may be further provided (see FIG. 6C).
このような半導体発光装置は、例えば、以下のようにして製造することができる。
半導体発光装置の一部を被覆する製造方法としては、パッケージ底部に半導体発光素子(A)を固定した後、半導体発光素子(A)上に、層(C)を構成する組成物を注入し、必要に応じて硬化させる。次いで、層(E)を構成する硬化材料を注入し、必要に応じて硬化させる。注入方法は通常使用されるディスペンサーなどの注入装置を使用することができる。
Such a semiconductor light emitting device can be manufactured, for example, as follows.
As a manufacturing method for covering a part of the semiconductor light emitting device, after fixing the semiconductor light emitting element (A) to the bottom of the package, the composition constituting the layer (C) is injected onto the semiconductor light emitting element (A), Cure if necessary. Next, a curing material constituting the layer (E) is injected and cured as necessary. As the injection method, a commonly used injection device such as a dispenser can be used.
半導体発光装置全体を被覆する製造方法としては、パッケージ底部に半導体発光素子(A)を固定した後、半導体発光素子(A)上に、層(C)を構成する組成物を注入し、必要に応じて硬化させる。次いで、層(E)を構成する硬化材料中に、半導体発光装置を浸漬した後、硬化させる等して、層(E)で半導体発光装置を被覆する。
[第三の構造]
本発明の半導体発光装置の第三の構造は、半導体発光素子(A)と、該半導体発光素子(A)からの光の少なくとも一部を吸収し異なる波長を有する光を発する蛍光体(B)とを備える半導体発光装置において、該蛍光体(B)を含む層(C)が、厚さ0.4mmのときの40℃における水蒸気透過率が10g/m2・day以下の層(F)で被覆されていることを特徴とする(図6(e)参照)。
As a manufacturing method for covering the entire semiconductor light emitting device, the semiconductor light emitting element (A) is fixed to the bottom of the package, and then the composition constituting the layer (C) is injected onto the semiconductor light emitting element (A). Harden accordingly. Next, the semiconductor light-emitting device is covered with the layer (E) by immersing the semiconductor light-emitting device in the curable material constituting the layer (E) and then curing the semiconductor light-emitting device.
[Third structure]
The third structure of the semiconductor light emitting device of the present invention includes a semiconductor light emitting element (A) and a phosphor (B) that emits light having a different wavelength by absorbing at least part of light from the semiconductor light emitting element (A). The layer (C) containing the phosphor (B) is a layer (F) having a water vapor transmission rate at 40 ° C. of 10 g / m 2 · day or less when the thickness is 0.4 mm. It is characterized by being covered (see FIG. 6E).
このような半導体発光装置は、例えば、以下のようにして製造することができる。
前記蛍光体含有層形成液を、弗素コート耐熱性シート上に滴下し、水滴形状のまま硬化させ、層(C)を形成する。その後、弗素樹脂を層(C)の上から滴下し、硬化させる。次いで、層(C)の弗素コート耐熱性シート接触面を上に向け、その上から前記弗素樹脂を滴下し、硬化させることにより、層(C)の周囲に層(F)を形成させる。
Such a semiconductor light emitting device can be manufactured, for example, as follows.
The phosphor-containing layer forming liquid is dropped on a fluorine-coated heat-resistant sheet and cured in the form of a water droplet to form a layer (C). Thereafter, a fluororesin is dropped from above the layer (C) and cured. Next, the fluorine-coated heat-resistant sheet contact surface of the layer (C) is faced up, and the fluorine resin is dropped and cured from above to form a layer (F) around the layer (C).
層(D)を構成する組成物を、前記半導体発光素子を設置した半導体発光装置に注入し
た後に、層(F)で被覆された層(C)を入れ、さらにその上から層(D)を構成する組成物を注入し、硬化させ、層(D)を形成させる。
[5−2.層(D)、層(E)及び(F)を構成する材料]
層(D)、(E)、及び(F)を構成する硬化材料は、厚さを0.4mmにしたときに、40℃における水蒸気透過率が、通常10g/m2・day(40℃)以下であり、好ましくは9.5g/m2・day以下、更に好ましくは8.5g/m2・day以下、更により好ましくは5.0g/m2・day以下である。
After injecting the composition constituting the layer (D) into the semiconductor light emitting device provided with the semiconductor light emitting element, the layer (C) covered with the layer (F) is put, and the layer (D) is further added thereon. The constituent composition is injected and cured to form layer (D).
[5-2. Layer (D), materials constituting layers (E) and (F)]
When the thickness of the curable material constituting the layers (D), (E), and (F) is 0.4 mm, the water vapor permeability at 40 ° C. is usually 10 g / m 2 · day (40 ° C.). or less, preferably 9.5g / m 2 · day or less, more preferably 8.5g / m 2 · day or less, even more preferably at most 5.0g / m 2 · day.
水蒸気透過率の高い材料を用いて層(D)を形成した場合に半導体発光装置の耐久性が低下することが確認されており、水蒸気透過率が10g/m2・dayを超えると、発光装置の耐久性が低下する傾向にある。なお、水蒸気透過率の測定は、実施例に記載の方法で測定することができる。
層(D)、(E)、及び(F)を構成する硬化材料として、具体的には、前述の[4−1.硬化材料]に記載の材料のうち、水蒸気透過率の低いものを用いることができる。例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、弗素樹脂等が挙げられ、中でも、シリコーン樹脂、または弗素樹脂が好ましい。
When the layer (D) is formed using a material having a high water vapor transmission rate, it has been confirmed that the durability of the semiconductor light-emitting device is reduced, and when the water vapor transmission rate exceeds 10 g / m 2 · day, the light-emitting device There is a tendency for the durability of the to decrease. In addition, the measurement of water-vapor-permeability can be measured by the method as described in an Example.
Specifically, as the curing material constituting the layers (D), (E), and (F), [4-1. Among the materials described in [Curing Material], a material having a low water vapor transmission rate can be used. For example, silicone resin, epoxy resin, fluorine resin and the like can be mentioned, among which silicone resin or fluorine resin is preferable.
層(E)、及び(F)の厚みは、特に制限はないが、通常1μm以上、好ましくは50μm以上、さらに好ましくは80μm以上であり、また、通常500μm以下、好ましくは400μm以下、さらに好ましくは300μmが以下である。
[5−3.層(C)における蛍光体(B)の配合量]
蛍光体(B)の配合量は、層(C)を構成する樹脂100重量部に対して、通常3重量部以上、好ましくは10重量部以上、更に好ましくは20重量部以上であり、また、通常100重量部以下、80重量部以下、更に好ましくは60重量部以下である。蛍光体(B)の配合量が少なすぎると、輝度が低くなる傾向にあり、多すぎると高粘度のため作製作業が困難となる場合がある。
The thickness of layers (E) and (F) is not particularly limited, but is usually 1 μm or more, preferably 50 μm or more, more preferably 80 μm or more, and usually 500 μm or less, preferably 400 μm or less, more preferably 300 μm is as follows.
[5-3. Compounding amount of phosphor (B) in layer (C)]
The blending amount of the phosphor (B) is usually 3 parts by weight or more, preferably 10 parts by weight or more, more preferably 20 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the resin constituting the layer (C). Usually, it is 100 parts by weight or less, 80 parts by weight or less, more preferably 60 parts by weight or less. If the blending amount of the phosphor (B) is too small, the luminance tends to be low, and if it is too large, the production operation may be difficult due to high viscosity.
なお、層(C)を構成する材料としては、前述の[4−1.硬化材料]に記載の材料を用いることができる。[4−1.硬化材料]に記載の材料の中でも、水蒸気透過率の低い材料を用いることが好ましい。
[6.半導体発光装置の用途]
本発明の半導体発光装置の用途は特に制限されず、通常の半導体発光装置が用いられる各種の分野に使用することが可能であるが、演色性が高い、及び色再現範囲が広いことから、中でも照明装置や画像表示装置の光源として、とりわけ好適に用いられる。
In addition, as a material which comprises a layer (C), the above-mentioned [4-1. Materials described in [Curing Material] can be used. [4-1. Among the materials described in [Curing Material], it is preferable to use a material having a low water vapor transmission rate.
[6. Application of semiconductor light emitting device]
The application of the semiconductor light-emitting device of the present invention is not particularly limited, and can be used in various fields in which ordinary semiconductor light-emitting devices are used. However, since the color rendering property is high and the color reproduction range is wide, It is particularly preferably used as a light source for an illumination device or an image display device.
<6−1.照明装置>
本発明の発光装置を照明装置に適用する場合には、前述のような発光装置を公知の照明装置に適宜組み込んで用いればよい。例えば、図5に示されるような、前述の半導体発光装置(4)を組み込んだ面発光照明装置(11)を挙げることができる。
図5は、本発明の照明装置の一実施形態を模式的に示す断面図である。この図5に示すように、該面発光照明装置は、内面を白色の平滑面等の光不透過性とした方形の保持ケース(12)の底面に、多数の発光装置(13)(前述の半導体発光装置(4)に相当)を、その外側に発光装置(13)の駆動のための電源及び回路等(図示せず。)を設けて配置し、保持ケース(12)の蓋部に相当する箇所に、乳白色としたアクリル板等の拡散板(14)を発光の均一化のために固定してなる。
<6-1. Lighting device>
When the light-emitting device of the present invention is applied to a lighting device, the above-described light-emitting device may be appropriately incorporated into a known lighting device. For example, a surface-emitting illumination device (11) incorporating the above-described semiconductor light-emitting device (4) as shown in FIG. 5 can be mentioned.
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing an embodiment of the illumination device of the present invention. As shown in FIG. 5, the surface-emitting illumination device has a number of light-emitting devices (13) (described above) on the bottom surface of a rectangular holding case (12) whose inner surface is light-opaque such as a white smooth surface. A semiconductor light emitting device (4) corresponds to the lid of the holding case (12), and is provided with a power supply and a circuit (not shown) for driving the light emitting device (13) provided outside thereof. A diffusion plate (14) such as an acrylic plate made of milky white is fixed at a place to be made for uniform light emission.
そして、面発光照明装置(11)を駆動して、発光装置(13)の励起光源(第1の発光体)に電圧を印加することにより光を発光させ、その発光の一部を、蛍光体含有部(第2の発光体)としての蛍光体含有樹脂部における前記蛍光体が吸収し、可視光を発光し、一方、蛍光体に吸収されなかった青色光等との混色により演色性の高い発光が得られ、こ
の光が拡散板(14)を透過して、図面上方に出射され、保持ケース(12)の拡散板(14)面内において均一な明るさの照明光が得られることとなる。
Then, the surface emitting illumination device (11) is driven to apply light to the excitation light source (first light emitter) of the light emitting device (13) to emit light, and part of the light emission is converted into the phosphor. The phosphor in the phosphor-containing resin part as the containing part (second light emitter) absorbs and emits visible light, while having high color rendering due to color mixing with blue light or the like that is not absorbed by the phosphor. Luminescence is obtained, and this light is transmitted through the diffusion plate (14) and emitted upward in the drawing, so that illumination light with uniform brightness can be obtained within the surface of the diffusion plate (14) of the holding case (12). Become.
<6−2.画像表示装置>
本発明の発光装置を画像表示装置の光源として用いる場合には、その画像表示装置の具体的構成に制限は無いが、カラーフィルターとともに用いることが好ましい。例えば、画像表示装置として、カラー液晶表示素子を利用したカラー画像表示装置とする場合は、上記発光装置をバックライトとし、液晶を利用した光シャッターと赤、緑、青の画素を有するカラーフィルターとを組み合わせることにより画像表示装置を形成することができる。
<6-2. Image display device>
When the light emitting device of the present invention is used as a light source of an image display device, the specific configuration of the image display device is not limited, but it is preferably used together with a color filter. For example, when the image display device is a color image display device using color liquid crystal display elements, the light emitting device is used as a backlight, a light shutter using liquid crystal, and a color filter having red, green, and blue pixels; By combining these, an image display device can be formed.
以下、実施例を用いて本発明をより具体的に詳説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
半導体発光素子、蛍光体、蛍光体含有層形成液として以下のものを用いて、後述する各実施例、及び比較例の発光装置を作製し、その評価を行った。
[半導体発光素子]
半導体発光素子として昭和電工社製の350μm角チップ「GU35R460T」を用い、それを透明ダイボンドペースト(シリコーン樹脂ベース)で、3528(3428)SMD型樹脂パッケージに接着させた。ボンディングワイヤは2本とした。
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail using an Example, this invention is not limited to a following example, unless the summary is exceeded.
Using the following as the semiconductor light-emitting element, phosphor, and phosphor-containing layer forming liquid, light emitting devices of Examples and Comparative Examples described later were prepared and evaluated.
[Semiconductor light emitting device]
A 350 μm square chip “GU35R460T” manufactured by Showa Denko Co., Ltd. was used as a semiconductor light emitting device, and it was bonded to a 3528 (3428) SMD type resin package with a transparent die bond paste (silicone resin base). Two bonding wires were used.
[蛍光体]
<合成例1 赤色蛍光体K2TiF6:Mn4+>
蛍光体の各原料の仕込み合成が、K2Ti0.95Mn0.05F6となるように原料化合物として、K2TiF6(4.743g)、K2MnF6(0.2596g)を大気圧、室温のもとで、フッ化水素酸(47.3重量%)40mlに攪拌しながらゆっくり添加して溶解させた。各原料化合物が全部溶解した後、溶液を攪拌しながら、アセトン60mlを240ml/時の速度で添加して蛍光体を貧溶媒析出させた。得られた蛍光体をそれぞれ純水とアセトンで洗浄し、100℃で1時間乾燥させた。得られた蛍光体のX線回折パターンよりK2TiF6:Mnが合成されていることが確認できた。また、得られた蛍光体の加熱発生フッ素量を求め、表9に示す。
[Phosphor]
<Synthesis Example 1 Red Phosphor Phosphor K 2 TiF 6 : Mn 4+ >
K 2 TiF 6 (4.743 g) and K 2 MnF 6 (0.2596 g) were used as raw material compounds so that the raw material synthesis of the phosphors was K 2 Ti 0.95 Mn 0.05 F 6. Under atmospheric pressure and room temperature, it was slowly added to 40 ml of hydrofluoric acid (47.3% by weight) with stirring and dissolved. After each raw material compound was completely dissolved, 60 ml of acetone was added at a rate of 240 ml / hour while stirring the solution to precipitate the phosphor in a poor solvent. The obtained phosphors were washed with pure water and acetone, respectively, and dried at 100 ° C. for 1 hour. From the X-ray diffraction pattern of the obtained phosphor, it was confirmed that K 2 TiF 6 : Mn was synthesized. In addition, the amount of fluorine generated by heating of the obtained phosphor was determined and shown in Table 9.
なお、加熱発生フッ素量は、以下の方法で測定した。
<加熱発生フッ素量の測定方法>
蛍光体1gを精秤後、白金ボートに入れ、横型電気炉のアルミナ製炉心管中にセットした。次いで、流量400ml/分でアルゴンガスを流通させながら、炉内温度を昇温させて蛍光体の温度が200℃になったところで2時間保持した。
The amount of fluorine generated by heating was measured by the following method.
<Measurement method of the amount of fluorine generated by heating>
After precisely weighing 1 g of the phosphor, it was placed in a platinum boat and set in an alumina furnace core tube of a horizontal electric furnace. Next, while circulating argon gas at a flow rate of 400 ml / min, the temperature in the furnace was increased and the phosphor was maintained at 200 ° C. for 2 hours.
ここで、炉内を流通していたアルゴンガス全量をKOH水溶液(濃度67mM)に吸収させ、吸収液を液体クロマトグラフィー法により分析し、蛍光体1g当たりの毎分の加熱発生フッ素量を求めた。 Here, the total amount of argon gas flowing through the furnace was absorbed in a KOH aqueous solution (concentration: 67 mM), and the absorbed solution was analyzed by a liquid chromatography method to obtain the amount of fluorine generated per minute per 1 g of phosphor. .
[蛍光体含有層形成液]
前述の合成例1で合成した蛍光体を使用し、下記表10の配合比にて封止剤液及び蛍光体を計量した後、EME社製「V-mini300」にて混合し、蛍光体含有層形成液(1)を得
た。
[Phosphor-containing layer forming solution]
Using the phosphor synthesized in Synthesis Example 1 described above, the sealant solution and the phosphor were weighed at the blending ratio shown in Table 10 below, and then mixed with “V-mini300” manufactured by EME to contain the phosphor. A layer forming liquid (1) was obtained.
なお、上記表10は、封止材液が100重量%に対し、赤色蛍光体を12重量%加えたという意味である。
[半導体発光装置の作製]
<実施例1−1>
手動ピペットを用いて、信越化学工業株式会社製2液型シリコーン樹脂SCR1016の主剤と硬化剤をEME社製「V-mini300」にて真空脱泡混合した。得られた混合液2μ
Lを前述の半導体発光素子を設置した半導体発光装置に注液し、100℃で1時間保持、次いで150℃で5時間保持して形成液を硬化させ、層(D)を形成させた。
In addition, the said Table 10 means that 12 weight% of red fluorescent substance was added with respect to 100 weight% of sealing material liquids.
[Fabrication of semiconductor light emitting device]
<Example 1-1>
Using a manual pipette, the main component of the two-part silicone resin SCR1016 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. and a curing agent were vacuum defoamed and mixed with “V-mini300” manufactured by EME. 2 μm of the resulting mixture
L was poured into a semiconductor light-emitting device provided with the above-described semiconductor light-emitting element, held at 100 ° C. for 1 hour, and then held at 150 ° C. for 5 hours to cure the forming liquid, thereby forming a layer (D).
次いで、手動ピペットを用いて、信越化学工業株式会社製2液型シリコーン樹脂SCR1016より調液した蛍光体含有層形成液(1)2μLを前記半導体発光装置に注液し、100℃で1時間保持した後、次いで150℃で5時間保持して蛍光体を含有する層(C)を硬化させ、半導体発光装置を得た。この半導体発光装置の構成は、図6(a)に相当するものである。 Next, using a manual pipette, 2 μL of the phosphor-containing layer forming solution (1) prepared from the two-part silicone resin SCR1016 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. was poured into the semiconductor light emitting device and held at 100 ° C. for 1 hour. Then, the layer (C) containing the phosphor was cured by holding at 150 ° C. for 5 hours to obtain a semiconductor light emitting device. The configuration of this semiconductor light emitting device corresponds to FIG.
また、実体顕微鏡(キーエンス製「デジタルマイクロスコープ VH-5000」。レンズは
、キーエンス社製「VH-Z25」を、ソフトはキーエンス社製「VH Analyzer」を使用した。
)を用いて、100倍率にて各層の厚さの測定を行ったところ、(C)層が約0.57mm、(D)層が約0.28mmであった。
<実施例1−2>
手動ピペットを用いて、ジャパンエポキシレジン株式会社製2液型エポキシ樹脂YL7301の主剤と硬化剤をEME社製「V-mini300」にて真空脱泡混合した。得られた混合
液1μLを前述の半導体発光素子を設置した半導体発光装置に注液し、100℃で3時間保持、次いで140℃で3時間保持して形成液を硬化させ、層(D)を形成した。
In addition, a stereomicroscope (Keyence's "Digital Microscope VH-5000". For the lens, Keyence's "VH-Z25" was used, and for the software, Keyence's "VH Analyzer" was used.
), The thickness of each layer was measured at 100 magnification, and the (C) layer was about 0.57 mm and the (D) layer was about 0.28 mm.
<Example 1-2>
Using a manual pipette, the main component of 2-pack type epoxy resin YL7301 manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd. and a curing agent were vacuum defoamed and mixed with “V-mini300” manufactured by EME. 1 μL of the obtained mixed solution is poured into a semiconductor light-emitting device provided with the above-described semiconductor light-emitting element, held at 100 ° C. for 3 hours, then held at 140 ° C. for 3 hours to cure the forming solution, and layer (D) is formed. Formed.
次いで、手動ピペットを用いて、信越化学工業株式会社製2液型シリコーン樹脂SCR1016より調液した蛍光体含有層形成液(1)2μLを前記半導体発光装置に注液し、100℃で1時間保持した後、150℃で5時間保持して層(C)を硬化させた。
その後、手動ピペットを用いて、信越化学工業株式会社製2液型シリコーン樹脂SCR1016の主剤と硬化剤をEME社製「V-mini300」にて真空脱泡混合し、得られた混合
液1μLを前記半導体発光装置に注液し、100℃で1時間保持した後、150℃で5時間保持して、層(E)を硬化させ、半導体発光装置を得た。この半導体発光装置の構成は、図6(c)に相当するものである。
Next, using a manual pipette, 2 μL of the phosphor-containing layer forming solution (1) prepared from the two-part silicone resin SCR1016 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. was poured into the semiconductor light emitting device and held at 100 ° C. for 1 hour. After that, the layer (C) was cured by maintaining at 150 ° C. for 5 hours.
Thereafter, using a manual pipette, the main component of the two-part silicone resin SCR1016 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. and the curing agent were vacuum defoamed and mixed with “V-mini300” manufactured by EME, and 1 μL of the obtained mixed solution was added to the above-mentioned mixture. The solution was poured into the semiconductor light emitting device, held at 100 ° C. for 1 hour, and then held at 150 ° C. for 5 hours to cure the layer (E) to obtain a semiconductor light emitting device. The configuration of this semiconductor light emitting device corresponds to FIG.
また、実施例1と同様の条件で各層の厚さの測定を行ったところ、(C)層が約0.28mm、(D)層が約0.24mm、(E)層が約0.33mmであった。
<実施例1−3>
手動ピペットを用いて、前記蛍光体含有層形成液(1)2μLを、前述の半導体発光素子を設置した半導体発光装置に注液し、100℃で1時間保持した後、150℃で5時間保持して蛍光体層(C)を硬化させた。
Further, when the thickness of each layer was measured under the same conditions as in Example 1, the (C) layer was about 0.28 mm, the (D) layer was about 0.24 mm, and the (E) layer was about 0.33 mm. Met.
<Example 1-3>
Using a manual pipette, 2 μL of the phosphor-containing layer forming solution (1) is injected into the semiconductor light emitting device in which the above-described semiconductor light emitting element is installed, held at 100 ° C. for 1 hour, and then held at 150 ° C. for 5 hours. Then, the phosphor layer (C) was cured.
次いで、手動ピペットを用いて、信越化学工業株式会社製2液型シリコーン樹脂SCR1016の主剤と硬化剤をEME社製「V-mini300」にて真空脱泡混合した。得られた混
合液2μLを前記半導体発光装置に注液し、100℃で1時間保持した後、150℃で5時間保持して層(E)を形成させ、半導体発光装置を得た。この半導体発光装置の構成は、図6(b)に相当するものである。
Next, using a manual pipette, the main component of the two-part silicone resin SCR1016 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. and the curing agent were vacuum defoamed and mixed with “V-mini300” manufactured by EME. 2 μL of the obtained mixed solution was poured into the semiconductor light emitting device, held at 100 ° C. for 1 hour, and then held at 150 ° C. for 5 hours to form a layer (E) to obtain a semiconductor light emitting device. The configuration of this semiconductor light emitting device corresponds to FIG.
<実施例1−4>
前記蛍光体含有層形成液(1)0.5μLを、弗素コート耐熱性シート上に滴下し、水滴形状のまま100℃で1時間保持した後、150℃で5時間保持して硬化させ、層(C)を形成した。
弗素樹脂(太平化成株式会社製「エイトシール3000」)を層(C)の上から0.5μL
を滴下し、120℃で20分保持し硬化させた。次いで、層(C)の弗素コート耐熱性シート接触面を上に向け、その上から前記弗素樹脂(太平化成株式会社製「エイトシール3000」)を0.5μL滴下し、120℃で20分間保持し硬化させることにより、層(C)の周囲に層(F)を形成させた。
<Example 1-4>
0.5 μL of the phosphor-containing layer forming liquid (1) is dropped onto a fluorine-coated heat-resistant sheet, held in the form of a water drop at 100 ° C. for 1 hour, and then held at 150 ° C. for 5 hours to be cured. (C) was formed.
0.5 μL of fluororesin (“Eight Seal 3000” manufactured by Taihei Kasei Co., Ltd.) from the top of the layer (C)
Was dropped and held at 120 ° C. for 20 minutes to be cured. Next, the fluorine-coated heat-resistant sheet contact surface of layer (C) is faced up, and 0.5 μL of the above-mentioned fluorine resin (“Eight Seal 3000” manufactured by Taihei Kasei Co., Ltd.) is dropped thereon, and held at 120 ° C. for 20 minutes. Then, the layer (F) was formed around the layer (C) by curing.
半導体デバイス用形成液として信越化学工業株式会社製2液型シリコーン樹脂SCR1016の主剤と硬化剤をEME社製「V-mini300」にて真空脱泡混合した。得られた混合
液1μLを、前記半導体発光素子を設置した半導体発光装置に注入した後に、層Fで被覆された層Cを入れ、さらにその上から上記混合液1μLを注入し、100℃で1時間保持した後、150℃で5時間保持して層(D)を形成させた。この半導体発光装置の構成は、図6(e)に相当するものである。
A main component and a curing agent of a two-part silicone resin SCR1016 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. as a semiconductor device forming liquid were vacuum defoamed and mixed with “V-mini300” manufactured by EME. After injecting 1 μL of the obtained mixed solution into the semiconductor light emitting device in which the semiconductor light emitting element is installed, the layer C covered with the layer F is put, and further 1 μL of the mixed solution is injected from above, and 1 μL is added at 100 ° C. After maintaining the time, the layer (D) was formed by maintaining at 150 ° C. for 5 hours. The configuration of this semiconductor light emitting device corresponds to FIG.
<実施例1−5>
信越化学工業社製2液型シリコーン樹脂SCR1016Aを100重量部と硬化剤SCR1016Bを100重量部とをEME社製「V-mini300」にて真空脱泡混合した。得られた混合液1μLを上述の半導体発光素子を設置した発光装置に注液し、100℃で1時間保持した後、150℃で5時間保持して上記シリコーン樹脂層を硬化させ、層(D)を形成させた。
<Example 1-5>
100 parts by weight of two-part silicone resin SCR1016A manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. and 100 parts by weight of curing agent SCR1016B were subjected to vacuum defoaming mixing with “V-mini300” manufactured by EME. 1 μL of the obtained mixed solution was poured into a light-emitting device provided with the above-described semiconductor light-emitting element, held at 100 ° C. for 1 hour, and then held at 150 ° C. for 5 hours to cure the silicone resin layer. ) Was formed.
次いで、手動ピペットを用いて、前記蛍光体含有層形成液(1)2μLを前記発光装置に注液し、100℃で1時間保持した後、150℃で5時間保持して層(C)を硬化させた。
さらに、層(C)の上に、上述のSCR1016A及びSCR1016Bの混合液1μLを注液し、100℃で1時間保持した後、150℃で5時間保持して上記シリコーン樹脂層を硬化させることにより層(E)を形成させ、半導体発光装置を得た。この半導体発光装置の構成は、図6(c)に相当するものである。
Next, using a manual pipette, 2 μL of the phosphor-containing layer forming solution (1) is injected into the light-emitting device, held at 100 ° C. for 1 hour, and then held at 150 ° C. for 5 hours to form layer (C). Cured.
Furthermore, by injecting 1 μL of the above-mentioned mixed liquid of SCR1016A and SCR1016B on the layer (C), holding at 100 ° C. for 1 hour, and holding at 150 ° C. for 5 hours to cure the silicone resin layer. A layer (E) was formed to obtain a semiconductor light emitting device. The configuration of this semiconductor light emitting device corresponds to FIG.
また、実施例1-1と同様の条件で各層の厚さの測定を行ったところ、(C)層が約0
.28mm、(D)層が約0.24mm、(E)層が約0.33mmであった。
<比較例1−1>
手動ピペットを用いて、前記蛍光体含有層形成液(1)4μlを、前記半導体発光素子
を設置した半導体発光装置に注液し、100℃で1時間保持した後、150℃で5時間保持して層(C)を硬化させ、半導体発光装置(白色LED)を得た。
Further, when the thickness of each layer was measured under the same conditions as in Example 1-1, the layer (C) was about 0.
. 28 mm, the (D) layer was about 0.24 mm, and the (E) layer was about 0.33 mm.
<Comparative Example 1-1>
Using a manual pipette, 4 μl of the phosphor-containing layer forming liquid (1) was poured into the semiconductor light emitting device provided with the semiconductor light emitting element, held at 100 ° C. for 1 hour, and then held at 150 ° C. for 5 hours. The layer (C) was cured to obtain a semiconductor light emitting device (white LED).
[水蒸気透過率の測定]
MOCON社製「Permatran−W 3/31」を用いて、実施例1−1〜1−5、及び比較例1−1で用いた封止剤液(SCR1016)の水蒸気透過率の測定を行った。
なお、JIS K7129Bに基づき行った。
[Measurement of water vapor transmission rate]
Using “Permatran-W 3/31” manufactured by MOCON, the water vapor permeability of the sealant liquid (SCR1016) used in Examples 1-1 to 1-5 and Comparative Example 1-1 was measured. .
In addition, it carried out based on JIS K7129B.
その結果、信越化学工業株式会社製2液型シリコーン樹脂SCR1016は、厚さ0.47mmのときに、8.0g/m2・dayであった。厚さと水蒸気透過率の関係は、厚さ0(ゼロ)のときは透過率無限大、厚さ無限大のときは透過率0(ゼロ)となり、反比例の関係にある。従って、厚さ0.4mmのときには、9.4g/m2・dayと推定できる。 As a result, the two-part silicone resin SCR1016 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. was 8.0 g / m 2 · day when the thickness was 0.47 mm. The relationship between the thickness and the water vapor transmission rate is inversely proportional when the thickness is 0 (zero), and when the thickness is infinite, the transmittance is 0 (zero). Therefore, when the thickness is 0.4 mm, it can be estimated as 9.4 g / m 2 · day.
また、ジャパンエポキシレジン株式会社製2液型エポキシ樹脂YL7301は、厚さ0.32mmのときに、9.3g/m2・dayであった。厚さ0.4mmのときには、厚さ0.37mmのときのデータ(9.3g/m2・day)よりも小さい値(7.4g/m2・day)になると推定される。
[耐久性試験]
前述の実施例、及び比較例で得られた半導体発光装置について、以下の方法により耐久性試験を行なった。
Moreover, the two-pack type epoxy resin YL7301 manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd. was 9.3 g / m 2 · day when the thickness was 0.32 mm. When the thickness is 0.4 mm, it is estimated that the value (7.4 g / m 2 · day) is smaller than the data (9.3 g / m 2 · day) when the thickness is 0.37 mm.
[Durability test]
Durability tests were performed on the semiconductor light emitting devices obtained in the above-described examples and comparative examples by the following method.
半導体発光装置に20mAの電流を通電し、点灯開始前(この時点を以下「0時間」という。)に、ファイバマルチチャンネル分光器(オーシャンオプティクス社製USB2000(積算波長範囲:200nm〜1100nm、受光方式:積分球(直径1.5インチ))を用いて、発光スペクトルを測定した。
次いで、エージング装置、LED AGING SYSTEM 100ch LED環境試験装置(山勝電子工業社製、YEL−51005)を用いて、85℃、相対湿度85%の条件下、半導体発光装置を駆動電流20mAで連続通電し、通電開始から50時間、100時間、150時間、200時間の各時点において、前記0時間の場合と同様にして発光スペクトルを測定した。これと同時に、85℃、相対湿度85%の条件下で、半導体発光装置を通電せずに保管して、保管前(点灯開始前)、50時間、100時間、150時間、200時間の各時点において、測定時のみ通電して、前記0時間の場合と同様にして発光スペクトルを測定した。
A current of 20 mA is applied to the semiconductor light emitting device, and before starting lighting (this time point is hereinafter referred to as “0 hour”), a fiber multi-channel spectrometer (USB2000 manufactured by Ocean Optics (integrated wavelength range: 200 nm to 1100 nm, light receiving method) : An emission spectrum was measured using an integrating sphere (diameter 1.5 inches).
Next, using a aging device, LED AGING SYSTEM 100ch LED environmental test device (YEL-50005, manufactured by Yamakatsu Electronics Co., Ltd.), the semiconductor light emitting device is continuously energized at a drive current of 20 mA under conditions of 85 ° C. and 85% relative humidity. Then, emission spectra were measured in the same manner as in the case of 0 hour at each time point of 50 hours, 100 hours, 150 hours, and 200 hours from the start of energization. At the same time, the semiconductor light-emitting device is stored without energization under conditions of 85 ° C. and relative humidity 85%, and each time point before storage (before starting lighting), 50 hours, 100 hours, 150 hours, and 200 hours. In Fig. 2, the light emission spectrum was measured in the same manner as in the case of 0 hour, with electricity applied only during the measurement.
200時間後に得られた発光スペクトルより算出された各種発光特性の値(放射束(μW)全光束(lm)、色度座標Cx、Cy)を、0時間の測定値を100%とした相対値で表11に示す。
なお、点灯試験の際、発光スペクトルの測定には、分光器本体の温度変化によるデータ外乱を防ぐため、分光器を25℃恒温室内に保持して測定した。
Relative values of various emission characteristics values (radiant flux (μW) total luminous flux (lm), chromaticity coordinates Cx, Cy) calculated from the emission spectrum obtained after 200 hours, with the measured value at 0 hours as 100% Table 11 shows.
During the lighting test, the emission spectrum was measured by holding the spectrometer in a constant temperature room at 25 ° C. in order to prevent data disturbance due to temperature changes in the spectrometer body.
また、実施例1−1で作製した半導体発光装置の発光スペクトルを図7に示す。図7から、実施例1−1の半導体発光装置は、赤色領域にMn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体特有の狭い発光ピークが観測できることがわかる。 Further, FIG. 7 shows an emission spectrum of the semiconductor light emitting device manufactured in Example 1-1. From FIG. 7, it can be seen that the semiconductor light emitting device of Example 1-1 can observe a narrow emission peak peculiar to the fluorine complex phosphor activated by Mn 4+ in the red region.
実施例1−1と比較例1−1とを比較すると、蛍光体を含まないシリコーン樹脂を使用した層(D)が存在することにより半導体発光装置の耐久性が向上することがわかる。
また、実施例1−2は、層(D)にエポキシ樹脂を使用した実験である。エポキシ樹脂を用いた場合は、非点灯条件において耐久性が向上することが分かる。一方、シリコーン樹脂を用いた実施例1−1、及び1−3〜1−5では、非点灯条件に加え、点灯条件においても耐久性が向上していることがわかる。
When Example 1-1 and Comparative Example 1-1 are compared, it can be seen that the durability of the semiconductor light-emitting device is improved by the presence of the layer (D) using the silicone resin not containing the phosphor.
Example 1-2 is an experiment using an epoxy resin for the layer (D). It can be seen that when epoxy resin is used, durability is improved under non-lighting conditions. On the other hand, in Examples 1-1 and 1-3 to 1-5 using the silicone resin, it can be seen that the durability is improved in the lighting condition in addition to the non-lighting condition.
また、実施例1−3から、層(D)が存在しなくても、層(E)を形成することにより、蛍光体(B)に対する水蒸気の透過を低いレベルに抑えることができれば発光装置の耐久性が向上することが分かる。
また、実施例1−4から、層(E)が存在しなくても、層(C)を直接全面的に覆う層(F)を形成し、さらに層(D)も形成することにより半導体発光装置の耐久性が向上することが分かる。
Further, from Example 1-3, even if the layer (D) is not present, the formation of the layer (E) can suppress the transmission of water vapor to the phosphor (B) to a low level. It can be seen that the durability is improved.
Further, from Example 1-4, even when the layer (E) is not present, the layer (F) that directly covers the entire surface of the layer (C) is formed, and the layer (D) is further formed, thereby forming a semiconductor light emitting device. It can be seen that the durability of the device is improved.
また、実施例1−5から、層(D)に加えて層(E)を同時に形成することにより、層が片方のみのとき(実施例1−1、実施例1−3)よりも半導体発光装置の全光束について耐久性が向上することがわかる。
<実施例2−1>
手動ピペットを用いて、信越化学工業株式会社製2液型シリコーン樹脂SCR1011の主剤と硬化剤をEME社製「V-mini300」にて真空脱泡混合した。得られた混合液2μ
Lを前述の半導体発光素子を設置した半導体発光装置に注液し、70℃で1時間保持、次いで150℃で5時間保持して形成液を硬化させ、層(D)を形成させた。
Further, from Example 1-5, by simultaneously forming the layer (E) in addition to the layer (D), the semiconductor light emission is more than when the layer is only one (Example 1-1, Example 1-3). It can be seen that the durability is improved for the total luminous flux of the apparatus.
<Example 2-1>
Using a manual pipette, the main component and curing agent of two-part silicone resin SCR1011 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. were vacuum defoamed and mixed with “V-mini300” manufactured by EME. 2 μm of the resulting mixture
L was poured into the semiconductor light-emitting device provided with the above-described semiconductor light-emitting element, and held at 70 ° C. for 1 hour, and then held at 150 ° C. for 5 hours to cure the forming liquid, thereby forming a layer (D).
次いで、手動ピペットを用いて、信越化学工業株式会社製2液型シリコーン樹脂SCR1011より調液した蛍光体含有層形成液(2)2μLを前記半導体発光装置に注液し、70℃で1時間保持した後、次いで150℃で5時間保持して蛍光体を含有する層(C)を硬化させ、半導体発光装置を得た。この半導体発光装置の構成は、図6(a)に相当するものである。 Next, using a manual pipette, 2 μL of the phosphor-containing layer forming solution (2) prepared from the two-part silicone resin SCR1011 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. was poured into the semiconductor light emitting device and held at 70 ° C. for 1 hour. Then, the layer (C) containing the phosphor was cured by holding at 150 ° C. for 5 hours to obtain a semiconductor light emitting device. The configuration of this semiconductor light emitting device corresponds to FIG.
<実施例2−2>
手動ピペットを用いて、信越化学工業株式会社製2液型シリコーン樹脂SCR1011の主剤と硬化剤をEME社製「V-mini300」にて真空脱泡混合した。得られた混合液1μ
Lを前述の半導体発光素子を設置した半導体発光装置に注液し、70℃で1時間保持、次いで150℃で5時間保持して形成液を硬化させ、層(D)を形成した。
<Example 2-2>
Using a manual pipette, the main component and curing agent of two-part silicone resin SCR1011 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. were vacuum defoamed and mixed with “V-mini300” manufactured by EME. 1 μm of the obtained mixture
L was poured into the semiconductor light-emitting device provided with the above-described semiconductor light-emitting element, and held at 70 ° C. for 1 hour, and then held at 150 ° C. for 5 hours to cure the forming liquid, thereby forming a layer (D).
次いで、手動ピペットを用いて、信越化学工業株式会社製2液型シリコーン樹脂SCR1011より調液した蛍光体含有層形成液(2)2μLを前記半導体発光装置に注液し、70℃で1時間保持、次いで150℃で5時間保持して層(C)を硬化させた。
その後、手動ピペットを用いて、信越化学工業株式会社製2液型シリコーン樹脂SCR1011の主剤と硬化剤をEME社製「V-mini300」にて真空脱泡混合し、得られた混合
液1μLを前記半導体発光装置に注液し、70℃で1時間保持、次いで150℃で5時間保持して、層(E)を硬化させ、半導体発光装置を得た。この半導体発光装置の構成は、図6(c)に相当するものである。
Next, using a manual pipette, 2 μL of the phosphor-containing layer forming solution (2) prepared from the two-part silicone resin SCR1011 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. was poured into the semiconductor light emitting device and held at 70 ° C. for 1 hour. Then, the layer (C) was cured by maintaining at 150 ° C. for 5 hours.
Thereafter, using a manual pipette, the main component of the two-part silicone resin SCR1011 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. and the curing agent were vacuum defoamed and mixed with “V-mini300” manufactured by EME, and 1 μL of the obtained mixed solution was added to the above-mentioned mixture. The liquid was poured into the semiconductor light emitting device, held at 70 ° C. for 1 hour, and then held at 150 ° C. for 5 hours to cure the layer (E) to obtain a semiconductor light emitting device. The configuration of this semiconductor light emitting device corresponds to FIG.
<実施例2−3>
手動ピペットを用いて、前記蛍光体含有層形成液(2)2μLを、前述の半導体発光素子を設置した半導体発光装置に注液し、100℃で1時間保持した後、150℃で5時間保持して蛍光体層(C)を硬化させた。
次いで、手動ピペットを用いて、信越化学工業株式会社製2液型シリコーン樹脂SCR1011の主剤と硬化剤をEME社製「V-mini300」にて真空脱泡混合した。得られた混
合液2μLを前記半導体発光装置に注液し、70℃で1時間保持、次いで150℃で5時間保持して層(E)を形成させ、半導体発光装置を得た。この半導体発光装置の構成は、図6(b)に相当するものである。
<比較例2−2>
手動ピペットを用いて、前記蛍光体含有層形成液(2)4μlを、前記半導体発光素子を設置した半導体発光装置に注液し、100℃で1時間保持した後、150℃で5時間保持して層(C)を硬化させ、半導体発光装置(白色LED)を得た。
<Example 2-3>
Using a manual pipette, 2 μL of the phosphor-containing layer forming liquid (2) is injected into the semiconductor light emitting device provided with the semiconductor light emitting element described above, held at 100 ° C. for 1 hour, and then held at 150 ° C. for 5 hours. Then, the phosphor layer (C) was cured.
Next, using a manual pipette, the main component of the two-part silicone resin SCR1011 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. and a curing agent were vacuum defoamed and mixed with “V-mini300” manufactured by EME. 2 μL of the obtained mixed solution was poured into the semiconductor light emitting device, held at 70 ° C. for 1 hour, and then held at 150 ° C. for 5 hours to form a layer (E) to obtain a semiconductor light emitting device. The configuration of this semiconductor light emitting device corresponds to FIG.
<Comparative Example 2-2>
Using a manual pipette, 4 μl of the phosphor-containing layer forming solution (2) was poured into the semiconductor light emitting device provided with the semiconductor light emitting element, held at 100 ° C. for 1 hour, and then held at 150 ° C. for 5 hours. The layer (C) was cured to obtain a semiconductor light emitting device (white LED).
[水蒸気透過率の測定]
実施例1−1〜5、および比較例1−1と同様の測定方法で、実施例2−1〜2−3、および比較例2−1で用いた封止剤液SCR1011の水蒸気透過率の測定を行った。
その結果、信越化学工業株式会社製2液型シリコーン樹脂SCR1011は、厚さ0.40mmのときに、1.0g/m2・dayであった。
[耐久性試験]
前述の実施例、及び比較例で得られた半導体発光装置について、測定を行うポイント(経過時間)を表に記載の時間に変更したこと以外は実施例1−1〜1−5、および比較例1−1と同様の方法により耐久性試験を行なった。
各種発光特性の値(放射束(μW)、全光束(lm)、色度座標Cx、Cy)を、0時間
の測定値を100%とした相対値で表13に示す。
[Measurement of water vapor transmission rate]
In the same measurement method as in Examples 1-1 to 5 and Comparative Example 1-1, the water vapor transmission rate of the sealant liquid SCR1011 used in Examples 2-1 to 2-3 and Comparative Example 2-1. Measurements were made.
As a result, the two-part silicone resin SCR1011 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. was 1.0 g / m 2 · day when the thickness was 0.40 mm.
[Durability test]
Examples 1-1 to 1-5 and Comparative Examples except that the measurement points (elapsed time) were changed to the times shown in the table for the semiconductor light-emitting devices obtained in the above-described Examples and Comparative Examples. A durability test was performed in the same manner as in 1-1.
Table 13 shows values of various light emission characteristics (radiant flux (μW), total luminous flux (lm), chromaticity coordinates Cx, Cy) as relative values with a measured value at 0 hour being 100%.
なお、比較例2−2(算出282hr)*については、219hr(時間)他各時点での実測値から近似曲線式をもとめて算出した値である。
点灯サンプルは、光源により光源部周辺が110℃〜120℃になることで水分が蒸発し、水蒸気を寄せ付けないので水溶性の高い蛍光体を用いた場合にも水蒸気の影響を受けにくい傾向にある。一方、非点灯サンプルは試験環境の85℃のため、水分は蒸発せず水蒸気の影響を直接受けるために劣化が起こりやすい状況にある。水蒸気の影響を受けやすい非点灯サンプルについて、比較例と実施例とを比較してみると、実施例では、いずれも劣化が改善されていることがわかる。
In addition, Comparative Example 2-2 (calculation 282 hr) * is a value calculated based on an approximate curve equation from actual measurements at 219 hr (hours) and other times.
The lighting sample tends to be less susceptible to water vapor even when a highly water-soluble phosphor is used because the water vapor evaporates by the light source around 110 ° C. to 120 ° C. due to the light source and water vapor does not come close. . On the other hand, since the non-lighted sample is 85 ° C. in the test environment, the moisture is not evaporated and is directly affected by the water vapor, so that the deterioration is likely to occur. Comparing the comparative example and the example with respect to the non-lighting sample which is easily affected by the water vapor, it can be seen that the deterioration is improved in the example.
<比較例3−1>
手動ピペットを用いて、信越化学工業株式会社製2液型シリコーン樹脂LPS2410の主剤と硬化剤をEME社製「V-mini300」にて真空脱泡混合し、得られた調液による蛍
光体含有層形成液(3)4μlを、前記半導体発光素子を設置した半導体発光装置に注液し、150℃で1時間保持して形成液を硬化して層(C)を硬化させ、半導体発光装置(白色LED)を得た。
<Comparative Example 3-1>
Using a manual pipette, the main component and curing agent of two-part silicone resin LPS2410 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. are vacuum defoamed and mixed with “V-mini300” manufactured by EME, and the phosphor-containing layer by the resulting liquid preparation 4 μl of the forming liquid (3) is poured into the semiconductor light emitting device provided with the semiconductor light emitting element, and held at 150 ° C. for 1 hour to cure the forming liquid and cure the layer (C). LED).
<比較例3−2>
手動ピペットを用いて、信越化学工業株式会社製2液型シリコーン樹脂LPS2410の主剤と硬化剤をEME社製「V-mini300」にて真空脱泡混合した。得られた混合液2μ
Lを前述の半導体発光素子を設置した半導体発光装置に注液し、150℃で1時間保持して形成液を硬化させ、層(D)を形成させた。
<Comparative Example 3-2>
Using a manual pipette, the main component of 2-part silicone resin LPS2410 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. and a curing agent were vacuum defoamed and mixed with “V-mini300” manufactured by EME. 2 μm of the resulting mixture
L was poured into a semiconductor light-emitting device provided with the above-described semiconductor light-emitting element, and held at 150 ° C. for 1 hour to cure the forming liquid, thereby forming a layer (D).
次いで、手動ピペットを用いて、信越化学工業株式会社製2液型シリコーン樹脂LPS2410より調液した蛍光体含有層形成液(3)2μLを前記半導体発光装置に注液し、150℃で1時間保持して蛍光体を含有する層(C)を硬化させ、半導体発光装置を得た。この半導体発光装置の構成は、図6(a)に相当するものである。
<比較例3−3>
手動ピペットを用いて、信越化学工業株式会社製2液型シリコーン樹脂LPS2410の主剤と硬化剤をEME社製「V-mini300」にて真空脱泡混合した。得られた混合液1μ
Lを前述の半導体発光素子を設置した半導体発光装置に注液し、150℃で1時間保持して形成液を硬化させ、層(D)を形成した。
Next, using a manual pipette, 2 μL of the phosphor-containing layer forming liquid (3) prepared from the two-part silicone resin LPS2410 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. was poured into the semiconductor light emitting device and held at 150 ° C. for 1 hour. Then, the layer (C) containing the phosphor was cured to obtain a semiconductor light emitting device. The configuration of this semiconductor light emitting device corresponds to FIG.
<Comparative Example 3-3>
Using a manual pipette, the main component of 2-part silicone resin LPS2410 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. and a curing agent were vacuum defoamed and mixed with “V-mini300” manufactured by EME. 1 μm of the obtained mixture
L was poured into a semiconductor light-emitting device provided with the above-described semiconductor light-emitting element, and held at 150 ° C. for 1 hour to cure the forming liquid, thereby forming a layer (D).
次いで、手動ピペットを用いて、信越化学工業株式会社製2液型シリコーン樹脂LPS2410より調液した蛍光体含有層形成液(3)2μLを前記半導体発光装置に注液し、150℃で1時間保持して層(C)を硬化させた。
その後、手動ピペットを用いて、信越化学工業株式会社製2液型シリコーン樹脂LPS2410の主剤と硬化剤をEME社製「V-mini300」にて真空脱泡混合し、得られた混合
液1μLを前記半導体発光装置に注液し、150℃で1時間保持して、層(E)を硬化させ、半導体発光装置を得た。この半導体発光装置の構成は、図6(c)に相当するものである。
Next, using a manual pipette, 2 μL of the phosphor-containing layer forming liquid (3) prepared from the two-part silicone resin LPS2410 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. was poured into the semiconductor light emitting device and held at 150 ° C. for 1 hour. And layer (C) was cured.
Then, using a manual pipette, the main component and curing agent of Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. two-part silicone resin LPS2410 were vacuum defoamed and mixed with “V-mini300” made by EME, and 1 μL of the resulting mixture was added to the above-mentioned mixture The solution was poured into the semiconductor light emitting device and held at 150 ° C. for 1 hour to cure the layer (E) to obtain a semiconductor light emitting device. The configuration of this semiconductor light emitting device corresponds to FIG.
<比較例3−4>
手動ピペットを用いて、前記蛍光体含有層形成液(3)2μLを、前述の半導体発光素子を設置した半導体発光装置に注液し、150℃で1時間保持して蛍光体層を硬化させた。
次いで、手動ピペットを用いて、信越化学工業株式会社製2液型シリコーン樹脂LPS2410の主剤と硬化剤をEME社製「V-mini300」にて真空脱泡混合した。得られた混
合液2μLを前記半導体発光装置に注液し、150℃で1時間保持して層(E)を形成させ、半導体発光装置を得た。この半導体発光装置の構成は、図6(b)に相当するものである。
<Comparative Example 3-4>
Using a manual pipette, 2 μL of the phosphor-containing layer forming liquid (3) was poured into the semiconductor light-emitting device in which the semiconductor light-emitting element was installed, and held at 150 ° C. for 1 hour to cure the phosphor layer. .
Next, using a manual pipette, the main component of 2-pack type silicone resin LPS2410 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. and a curing agent were vacuum defoamed and mixed with “V-mini300” manufactured by EME. 2 μL of the obtained mixed solution was poured into the semiconductor light emitting device, and held at 150 ° C. for 1 hour to form a layer (E), thereby obtaining a semiconductor light emitting device. The configuration of this semiconductor light emitting device corresponds to FIG.
[水蒸気透過率の測定]
実施例1−1〜5、および比較例1−1と同様の測定方法で、比較例3−1〜3−4で用いた封止剤液LPS2410の水蒸気透過率の測定を行った。
その結果、信越化学工業株式会社製2液型シリコーン樹脂LPS2410は、厚さ0.40mmのときに、17g/m2・dayであった。
[耐久性試験]
前述の実施例、及び比較例で得られた半導体発光装置について、測定を行うポイント(経過時間)を表に記載の時間に変更したこと以外は実施例1−1〜1−5、および比較例1−1と同様の方法により耐久性試験を行なった。
[Measurement of water vapor transmission rate]
The water vapor permeability of the sealant liquid LPS2410 used in Comparative Examples 3-1 to 3-4 was measured by the same measurement method as in Examples 1-1 to 5 and Comparative Example 1-1.
As a result, the two-part silicone resin LPS2410 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. was 17 g / m 2 · day when the thickness was 0.40 mm.
[Durability test]
Examples 1-1 to 1-5 and Comparative Examples except that the measurement points (elapsed time) were changed to the times shown in the table for the semiconductor light-emitting devices obtained in the above-described Examples and Comparative Examples. A durability test was performed in the same manner as in 1-1.
各種発光特性の値(放射束(μW)全光束(lm)、色度座標Cx、Cy)を、0時間の測定値を100%とした相対値で表15に示す。 Table 15 shows values of various light emission characteristics (radiant flux (μW), total luminous flux (lm), chromaticity coordinates Cx, Cy) as relative values with a measured value of 0 hours being 100%.
表15から水蒸気透過率の高い封止剤液を使用すると耐久性試験の結果、特に非点灯において劣化が甚だしいことが分かる。点灯サンプルについても、比較例3−1、3−2、3−4においては顕著な劣化が認められる。
<比較例4−1>
手動ピペットを用いて、東レダウコーニング株式会社製1液型シリコーン樹脂JCR6101をEME社製「V-mini300」にて真空脱泡混合し、得られた調液による蛍光体含有
層形成液(4)4μlを、前記半導体発光素子を設置した半導体発光装置に注液し、70℃で1時間保持、次いで150℃で2時間保持して形成液を硬化して層(C)を硬化させ、半導体発光装置(白色LED)を得た。
It can be seen from Table 15 that when a sealant solution having a high water vapor transmission rate is used, the durability test results in significant deterioration, particularly in non-lighting. Also in the lighting samples, remarkable deterioration is recognized in Comparative Examples 3-1, 3-2 and 3-4.
<Comparative Example 4-1>
Using a manual pipette, 1-pack type silicone resin JCR6101 manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd. was vacuum degassed and mixed with “V-mini300” manufactured by EME, and a phosphor-containing layer forming solution (4) by the resulting preparation 4 μl is poured into the semiconductor light emitting device provided with the semiconductor light emitting element, held at 70 ° C. for 1 hour, and then held at 150 ° C. for 2 hours to cure the forming liquid and cure the layer (C). A device (white LED) was obtained.
<比較例4−2>
手動ピペットを用いて、東レダウコーニング株式会社製1液型シリコーン樹脂JCR6101をEME社製「V-mini300」にて真空脱泡混合した。得られた混合液2μLを前述
の半導体発光素子を設置した半導体発光装置に注液し、70℃で1時間保持、次いで150℃で2時間保持して形成液を硬化させ、層(D)を形成させた。
<Comparative Example 4-2>
Using a manual pipette, 1-pack type silicone resin JCR6101 manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd. was vacuum defoamed and mixed with “V-mini300” manufactured by EME. 2 μL of the obtained mixed solution is poured into a semiconductor light-emitting device provided with the above-described semiconductor light-emitting element, held at 70 ° C. for 1 hour, then held at 150 ° C. for 2 hours to cure the forming solution, and layer (D) is formed. Formed.
次いで、手動ピペットを用いて、東レダウコーニング株式会社製1液型シリコーン樹脂JCR6101より調液した蛍光体含有層形成液(1)2μLを前記半導体発光装置に注液し、70℃で1時間保持、次いで150℃で2時間保持して蛍光体を含有する層(C)を硬化させ、半導体発光装置を得た。この半導体発光装置の構成は、図6(a)に相当するものである。 Next, using a manual pipette, 2 μL of the phosphor-containing layer forming solution (1) prepared from Toray Dow Corning 1-component silicone resin JCR6101 was poured into the semiconductor light emitting device and held at 70 ° C. for 1 hour. Subsequently, the layer (C) containing the phosphor was cured by maintaining at 150 ° C. for 2 hours to obtain a semiconductor light emitting device. The configuration of this semiconductor light emitting device corresponds to FIG.
<比較例4−3>
手動ピペットを用いて、東レダウコーニング株式会社製1液型シリコーン樹脂JCR6101をEME社製「V-mini300」にて真空脱泡混合した。得られた混合液1μLを前述
の半導体発光素子を設置した半導体発光装置に注液し、70℃で1時間保持、次いで150℃で2時間保持して形成液を硬化させ、層(D)を形成した。
<Comparative Example 4-3>
Using a manual pipette, 1-pack type silicone resin JCR6101 manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd. was vacuum defoamed and mixed with “V-mini300” manufactured by EME. 1 μL of the obtained mixed solution is poured into a semiconductor light-emitting device provided with the above-described semiconductor light-emitting element, held at 70 ° C. for 1 hour, and then held at 150 ° C. for 2 hours to cure the forming solution, and layer (D) is formed. Formed.
次いで、手動ピペットを用いて、東レダウコーニング株式会社製1液型シリコーン樹脂JCR6101より調液した蛍光体含有層形成液(4)2μLを前記半導体発光装置に注液し、70℃で1時間保持、次いで150℃で2時間保持して層(C)を硬化させた。
その後、手動ピペットを用いて、東レダウコーニング株式会社製1液型シリコーン樹脂JCR6101をEME社製「V-mini300」にて真空脱泡混合し、得られた混合液1μL
を前記半導体発光装置に注液し、70℃で1時間保持、次いで150℃で2時間保持して、層(E)を硬化させ、半導体発光装置を得た。この半導体発光装置の構成は、図6(c)に相当するものである。
Next, using a manual pipette, 2 μL of the phosphor-containing layer forming solution (4) prepared from Toray Dow Corning Co., Ltd. 1-pack type silicone resin JCR6101 was poured into the semiconductor light emitting device and held at 70 ° C. for 1 hour. Then, the layer (C) was cured by maintaining at 150 ° C. for 2 hours.
Thereafter, using a manual pipette, 1-pack type silicone resin JCR6101 manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd. was vacuum degassed and mixed with “V-mini300” manufactured by EME, and the resulting
Was poured into the semiconductor light emitting device, held at 70 ° C. for 1 hour, and then held at 150 ° C. for 2 hours to cure the layer (E) to obtain a semiconductor light emitting device. The configuration of this semiconductor light emitting device corresponds to FIG.
<比較例4−4>
手動ピペットを用いて、前記蛍光体含有層形成液(4)2μLを、前述の半導体発光素子を設置した半導体発光装置に注液し、70℃で1時間保持、次いで150℃で2時間保持して蛍光体層を硬化させた。
次いで、手動ピペットを用いて、東レダウコーニング株式会社製1液型シリコーン樹脂JCR6101をEME社製「V-mini300」にて真空脱泡混合した。得られた混合液2μ
Lを前記半導体発光装置に注液し、70℃で1時間保持、次いで150℃で2時間保持して層(E)を形成させ、半導体発光装置を得た。この半導体発光装置の構成は、図6(b)に相当するものである。
<Comparative Example 4-4>
Using a manual pipette, 2 μL of the phosphor-containing layer forming solution (4) is injected into the semiconductor light emitting device provided with the semiconductor light emitting element described above, and held at 70 ° C. for 1 hour, and then held at 150 ° C. for 2 hours. The phosphor layer was cured.
Next, using a manual pipette, 1-pack type silicone resin JCR6101 manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd. was vacuum defoamed and mixed with “V-mini300” manufactured by EME. 2 μm of the resulting mixture
L was poured into the semiconductor light emitting device, held at 70 ° C. for 1 hour, and then held at 150 ° C. for 2 hours to form a layer (E) to obtain a semiconductor light emitting device. The configuration of this semiconductor light emitting device corresponds to FIG.
[水蒸気透過率の測定]
実施例1−1〜5、および比較例1−1と同様の測定方法で、比較例3−1〜3−4で用いた封止剤液JCR6101の水蒸気透過率の測定を行った。その結果、東レダウコーニング株式会社製1液型シリコーン樹脂JCR6101は、厚さ0.30mmのときに、330g/m2・dayであった。厚さ0.4mmのとき247.5g/m2・dayと推定される。
[Measurement of water vapor transmission rate]
The water vapor permeability of the sealant liquid JCR6101 used in Comparative Examples 3-1 to 3-4 was measured by the same measurement method as in Examples 1-1 to 5 and Comparative Example 1-1. As a result, the one-pack type silicone resin JCR6101 manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd. was 330 g / m 2 · day when the thickness was 0.30 mm. When the thickness is 0.4 mm, it is estimated to be 247.5 g / m 2 · day.
[耐久性試験]
前述の実施例、及び比較例で得られた半導体発光装置について、測定を行うポイント(経過時間)を表に記載の時間に変更したこと以外は実施例1−1〜1−5、および比較例1−1と同様の方法により耐久性試験を行なった。
各種発光特性の値(放射束(μW)、全光束(lm)、色度座標Cx、Cy)を、0時間の測定値を100%とした相対値で表17に示す。
[Durability test]
Examples 1-1 to 1-5 and Comparative Examples except that the measurement points (elapsed time) were changed to the times shown in the table for the semiconductor light-emitting devices obtained in the above-described Examples and Comparative Examples. A durability test was performed in the same manner as in 1-1.
Table 17 shows values of various light emission characteristics (radiant flux (μW), total luminous flux (lm), chromaticity coordinates Cx, Cy) as relative values with a measured value of 0 hour being 100%.
なお、比較例4−1(算出190hr)*については、282hr他各時点での実測値から近似曲線式をもとめて算出した値である。
表17から水蒸気透過率の高い封止剤液を使用すると、耐久性試験の結果、特に非点灯サンプルにおいて劣化が甚だしいことが分かる。なお、点灯サンプルについても、比較例4−1、4−2、4−4において顕著な劣化が認められる。
Note that Comparative Example 4-1 (calculation 190 hr) * is a value calculated based on an approximate curve equation from actual measurements at 282 hr and other times.
From Table 17, it can be seen that when a sealant solution having a high water vapor transmission rate is used, the durability test results in significant deterioration, particularly in non-lighting samples. In addition, also about the lighting sample, remarkable deterioration is recognized in Comparative Examples 4-1, 4-2, and 4-4.
非点灯サンプルは試験環境の85℃のため、水分は蒸発せず水蒸気の影響を直接受けるために影響を受けやすく劣化が起こりやすい状況にある。そのような影響を受けやすい非点灯サンプルについて、上記比較例はいずれも顕著な劣化が認められる。
蛍光体を封止材で封止した状態で、蛍光体から発せられる光を用いる任意の分野において、水溶性の高い蛍光体を用いる場合は、特に非点灯のときに劣化しないことは重要である。常に点灯している状況にある製品は少なく、家電製品、携帯電話など多くの製品は、使用時以外は非点灯条件にある。たとえば、夏場、ポケット内などの湿度の高い環境に置かれた携帯電話や、雨天時の信号機では、水蒸気の影響を受けやすく、非点灯時の耐久性が重要である。
Since the non-lighted sample is at 85 ° C in the test environment, the moisture is not evaporated and is directly affected by water vapor, so it is easily affected and deteriorates easily. As for the non-lighting samples that are easily affected by the above, the above-mentioned comparative examples are all markedly deteriorated.
In any field where light emitted from a phosphor is used with the phosphor sealed with a sealing material, when using a highly water-soluble phosphor, it is important that the phosphor does not deteriorate particularly when the lamp is not lit. . There are few products that are always lit, and many products such as home appliances and mobile phones are in a non-lighting condition except during use. For example, mobile phones placed in humid environments such as in the summer or in pockets, and traffic signals during rainy weather are susceptible to water vapor, and durability when not lit is important.
また、例えば、比較例3−3や比較例4−3のように、点灯時における耐久性試験の結果が良好であったとしても、200時間前後の耐久性試験において、非点灯時における放射
束、または全光束が60%以下になった場合は実用化が難しいものと考えられる。
Further, for example, even if the result of the durability test at the time of lighting is good as in Comparative Example 3-3 and Comparative Example 4-3, in the durability test of around 200 hours, the radiant flux at the time of non-lighting If the total luminous flux is 60% or less, it is considered that practical application is difficult.
本発明は光を用いる任意の分野において用いることができ、例えば屋内及び屋外用の照明などのほか、携帯電話、家庭用電化製品、屋外設置用ディスプレイ等の各種電子機器の画像表示装置などに用いて好適である。 The present invention can be used in any field where light is used. For example, in addition to indoor and outdoor lighting, the present invention is used for image display devices of various electronic devices such as mobile phones, household appliances, and outdoor displays. It is preferable.
1 蛍光体含有部(第2の発光体)
2 励起光源(第1の発光体)(LD)
3 基板
4 半導体発光装置
5 マウントリード
6 インナーリード
7 励起光源(第1の発光体)
8 蛍光体含有部
9 導電性ワイヤー
10 モールド部材
11 面発光照明装置
12 保持ケース
13 半導体発光装置
14 拡散板
15 フレーム
16 導電性ワイヤー
17 電極
18 電極
20 半導体発光装置
21 基板
22 バッファ層
23 コンタクト層
24 第一導電型クラッド層
25 活性層構造
26 第二導電型クラッド層
27 第二導電型側電極
28 第一導電型側電極
29 第二電流注入領域
101 p型電極
102 n型電極
103 p型層
104 n型層
105 導電性基板
106 絶縁性基板
1 Phosphor-containing part (second light emitter)
2 Excitation light source (first light emitter) (LD)
3 Substrate 4 Semiconductor
DESCRIPTION OF
22 Buffer layer
23 Contact Layer 24 First Conductive Clad Layer
25 Active layer structure
26 Second conductivity type cladding layer
27 Second conductivity type side electrode
28 First conductivity type side electrode 29 Second current injection region 101 p-type electrode 102 n-type electrode 103 p-type layer 104 n-
Claims (10)
該半導体発光素子(A)と、該蛍光体(B)を含む層(C)との間に、該蛍光体(B)を含まず、かつ、厚さ0.4mmのときの40℃における水蒸気透過率が10g/m2・day以下の層(D)を有し、
該蛍光体(B)がMn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体を含有する
ことを特徴とする、半導体発光装置。 In a semiconductor light emitting device comprising: a semiconductor light emitting element (A); and a phosphor (B) that emits light having a different wavelength by absorbing at least part of the light from the semiconductor light emitting element (A).
Water vapor at 40 ° C. when the phosphor (B) is not contained and the thickness is 0.4 mm between the semiconductor light emitting element (A) and the layer (C) containing the phosphor (B). Having a layer (D) having a transmittance of 10 g / m 2 · day or less,
The phosphor (B) contains a fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ .
該半導体発光装置の表面の一部または全部が、厚さ0.4mmのときの40℃における水蒸気透過率が10g/m2・day以下の層(E)で被覆されており、
該蛍光体(B)がMn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体含有する
ことを特徴とする、半導体発光装置。 In a semiconductor light emitting device comprising: a semiconductor light emitting element (A); and a phosphor (B) that emits light having a different wavelength by absorbing at least part of the light from the semiconductor light emitting element (A).
A part or all of the surface of the semiconductor light emitting device is coated with a layer (E) having a water vapor transmission rate at 40 ° C. of 10 g / m 2 · day or less when the thickness is 0.4 mm,
The phosphor (B) contains a fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ . A semiconductor light emitting device.
該蛍光体(B)を含む層(C)が、厚さ0.4mmのときの40℃における水蒸気透過率が10g/m2・day以下の層(F)で被覆されており、
該蛍光体(B)がMn4+で付活されたフッ素錯体蛍光体含有する
ことを特徴とする、半導体発光装置。 In a semiconductor light emitting device comprising: a semiconductor light emitting element (A); and a phosphor (B) that emits light having a different wavelength by absorbing at least part of the light from the semiconductor light emitting element (A).
The layer (C) containing the phosphor (B) is covered with a layer (F) having a water vapor transmission rate at 40 ° C. of 10 g / m 2 · day or less when the thickness is 0.4 mm,
The phosphor (B) contains a fluorine complex phosphor activated with Mn 4+ . A semiconductor light emitting device.
ことを特徴とする、請求項3に記載の半導体発光装置。 Water vapor at 40 ° C. when the phosphor (B) is not contained and the thickness is 0.4 mm between the semiconductor light emitting element (A) and the layer (C) containing the phosphor (B). The semiconductor light emitting device according to claim 3, further comprising a layer (D) having a transmittance of 10 g / m 2 · day or less.
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体発光装置。 The amount of fluorine generated by heating the phosphor (B) at 200 ° C is 0.01 µg / min or more per gram of phosphor. The semiconductor light-emitting device according to any one of claims 1 to 4, apparatus.
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の半導体発光装置。 The semiconductor light-emitting device according to claim 1, wherein the phosphor (B) has a solubility in 100 g of water at 20 ° C. of 0.005 g or more and 7 g or less.
ことを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の半導体発光装置。 The semiconductor phosphor according to any one of claims 1 to 6, wherein the phosphor (B) has a main emission peak in a wavelength range of 610 nm or more and 650 nm or less.
ことを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の半導体発光装置。
MI 2[MIV 1−xRxF6] ・・・[1]
MI 3[MIII 1−xRxF6] ・・・[2]
MII[MIV 1−xRxF6] ・・・[3]
MI 3[MIV 1−xRxF7] ・・・[4]
MI 2[MIII 1−xRxF5] ・・・[5]
Zn2[MIII 1−xRxF7] ・・・[6]
MI[MIII 2−2xR2xF7] ・・[7]
Ba0.65Zr0.35F2.70:Mn4+ ・・・[8]
(但し、前記式[1]〜[8]において、MIはLi、Na、K、Rb、Cs、及びNH4からなる群より選ばれる1種以上の1価の基を表わし、MIIはアルカリ土類金属元素を表し、MIIIは周期律表第3族及び第13族からなる群より選ばれる1種以上の金属元素を表し、MIVは周期律表第4族及び第14族からなる群より選ばれる1種以上の金属元素を表し、Rは、少なくともMnを含有する付活元素を表す。xは、0<x<1で表される範囲の数値である。) The phosphor (B) contains a crystal phase having a chemical composition represented by any one of the following formulas [1] to [8]. 2. The semiconductor light emitting device according to item 1.
M I 2 [M IV 1-x R x F 6 ] ... [1]
M I 3 [M III 1-x R x F 6 ] ... [2]
M II [M IV 1-x R x F 6 ] ... [3]
M I 3 [M IV 1-x R x F 7 ] ... [4]
M I 2 [M III 1-x R x F 5 ] ... [5]
Zn 2 [M III 1-x R x F 7] ··· [6]
M I [M III 2-2x R 2x F 7 ] .. [7]
Ba 0.65 Zr 0.35 F 2.70 : Mn 4+ ... [8]
(In the above formulas [1] to [8], M I represents one or more monovalent groups selected from the group consisting of Li, Na, K, Rb, Cs, and NH 4 , and M II represents Represents an alkaline earth metal element, M III represents one or more metal elements selected from the group consisting of groups 3 and 13 of the periodic table, and M IV represents groups 4 and 14 of the periodic table And one or more metal elements selected from the group consisting of R and R represents an activating element containing at least Mn, and x is a numerical value in a range represented by 0 <x <1.)
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