白色发光二极管器件制造技术

一种白色发光二极管器件，由发出４００ｎｍ至４１９ｎｍ波长的紫色光的发光二极管元件和陶瓷复合体构成，该陶瓷复合体是用铈激活了的Ｙ↓［３］Ａｌ↓［５］Ｏ↓［１２］（Ｙ↓［３］Ａｌ↓［５］Ｏ↓［１２］∶Ｃｅ）晶体和α型氧化铝（Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］）晶体连续地以三维方式排列并互相缠绕而存在的凝固体，具有对所述紫色光的一部分进行波长变换使之成为黄色光的荧光特性，同时具有透过所述紫色光的一部分的功能，通过将透过了所述陶瓷复合体的紫色光与由所述陶瓷复合体进行了波长变换的黄色光进行混合，模拟地发出白色光。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可利用于显示器、照明、背光光源等的白色发光二极管器件，特别是涉及在将照射光的一部分变换为与其不同的波长的光的同时与未变换的照射光混合以变换为色彩与照射光不同的白色光的白色发光二极管器件。
技术介绍
近年来，随着蓝色发光二极管器件的实用化，以该二极管为发光源的白色发光二极管器件的开发研究越来越活跃。由于白色发光二极管器件与已有的白色光源相比，具有功耗低、寿命长这样的明显的优点，故预期今后的需求将急速地扩大。作为将蓝色发光二极管的蓝色光变换为白色光的方法最普通的方法，例如如特开2000-208815号公报中所示那样，在发光元件的前面设置吸收蓝色光的一部分并发出与蓝色大致处于补色关系的黄色光的涂层和对光源的蓝色光与来自涂层的黄色光进行混色用的铸模层。在现有技术中，在发光元件上涂敷用铈激活了的YAG(YAG是钇铝拓榴石，以下将用铈激活了的YAG简称为YAG:Ce)粉末与环氧树脂的混合物来作为涂层(特开2000-208815号公报)。在该技术中被使用的发光二极管的光的波长在460nm附近。之所以采用该波长，是由于在该波长区域中用铈激活了的YAG的发光效率高。但是，YAG:Ce的荧光的颜色在CIE色度坐标(1964)中约处于x＝0.41、y＝0.56，在与460nm的激励光进行了混色的情况下，不是成为白色光，而是成为混入了蓝绿色的白色光。作为解决该色调的恶化的方法之一，采取了使YAG:Ce的荧光波长的峰值从530nm再朝向长波长一侧变化的方法。但是，在该方法中增加了添加元素的种类，因此除了组成的调整或制作程序变得复杂外，还有难以得到均匀的组成的制品等的问题。因此，作为另外的解决方法，可考虑采用作为YAG:Ce荧光体粉末的荧光色的更理想的补色的紫色作为激励波长。但是，在紫色的光中，由于YAG荧光体的发光效率极端地降低，故在混色中使用的黄色的发光降低，难以得到白色光。如果为了补偿发光效率而将较多的量的YAG:Ce荧光体粉末混入到涂层相中，则由于光的透过极端地降低，故难以得到明亮的白色发光二极管。本专利技术的目的在于提供利用与包含了用铈激活了的Y3Al5O12相的光变换用陶瓷复合材料的荧光准确地有补色关系的紫色光、在不需要调整Y3Al5O12:Ce相组成的色调的情况下能构成色彩良好的白色发光元件的技术。专利技术的概要本专利技术者门提出过使用蓝色发光二极管芯片、和具有用铈激活了的Y3Al5O12(以下简称为Y3Al5O12:Ce)相与Al2O3相的三维缠绕结构的光变换用陶瓷复合材料来构成白色发光二极管器件的方法。即，该光变换用陶瓷复合材料是下述的一种材料，除了包含吸收蓝色的光并发出黄色的光的Y3Al5O12:Ce相以外，还包含透过蓝色光的Al2O3相，通过使这些相以三维方式复杂地相互缠绕，使之具有很好的混色性能，各相具有优良的光透过性，并且在耐热性等方面优良。本专利技术者门对光变换用陶瓷复合材料加以研究的结果，发现本材料具有特异的激励谱，能够在以前的在树脂中分散了YAG:Ce的涂层相中不能激励的波长的范围内激励，从而实现了本专利技术。即，本专利技术是一种由发出波长400nm至419nm的紫色光(较为理想的是峰值波长为400nm至419nm的紫色光)的发光二极管元件和陶瓷复合体构成的白色发光二极管器件，涉及下述的白色发光二极管器件该陶瓷复合体是连续地且以三维方式排列并互相缠绕用铈激活了的Y3Al5O12(Y3Al5O12:Ce)晶体和α型氧化铝(Al2O3)晶体而存在的凝固体，具有对上述紫色光的一部分进行波长变换使之成为黄色光的荧光特性，同时具有透过上述紫色光的一部分的功能，利用透过了上述陶瓷复合体的紫色光与由上述陶瓷复合体进行了波长变换的黄色光的混合，模拟地发出白色光。最好利用单向凝固法来得到上述陶瓷复合体。在上述陶瓷复合体中，最好用式(Y1-xCex)3Al5O12(式中，x在0.01～0.2的范围内)来表示用铈激活了的Y3Al5O12。再者，本专利技术涉及下述的白色发光二极管器件上述陶瓷复合体的与530nm的荧光对应的激励谱在400nm至520nm中具有峰值，该峰值的半值宽度大于等于65nm。上述陶瓷复合体例如可以是板状或块状的。通过组合发出波长400nm至419nm的紫色光的发光二极管元件和作为连续地且以三维方式排列并互相缠绕用铈激活了的Y3Al5O12晶体和α型氧化铝(Al2O3)晶体而存在的凝固体的陶瓷复合体，在不需要调整Y3Al5O12:Ce相的组成的色调的情况下，利用在树脂中分散了YAG:Ce的荧光体材料，通过将相互具有准确的补色关系的2种光混合，得到了良好的色彩的白色光。而这在以前是不能做到的。附图的简单的说明附图说明图1是示出用实施例1得到的陶瓷复合体的组织结构的电子显微镜照片。图2是用实施例和比较例得到的关于陶瓷复合体的530nm的激励谱。图3是对用实施例和比较例得到的关于陶瓷复合体的530nm的激励谱中的400～520nm的峰值最高值进行了规格化了的谱比较图。图4是对用实施例和比较例得到的关于陶瓷复合体的530nm的激励谱中的340nm附近的峰值最高值进行了规格化了的谱比较图。图5是示出本专利技术的白色发光二极管器件的一实施形态的结构图。图6是示出用实施例5的白色发光二极管器件得到的白色光的CIE色度坐标的图。图7是用实施例5和比较例2的白色发光二极管器件得到的发光谱。具体实施例方式本专利技术的白色发光二极管器件是组合了紫色光的发光二极管元件与陶瓷复合体的器件，例如，如图5中所示，可作成用陶瓷复合体的板覆盖发光元件那样的结构。在图5中，1是板状的光变换用陶瓷复合体，2是容器，3是金导线，4是发光元件，5是带有电极的台，6是电极。作为本专利技术的白色发光器件的光源使用的紫色光的发光二极管元件是至少发出400nm至419nm的波长的紫色光的发光二极管元件，也可混合地存在其它的波长的光。发光二极管芯片例如有InGaN系列的发光二极管，其可在市场上买到。除此以外，只要是发出400nm至419nm的紫色光的元件就可以。本专利技术的白色发光二极管器件中使用的陶瓷复合体是用铈激活了的Y3Al5O12(Y3Al5O12:Ce)晶体和α型氧化铝(Al2O3)晶体连续地以三维方式排列并互相缠绕而存在的凝固体，具有对上述紫色光的一部分进行波长变换使之成为黄色光的荧光特性，同时具有透过上述紫色光的一部分的功能。更详细地说，由作为具有对至少400nm至419nm的波长的紫色光进行波长变换使之成为黄色光的荧光特性的荧光体晶体的用铈激活了的Y3Al5O12和作为具有透过上述紫色光的功能的透光性晶体的α型氧化铝(Al2O3)晶体形成了本专利技术的白色发光二极管器件中使用的陶瓷复合体。图1是示出在本专利技术中使用的陶瓷复合体的组织结构的电子显微镜照片。白的部分是Y3Al5O12:Ce相，黑的部分是Al2O3相。在该凝固体中没有晶团或粒界相，并且具有不存在气泡或空洞的均匀的组织。用一般式(Y1-xCex)3Al5O12来表示用铈激活了的Y3Al5O12。x最好在0.01～0.2的范围内。如果x在该范围内，则荧光强度高，异相的生成少，可得到荧光强度高的陶瓷复合体。本专利技术的白色发光二极管器件，通过组合上述那样的陶瓷复合体与紫色光的二极管元件，利用透过了上述陶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种白色发光二极管器件，由发出波长为４００ｎｍ至４１９ｎｍ的紫色光的发光二极管元件和陶瓷复合体构成，其特征在于：该陶瓷复合体是用铈激活了的Ｙ↓［３］Ａｌ↓［５］Ｏ↓［１２］（Ｙ↓［３］Ａｌ↓［５］Ｏ↓［１２］∶Ｃｅ）晶体和α型氧化铝 （Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］）晶体连续地以三维方式排列并互相缠绕而存在的凝固体，具有对所述紫色光的一部分进行波长变换使之成为黄色光的荧光特性，同时具有透过所述紫色光的一部分的功能，通过将透过了所述陶瓷复合体的紫色光与由所述陶瓷复合体进行了波长变换的黄色光进行混合，模拟地发出白色光。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2004-6-24 186175/20041.一种白色发光二极管器件，由发出波长为400nm至419nm的紫色光的发光二极管元件和陶瓷复合体构成，其特征在于该陶瓷复合体是用铈激活了的Y3Al5O12(Y3Al5O12:Ce)晶体和α型氧化铝(Al2O3)晶体连续地以三维方式排列并互相缠绕而存在的凝固体，具有对所述紫色光的一部分进行波长变换使之成为黄色光的荧光特性，同时具有透过所述紫色光的一部分的功能，通过将透过了所述陶瓷复合体的紫色光与由所述陶瓷复合体进行了波长变换的黄色光进行混合，模拟地发出白色光。2.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：坂田信一，三谷敦志，藤井一宏，
申请(专利权)人：宇部兴产株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]