JP2011171590A - Light emitting diode - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light emitting diode from which stable quality characteristics are obtained. <P>SOLUTION: At least two sorts of phosphors 8a and 8b in which the same luminescent color is indicated and composition materials differ are made to be included. As for some quality characteristics of the phosphors in the at least two sorts of phosphors 8a and 8b in which the composition materials differ, a phosphor of a composition material whose quality characteristic is inferior is subjected to quality characteristic improvement by combining a phosphor of a composition material excellent in the characteristic. Moreover, a difference in peak wavelength of emission spectrum of the at least two sorts of phosphors 8a and 8b is suppressed within the limit of 0-10 nm. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、発光ダイオードに関し、特に発光効率などに優れて信頼性の高い白色発光の発光ダイオード、並びに、カラーフィルタを用いた液晶表示装置のバックライト光源に適した発光ダイオードに関する。   The present invention relates to a light emitting diode, and more particularly to a white light emitting diode which has excellent light emission efficiency and high reliability and a light emitting diode suitable for a backlight light source of a liquid crystal display device using a color filter.

従来から、白色発光をなす発光ダイオード（以降、ＬＥＤという）には、青色光を発光する発光素子の発光波長に励起されて波長変換を起こし、長波長の光を発光する蛍光体を用いた構成が知られている。このように蛍光体を用いた白色ＬＥＤとしては、黄色光を発光するＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光体を用いた白色ＬＥＤが知られている（例えば、特許文献１）。   2. Description of the Related Art Conventionally, a light emitting diode that emits white light (hereinafter referred to as an LED) uses a phosphor that is excited by the light emitting wavelength of a light emitting element that emits blue light, undergoes wavelength conversion, and emits long wavelength light. It has been known. As such a white LED using a phosphor, a white LED using a YAG (yttrium, aluminum, garnet) phosphor that emits yellow light is known (for example, Patent Document 1).

また、ＹＡＧ系蛍光体以外の蛍光体を用いたものとしては、ＣａＳｉＡｌＮ３なる黄色光を発光する窒化物系蛍光体を用いた白色ＬＥＤが知られている（例えば、特許文献２）。 Further, as a phosphor using a phosphor other than the YAG phosphor, a white LED using a nitride phosphor that emits yellow light of CaSiAlN 3 is known (for example, Patent Document 2).

特許第３７００５０２号公報Japanese Patent No. 3700502 特開２００８−１６３０７８号公報JP 2008-163078 A

ＬＥＤの発光効率や信頼性などの品質特性は蛍光体の組成材料によって大きく影響を受ける。蛍光体はその組成材料によって品質特性が異なり、例えば、蛍光体の耐湿性や耐熱性をとって考えると、耐湿性や耐熱性に劣る蛍光体は長い期間の中で蛍光体が劣化して発光効率が低下し、品質の安定性がなくなって信頼性を低下させる。また、温度特性を考えると、温度特性の優れた蛍光体は温度が高くなってもその明るさはさほど低下しないが、温度特性の劣る蛍光体は温度が高くなるに従って発光の明るさが低下すると言う問題が起きる。   Quality characteristics such as luminous efficiency and reliability of the LED are greatly influenced by the composition material of the phosphor. Phosphors have different quality characteristics depending on the composition material. For example, when considering the moisture resistance and heat resistance of phosphors, phosphors with poor moisture resistance and heat resistance emit light due to deterioration of the phosphor over a long period of time. Efficiency is reduced, quality stability is lost and reliability is reduced. Also, considering the temperature characteristics, phosphors with excellent temperature characteristics do not decrease in brightness as the temperature increases, but phosphors with inferior temperature characteristics decrease in brightness as the temperature increases. The problem to say occurs.

このような品質特性を考えると、引用文献１に記載されたＹＡＧ系蛍光体は温度特性にやや難があり、温度が高くなるに従って発光の明るさが低下するという問題を有する。   Considering such quality characteristics, the YAG phosphor described in the cited document 1 is somewhat difficult in temperature characteristics, and has a problem that the brightness of light emission decreases as the temperature increases.

また、特許文献２に記載されたＣａＳｉＡｌＮ３なる蛍光体は、温度特性には優れているが、反面において、耐湿性などにはやや劣るという問題を有する。 Further, the phosphor of CaSiAlN 3 described in Patent Document 2 is excellent in temperature characteristics, but has a problem that it is slightly inferior in moisture resistance.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、安定した品質が得られるＬＥＤを得ると共に、表示装置のバックライト光源として利用できるＬＥＤを得ることを目的にするものである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to obtain an LED that can obtain stable quality and can be used as a backlight light source of a display device.

上記の目的を達成するための手段として、本発明の発光ダイオードの特徴は、発光素子と発光素子の発光した光で励起されて発光する蛍光体を有する発光ダイオード（本発明においても、以降ＬＥＤと呼ぶ）において、蛍光体は同一発光色を示して組成材料の異なる少なくとも２種の蛍光体を有しており、この少なくとも２種の蛍光体の発光スペクトルのそれぞれのピーク波長の差が０〜１０ｎｍの範囲内にあることを特徴とするものである。   As a means for achieving the above object, the light-emitting diode of the present invention is characterized by a light-emitting diode having a light-emitting element and a phosphor that emits light by being excited by light emitted from the light-emitting element. The phosphor has at least two phosphors having the same emission color and different composition materials, and the difference in peak wavelength between the emission spectra of the at least two phosphors is 0 to 10 nm. It is characterized by being within the range.

また、本発明のＬＥＤの特徴は、発光素子が窒化ガリウム系化合物半導体素子であることを特徴とするものである。   The LED of the present invention is characterized in that the light-emitting element is a gallium nitride compound semiconductor element.

また、本発明のＬＥＤの特徴は、蛍光体が緑色発光を示すバリウムシリケート系蛍光体，クロロシリケート系蛍光体，サイアロン系蛍光体，アルカリ土類金属スカンジウム塩系蛍光体の少なくとも２種からなることを特徴とするものである。   The LED of the present invention is characterized in that the phosphor is composed of at least two kinds of phosphors, barium silicate phosphors, chlorosilicate phosphors, sialon phosphors, and alkaline earth metal scandium salt phosphors that emit green light. It is characterized by.

また、本発明のＬＥＤの特徴は、同一発光色を示す蛍光体以外に他の発光色を示す蛍光体が少なくとも１種有することを特徴とするものである。   In addition, the LED of the present invention is characterized in that, in addition to the phosphor exhibiting the same emission color, at least one phosphor exhibiting another emission color is included.

また、本発明のＬＥＤの特徴は、他の発光色を示す蛍光体が赤色発光する赤色蛍光体であることを特徴とするものである。   In addition, the LED of the present invention is characterized in that the phosphor showing another emission color is a red phosphor emitting red light.

蛍光体はその組成材料によって品質特性が決まり、その品質特性にはそれぞれ一長一短がある。そのため、１種の蛍光体で全て満足する品質特性を得ることは難しい。
そこで、同一発光色を示して、組成材料の異なる蛍光体を少なくとも２種を用いることで、品質特性を高めることができる。例えば、耐湿性に係る品質特性について考えると、同一発光色をなして、耐湿性に劣る組成材料の蛍光体と耐湿性に優れた組成材料の蛍光体とを組み合わせることによって、耐湿性の劣る組成材料を耐湿性に優れた組成材料がカバーして耐湿性能が向上する。 The quality characteristics of phosphors are determined by the composition material, and the quality characteristics have advantages and disadvantages. Therefore, it is difficult to obtain quality characteristics that are all satisfied with one type of phosphor.
Therefore, the quality characteristics can be improved by using at least two phosphors having the same emission color and different composition materials. For example, considering the quality characteristics related to moisture resistance, a composition with inferior moisture resistance can be obtained by combining a phosphor of a composition material having the same emission color and inferior moisture resistance with a phosphor of a composition material having excellent moisture resistance. The material is covered with a composition material having excellent moisture resistance, and the moisture resistance performance is improved.

また、温度特性（温度消光特性とも言われている）について考えると、同一発光色をなして、温度特性に優れた蛍光体と温度特性に劣る蛍光体を組み合わせることによって、同じ発光色での温度特性の向上が得られる。
蛍光体の品質特性には、耐湿性や耐熱性、温度特性、初期発光の明るさ、などが代表的な品質特性として挙げられるが、その材料が持っている品質特性の長所や短所を少なくとも２種の材料を巧く組み合わせることで、これらの品質特性を向上させる効果を得る。 Also, considering temperature characteristics (also called temperature quenching characteristics), the temperature of the same emission color can be obtained by combining phosphors with the same emission color and excellent temperature characteristics and inferior temperature characteristics. Improved properties are obtained.
Typical quality characteristics of phosphors include humidity resistance, heat resistance, temperature characteristics, brightness of initial light emission, etc., but at least two of the advantages and disadvantages of the quality characteristics of the material. By skillfully combining seed materials, the effect of improving these quality characteristics is obtained.

更に、同じ発光色をなして、少なくとも２種の蛍光体のそれぞれの発光スペクトルのピーク波長の差を０〜１０ｎｍの範囲内に抑えることで、色ズレの少ない発光色を得ることができる。例えば、緑色発光の蛍光体を用いれば色ズレの少ない緑色発光の光量が多く得られ、また、赤色発光の蛍光体を用いれば色ズレの少ない赤色発光の光量が多く得られる。これは、特にカラーフィルタを用いた半透過型液晶表示装置のＲ（赤色）Ｇ（緑色）Ｂ（青色）のバックライト光源として用いると、光の分光透過率を高める効果を得る。そして、演色性を高めて色の再現性を保証し、十分な色の明るさを得ることができる。   Furthermore, by making the same emission color and suppressing the difference in peak wavelength of the emission spectra of at least two kinds of phosphors within the range of 0 to 10 nm, an emission color with little color deviation can be obtained. For example, if a green light emitting phosphor is used, a large amount of green light can be obtained with little color deviation, and if a red light emitting phosphor is used, a large amount of red light can be obtained with little color deviation. In particular, when used as an R (red), G (green), and B (blue) backlight source of a transflective liquid crystal display device using a color filter, an effect of increasing the spectral transmittance of light is obtained. Further, it is possible to improve color rendering and guarantee color reproducibility, and to obtain sufficient color brightness.

また、発光素子に窒化ガリウム系化合物半導体素子を用いる。ＧａＮ，ＡｌＧａＮ，ＩｎＧａＮ，ＡｌＧａＩｎＮなどの窒化ガリウム系化合物半導体素子は紫外光〜青色光の領域、あるいは青色光の領域の光を発光する。蛍光体の励起光として利用できる共に青色発光の光として利用することができる。   In addition, a gallium nitride compound semiconductor element is used for the light-emitting element. Gallium nitride compound semiconductor elements such as GaN, AlGaN, InGaN, and AlGaInN emit light in the ultraviolet to blue light region or blue light region. It can be used as excitation light for the phosphor and can also be used as blue light emission.

また、蛍光体は緑色発光を示すバリウムシリケート系蛍光体，クロロシリケート系蛍光体，サイアロン系蛍光体，アルカリ土類金属スカンジウム塩系蛍光体の少なくとも２種からなるのが好ましい。
緑色発光を示すバリウムシリケート系蛍光体にはバリウム・ストロンチウム・シリケート蛍光体（一般的な化学式は、（Ｂａ１−ｐＳｒｐ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ（式中、０＜ｐ＜１）で示される）がある。このバリウム・ストロンチウム・シリケート蛍光体は耐湿性や耐熱性には劣るが初期発光の明るさに優れた明るさを示す。
緑色発光を示すクロロシリケート系蛍光体にはカルシウム・マグネシウム・クロロシリケート蛍光体（一般的な化学式は、Ｃａ８Ｍｇ（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２：Ｅｕで示される）がある。このカルシウム・マグネシウム・クロロシリケート蛍光体は耐湿性や耐熱性、並びに、温度特性には優れた特性をもつが、初期発光の明るさの面では劣る。
サイアロン系蛍光体には緑色発光を示す蛍光体としてβ−サイアロン蛍光体（一般的な化学式は、Ｓｉ６−ｚＡｌｚＯｚＮ８−ｚ：Ｅｕ（式中０＜ｚ＜４．２）示される）がある。このβ−サイアロン蛍光体は耐湿性や耐熱性、並びに、温度特性には優れた特性をもつが、初期発光の明るさの面ではバリウムシリケート系蛍光体よりやや劣る。
緑色発光を示すアルカリ土類金属スカンジウム塩系蛍光体には、一般的な化学式、ＣａＳｃ２Ｏ４：Ｃｅ、Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅで示される蛍光体が好ましいものとして挙げられる。これらの蛍光体は耐湿性や耐熱性には優れた特性をもち、また、温度特性にも優れている。 The phosphor is preferably composed of at least two kinds of phosphors, ie, barium silicate phosphors, chlorosilicate phosphors, sialon phosphors, and alkaline earth metal scandium salt phosphors that emit green light.
Green-emitting barium in the barium silicate-based phosphor having strontium silicate phosphor (general chemical formula, (Ba 1-p Sr p ) 2 SiO 4: shown by Eu (wherein, 0 <p <1) There is. This barium / strontium / silicate phosphor is inferior in moisture resistance and heat resistance, but exhibits excellent brightness in initial light emission.
Chlorosilicate phosphors that emit green light include calcium / magnesium / chlorosilicate phosphors (general chemical formula is indicated by Ca 8 Mg (SiO 4 ) 4 Cl 2 : Eu). This calcium / magnesium / chlorosilicate phosphor has excellent moisture resistance, heat resistance, and temperature characteristics, but is inferior in terms of brightness of initial light emission.
A sialon-based phosphor has a β-sialon phosphor as a phosphor exhibiting green light emission (a general chemical formula is Si 6-z Al z O z N 8-z : Eu (where 0 <z <4.2). Is shown). This β-sialon phosphor has excellent moisture resistance, heat resistance, and temperature characteristics, but is slightly inferior to barium silicate phosphors in terms of the brightness of initial light emission.
Preferred examples of the alkaline earth metal scandium salt phosphor exhibiting green emission include phosphors represented by the general chemical formulas CaSc 2 O 4 : Ce and Ca 3 Sc 2 Si 3 O 12 : Ce. These phosphors have excellent characteristics in terms of moisture resistance and heat resistance, and also have excellent temperature characteristics.

このような特性を持つ蛍光体を少なくとも２種組み合わせることにより全体的に品質特性の向上を図ることができる。例えば、バリウムシリケート系蛍光体とクロロシリケート系蛍光体とを組み合わせると耐湿性や耐熱性、温度特性、初期発光の明るさなどに優れた品質特性が現れる。   The quality characteristics can be improved as a whole by combining at least two kinds of phosphors having such characteristics. For example, when a barium silicate phosphor and a chlorosilicate phosphor are combined, excellent quality characteristics such as moisture resistance, heat resistance, temperature characteristics, and brightness of initial light emission appear.

また、同一発光色を示す蛍光体以外に他の発光色を示す蛍光体を含有させることによって、長波長の発光色も得ることができる。そして、ＬＥＤの発光色を変化させることができると共に色度の範囲を広げることができる。
例えば、緑色発光するバリウムシリケート系蛍光体及びクロロシリケート系蛍光体の中に赤色発光する赤色蛍光体を混ぜ合わせると、窒化ガリウム系化合物半導体素子の青色光とバリウムシリケート系蛍光体及びクロロシリケート系蛍光体の緑色光と赤色蛍光体の赤色光とが混ざり合って白色発光のＬＥＤを得ることができる。また、この場合にはＲＧＢの光が混ざり合っていることから演色性が高く、色再現性の良いＬＥＤが得られる。
そして、このようにして得られた白色ＬＥＤはカラーフィルタを用いた半透過型液晶表示装置にもＲＧＢの光源として利用することができる。 In addition to phosphors exhibiting the same emission color, long-wavelength emission colors can also be obtained by including phosphors exhibiting other emission colors. And the luminescent color of LED can be changed and the range of chromaticity can be expanded.
For example, when a red phosphor emitting red light is mixed in a barium silicate phosphor and chlorosilicate phosphor emitting green light, blue light, barium silicate phosphor and chlorosilicate phosphor of a gallium nitride compound semiconductor element are mixed. The green light of the body and the red light of the red phosphor are mixed to obtain a white light emitting LED. Further, in this case, since RGB light is mixed, an LED having high color rendering properties and good color reproducibility can be obtained.
The white LED thus obtained can be used as an RGB light source in a transflective liquid crystal display device using a color filter.

以上述べた発光体の効果によって、ＬＥＤの発光効率や品質の安定性、信頼性が向上し、ＬＥＤの寿命を延ばすことができる。また、演色性も向上して色の再現性も良くなる。   Due to the effect of the light emitter described above, the light emission efficiency, the stability of the quality, and the reliability of the LED are improved, and the life of the LED can be extended. In addition, the color rendering is improved and the color reproducibility is improved.

また、カラーフィルタを用いる半透過型液晶表示装置のバックライト光源として利用でき、色の再現性を保証し、十分な色の明るさを得ることができる。   In addition, it can be used as a backlight light source of a transflective liquid crystal display device using a color filter, guaranteeing color reproducibility and obtaining sufficient color brightness.

本実施形態に係るＬＥＤの構造を模式的に示した要部断面図である。It is principal part sectional drawing which showed typically the structure of LED which concerns on this embodiment. 実施例１に係る蛍光体の発光スペクトルを示す図である。3 is a diagram showing an emission spectrum of the phosphor according to Example 1. FIG. 図２に示された発光スペクトルの蛍光体を用いた時のＬＥＤから発光される光の発光スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the emission spectrum of the light light-emitted from LED when the fluorescent substance of the emission spectrum shown by FIG. 2 is used. 実施例２に係るＬＥＤの構造を模式的に示した要部断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a principal part schematically showing the structure of an LED according to Example 2. 図４に示したＬＥＤの発光スペクトルを示した図である。It is the figure which showed the emission spectrum of LED shown in FIG. 実施例３に係るＬＥＤの構造を模式的に示した要部断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a principal part schematically showing the structure of an LED according to Example 3.

以下、本発明の実施形態に係るＬＥＤについて図１を用いながら説明する。図１は本実施形態に係るＬＥＤの構造を模式的に示した要部断面図である。   Hereinafter, an LED according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part schematically showing the structure of an LED according to this embodiment.

［実施形態に係るＬＥＤの構造説明：図１］
図１において、１はガラスエポキシ樹脂やＢＴレジンなどの樹脂で形成した基板である。２は基板１の表面上に形成した電極である。電極２はアノード用電極２ａとカソード用電極２ｂとに分かれている。アノード用電極２ａ及びカソード用電極２ｂは導電性の良いＡｕ，Ａｇ，Ｃｕなどの金属膜でもって構成される。３は金などからなるバンプで、５は発光素子である。このバンプ３は発光素子５のｐ電極（アノード電極）とアノード用電極２ａとを接続し、発光素子５のｎ電極（カソード電極）とカソード用電極２ｂとを接続している。図１に示した構造はダイボンディング構造を取っており、発光素子５の裏面側でもって基板１上のアノード用電極２ａ及びカソード用電極２ｂに発光素子５を実装した構造をなしている。なお、発光素子５はＧａＮ，ＡｌＧａＮ，ＩｎＧａＮ，ＡｌＧａＩｎＮなどの窒化ガリウム系化合物半導体素子が好適に用いられる。 [Description of Structure of LED According to Embodiment: FIG. 1]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a substrate formed of a resin such as glass epoxy resin or BT resin. Reference numeral 2 denotes an electrode formed on the surface of the substrate 1. The electrode 2 is divided into an anode electrode 2a and a cathode electrode 2b. The anode electrode 2a and the cathode electrode 2b are composed of a metal film such as Au, Ag, or Cu having good conductivity. 3 is a bump made of gold or the like, and 5 is a light emitting element. The bump 3 connects the p electrode (anode electrode) of the light emitting element 5 and the anode electrode 2a, and connects the n electrode (cathode electrode) of the light emitting element 5 and the cathode electrode 2b. The structure shown in FIG. 1 has a die bonding structure in which the light emitting element 5 is mounted on the anode electrode 2 a and the cathode electrode 2 b on the substrate 1 on the back surface side of the light emitting element 5. The light emitting element 5 is preferably a gallium nitride compound semiconductor element such as GaN, AlGaN, InGaN, AlGaInN.

６はリフレクタである。ポリカーボネイト樹脂やＢＴレジンなどの樹脂から形成されて中心部に中空部を有し、中空部の内周面６ａは傾斜面をなして、反射手段を設けた反射面をなしている。そして、中空部のほぼ中央部に発光素子５を配置している。７はエポキシ樹脂やシリコーン樹脂などの樹脂で、８は発光素子５である窒化ガリウム系化合物半導体素子の発光する光で励起されて発光する蛍光体である。樹脂７の中に蛍光体８が分散している。本実施形態においては、蛍光体８は組成材料の異なる２種類の蛍光体で構成しており、蛍光体８ａと蛍光体８ｂとで蛍光体８を構成している。この２種類の蛍光体８ａと蛍光体８ｂはそれぞれ異なった組成材料からなるものであるが、それぞれの発光スペクトルのピーク波長の差は０〜１０ｎｍの範囲内にあって同一発光色を示すものである。   Reference numeral 6 denotes a reflector. It is formed from a resin such as polycarbonate resin or BT resin, and has a hollow portion at the center, and the inner peripheral surface 6a of the hollow portion forms an inclined surface and forms a reflecting surface provided with reflecting means. And the light emitting element 5 is arrange | positioned in the approximate center part of the hollow part. 7 is a resin such as an epoxy resin or a silicone resin, and 8 is a phosphor that emits light when excited by the light emitted from the gallium nitride compound semiconductor element, which is the light emitting element 5. The phosphor 8 is dispersed in the resin 7. In the present embodiment, the phosphor 8 is composed of two types of phosphors having different composition materials, and the phosphor 8 is composed of the phosphor 8a and the phosphor 8b. The two types of phosphors 8a and 8b are made of different composition materials, but the difference in peak wavelength of each emission spectrum is in the range of 0 to 10 nm and shows the same emission color. is there.

それぞれ組成材料が異なる２種類の蛍光体８は、例えば、耐湿性に劣る組成材料の蛍光体である場合は耐湿性に優れた組成材料の蛍光体との組合せで蛍光体８を構成する。
耐湿性が劣ると長い期間の中で蛍光体物質が劣化して発光効率が低下し、品質の安定性は低下する。一方、耐湿性の優れた組成材料であると長期間にわたって発光効率は維持され、安定した品質が得られる。
このような構成をとると、耐湿性に優れた組成材料が耐湿性に劣る組成材料の品質をカバーして耐湿特性が向上する。このため、ＬＥＤの品質特性は、耐湿性に優れた組成材料の作用が大きく働いて品質特性の低下は抑えられて安定した品質特性が得られる。しかも、蛍光体８からの発光色は、２種類の蛍光体８ａ、８ｂの発光スペクトルのそれぞれのピーク波長の差が０〜１０ｎｍの範囲内にあるので、色ズレの殆どない同一の発光色が得られる。 For example, when the two types of phosphors 8 having different composition materials are phosphors having a composition material inferior in moisture resistance, the phosphors 8 are configured in combination with phosphors having a composition material having excellent moisture resistance.
If the moisture resistance is inferior, the phosphor material deteriorates over a long period of time, the luminous efficiency is lowered, and the quality stability is lowered. On the other hand, if the composition material has excellent moisture resistance, the luminous efficiency is maintained over a long period of time, and a stable quality can be obtained.
When such a structure is taken, the composition material excellent in moisture resistance covers the quality of the composition material inferior in moisture resistance, and the moisture resistance characteristics are improved. For this reason, the quality characteristics of the LED are greatly affected by the action of the composition material having excellent moisture resistance, and the deterioration of the quality characteristics is suppressed, so that stable quality characteristics can be obtained. In addition, the emission color from the phosphor 8 has the same emission color with almost no color misregistration because the difference between the peak wavelengths of the emission spectra of the two types of phosphors 8a and 8b is in the range of 0 to 10 nm. can get.

上記は耐湿性の品質特性について述べたものであるが、耐熱性などの品質特性に関しても同様である。耐湿性や耐熱性、温度特性、発光初期の明るさ、などの品質特性も考慮して、できるだけこれらの品質特性が向上するように蛍光体の組成材料を選択するのが好ましい。また、組成材料の異なる蛍光体を２種類に限るものではなく、３種類以上の蛍光体の組合せを行っても構わない。   The above describes the quality characteristics of moisture resistance, but the same applies to quality characteristics such as heat resistance. In consideration of quality characteristics such as moisture resistance, heat resistance, temperature characteristics, and brightness at the beginning of light emission, it is preferable to select a phosphor composition material so that these quality characteristics are improved as much as possible. Further, the number of phosphors having different composition materials is not limited to two, and a combination of three or more phosphors may be performed.

ここで、蛍光体の品質特性について説明する。耐湿性とは蛍光体が水や湿気に耐え得る特性を表しており、長期間使用の中で水や湿気によって蛍光体が劣化するか否かの劣化度合いを言う。耐熱性とは一定の温度での使用に耐え得る特性を表し、長期間の使用温度の中で蛍光体が劣化するか否かの劣化度合いを言う。温度特性とは温度消光特性とも言い、温度が上昇するに従って発光の光度が低下して行くか否かの低下度合いを言う。初期発光の明るさとは発光初期の明るさ加減の度合いを表している。   Here, the quality characteristics of the phosphor will be described. Moisture resistance refers to the property that a phosphor can withstand water and moisture, and refers to the degree of deterioration whether or not the phosphor deteriorates due to water or moisture during long-term use. The heat resistance means a characteristic that can withstand use at a constant temperature, and refers to the degree of deterioration as to whether or not the phosphor deteriorates during a long-term use temperature. The temperature characteristic is also referred to as a temperature quenching characteristic, and refers to the degree of decrease as to whether or not the luminous intensity decreases as the temperature increases. The brightness of the initial light emission represents the degree of brightness adjustment in the initial light emission.

蛍光体は蛍光染料や蛍光顔料からなり、一般に、短波長の光によって励起し、励起波長より長波長光を発光する。発光素子５である窒化ガリウム系化合物半導体素子は近紫外光領域から青色光領域の光、あるいは青色光領域の光などの短波長の光を出射するので、蛍光体の励起光として好適に利用することができる。   The phosphor is composed of a fluorescent dye or a fluorescent pigment, and is generally excited by light having a short wavelength and emits light having a wavelength longer than the excitation wavelength. Since the gallium nitride compound semiconductor element which is the light emitting element 5 emits light having a short wavelength such as light in the blue light region or light in the blue light region from the near ultraviolet light region, it is preferably used as excitation light for the phosphor. be able to.

１０はＬＥＤである。上記で述べた構成部品が主要構成部品となってＬＥＤ１０を構成している。
なお、図１に示したＬＥＤ１０の構造は一例を示したもので、必ずしもこの構造に限るものではない。 Reference numeral 10 denotes an LED. The components described above are the main components and constitute the LED 10.
The structure of the LED 10 shown in FIG. 1 is an example, and is not necessarily limited to this structure.

［効果の説明］
同一発光色をなして組成材料が異なり、それぞれ品質特性が異なる蛍光体を少なくとも２種類用いることにより、上述したように、発光効率の面や品質安定性の面などの品質特性を低下させることなく良い状態で維持することができる。
また、少なくとも２種類の蛍光体の発光スペクトルのそれぞれのピーク波長の差が０〜１０ｎｍの範囲内に納まるようにしている。これは、差が１０ｎｍより大きいと２種類の蛍光体からの発光色の間に色ズレが確認されるようになり、発光色の同一性が得られなくなるからである。ピーク波長の差を０〜１０ｎｍの範囲内に納めることで発光色の色ズレを防止している。また、これによって発光色の発光強度も強く現れる。 [Description of effects]
By using at least two kinds of phosphors having the same emission color but different composition materials and different quality characteristics, as described above, the quality characteristics such as emission efficiency and quality stability are not deteriorated. It can be maintained in good condition.
In addition, the difference between the peak wavelengths of the emission spectra of at least two kinds of phosphors is set within a range of 0 to 10 nm. This is because if the difference is larger than 10 nm, a color shift is confirmed between the colors emitted from the two types of phosphors, and the identity of the emitted colors cannot be obtained. By keeping the difference in peak wavelength within the range of 0 to 10 nm, color deviation of the emission color is prevented. In addition, the emission intensity of the emission color also appears strongly.

更には、次のような効果も得ることができる。通常、励起光となる発光素子の発光波長が変動すると、それに伴って蛍光体からの発光の強度も変動する。そして、結果として発光素子からの光と蛍光体からの発光の混色バランスが崩れ、ＬＥＤの発光色度にバラツキが発生する。組成材料の異なる蛍光体を少なくとも２種を含有させることで、その励起スペクトルも異なってくるので、発光素子からの発光波長が多少シフトしてもいずれかの蛍光体が励起される。そのため、蛍光体からの発光の強度は著しく低下しない。これにより、発光色度のバラツキ幅の小さいＬＥＤを実現することができる。   Furthermore, the following effects can also be obtained. Usually, when the emission wavelength of the light-emitting element that serves as excitation light varies, the intensity of light emitted from the phosphor also varies accordingly. As a result, the color mixing balance between the light from the light emitting element and the light emitted from the phosphor is lost, and the emission chromaticity of the LED varies. By including at least two kinds of phosphors having different composition materials, the excitation spectra thereof are also different. Therefore, even if the emission wavelength from the light emitting element is slightly shifted, any one of the phosphors is excited. Therefore, the intensity of light emitted from the phosphor is not significantly reduced. Thereby, it is possible to realize an LED having a small variation width of emission chromaticity.

［実施例１の説明：図２、図３］
次に、実施例１における蛍光体について図２、図３を用いて説明する。図２は実施例１に係る蛍光体の発光スペクトルを示す図であり、図３は図２に示された発光スペクトルの蛍光体を用いた時のＬＥＤから出射される光の発光スペクトルを示す図である。発光素子５はＩｎＧａＮの窒化ガリウム系化合物半導体素子を用いている。 [Description of Example 1: FIGS. 2 and 3]
Next, the phosphor in Example 1 will be described with reference to FIGS. 2 is a diagram showing an emission spectrum of the phosphor according to Example 1, and FIG. 3 is a diagram showing an emission spectrum of light emitted from the LED when the phosphor having the emission spectrum shown in FIG. 2 is used. It is. The light emitting element 5 is an InGaN gallium nitride compound semiconductor element.

図２において、ｐａは蛍光体８ａのピーク波長、ｐｂは蛍光体８ｂのピーク波長を表している。   In FIG. 2, pa represents the peak wavelength of the phosphor 8a, and pb represents the peak wavelength of the phosphor 8b.

実施例１では、組成材料が異なる２種類の蛍光体は、即ち、蛍光体８ａはクロロシリケート系蛍光体を用いており、蛍光体８ｂはバリウムシリケート系蛍光体を用いている。つまり、蛍光体８はクロロシリケート系蛍光体なる蛍光体８ａとバリウムシリケート系蛍光体なる蛍光体８ｂとを混ぜ合わせて蛍光体８を構成している。
いずれの蛍光体８ａ、８ｂもＩｎＧａＮの窒化ガリウム系化合物半導体素子なる発光素子５からの発光した光に励起されて緑色の発光色を示す。 In Example 1, two types of phosphors having different composition materials, that is, the phosphor 8a uses a chlorosilicate phosphor, and the phosphor 8b uses a barium silicate phosphor. That is, the phosphor 8 comprises the phosphor 8 by mixing the phosphor 8a which is a chlorosilicate phosphor and the phosphor 8b which is a barium silicate phosphor.
Both of the phosphors 8a and 8b are excited by light emitted from the light-emitting element 5 which is an InGaN gallium nitride compound semiconductor element and exhibit a green emission color.

蛍光体８ａのクロロシリケート系蛍光体はカルシウム・マグネシウム・クロロシリケート蛍光体を用いている。一般的な化学式はＣａ８Ｍｇ（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２：Ｅｕで表される。このカルシウム・マグネシウム・クロロシリケート蛍光体は発光素子５からの励起光によって図２に示す発光スペクトルを持った発光が得られる。図２に示されるように、ピーク波長ｐａはほぼ５２５ｎｍ、半値幅は５０〜８０ｎｍを示して、緑色の発光色を示す。 As the chlorosilicate phosphor of the phosphor 8a, a calcium / magnesium / chlorosilicate phosphor is used. A general chemical formula is represented by Ca 8 Mg (SiO 4 ) 4 Cl 2 : Eu. The calcium / magnesium / chlorosilicate phosphor emits light having the emission spectrum shown in FIG. 2 by the excitation light from the light-emitting element 5. As shown in FIG. 2, the peak wavelength pa is approximately 525 nm and the half width is 50 to 80 nm, indicating a green emission color.

このカルシウム・マグネシウム・クロロシリケート蛍光体の品質特性は、耐湿性や耐熱性に優れており、また、温度特性にも優れている。しかし反面、初期発光の明るさは低い。   The quality characteristics of this calcium / magnesium / chlorosilicate phosphor are excellent in moisture resistance and heat resistance, and also in temperature characteristics. However, the brightness of the initial light emission is low.

蛍光体８ｂのバリウムシリケート系蛍光体はバリウム・ストロンチウム・シリケート蛍光体を用いている。一般的な化学式は（Ｂａ１−ｐＳｒｐ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ（式中、０＜ｐ＜１）で表される。このバリウム・ストロンチウム・シリケート蛍光体は発光素子５からの励起光によって図２に示す発光スペクトルを持った発光が得られる。図２に示されるように、ピーク波長ｐａはほぼ５３０ｎｍ、半値幅は６０〜１００ｎｍを示して、緑色の発光色を示す。 The barium silicate phosphor used as the phosphor 8b is a barium / strontium / silicate phosphor. The general chemical formula (Ba 1-p Sr p) 2 SiO 4: Eu ( wherein, 0 <p <1) is represented by. The barium / strontium / silicate phosphor emits light having the emission spectrum shown in FIG. 2 by the excitation light from the light emitting element 5. As shown in FIG. 2, the peak wavelength pa is about 530 nm, the half width is 60 to 100 nm, and the green emission color is shown.

このバリウム・ストロンチウム・シリケート蛍光体の品質特性は、耐湿性や耐熱性に劣り、反面、初期発光の明るさは明るく優れている。また、温度特性はクロロシリケート系蛍光体より若干劣る。   The quality characteristics of the barium / strontium / silicate phosphor are inferior in moisture resistance and heat resistance, while the brightness of the initial light emission is bright and excellent. Moreover, the temperature characteristics are slightly inferior to those of chlorosilicate phosphors.

このように、組成材料が異なり、品質特性の異なるバリウム・ストロンチウム・シリケート蛍光体とカルシウム・マグネシウム・クロロシリケート蛍光体を混ぜ合わせることにより、耐湿性や耐熱性についてはバリウム・ストロンチウム・シリケート蛍光体の劣る所をカルシウム・マグネシウム・クロロシリケート蛍光体がカバーして耐湿性や耐熱性を向上させ、初期発光の明るさについてはカルシウム・マグネシウム・クロロシリケート蛍光体の劣る所をバリウム・ストロンチウム・シリケート蛍光体がカバーして初期発光の明るさを高めている。また、温度特性についても温度特性に優れたカルシウム・マグネシウム・クロロシリケート蛍光体によってその特性の向上が図れる。
これによって、ＬＥＤの品質特性は良い状態での品質特性が得られるようになる。 In this way, barium, strontium, and silicate phosphors with different compositional characteristics and calcium, magnesium, and chlorosilicate phosphors are mixed together, so that the moisture resistance and heat resistance of barium, strontium, and silicate phosphors Calcium / magnesium / chlorosilicate phosphors cover the inferior areas to improve moisture resistance and heat resistance. Regarding the brightness of the initial light emission, the inferior areas of calcium, magnesium and chlorosilicate phosphors are barium / strontium / silicate phosphors. Covers the brightness of the initial flash. Further, the temperature characteristics can be improved by a calcium / magnesium / chlorosilicate phosphor having excellent temperature characteristics.
As a result, the quality characteristic of the LED in a good state can be obtained.

また、バリウム・ストロンチウム・シリケート蛍光体のピーク波長５３０ｎｍとカルシウム・マグネシウム・クロロシリケート蛍光体のピーク波長５２５ｎｍとの差は５ｎｍと、１０ｎｍより小さいために、双方の発光色の色ズレも殆ど現れない。双方のピーク波長の差を０〜１０ｎｍの範囲内に抑えることで、双方の発光色の色ズレを抑えている。
また、バリウム・ストロンチウム・シリケート蛍光体のピーク波長５３０ｎｍ、及びカルシウム・マグネシウム・クロロシリケート蛍光体のピーク波長５２５ｎｍは緑色の標準色（ここで、標準色とは色の三原色Ｒ（赤色）Ｇ（緑色）Ｂ（青色）の原色のことを言い、緑の標準色とはＧ（緑色）なる原色をいう）の波長に非常に近い値であるので、発光スペクトルのピーク波長をなす領域部分はほぼ緑色の標準色を呈する。 Further, since the difference between the peak wavelength 530 nm of the barium / strontium / silicate phosphor and the peak wavelength 525 nm of the calcium / magnesium / chlorosilicate phosphor is smaller than 5 nm and 10 nm, there is almost no color misregistration between the emission colors of both. . By suppressing the difference between the two peak wavelengths within the range of 0 to 10 nm, the color deviation of both emission colors is suppressed.
The peak wavelength of 530 nm of the barium / strontium / silicate phosphor and the peak wavelength of 525 nm of the calcium / magnesium / chlorosilicate phosphor are green standard colors (where the standard color is the three primary colors R (red) G (green)). ) B (blue) is the primary color, and the standard green color is a value that is very close to the wavelength of G (green)), so the region forming the peak wavelength of the emission spectrum is almost green. The standard color is exhibited.

バリウム・ストロンチウム・シリケート蛍光体とカルシウム・マグネシウム・クロロシリケート蛍光体の混合割合は重量比で１：１の割合が良い。また、この２種類の蛍光体８の樹脂７に対する配合量は５〜２５重量％が好ましい。５重量％より少ないと発光する光の強度が低くなり所要の強度が得られない。また、２５重量％より多いと発光効率が低下し、光の強度も低下する。配合量は５〜２５重量％の範囲の中で要求仕様に応じて適宜に設定するのが好ましい。   The mixing ratio of barium / strontium / silicate phosphor and calcium / magnesium / chlorosilicate phosphor is preferably 1: 1. The blending amount of the two types of phosphors 8 with respect to the resin 7 is preferably 5 to 25% by weight. If it is less than 5% by weight, the intensity of the emitted light becomes low and the required intensity cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 25% by weight, the light emission efficiency is lowered and the light intensity is also lowered. The blending amount is preferably set as appropriate according to the required specifications within a range of 5 to 25% by weight.

図３は上記の蛍光体８を用いた時のＬＥＤ１０の発光スペクトルを示したものである。青色光領域の４５０ｎｍ付近の所と緑色光領域の５２５ｎｍ付近の所の２箇所に波長ピークが現れている。それぞれ標準色に近い青色光及び緑色光が強い強度を持って出射する。   FIG. 3 shows an emission spectrum of the LED 10 when the phosphor 8 is used. Wavelength peaks appear at two locations in the blue light region near 450 nm and in the green light region near 525 nm. Blue light and green light close to the standard color are emitted with strong intensity.

カラーフィルタを用いた半透過型液晶表示装置にあってはＲＧＢの発光スペクトルを有するバックライト光源を必要とする。半透過型液晶表示装置に用いられるカラーフィルタには赤色画素、緑色画素、青色画素の区画が設けられており、ＲＧＢの光が分光してそれぞれ対応する画素を透過する。また、光を分光して透過させる波長領域もそれ程広くない。   A transflective liquid crystal display device using a color filter requires a backlight light source having an RGB emission spectrum. The color filter used in the transflective liquid crystal display device is provided with sections of red pixels, green pixels, and blue pixels, and RGB light is dispersed and transmitted through the corresponding pixels. In addition, the wavelength range in which light is split and transmitted is not so wide.

図３に示す発光スペクトルにおいては、青色の標準色を示す波長と緑色の標準色を示す波長の近傍でそれぞれピーク波長を持っており、ピーク波長を示す領域は急崚なるカーブで立ち上がってその光の強度も高い。
このような発光スペクトルを有するＬＥＤをカラーフィルタを用いた半透過型液晶表示装置のバックライト光源に用いると、前述したカラーフィルタの青色画素と緑色画素を透過する青色（Ｂ）光、緑色（Ｇ）光の透過光量を多くすることができ、明るさが増す。つまり、Ｇ，Ｂ光を得るバックライト光源として好適に利用できることになる。 In the emission spectrum shown in FIG. 3, each has a peak wavelength in the vicinity of the wavelength indicating the blue standard color and the wavelength indicating the green standard color, and the region indicating the peak wavelength rises with a steep curve. The strength of is also high.
When an LED having such an emission spectrum is used as a backlight light source of a transflective liquid crystal display device using a color filter, the blue (B) light and green (G) transmitted through the blue and green pixels of the color filter described above. ) The amount of transmitted light can be increased and the brightness is increased. That is, it can be suitably used as a backlight light source for obtaining G and B light.

これは、組成材料の異なる２種類の緑色発光の蛍光体８ａ、８ｂの発光スペクトルのそれぞれのピーク波長の差を０〜１０ｎｍの範囲内に収めることによって、緑色発光色の色ズレがなくなると共に発光強度が強くなり、緑色画素を透過する透過光量を多くすることができ、カラーフィルタへの利用が可能になるものである。   This is because when the difference in peak wavelength between the emission spectra of the two types of green-emitting phosphors 8a and 8b having different composition materials falls within the range of 0 to 10 nm, the color deviation of the green emission color disappears and the light emission occurs. The intensity is increased, the amount of transmitted light that passes through the green pixel can be increased, and it can be used for a color filter.

なお、以上説明した実施例１は、蛍光体に緑色発光色を示すバリウムシリケート系蛍光体とクロロシリケート系蛍光体の２種を選択したものであるが、これ以外の蛍光体としては、同じ緑色発光色を示すサイアロン系蛍光体、アルカリ土類金属スカンジウム塩系蛍光体なども好適な蛍光体として用いることができる。   In Example 1 described above, two types of phosphors, a barium silicate phosphor and a chlorosilicate phosphor exhibiting a green emission color, are selected. A sialon phosphor exhibiting a luminescent color, an alkaline earth metal scandium salt phosphor, or the like can also be used as a suitable phosphor.

緑色発光を示すサイアロン系蛍光体としてはβ−サイアロン蛍光体がある。このβ−サイアロン蛍光体は、一般的な化学式はＳｉ６−ｚＡｌｚＯｚＮ８−ｚ：Ｅｕ（式中０＜ｚ＜４．２）示される。このβ−サイアロン蛍光体は耐湿性や耐熱性、並びに、温度特性には優れた特性をもつ。 As the sialon-based phosphor that emits green light, there is a β-sialon phosphor. This β-sialon phosphor has a general chemical formula of Si 6−z Al z O z N 8−z : Eu (where 0 <z <4.2). This β-sialon phosphor has excellent characteristics such as moisture resistance, heat resistance, and temperature characteristics.

緑色発光を示すアルカリ土類金属スカンジウム塩系蛍光体には、一般的な化学式、ＣａＳｃ２Ｏ４：Ｃｅ、Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅで示される蛍光体が好ましく挙げられる。蛍光体Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅの発光ピーク波長は５１０ｎｍ付近にあり、蛍光体ＣａＳｃ２Ｏ４：Ｃｅの発光ピーク波長は５２０ｎｍ付近にある。
これらの蛍光体は耐湿性や耐熱性には優れた特性をもち、また、温度特性にも優れている。 Preferred examples of the alkaline earth metal scandium salt phosphor exhibiting green light emission include phosphors represented by a general chemical formula, CaSc 2 O 4 : Ce, and Ca 3 Sc 2 Si 3 O 12 : Ce. The emission peak wavelength of the phosphor Ca 3 Sc 2 Si 3 O 12 : Ce is around 510 nm, and the emission peak wavelength of the phosphor CaSc 2 O 4 : Ce is around 520 nm.
These phosphors have excellent characteristics in terms of moisture resistance and heat resistance, and also have excellent temperature characteristics.

バリウムシリケート系蛍光体、クロロシリケート系蛍光体、サイアロン系蛍光体、アルカリ土類金属スカンジウム塩系蛍光体の４種から適宜に少なくとも２種を選択し、耐湿性や耐熱性などの特性、温度特性、初期発光の明るさ特性などの品質特性を更に高めるのが好ましい。また、これらの蛍光体の３種を用いても何ら支障はない。   Barium silicate phosphor, chlorosilicate phosphor, sialon phosphor, and alkaline earth metal scandium salt phosphor are appropriately selected from at least two types. Characteristics such as moisture resistance and heat resistance, temperature characteristics It is preferable to further improve quality characteristics such as brightness characteristics of initial light emission. Further, there is no problem even if three kinds of these phosphors are used.

以上、実施例１においては緑色発光を示す蛍光体について説明した。緑色発光の蛍光体に代えて赤色発光の蛍光体を用いることもできる。
赤色発光の蛍光体を用いる場合は、材料組成の異なる２種類の蛍光体としては、例えば一般的な化学式ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕで表される窒化物系蛍光体と、化学式（Ｚｎ１−ｐＸｐ）２ＳｅＯ４：Ｅｕ（式中、０＜ｐ＜１、ＸはＣｄ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｌｉ，Ｂａ，Ｓｒより選択された少なくとも１つ以上の元素）で表される亜鉛セレニウム系蛍光体などを挙げることができる。 As described above, in Example 1, the phosphor that emits green light has been described. Instead of the green-emitting phosphor, a red-emitting phosphor can be used.
In the case of using a red-emitting phosphor, two types of phosphors having different material compositions include, for example, a nitride-based phosphor represented by a general chemical formula CaAlSiN 3 : Eu, and a chemical formula (Zn 1-p X p ) 2 SeO 4 : Eu (wherein 0 <p <1, X is at least one element selected from Cd, Ca, Mg, Li, Ba, Sr), etc. Can be mentioned.

赤色発光の蛍光体を用いた場合、青色領域と赤色領域にピーク波長を持つ発光スペクトルが得られる。そして、カラーフィルタを用いた半透過型液晶表示装置にこのＬＥＤを用いた場合にはＲ，Ｂ光が得られ、バックライト光源としての利用が可能になる。   When a red light emitting phosphor is used, an emission spectrum having peak wavelengths in the blue region and the red region can be obtained. When this LED is used in a transflective liquid crystal display device using a color filter, R and B light can be obtained and used as a backlight light source.

［実施例２の説明：図４、図５］
次に、実施例２に係るＬＥＤについて図４、図５を用いて説明する。図４は実施例２に係るＬＥＤの構造を模式的に示した要部断面図で、図５は図４に示したＬＥＤの発光スペクトルを示した図である。なお、前述の実施形態での図１に示した構成部品と同じ仕様をなす構成部品は同一符号を付してある。 [Description of Embodiment 2: FIGS. 4 and 5]
Next, an LED according to Example 2 will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a cross-sectional view of a principal part schematically showing the structure of the LED according to Example 2, and FIG. 5 is a diagram showing an emission spectrum of the LED shown in FIG. Note that components having the same specifications as the components shown in FIG. 1 in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals.

実施例２におけるＬＥＤの構成で前述の実施例１の構成と違うところは、蛍光体を３種類用いていることである。つまり、図４に示すように、緑色発光して組成材料が異なる２種類の蛍光体８ａ、８ｂ以外に、赤色発光する蛍光体１８が１種類、樹脂７の中に含有していることである。以降の説明においては、構成の仕様が異なるところを中心に説明し、同じ仕様をなす構成のところは必要限度の説明に留めることにする。   The difference between the configuration of the LED in Example 2 and the configuration of Example 1 described above is that three types of phosphors are used. That is, as shown in FIG. 4, in addition to the two types of phosphors 8 a and 8 b that emit green light and have different composition materials, one type of phosphor 18 that emits red light is contained in the resin 7. . In the following description, the description will focus on the differences in the configuration specifications, and only the necessary limits will be described for configurations having the same specifications.

緑色発光して組成材料が異なる２種類の蛍光体８ａ、８ｂは前述の実施例１で説明した仕様の蛍光体と同じ仕様の蛍光体である。即ち、蛍光体８ａはカルシウム・マグネシウム・クロロシリケート蛍光体で、一般的な化学式はＣａ８Ｍｇ（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２：Ｅｕで表される蛍光体である。このカルシウム・マグネシウム・クロロシリケート蛍光体は発光素子５からの励起光によってピーク波長が５２５ｎｍ、半値幅が５０〜８０ｎｍを示して、緑色の発光色を示す。 Two types of phosphors 8a and 8b that emit green light and have different composition materials are phosphors having the same specifications as the phosphors having the specifications described in the first embodiment. That is, the phosphor 8a is a calcium / magnesium / chlorosilicate phosphor, and a general chemical formula is a phosphor represented by Ca 8 Mg (SiO 4 ) 4 Cl 2 : Eu. This calcium / magnesium / chlorosilicate phosphor exhibits a green emission color with a peak wavelength of 525 nm and a half-value width of 50 to 80 nm by excitation light from the light-emitting element 5.

また、蛍光体８ｂはバリウム・ストロンチウム・シリケート蛍光体で、一般的な化学式は（Ｂａ１−ｐＳｒｐ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ（式中、０＜ｐ＜１）で表される蛍光体である。このバリウム・ストロンチウム・シリケート蛍光体は発光素子５からの励起光によってピーク波長が５３０ｎｍ、半値幅が６０〜１００ｎｍを示して、緑色の発光色を示す。 The phosphor 8b is a barium / strontium / silicate phosphor, and the general chemical formula is (Ba 1-p Sr p ) 2 SiO 4 : Eu (where 0 <p <1). is there. This barium / strontium / silicate phosphor exhibits a green emission color with a peak wavelength of 530 nm and a full width at half maximum of 60 to 100 nm by excitation light from the light emitting element 5.

実施例２のＬＥＤ２０においては、上記の緑色発光を示して組成材料が異なる２種類の蛍光体８ａ、８ｂ以外に、赤色発光する蛍光体１８を含有する。この赤色発光する蛍光体１８はＩｎＧａＮの窒化ガリウム系化合物半導体素子なる発光素子５からの発光した光に励起されて赤色に発光する蛍光体で、一般的な化学式ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕで表される蛍光体を用いている。 The LED 20 of Example 2 contains a phosphor 18 that emits red light in addition to the two types of phosphors 8a and 8b that exhibit green light emission and have different composition materials. The phosphor 18 that emits red light is a phosphor that emits red light when excited by light emitted from the light-emitting element 5, which is an InGaN gallium nitride compound semiconductor element, and is expressed by a general chemical formula CaAlSiN 3 : Eu. Using the body.

緑色発光をなして組成材料の異なる２種類の蛍光体８ａ、８ｂと赤色発光する蛍光体１８を含有するＬＥＤ２０からは、図５に示されるように、青色光領域での４５０ｎｍ付近と、緑色光領域での５２５ｎｍの付近と、赤色光領域での６３５ｎｍ付近にそれぞれピーク波長を持った発光スペクトルが得られる。そして、ＬＥＤ２０からはＲＧＢ光混色による白色発光のＬＥＤが得られる。   As shown in FIG. 5, the LED 20 containing two types of phosphors 8a and 8b that emit green light and have different composition materials and a phosphor 18 that emits red light has a wavelength of about 450 nm in the blue light region and green light. An emission spectrum having peak wavelengths in the vicinity of 525 nm in the region and in the vicinity of 635 nm in the red light region is obtained. And from LED20, LED of white light emission by RGB light color mixture is obtained.

この白色発光のＬＥＤ２０は、ＲＧＢ光の混色によって得られた白色であることから、演色性が高く、色の再現性が良い。   The white light emitting LED 20 is white obtained by color mixing of RGB light, and therefore has high color rendering properties and good color reproducibility.

また、この白色発光のＬＥＤ２０からはＲＧＢの光が強い強度を持って出射されることから、この白色発光のＬＥＤでカラーフィルタを用いる半透過型液晶表示装置のバックライトのＲＧＢ光源として好適に利用することができる。   Further, since the RGB light is emitted from the white light emitting LED 20 with a strong intensity, the white light emitting LED 20 is suitably used as an RGB light source for a backlight of a transflective liquid crystal display device using a color filter. can do.

なお、実施例２においては、赤色発光の蛍光体として化学式ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕで表される窒化物系蛍光体を用いたが、赤色発光の蛍光体はこれに限るものでは、例えば亜鉛セレニウム系蛍光体（ＺｎＳｅ）などの他の組成材料の赤色発光の蛍光体を用いても良いものである。 In Example 2, a nitride-based phosphor represented by the chemical formula CaAlSiN 3 : Eu was used as a red-emitting phosphor. However, the red-emitting phosphor is not limited to this, for example, zinc selenium-based fluorescence. A phosphor emitting red light of another composition material such as a body (ZnSe) may be used.

また、実施例２においては、赤色発光する蛍光体を１種類用いたが、例えば前述の実施例１で説明したように、組成材料の異なる２種類の赤色発光する蛍光体で構成しても良い。発光効率や品質安定性などに優れた品質特性が得られる。   In Example 2, one type of phosphor that emits red light is used. For example, as described in Example 1 above, two types of phosphors that emit red light having different composition materials may be used. . Excellent quality characteristics such as luminous efficiency and quality stability can be obtained.

［実施例３の説明：図６］
次に、実施例３に係るＬＥＤについて図６を用いて説明する。図６は実施例３に係るＬＥＤの構造を模式的に示した要部断面図である。なお、前述の実施形態において図１でもって説明した構成部品と同じ仕様の構成部品は同一符号を付してある。 [Description of Example 3: FIG. 6]
Next, an LED according to Example 3 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view of a principal part schematically showing the structure of the LED according to the third embodiment. Note that components having the same specifications as the components described with reference to FIG. 1 in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals.

実施例３のＬＥＤ３０は、図６に示すように、樹脂７に分散した蛍光体の層を２層、積層した構成をなしている。１層目（下層）は樹脂７に蛍光体８ｂを分散した蛍光体層９ｂであり、２層目（上層）は樹脂７に蛍光体８ａを分散した蛍光体層９ａである。蛍光体８ａが分散した蛍光体層９ａが上層に配置され、蛍光体８ｂが分散した蛍光体層９ｂが下層に配置されている。   As shown in FIG. 6, the LED 30 of Example 3 has a configuration in which two phosphor layers dispersed in the resin 7 are laminated. The first layer (lower layer) is the phosphor layer 9b in which the phosphor 8b is dispersed in the resin 7, and the second layer (upper layer) is the phosphor layer 9a in which the phosphor 8a is dispersed in the resin 7. The phosphor layer 9a in which the phosphor 8a is dispersed is disposed in the upper layer, and the phosphor layer 9b in which the phosphor 8b is dispersed is disposed in the lower layer.

ここでの蛍光体８ａ、８ｂは前述の実施例１で用いた仕様と同じもので、蛍光体８ａは化学式Ｃａ８Ｍｇ（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２：Ｅｕで表されるカルシウム・マグネシウム・クロロシリケート蛍光体である。発光素子５からの励起光によってピーク波長５２５ｎｍ、半値幅５０〜８０ｎｍを示して、緑色の発光色を示す。
また、蛍光体８ｂは化学式（Ｂａ１−ｐＳｒｐ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ（式中、０＜ｐ＜１）で表されるバリウム・ストロンチウム・シリケート蛍光体である。発光素子５からの励起光によって発光し、ピーク波長５３０ｎｍ、半値幅６０〜１００ｎｍを示して、緑色の発光色を示す。 The phosphors 8a and 8b here have the same specifications as those used in Example 1, and the phosphor 8a is a calcium, magnesium, chlorosilicate represented by the chemical formula Ca 8 Mg (SiO 4 ) 4 Cl 2 : Eu. It is a phosphor. The excitation light from the light emitting element 5 exhibits a peak wavelength of 525 nm and a full width at half maximum of 50 to 80 nm, and exhibits a green emission color.
The phosphor 8b has the formula (Ba 1-p Sr p) 2 SiO 4: Eu ( wherein, 0 <p <1) is barium strontium silicate phosphor represented by. It emits light by the excitation light from the light emitting element 5 and exhibits a peak wavelength of 530 nm and a full width at half maximum of 60 to 100 nm.

前述の実施例１で説明したように、蛍光体８ａのカルシウム・マグネシウム・クロロシリケート蛍光体は、耐湿性や耐熱性に優れていて、また、温度特性も優れている。反面、発光初期の明るさは劣る。   As described in Example 1 above, the calcium / magnesium / chlorosilicate phosphor of the phosphor 8a is excellent in moisture resistance and heat resistance, and is excellent in temperature characteristics. On the other hand, the brightness at the beginning of light emission is inferior.

一方、蛍光体８ｂのバリウム・ストロンチウム・シリケート蛍光体は耐湿性や耐熱性に劣るが、反面、発光初期の明るさは優れている。   On the other hand, the barium / strontium / silicate phosphor of the phosphor 8b is inferior in moisture resistance and heat resistance, but on the other hand, the brightness at the initial light emission is excellent.

蛍光体８ａ、８ｂの有する品質特性を利用して、耐湿性に弱い蛍光体８ｂの蛍光体層９ｂを下層に配置し、耐湿性に優れた蛍光体８ａの蛍光体層９ａを上層に配置して蛍光体８ｂを保護している。   Utilizing the quality characteristics of the phosphors 8a and 8b, the phosphor layer 9b of the phosphor 8b which is weak in moisture resistance is disposed in the lower layer, and the phosphor layer 9a of the phosphor 8a having excellent moisture resistance is disposed in the upper layer. Thus, the phosphor 8b is protected.

つまり、耐湿面を考えると、樹脂への水分の浸透は樹脂表面の露出面側から徐々に内部に浸透していく。従って、耐湿性に劣る蛍光体を露出面から離れて少しでも遠くの位置に配置することで蛍光体の劣化を遅らせることができる。そこで、耐湿性に劣る蛍光体８ｂを含有する蛍光体層９ｂを露出表面から離れた位置にある下層に配置し、耐湿性に優れた蛍光体８ａを含有する蛍光体層９ａを露出表面側の上層に配置している。このような配置構造をとることにより、耐湿性に劣る蛍光体でもその劣化を遅らせることができ、より長く良好な品質状態を維持することができる。   That is, when considering the moisture-resistant surface, the penetration of moisture into the resin gradually penetrates into the inside from the exposed surface side of the resin surface. Therefore, the deterioration of the phosphor can be delayed by disposing the phosphor inferior in moisture resistance at a position as far away as possible from the exposed surface. Therefore, the phosphor layer 9b containing the phosphor 8b inferior in moisture resistance is disposed in a lower layer located away from the exposed surface, and the phosphor layer 9a containing the phosphor 8a excellent in moisture resistance is disposed on the exposed surface side. Arranged in the upper layer. By adopting such an arrangement structure, it is possible to delay the deterioration of a phosphor having poor moisture resistance, and to maintain a good quality state for a longer time.

１ 基板
２ 電極
２ａ アノード用電極
２ｂ カソード用電極
３ バンプ
５ 発光素子
６ リフレクタ
６ａ 内周面
７ 樹脂
８、８ａ、８ｂ、１８ 蛍光体
９ａ、９ｂ 蛍光体層
１０、２０、３０ ＬＥＤ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Electrode 2a Anode electrode 2b Cathode electrode 3 Bump 5 Light emitting element 6 Reflector 6a Inner peripheral surface 7 Resins 8, 8a, 8b, 18 Phosphor 9a, 9b Phosphor layers 10, 20, 30 LED

Claims (5)

発光素子と発光素子の発光した光で励起されて発光する蛍光体を有する発光ダイオードにおいて、
前記蛍光体は同一発光色を示して組成材料の異なる少なくとも２種の蛍光体を有しており、該少なくとも２種の蛍光体の発光スペクトルのそれぞれのピーク波長の差は０〜１０ｎｍの範囲内にあることを特徴とする発光ダイオード。 In a light emitting diode having a phosphor that emits light when excited by light emitted from the light emitting element and the light emitting element,
The phosphor has at least two kinds of phosphors having the same emission color and different composition materials, and the difference in peak wavelength between the emission spectra of the at least two kinds of phosphors is in the range of 0 to 10 nm. A light emitting diode characterized by that. 前記発光素子は窒化ガリウム系化合物半導体素子であることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード。   The light emitting diode according to claim 1, wherein the light emitting element is a gallium nitride compound semiconductor element. 前記蛍光体は緑色発光を示すバリウムシリケート系蛍光体，クロロシリケート系蛍光体，サイアロン系蛍光体，アルカリ土類金属スカンジウム塩系蛍光体の少なくとも２種からなることを特徴とする請求項１または２に記載の発光ダイオード。   The said fluorescent substance consists of at least 2 sort (s) of the barium silicate type | system | group fluorescent substance which shows green light emission, a chlorosilicate type | system | group fluorescent substance, a sialon type fluorescent substance, and an alkaline-earth metal scandium salt type fluorescent substance. A light emitting diode according to 1. 前記同一発光色を示す蛍光体以外に他の発光色を示す蛍光体が少なくとも１種有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の発光ダイオード。   The light emitting diode according to any one of claims 1 to 3, wherein at least one type of fluorescent material other than the fluorescent material exhibiting the same luminescent color has another fluorescent color. 前記他の発光色を示す蛍光体は赤色発光する赤色蛍光体であることを特徴とする請求項４に記載の発光ダイオード。
The light emitting diode according to claim 4, wherein the phosphor exhibiting another emission color is a red phosphor emitting red light.
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