白色发光元件

摘要

本发明之课题在于提供轻量、小型、长寿命，且放热性佳、可产生任意之色温之白色、演色性高之白色发光元件。其解决手段在于包含：InGaN系-LED，其发出340nm～400nm之紫外光；块状ZnS第1萤光板，其含有Al、In、Ga、Cl、Br、I中之任一者1×1017cm-3以上，吸收InGaN-LED之紫外光后产生蓝色光之萤光；及块状ZnSSe第2萤光板，其至少含有Al、In、Ga、Cl、Br、I中之任一者1×1017cm-3以上，吸收蓝色光之一部分后产生黄色光之萤光；藉由混合来自第1萤光板ZnS之蓝色光和来自第2萤光板ZnSSe之黄色光合成白色。组合将含有Al、Ga、In、Br、Cl、I中之任一者1017cm-3以上之ZnSSe作为块状之萤光板、或以树脂将粉末固化之萤光板，及产生410nm～470nm之蓝色之InGaN-LED，藉由蓝色激发ZnSSe萤光板后使其产生黄色，合成产生之蓝色及黄色成白色。

主权项

1.一种白色发光元件,其特征在于包含:InGaN系-LED,其发出340nm~400nm之紫外光;包含块状ZnS结晶之第1萤光板,其至少含有Al、In、Ga、Cl、Br、I中之一种元素作为杂质并含有11017cm-3以上之浓度,将来自InGaN-LED之紫外光变换为蓝色光;及包含块状ZnSe结晶或ZnSSe结晶之第2萤光板,其至少含有Al、In、Ga、Cl、Br、I中之一种元素作为杂质并含有11017cm-3以上之浓度,将前述蓝色光之一部分变换为黄色光;藉由混合由ZnS结晶产生之萤光之蓝色光和由ZnSe/ZnSSe结晶发出萤光之黄色光合成白色。2.如申请专利范围第1项之白色发光元件,其中构成第1萤光板之ZnS结晶之平均粒径较萤光板之厚度大。3.如申请专利范围第1或2项之白色发光元件,其中藉由单晶ZnS构成第1萤光板之ZnS。4.如申请专利范围第1项之白色发光元件,其中构成第2萤光板之ZnSe结晶或ZnSSe结晶之平均粒径较萤光板之厚度大。5.如申请专利范围第1项之白色发光元件,其中藉由单晶ZnSe或单晶ZnSSe构成第2萤光板之ZnSe萤光板或ZnSSe萤光板。6.如申请专利范围第1项之白色发光元件,其中使用于Zn气氛中热处理之ZnS结晶作为第1萤光板。7.如申请专利范围第1项之白色发光元件,其中使用于Zn气氛中热处理之ZnSe结晶或ZnSSe结晶作为第2萤光板。8.一种白色发光元件,其特征在于包含:LED,其发出主波长为410nm ~ 470nm之蓝色光;及包含ZnSSe结晶之块状或粉末固化状之萤光材,其至少含有Al、In、Ga、Cl、Br、I中之一种元素以上之杂质并含有11017cm-3以上之浓度;藉由ZnSSe萤光材将LED之蓝色光之一部分变换主波长为568nm~580nm之黄色光,藉由混合LED之410nm~470nm之蓝色光和萤光材之568nm~580nm之黄色光合成白色。9.如申请专利范围第8项之白色发光元件,其中使用于Zn气氛中实施热处理之ZnSxSe1-x结晶(0.3≦x≦0.67)、或未实施热处理之ZnSxSe1-x结晶(0.2≦x≦0.6)作为萤光材。10.一种白色发光元件,其特征在于包含:LED,其发出蓝色光;及包含ZnSxSe1-x结晶之块状或粉末固化状之萤光材,其至少含有Al、In、Ga、Cl、Br、I中之一种元素以上之杂质并含有11017cm-3以上之浓度;藉由ZnSxSe1-x萤光材将LED之蓝色光之一部分变换为黄色光,藉由混合LED之蓝色光和萤光材之黄色光合成白色。11.如申请专利范围第8~10项中任一项之白色发光元件,其中于使用块状ZnSSe结晶萤光板之情形,构成萤光板之ZnSSe结晶之平均粒径较萤光板之厚度大。12.如申请专利范围第8项之白色发光元件,其中藉由单晶ZnSSe构成ZnSSe萤光板。13.如申请专利范围第8项之白色发光元件,其中ZnSSe结晶中之ZnS之组成比作为x,ZnSe之组成比作为(1-x),蓝色发光LED之发光波长作为LED时,LED≧1239/(2.65+1.63x-0.63x2)nm。14.如申请专利范围第8项之白色发光元件,其中蓝色发光LED系InGaN系者。图式简单说明:图1由「光机能材料」、光机能材料编辑干事编、社刋,457页,1997年6月,提案之YAG/InGaN白色发光元件之剖面图。图2 ZnCdSe/ZnSe白色发光元件之概略构造图,其系首先由特开2000-82845(特愿平10-316169号)「白色LED」提案者,于杂质掺杂之ZnSe基板上设置ZnCdSe磊晶光层,于ZnSe基板将ZnCdSe之蓝色光发光转变为黄色光萤光,合成蓝色光与黄色光而得白色。图3为了说明藉由组合LED之蓝色及萤光之黄色产生白色之白色发光元件之白色原理之色度图。图4有关本发明实施例之炮弹型(紫外型)白色发光元件之纵剖面图,其于组合型铅与L型铅而成之型铅之凹部积层紫外线发光InGaN-LED、ZnS第1萤光板及ZnSe第2萤光板,藉由已分散扩散剂之透明树脂包覆上部,以透明之树脂将全体成型。图5为说明由ZnSe多晶制造ZnSe单晶之化学输送法之剖面图。图6为说明于热处理室于Zn气氛热处理ZnSe之状态之剖面图。图7表示本发明原理之说明图,其于包含ZnSSe/ZnS/InGaN-LED之本发明之紫外型白色发光元件中,藉由ZnS萤光板将InGaN-LED之紫外光转变为蓝色光萤光,藉由一部分之蓝色光以ZnSSe萤光板转换为黄色光萤光,藉由合成蓝色光及黄色光得白色。图8说明原理之图,其系于有关包含ZnSe/ZnS/InGaN-LED之本发明实施例之紫外型白色发光元件中,藉由340nm~400nm之InGaN-LED之紫外光,激发ZnS萤光板,产生480nm中心波长之蓝色光萤光,藉由该蓝色光萤光,激发ZnSe萤光板,产生585nm中心波长之黄色光萤光,合成中心波长480nm之蓝色光萤光及中心波长585nm之黄色光萤光成白色。图9有关积层紫外线发光InGaN-LED、ZnS第1萤光板及ZnSe第2萤光板而成之本发明之实施例之紫外线型白色发光元件之发光光谱图;横轴为波长(nm),纵轴为相对发光强度。图10表示本发明之蓝色型白色LED构造之剖面图,其系组合:InGaN-LED,其产生短波长之蓝色光,及ZnSSe萤光板,其包含Al、Ga、In、Br、Cl、I之任一者作为掺杂物;可藉由InGaN-LED之蓝色激发ZnSSe萤光板产生黄色,使其产生任意色温之白色。图11说明本发明之蓝色型白色发光元件之原理之图,其系藉由InGaN-LED之蓝色光激发ZnSSe萤光板产生黄色之萤光,藉由混合蓝色光及黄色光得到白色。