发明名称 半导体发光元件及使用该元件之发光装置
摘要 本发明系提供一种半导体发光元件及半导体发光装置,其系由近紫外LED及具有复数个萤光体之萤光体层组合而成,能够发出高光束且高Ra之白色系光线。本发明系关于一种半导体发光元件,其系包含:近紫外 LED;及具有复数萤光体之萤光体层,其复数个萤光体能够吸收该近紫外LED发出之近紫外光而发出在可见光波长区域内具有发光峰值之萤光,尚且藉由使萤光体层具有蓝色系萤光体、绿色系萤光体、,红色系萤光体及黄色系萤光体等四种萤光体,不仅可利用视感度较高之黄色系发光来弥补视感度较低之红色系发光导致之光束下滑部份,且能够使所得到之白色系光在色平衡上具有优良之性能,进而实现一种能够发出高光束且高Ra之白色系光之半导体发光元件。
申请公布号 TW573371 申请公布日期 2004.01.21
申请号 TW091122633 申请日期 2002.10.01
申请人 松下电器产业股份有限公司 发明人 前田俊秀;大盐 祥三;岩间 克昭;北原博实
分类号 H01L33/00 主分类号 H01L33/00
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种半导体发光元件,其系包含:近紫外发光二极体,其发光在350nm以上且未满410nm之波长区域内具有发光峰値;及具有复数萤光体之萤光体层,其萤光体可吸收上述近紫外发光二极体发出之近紫外光,可发出在380nm以上且780nm以下之可见光区域内具有发光峰値之萤光,藉以发出一种CIE色度图之发光色度点(x,y)在0.21≦x≦0.48及0.19≦y≦0.45范围内之白色系光者,其中上述萤光体层包含:蓝色系萤光体,其系用以发出蓝色系萤光,且该萤光在400nm以上且未满500nm之波长区域内具有发光峰値;绿色系萤光体,其系用以发出绿色系萤光,且该萤光在500nm以上且未满550nm之波长区域内具有发光峰値;红色系萤光体,其系用以发出红色系萤光,且该萤光在600nm以上且未满660nm之波长区域内具有发光峰値;及黄色系萤光体,其系用以发出黄色系萤光,且该萤光在550nm以上且未满600nm之波长区域内具有发光峰値。2.如申请专利范围第1项之半导体发光元件,其中上述黄色系萤光体系以如下化学式表示之化合物为主体之矽酸盐萤光体:(Sr1-a1-b1-xBaa1Cab1Eux)2SiO4,其中,a1.b1及x分别为满足0≦a1≦0.3.0≦b1≦0.8.及0<x<1之数値。3.如申请专利范围第2项之半导体发光元件,其中上述矽酸盐萤光体系具有斜方晶结晶结构且以如下化学式表示之化合物为主体之矽酸盐萤光体:(Sr1-a1-b2-xBaa1Cab2Eux)2SiO4,其中,a1.b2及x分别为满足0≦a1≦0.3.0≦b2≦0.6.及0<x<1之数値。4.如申请专利范围第1至3项中任一项之半导体发光元件,其中上述蓝色系萤光体为如下(1)或(2)之蓝色系萤光体,上述绿色系萤光体为如下(3)或(4)之绿色系萤光体,上述红色系萤光体为如下(5)之红色系萤光体:(1)以如下化学式表示之化合物为主体之卤磷酸盐萤光体:(M11-xEux)10(PO4)6Cl2其中,Ml为自Ba、Sr、Ca及Mg之群中选出之至少一种硷土族金属原子,且x为满足0<x<1之数値;(2)以如下化学式表示之化合物为主体之铝酸盐萤光体:(M21-xEux)(M31-y1Mny1)Al10O17,其中,M2为自Ba、Sr、及Ca之群中选出之至少一种硷土族金属原子,M3为Mg及Zn之群中选出之至少一种原子,且x及y1各为满足0<x<1及0≦y1≦0.05之数値;(3)以如下化学式表示之化合物为主体之铝酸盐萤光体:(M21-xEux)(M31-y2Mny2)Al10O17,其中,M2为自Ba、Sr及Ca之群中选出之至少一种硷土族金属原子,M3为自Mg及Zn之群中选出之至少一种原子,且x及y2各为满足0<x<1及0.05≦y2<1之数値;(4)以如下化学式表示之化合物为主体之矽酸盐萤光体(M11-xEux)2SiO4,其中,M1为自Ba、Sr、Ca及Mg之群中选出之至少一种硷土族金属原子,且x为满足0<x<1之数値;(5)以如下化学式表示之化合物为主体之氧硫化物萤光体(Ln1-xEux)O2S,其中,Ln为自Sc、Y、La及Gd之群中选出之至少一种稀土族原子,且x为满足0<x<1之数値。5.如申请专利范围第1至3项中任一项之半导体发光元件,其中上述近紫外发光二极体为具有由氮化镓系化合物半导体形成之发光层之近紫外发光二极体。6.如申请专利范围第5项之半导体发光元件,其中发光元件发出之白色系光之平均演色评估数(Ra)为70以上且未满100。7.一种半导体发光装置,其特征在于包含申请专利范围第1至6项中任一项之半导体发光元件。8.一种半导体发光装置,其系包含:近紫外发光二极体,其发光在350nm以上且未满410nm之波长区域内具有发光峰値;及具有复数萤光体之萤光体层,其萤光体能够吸收上述近紫外发光二极体发出之近紫外光,可发出在380nm以上且780nm以下之可见光区域内具有发光峰値之萤光,藉以发出一种CIE色度图之发光色度点(x,y)在0.21≦x≦0.48及0.19≦y≦0.45范围内之白色系光者,其中上述萤光体层包含:蓝色系萤光体,其系用以发出蓝色系萤光,且该萤光在400nm以上且未满500nm之波长区域内具有发光峰値;绿色系萤光体,其系用以发出绿色系萤光,且该萤光在500nm以上且未满550nm之波长区域内具有发光峰値;红色系萤光体,其系用以发出红色系萤光,且该萤光在600nm以上且未满660nm之波长区域内具有发光峰値;及黄色系萤光体,其系用以发出黄色系萤光,且该萤光在550nm以上且未满600nm之波长区域内具有发光峰値。图式简单说明:图1为本发明之半导体发光元件之纵向剖面图。图2为本发明之半导体发光元件之纵向剖面图。图3为本发明之半导体发光元件之纵向剖面图。图4为矽酸盐萤光体及YAG系萤光体之发光及激励光谱之图。图5为本发明之半导体发光装置一例之照明装置之图。图6为本发明之半导体发光装置一例之图像显示装置之图。图7为本发明之半导体发光装置一例之数字显示装置之图。图8为第一实施例之半导体发光元件之发光光谱之图。图9为第一比较例之半导体发光元件之发光光谱之图。图10为第二实施例之半导体发光元件之发光光谱之图。图11为第二比较例之半导体发光元件之发光光谱之图。图12为第三实施例之半导体发光元件之发光光谱之图。图13(a)至(b)为模拟出来之白色系光之发光光谱之图。图14(a)至(b)为模拟出来之白色系光之发光光谱之图。图15(a)至(g)为本发明中使用之萤光体之发光光谱之图。
地址 日本