光转换结构体及利用了该光转换结构体的发光装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供光的透过性好、劣化少、能够控制为喜欢的色调、能够放出高亮度的光的光转换结构体及使用了该光转换结构体的发光装置。本发明专利技术的光转换结构体是具有由吸收第１光的一部分并发出第２光，同时透过上述第１光的一部分的陶瓷复合体构成的层，和在该陶瓷复合体的表面形成的，吸收上述第１光的一部分或上述第２光的一部分并发出第３光，同时透过上述第１光的一部分或第２光的一部分的色调控制用荧光体层的光转换结构体，上述陶瓷复合体由至少２个以上的金属氧化物相连续且三维地相互缠结而形成的凝固体构成，上述凝固体中的金属氧化物相中至少一个含有发荧光的金属元素氧化物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在将照射光的一部分转换成与其不同的波长的光的同时，与未转换的照射光混合从而转换成与照射光色调不同的光的光转换结构体及利用了该光转换结构体的高亮度的发光装置。
技术介绍
近年来，承接蓝色、紫外发光二极管已实用化，以该二极管作为发光源的白色发光二极管的开发研究正在蓬勃地进行。白色发光二极管轻量、不使用水银、长寿命，因此预测今后的需要会急速地扩大。通常，白色光发光二极管采用在蓝色发光元件上涂布用铈赋活的YAG(Y3Al5O12:Ce)粉末和环氧树脂的混合物的糊(特开2000-208815号公报)。但是，用铈赋活的Y3Al5O12(YAG:Ce)粉末和环氧树脂的混合物，不能得到高亮度的发光装置。这是因为在荧光体粉末的表面缺陷处光被吸收，特别是因为在使荧光体分散在环氧树脂中的层内，每当光碰到荧光体粉末表面就被散射，反复进行复杂的反射、透过，上述效果被增大。另外，因为荧光体的折射率较树脂大，所以每当光透过荧光体时，在荧光体内部就发生全反射，结果光的吸收变大。由于这些原因，使荧光体分散在树脂中而构成的白色发光二极管不能得到高亮度的发光二极管。再有，YAG:Ce的荧光的色，在CIE色度坐标上，在x＝0.41、y＝0.56附近，在与460nm的蓝色激发光混色时，在连结蓝色发光二极管的色坐标和YAG:Ce的色坐标的线上控制色调，因而不是白色，而是成为绿蓝色混合的白色。因此，产生只能实现红色不足的白色这样的问题。为了解决该色调差，在YAG:Ce荧光体粉末中混合发红色的另外的荧光体粉末，将其混合在树脂中进行涂布来调节色调。象这样，在发光二极管的色调控制中，通过混合第二荧光体粉末，在树脂中进行混炼并涂布到发光元件上从而实现用一种荧光体不能实现的色调的调节的方法已被广泛采用。如上所述，以往的发光二极管，使用使色调变化的白色发光二极管得不到具有充分的高亮度。另外，由于在靠近光源处使用树脂等有机物，因此也有容易发生劣化这样的问题。本专利技术为了解决上述那样的问题而完成，涉及在使发光元件的光转换而得到目的光的发光二极管等中使用的光转换结构体，以提供光的透过性好、高亮度、劣化少、能够控制成喜欢的色调的光转换结构体为目的。另外，本专利技术以提供使用了这些光转换结构体的发光二极管等发光装置为目的。
技术实现思路
本专利技术人着眼于具有光透过性好、劣化少等优异特性，由2个以上的金属氧化物相连续且三维地相互缠结而形成的凝固体构成的光转换材料，对于具有这些特性，而且能够调节色调的方法进行了深入细致的研究，结果专利技术了本专利技术的光转换结构体。即，本专利技术涉及光转换结构体，该光转换结构体具有由吸收第1光的一部分并发出第2光的同时，透过上述第1光的一部分的陶瓷复合体形成的层；和在该陶瓷复合体的表面形成的，在吸收上述第1光的一部分或上述第2光的一部分并发出第3光的同时，透过上述第1光的一部分或第2光的一部分的色调控制用荧光体层，其特征在于上述陶瓷复合体由至少2个以上的金属氧化物相连续且三维地相互缠结而形成凝固体构成，上述凝固体中的金属氧化物相中至少一个含有发荧光的金属元素氧化物。另外，本专利技术涉及上述光转换结构体，其特征在于上述凝固体由α-Al2O3相和用铈赋活的Y3Al5O12(YAG)相这2个金属氧化物相构成。另外，本专利技术涉及上述光转换结构体，其特征在于上述凝固体由α-Al2O3相和用铽赋活的Y3Al5O12(YAG)相这2个金属氧化物相构成。另外，本专利技术涉及上述光转换结构体，其特征在于上述第1光是在200～500nm具有峰的光，上述第2光是在波长510nm～650nm具有峰的光，上述第3光是在550nm～700nm具有峰的光。作为本专利技术的一种方式，优选上述色调控制用荧光体层是使选自CaAlSiN3:Eu、BaMgAl10O17:Eu和Ca2Si5N8:Eu中的至少一种荧光体分散在有机硅树脂中而形成的层。另外，作为本专利技术的一种方式，优选上述色调控制用荧光体层是由Y3Al5O12(YAG)相和添加了Cr的α-Al2O3相连续且三维地相互缠结而形成的凝固体构成的层。再有，本专利技术涉及发光装置，其设置有发出上述第1光的发光元件和用于接受该发光元件的第1光的上述光转换结构体。附图说明图1是表示本专利技术的光转换结构体和发光装置的一实施方式的截面图。图2是由实施例1的陶瓷复合体得到的光谱图。图3是在实施例1中得到的发光二极管的光谱图。图4是在实施例2中得到的发光二极管的光谱图。图5是由实施例3的陶瓷复合体得到的光谱图。图6是在实施例3中得到的发光二极管的光谱图。具体实施例方式使用附图来说明本专利技术。图1是表示本专利技术的光转换结构体和使用了该光转换结构体的发光装置的一实施方式的图。本专利技术的发光装置，如图1所示，包含发出成为激发源的光的发光元件和为了接受该光而设置的本专利技术的光转换结构体。作为发光元件，可举出发光二极管元件、激光振荡元件、水银灯等。这里，作为发光元件使用发光二极管元件时，特别将本专利技术的发光装置称为发光二极管。在图1的发光装置中，发光元件2被固定在金属制的支撑台1上。元件上的电极用导电性金属线4与支撑台的电极3连接。本专利技术中使用的陶瓷复合体5放置在支撑台的上侧。在陶瓷复合体的表面形成色调控制用荧光体层6。从发光元件2出来的第1光(例如蓝色的光)，通过陶瓷复合体5，一部分被转换成第2光(例如黄色)，一部分原封不动地透过，被混合而出来。再有，从陶瓷复合体5出来的第1和第2光进入色调控制用荧光体层6。其中，色调控制用荧光体层吸收白色中所包含的光(例如黄色或者蓝色的光)的一部分而附加新颜色的第3光(例如红色)。这样作为整体将它们混合的光(例如暖色系的白色)，从本专利技术的光转换结构体出来，从而能够进行发光色的控制。本专利技术的光转换结构体含有由吸收第1光的一部分并发出第2光，同时透过上述第1光的一部分的陶瓷复合体形成的层；和在该陶瓷复合体的表面形成的，吸收上述第1光的一部分或上述第2光的一部分并发出第3光，同时透过上述第1光的一部分或第2光的一部分的色调控制用荧光体层。上述陶瓷复合体，由至少2个以上的金属氧化物相连续且三维地相互缠结而形成的凝固体构成，上述凝固体中的金属氧化物相中至少一个含有发出荧光的金属元素氧化物。作为上述陶瓷复合体，通过使用至少2个以上的金属氧化物相连续且三维地相互缠结而形成的凝固体，在能够得到已转换的光、未转换的光的透过率高且高亮度的光的同时，能够得到光的混色性好、劣化少的发光二极管以及发光装置。色调控制用荧光体层，是含有吸收上述第1光的一部分或上述第2光的一部分并发出第3光的荧光体，具有透过上述第1光的一部分或第2光的一部分的相的层。通过在该陶瓷复合体的表面设置吸收上述第1光的一部分或上述第2光的一部分并发出第3光，同时透过上述第1光的一部分或第2光的一部分的色调控制用荧光体层，可以容易地控制色调。作为发光二极管元件，可以使用市售的发光二极管元件。另外，本专利技术的光源，不限于发光二极管，即使紫外灯、激光这样的光源也能够得到同样的效果。光源的波长可以采用紫外～蓝色的波长，但若使用200～500nm的波长，陶瓷复合体的发光强度升高，因此特别优选。作为导电性金属线，从金属线连接机的作业上的观点考虑，优选是10μm至45μm以下，材质可举出金、铜、铝、铂等或它本文档来自技高网...

【技术保护点】
光转换结构体，是具有由吸收第１光的一部分并发出第２光，同时透过上述第１光的一部分的陶瓷复合体构成的层，和在该陶瓷复合体的表面形成的，吸收上述第１光的一部分或上述第２光的一部分并发出第３光，同时透过上述第１光的一部分或第２光的一部分的色调控制用荧光体层的光转换结构体，其特征在于，上述陶瓷复合体由至少２个以上的金属氧化物相连续且三维地相互缠结而形成的凝固体构成，上述凝固体中的金属氧化物相中至少一个含有发荧光的金属元素氧化物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2004-12-17 365589/20041.光转换结构体，是具有由吸收第1光的一部分并发出第2光，同时透过上述第1光的一部分的陶瓷复合体构成的层，和在该陶瓷复合体的表面形成的，吸收上述第1光的一部分或上述第2光的一部分并发出第3光，同时透过上述第1光的一部分或第2光的一部分的色调控制用荧光体层的光转换结构体，其特征在于，上述陶瓷复合体由至少2个以上的金属氧化物相连续且三维地相互缠结而形成的凝固体构成，上述凝固体中的金属氧化物相中至少一个含有发荧光的金属元素氧化物。2.权利要求1所述的光转换结构体，其特征在于，上述凝固体由α-Al2O3相和用铈赋活的Y3Al5O12(YAG)相这2个金属氧化物相构成。3.权利要求1所述的光转换结构体，其特征在于，上述凝固体由α-Al2O3相和用铽赋活的Y3Al5O12(Y...

【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]