蓝光无机发光材料及使用该材料的发光器件制造技术

提供一种在半导体发光元件发射的长波长紫外光以及短波长蓝（至紫）光，特别是波长范围为３８０ｎｍ－４３０ｎｍ的光的激发下高效率发光的蓝光无机发光材料（１５）。还提供一种采用这种蓝光无机发光材料的具有高发光度和稳定色度的发光器件。这种蓝光无机发光材料（１５）包括一种二价铕激活的或二价铕和锰激活的铝酸盐无机发光材料，该发光材料可基本上由通式：ａ［（ＭＩ↓［１－ｃ－ｄ］Ｓｒ↓［ｃ］Ｅｕ↓［ｄ］）（Ｍｇ↓［１－ｅ］Ｍｎ↓［ｅ］）］Ｏ.ｂＡｌ↓［２］Ｏ↓［３］表示，其中，ＭＩ表示选自Ｃａ和Ｂａ的至少一种元素，ａ、ｂ、ｃ、ｄ和ｅ是满足０．１≤ａ／ｂ≤１．０，０．２≤ｃ≤０．８，０．０１≤ｄ≤０．５和０≤ｅ≤０．０５。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在发光元件发射的初级光的激发下高效率发光的蓝光无机发光材料，以及在波长变换单元中使用该材料的发光器件。
技术介绍
作为被期望能实现低功耗、小型化，高发光度和宽范围的色彩重现性的下一代发光器件，将半导体发光元件和无机发光材料结合起来用于发光器件已经引起了关注，为此已经进行了大量的研究和开发。通常，作为发光元件发射的初级光，使用的是从长波长紫外光到蓝光，即波长为380nm至480nm的光。已经提出了采用可作此类用途的各种无机发光材料的波长变换单元。尽管发光元件发射的初级光的峰波长根据制造条件有微小变化，但无机发光材料的峰波长几乎不会偏离某一设定值。因而，采用由发光元件发射的初级光激发而发光的蓝光无机发光材料、绿光无机发光材料和/或红光无机发光材料，比采用初级光的更有利之处在于，作为发光器件，可以稳定地获得设计的色度。然而，并不是所有的无机发光材料在发光元件发射的初级光的激发下都能够有效发光，特别是需要有在长波长紫外光以及短波长蓝(到紫)光的激发下能够高效率发光的蓝光无机材料。在长波长紫外光以及短波长蓝(至紫)光的激发下发光的蓝光无机发光材料可以包括二价铕激活的BaMgAl10O17:Eu和(Sr，Ba，Ca)10(PO4)6·Cl2:Eu。然而，它们的发光效率很低，因此需要提高其发光效率。此外，尽管针对上述问题已经研究了各种氮氧化物基体，但是还没有得到能够高效发光的蓝光无机发光材料。日本专利公开号No.49-077893公开了一种二价铕激活的BaMgAl10O17:Eu无机发光材料。这种材料已经用于低压或高压汞蒸气放电灯，然而对它在长波长紫外光或短波长蓝(至紫)光的激发下的发光效率没有描述。日本专利公开号No.03-106988公开了一种铕和锰激活的用Sr和/或Ca取代部分Ba的碱土金属铝酸盐无机发光材料。然而，这种方法意在提供一种无机发光材料，该无机发光材料在灯打开时其发射光的颜色会有一点小的变化。对其在长波长紫外光或短波长蓝(至紫)光的激发下的发光效率没有描述。日本专利公开号No.2001-172623公开了一种无机发光材料，该无机发光材料由二价铕激活的碱土金属氯代磷酸盐无机发光材料和二价锰激活的碱土金属铝酸盐无机发光材料的混合物形成。但是，这种无机发光材料意在在185nm和254nm的紫外光的激发下得到高的发光输出，而对其在长波长紫外光或短波长蓝(至紫)光的激发下的发光效率没有描述。日本专利公开号No.2002-003836公开了一种将氧化硅溶解在碱土金属铝酸盐化合物中的蓝光无机发光材料。日本专利公开号No.2002-003837公开了将氧化硅和选自氧化钇和氧化钆的至少一种稀土金属氧化物溶解于一种碱土金属铝酸盐化合物中而获得的蓝光无机发光材料。但是，例如，这些材料意在提高在254nm紫外光的激发下的发光输出，而对其在长波长紫外光或短波长蓝(至紫)光的激发下的发光效率没有描述。如所指的，在传统技术中，还没有获得在长波长紫外光或短波长蓝(至紫)光的激发下展示出高发光输出和稳定色度的蓝光无机发光材料。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种无机发光材料，该无机发光材料在半导体发光元件发射的长波长紫外光以及短波长蓝(至紫)光，特别是在380nm至430nm波长范围内的光的激发下而高效发光，并且提供通过使用该材料而展示出高发光度和稳定色度的发光器件。本专利技术涉及一种蓝光无机发光材料，该蓝光无机发光材料包含二价铕激活的或二价铕和锰激活的铝酸盐无机发光材料，所述的铝酸盐无机发光材料基本上由如下通式(1)表示aO·bAl2O3...(1)(在通式(1)中，MI表示选自Ca和Ba的至少一种元素；a、b、c、d和e是满足0.1≤a/b≤1.0，0.2≤c≤0.8，0.01≤d≤0.5和0≤e≤0.05的数)。根据本专利技术所述的蓝光无机发光材料中，优选上述通式(1)中的MI为Ba。根据本专利技术所述的蓝光无机发光材料优选包含二价铕激活的铝酸盐无机发光材料，其上述通式(1)中的e值为0。此外，本专利技术涉及一种发光器件，所述发光器件包括一种发射初级光的发光元件；和一种吸收至少部分初级光并发射波长等于或长于初级光波长的二级光的波长变换单元；其中该波长变换单元由至少一种无机发光材料组成，该无机发光材料包括上述的蓝光无机发光材料。在本专利技术的发光器件中，优选波长变换单元由蓝光无机发光材料、绿光无机发光材料和红光无机发光材料组成，并且在波长变换单元的光路中，无机发光材料以自发射较长波长的二级光的无机发光材料起的顺序堆叠在一起。绿光无机发光材料优选包含如下无机发光材料中至少之一一种二价铕和锰激活的铝酸盐无机发光材料，其基本上由如下通式(2)表示a(MII，Euf，Mng)O·bAl2O3...(2)(在通式(2)中，MII表示选自Mg、Ca、Sr、Ba和Zn的至少一种元素；a、b、f和g是满足a＞0，b＞0，0.1≤a/b≤1.0和0.3≤g/f≤5.0的数)；一种二价铕激活的硅酸盐无机发光材料，其基本上由如下通式(3)表示2(MIII1-hEuh)O·SiO2...(3)(在通式(3)中，MIII表示选自Mg、Ca、Sr和Ba的至少一种元素；h是满足0.005≤h≤0.10的数)；和一种二价铕激活的铝酸锶无机发光材料，其基本上由如下通式(4)表示(Sr1-mEum)O·Al2O3...(4) (在通式(4)中，m是满足0.0001≤m≤0.3的数)。此外，红光无机发光材料优选包含一种二价铕激活的氮化物无机发光材料，该氮化物无机发光材料基本上由如下通式(5)表示(MIII1-kEuk)MIVSiN3...(5)(在通式(5)中，MIII表示选自Mg、Ca、Sr和Ba的至少一种元素，MIV表示选自Al、Ga、In、Sc、Y、La、Gd和Lu的至少一种元素；k是满足0.001≤k≤0.05的数)。在本专利技术的发光器件中，优选发光元件为一种氮化镓(GaN)基半导体，并且该发光元件发出的初级光的峰波长范围为380nm-430nm。根据本专利技术，可以得到一种能够有效吸收发光元件的发射光并能够高效率地发射蓝光的蓝光无机发光材料，特别是在长波长紫外光以及短波长蓝(至紫)光的激发下高效发光的蓝光无机发光材料。此外，通过在其波长变换单元中采用相应的蓝光无机发光材料，还可以得到能够有效地吸收发光元件的发射光并且可以发射高发光度和稳定色度的白光的发光器件。因为根据本专利技术的蓝光无机发光材料及使用该材料的发光器件确保明显提高的发光效率，所以它们很合适应用于低功耗或小尺寸的发光器件，或应用于要求高发光度和宽范围色彩重现性的发光器件中。从如下的本专利技术详细描述并结合附图时，本专利技术的前述的和别的目的、特征、方面和优点将变得更明显。附图说明图1是举例说明作为本专利技术一个实施方案的发光器件的横截面示意图。图2显示了作为本专利技术一个实施方案的蓝光无机发光材料的发射峰分布。具体实施例方式在本专利技术中，通过用Sr取代少部分或大部分Ca和/或Ba，可以得到在长波长紫外光以及短波长蓝(至紫)光激发下高效发光的蓝光无机发光材料。更具体而言，本专利技术的蓝光无机发光材料是由二价铕激活的或二价铕和锰激活的铝酸盐无机发光材料组成的，该铝酸盐无机发光材料基本上由如下通式(1)表示aO·本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓝光无机发光材料，其包含二价铕激活的或二价铕和锰激活的铝酸盐无机发光材料，所述铝酸盐无机发光材料基本上由如下通式（１）表示：　　　　ａ［（ＭＩ↓［１－ｃ－ｄ］Ｓｒ↓［ｃ］Ｅｕ↓［ｄ］）（Ｍｇ↓［１－ｅ］Ｍｎ↓［ｅ］）］Ｏ.ｂＡｌ↓［２］Ｏ↓［３］…　　（１）　　　　在通式（１）中，ＭＩ表示选自Ｃａ和Ｂａ的至少一种元素，ａ、ｂ、ｃ、ｄ和ｅ是满足０．１≤ａ／ｂ≤１．０，０．２≤ｃ≤０．８，０．０１≤ｄ≤０．５和０≤ｅ≤０．０５的数。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：增田昌嗣，植村丰德，井之口司，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]