光发射器件及使用其的照明器制造技术

本发明专利技术涉及光发射器件及使用其的照明器。公开了具有高发光强度的光发射器件，和具有高发光强度和良好色彩保留性能的光发射器件。本发明专利技术光发射器件包含：发光为３５０－４１５ｎｍ的第一光发射体和通过暴露于来自第一光发射体的光而发射可见光的第二光发射体，其中所述第二光发射体包含能够满足以下（ｉ）－（ｉｖ）的任一条件荧光体：（ｉ）该荧光体包含：（ａ）结晶相，其中在３５０－４１５ｎｍ的任一激发波长提供最大发光强度的Ｅｕ浓度大于在激发波长２５４ｎｍ提供最大发光强度的Ｅｕ浓度；和（ｂ）被Ｅｕ活化的结晶相，该Ｅｕ具有至少１．１倍在激发波长２５４ｎｍ下提供最大发光强度的浓度，和０．５到９倍在激发频率为４００ｎｍ下提供最大发光强度的浓度；（ｉｉ）该荧光体包含结晶相，由结晶基体中Ｅｕ浓度计算，该结晶相具有的Ｅｕ－Ｅｕ平均距离为４或更大但不大于１１；（ｉｉｉ）该荧光体具有的量子吸收效率α↓［ｑ］为０．８或更大；（ｉｖ）该荧光体具有的量子吸收效率α↓［ｑ］与内量子效率η↓［ｉ］的乘积α↓［ｑ］.η↓［ｉ］为０．５５或更大。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
光发射器件及使用其的照明器 本申请是专利技术名称为"光发射器件及使用其的照明器"的分案申请，其申请曰为2003年2月13日，申请号为03纖323.X。 专利
本专利技术涉及光发射器件，更特别地，涉及到光发射器件，其在任何使用 环境下具有高的色彩保留性能和能够高强度地发光，该器件通过与以下结合 使用而获得在紫外到可见光区域发光的第一光发射体，其通过电源驱动，并 作为波长转换材料；发射长波可见光的第二光发射体，其吸收紫外到可见光 区域的光并具有荧光体(phosphor),该荧光体的基质化合物含有发射中心离 子。
技术介绍
为了通过混合蓝色、红色和绿色，而均匀地产生具有良好色彩保留性能 的包括白色的各种色彩，提出了光发射器件，其从第 一光发射体如LED或 LD向作为第二光发射体的焚光体辐射有色光，以导致色彩转换。例如，曰 本专利公开Sho 49-1221号，提出了形成显示器的方法，其通过暴露荧光体 (Y3-x—yCexGdyM5-zGaz012 (其中Y表示Y、 Lu或La, M表示Al， Al-In或Al-Sc) 于激光束下(第一光发射体)，辐射的光束波长为300到530nm,从而导致其 光发射。近来，通过利用其低能量消耗和长寿命的特征，提出了作为用于成像 显示器件的照射源或照明器的白光发射器件，其具有作为第 一 光发射体的氮 化镓(GaN) LED或LD,其作为蓝光发射半导体光发射元件而引起注意，并 且具有高的发光效率，以及作为第二光发射体的各种荧光体。例如，在日本专利申请公开Hei 10-242513号中描述的光发射器件具有 作为第一光发射体的氮化物半导体LED或LD芯片，和作为第二光发射体的 钇-铝'石榴石荧光体。美国专利第6,294,800号中，结合有含 Ca8Mg(Si04)4Cl2:Eu^Mn"的绿-光发射体，红光发射荧光体和蓝光发射荧光体的物质被公开为，当暴露于330-420 nm的光(即，LED发出的光的代表) 下时，能够产生白光的物质。作为蓝光发射荧光体的实例，所提及的有 (Sr,Ba，Ca)5(P04)3Cl:Eu2+。美国专利第6,278,135号中，描述了光发射器件， 当荧光体暴露于来自LED的紫外光下时，其发射可见光。BaMg2Al16027:Eu2+ 作为焚光体给出。以上描述的光发射器件使用的焚光体没有足够的发光强度以用作显示 器的光发射源，背光源或交通信号。因此具有进一步改进的需要。当结合使用第 一光发射体和第二发射体的光发射器件被用作显示器， 背光源和交通信号的光发射源时，需要具有高的发光强度，同时，具有优异 的色彩保留性能，其作为显示物体暴露于来自光发射器件的白光下的外观与 其暴露于阳光下的外观的相似程度。例如，如日本专利申请公开Hei 10-242513号中所述，当作为第一光发 射体的蓝LED或蓝激光，与作为第二光发射体的铈-活化的钇铝石榴石焚 光体结合使用时，通过混合产生自第一光发射体的蓝光和第二光发射体产生 的黄色产生白色。当通过该结合产生的发光光谱与阳光光谱比较时，在蓝光 发射峰顶部(450 nm附近)和黄光发射峰顶部(550nm附近)之间的中间区域 (470nm-540nm),以及在长波长区域(580-700 nm)的黄色峰的发光强度相当 地低。蓝'黄混合的色彩系统光发射器件，在其发光光谱，具有低的不同于阳 光光谱的发光强度部分，使得其色彩保留性能非常低。另一方面，利用蓝、绿和红荧光体混合物作为第二光发射体的白光发射 器件，被期望具有改善的色彩保留性能，因为其三个峰相互重叠而不同于通 常其中两个峰重叠的蓝.黄混合体系，并且在峰之间的低的发光强度部分被窄 化了。然而，当每个发射峰的半值宽度小的时侯，即使该蓝.绿.红混合系统 也具有低的发光强度部分，使得低色彩保留性能的问题仍然没有解决。曰本专利公开昭49-1221号曰本专利申请公开平10-242513号U.S.专利第6,294,800号U.S.专利第6,278,135号 着眼于上述
技术介绍
，本专利技术用于开发光发射器件，其具有相当高的发 光强度和良好的色彩保留性能。因而本专利技术的目的是提供双光发射体型光发 射器件，其可以容易地制造，具有高的发光强度和改善的色彩保留性能。
技术实现思路
为了克服上述问题和完成本专利技术，本专利技术的专利技术人进了大量的研究。具 体而言，在传统的荧光体的情形下，用波长为254nm的光(汞发射线)激发， 活化剂(activator)浓度的增大导致称为浓度猝灭的现象，其引起能量损失和发 光强度的降低。当活化剂浓度增加时，发光强度趋向于变小。然而，发现在荧光体被波长为350-415 nm,特别地390-410 nm，进一 步地，400nm的光激发的情形下，即使活化剂(Eu)的浓度大于导致浓度猝灭 的浓度，在被254nm光激发时，发光强度不会降低而是显示出显著的增力口。 还发现当暴露于波长为约350-415 nm的光时，具有大的量子吸收效率的光 发射体或荧光体，其具有在特定范围内的量子吸收效率与内量子效率的乘 积，高强度地发射可见光，从而完成本专利技术。本专利技术的目的在于光发射器件，其包含产生350-415 nm光的第一光 发射体，和通过暴露于来自第一光发射体的光而产生可见光的第二光发射 体，其中该第二光发射体包含能够满足以下(i)-(iv)中任一条件的荧光体(i) 该荧光体包含(a) 结晶相，其在350-415 nm的任一激发波长提供最大发光强度的Eu 浓度大于在激发波长254 nm提供最大发光强度的Eu浓度；和(b) 被Eu活化的结晶相，其具有至少1.1倍在激发波长254nm下提供 最大发光强度的浓度，和0.5-9倍在激发频率为400 nm下提供最大发光强度 的浓度；(ii) 该荧光体包含结晶相，该结晶相具有的Eu-Eu平均距离，由结晶 基体(crystal matrix)的Eu浓度计算，为4A或更大但不大于llA;(iii) 该荧光体具有的量子吸收效率aq为0.8或更大；(iv) 该荧光体具有的量子吸收效率(Xq与内量子效率rii的(Xq.Tli乘积为0.55或更大。在本专利技术优选的方面，提供光发射器件，其特征于荧光体含有结晶相，该结晶相具有以下列式-中任一式为代表的化学组合物EUaSrbM、a-b(P04)cXd (其中，Iv^表示除Eu和Sr之外的金属元素，X表示除P04之外的一价 阴离子基团，a和b代表数字，其满足aX), b20, a+bS5并且至少一个a20.1 和b23， c代表满足2.7Sc。,3的数字，以及d代表满足0.9^d^1.1的数字)；M2(e國ex)M2'exEUfM3(g-gy)M3'gyM4(h隱hz)M4'(jzOi (其中，M2表示至少一个选自Ba、 Sr和Ca的元素，1^2'表示一价元素， 或二价金属元素(除Ba, Sr， Ca和Eu),当其络合数为6时在二价形式中具有 的半径为0.92A或更大，M 表示至少一个选自Mg和Zn的元素，Iv^'表示二 价金属元素(除Mg和Zn)，当其络合数为6时在二价形式中具有的半径小于 0.92A, 1v^表示至少一个选自Al,Ga和Sc的元素，M^表示三价金属元素(除 Al, Ga和Sc)， f代表满足0.11Sf幼.99的数字，e代表满足0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
光发射器件，其包含发光为３５０－４１５ｎｍ的第一光发射体和通过暴露于来自第一光发射体的光而发射可见光的第二光发射体，其中所述第二光发射体包含具有下式［１］化学组成的结晶相的荧光体：　Ｅｕ↓［ａ］Ｓｒ↓［ｂ］Ｍ↑［１］↓［５－ａ－ｂ］（ ＰＯ↓［４］）↓［ｃ］Ｘ↓［ｄ］　［１］　其中，Ｍ↑［１］表示除Ｅｕ和Ｓｒ之外的金属元素，Ｘ表示除ＰＯ↓［４］之外的一价阴离子基团，ａ和ｂ代表满足以下的数字：ａ＞０，ｂ≥０，ａ＋ｂ≤５并且０．２≤ａ≤２．５，ｃ代表满足２．７≤ｃ≤３ ．３的数字，和ｄ代表满足０．９≤ｄ≤１．１的数字。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：瀬户孝俊，木岛直人，大野玲，
申请(专利权)人：三菱化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]