CN100473895C - 发光装置和萤光体 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有发射420～500nm波长的光的激发源和荧光体的组合的发光装置，该装置具有高的辉度。本发明提供一种具有第一发光体和第二发光体的发光装置，所述第一发光体发射420～500nm波长的光，当用所述第一发光体的光照射所述第二发光体时，所述第二发光体发射出可见光，其特征在于，所述第二发光体含有荧光体，该荧光体的物体色满足L^*、a^*、b^*表色系统中的L^*≥90、-22≤a^*≤-10和b^*≥55。

Description

发光装置和萤光体

技术领域

本发明涉及一种发光装置。更具体地说，本发明涉及一种能高效地产生白光的发光装置和一种萤光体，所述发光装置组合了发射来自电源的蓝色区域光的第一发光体和含有能吸收该蓝光并发射黄光的波长转换材料的第二发光体。

背景技术

目前已经开发出了能发射从蓝色至红色的可见光范围直至紫光或紫外线的发光二极管(LED)或激光二极管(LD)。组合使用这些多色LED的显示装置可以用于显示器或交通信号器。另外，还提出了用萤光体来改变LED或LD的发光颜色的发光装置。例如，特公昭49-1221号公报公开了如下方法：将发射300～530nm波长的辐射束的激光束照射在磷光体材料(Ln_3-x-yCe_xGd_yM_5-zGa_zO₁₂(Ln表示Y、Lu或La，M表示Al、Al-In或Al-Sc，x是0.001～0.15，y为至多2.999，z为至多3.0))上，使其发光而显示出图像。

另外，近年来，作为图像显示装置或照明装置的发射源，提出了发白光的发光装置，所述发光装置由作为蓝光半导体发射元件而受到瞩目的发光效率高的氮化镓(GaN)型LED或LD与作为波长转换材料的萤光体组合而成。特开平10-190066号公报公开了一种发射白光装置，其中，组合使用萤光体和由氮化物型半导体制成的蓝色LED或LD芯片，在所述萤光体中，用Lu、Sc、Gd或La来置换铈活化的钇铝石榴石萤光体中的一部分Y，从而蓝光和萤光体发射的黄光混色而形成白光。特开平10-247750号公报公开了通过组合用铈活化的钇铝氧化物荧光材料而得到的颜色转换成型元件和LED灯等，所述铈活化的钇氧化铝荧光材料具有选自由Ba、Sr、Mg、Ca和Zn组成的组中的至少一种元素组分和/或Si元素组分。

另外，特开平10-242513号公报公开了一种萤光体，其中用Sm来置换铈活化的钇·铝·石榴石萤光体中的一部分Y。另外，特表2003-505582或特表2003-505583号公报公开了将Tb加到铈活化的钇铝石榴石萤光体中所得到的萤光体的效果。

但是，在上述公开的铈活化的钇铝石榴石萤光体与蓝色LED或蓝色激光器的组合中，白光的发光强度仍然不足，因此，需要改进蓝色LED的效率。并且对于这样的萤光体，其发光强度也仍然不足，因此，需要进一步改进效率来实现节能照明。

另外，对于温度特性，当接通作为第一发光体的LED或LD时，芯片周围的温度增加，从而LED或LD的效率降低，而且由于这种温度增加，第二发光体中所含有的萤光体也将大大降低其辉度。通常，品质随母体的组成和激活剂的类型和数量而变化，因此，需要使用发光强度高且发光强度因该温度增加而降低不大的材料。

对于余辉特性，尤其当采用作为第一发光体的LED或LD通过脉冲进行驱动来点亮显示器或背光时，如果第二发光体所含有的萤光体的余辉时间极短，将存在闪烁和不能得到足够的图像特性的问题，因此需要进行改进。

发明内容

本发明要解决的问题

本发明开发一种通过用蓝色LED或LD使黄色萤光体发光，从而在白光发光系统中更亮的发光装置，具体地，本发明的目的是通过开发高效率的黄色萤光体来提供高辉度的发光装置，本发明还提供高辉度的萤光体。

解决问题的方法

本发明人进行了深入研究来解决上述问题，结果，在主要针对改进常规铈活化的钇铝石榴石萤光体的发光效率的研究中，他们发现，即使萤光体具有全部相同的组成和相同的晶系，物体色也有显著变化，而且当将萤光体安装在LED中时，在萤光体的物体色和辉度之间存在着强的相互关系，因此，当使用具有特定倾向的物体色的荧光粉末时，即与常规的萤光体相比，使用具有相同水平的L^*和a^*，但是b^*至少高出一定值的荧光粉末时，LED的辉度将变高。根据这些发现完成了本发明。而且，他们还发现，为了使萤光体粉末的物体色在特定的颜色范围内，可以优化煅烧时的温度和气氛等主要条件，从而可以得到物体色比以前更好的萤光体，使用这样的萤光体的发光装置具有高的辉度，而且具有高的温度特性或余辉特性。这样，根据这些发现完成了本发明。

即，本发明提供了一种具有第一发光体和第二发光体的发光装置，所述第一发光体发射420～500nm波长的光，当用所述第一发光体的光照射所述第二发光体时，所述第二发光体发射出可见光，其特征在于，所述第二发光体含有萤光体，该萤光体的物体色满足L^*、a^*、b^*表色系统中的L^*≥90、-22≤a^*≤-10和b^*≥55，以及物体色满足L^*、a^*、b^*表色系统中的L^*≥90、-22≤a^*≤-10和b^*≥55的萤光体的特征在于，它含有具有下式(1)表示的化学组成的晶相：

(Ln_1-a-bCe_aTb_b)₃M₅O₁₂   式(1)

其中，Ln是选自由Y、Gd、Sc、Lu和La组成的组中的至少一种元素，M是选自由Al、Ga和In组成的组中的至少一种元素，a和b分别是满足0.001≤a≤0.3和0≤b≤0.5的数值。

本发明的效果

根据本发明可以提供一种具有高辉度的发光装置和具有高辉度的萤光体。

附图说明

图1是实施例1的萤光体在465nm激发下的发射光谱。

图2是表示以膜状的第二发光体接触或成型在表面发光GaN型二极管上的发光装置的一个实施方案的示意图。

图3是表示本发明的包含第一发光体(420～500nm的发光体)和第二发光体的发光装置的一个实施方案的示意性截面图。

图4是表示本发明的面发光照明装置的一个实施方案的示意性截面图。

符号说明

1 第二发光体

2 面发光GaN型LD

3 基板

4 发光装置

5 支架引线

6 内引线

7 第一发光体(420～500nm的发光体)

8 含有本发明的萤光体的树脂部分

9 导线

10 成型元件

11 其中安装有发光元件的面发光照明装置

12 外壳

13 发光元件

14 扩散板

具体实施方式

本发明提供一种具有发射420～500nm波长的光的第一发光体和含有萤光体的第二发光体的发光装置，上述萤光体的物体色满足L^*、a^*、b^*表色系统中的L^*≥90、-22≤a^*≤-10和b^*≥55，从而萤光体的发光强度变高，发光装置具有高的辉度。因为对受光照射不能发光的物体进行处理，所以L^*通常不超过100，但是本发明的萤光体会被照射光源所激发，发出与反射光重叠的光，从而L^*可以超过100。因此，上限通常为L^*≤100。并且从高辉度的角度来看，a^*优选为a^*≤-14，更优选a^*≤-16。b^*优选为b^*≥65，更优选b^*≥68。本发明的特征在于b^*的值高，并且b^*的值高时较好。其上限在理论上为b^*≤200，通常b^*≤120。

对本发明的发光装置中所含有的萤光体没有特别的限定，只要物体色满足上述范围就可以。但是，从材料的稳定性角度来看，优选用氧化物作母体制成，这样的氧化物更优选具有石榴石结构。而且优选所述萤光体含有Ce或Ce和Tb。

特别地，优选萤光体含有具有由下式(1)表示的化学组成的晶相：

(Ln_1-a-bCe_aTb_b)₃M₅O₁₂       式(1)

式(1)中，Ln是选自由Y、Gd、Sc、Lu和La组成的组中的至少一种元素，特别优选为选自Y和Gd中的至少一种元素。

式(1)中，M是选自由Al、Ga和In组成的组中的至少一种元素，特别优选为Al。

表示Ce摩尔比的a是满足0.001≤a≤0.3的数值，但是从高发光强度的角度来看，其下限优选为a≥0.01，更优选a>0.01，而且更优选为a≥0.02，其上限优选为a≤0.2，更优选a≤0.18，而且更优选a≤0.15。

表示Tb摩尔比的b是满足0≤b≤0.5的数值，当Tb包含在萤光体中时，发光强度将变高，因此，b的范围的下限优选为b≥0.01，更优选b>0.01，而且更优选b≥0.02，特别优选b>0.02。

另一方面，从温度特性的角度来看，如果Tb的比率增高，温度特性将降低，因此，b的范围的上限优选为b<0.5，更优选b≤0.4，而且更优选b≤0.2，特别优选b≤0.17，最优选b<0.17。而且，相对于室温下的萤光体的发光强度，在加热状态下萤光体的发光强度维持得越高，温度特性就越高。以下述方式评价本发明的发光装置中所使用的萤光体的温度特性：在100℃下用465nm波长的光激发萤光体，测定由此产生的发光，这样得到萤光体的发射光谱的峰顶点的值(发光强度)，然后将该值与作为标准值的25℃下类似地测定的萤光体的发射光谱的峰顶点的值相比较。本发明的发光装置所使用的萤光体在100℃下的发光强度通常至少为25℃下的发光强度的90％。

而且，从余辉特性的角度来看，含有Tb的萤光体将具有良好的余辉特性，因此，当Tb的摩尔比b优选调节为b≥0.02，更优选b≥0.04，而且更优选b≥0.1，特别优选b≥0.2时，余辉特性得到改善。在这里，以下述方式得到余辉特性：激发萤光体，然后得到激发终止之后余辉的发光强度变为激发终止之前瞬间的发光强度的1/10的时间(t1)和余辉的发光强度变为1/100的时间(t2)。t1越长或t2/t1的比值越大，余辉特性越高。本发明的发光装置所使用的萤光体的t1通常为至少155ns(纳秒)，优选至少160ns，更优选至少170ns，而且更优选至少190ns，对其上限没有特别的限定，但是优选为至多10ms(毫秒)，这是因为如果t1太长，由于余象或颜色混合，色度特性将变差。而且，t2/t1的比值通常为至少2.05，优选至少2.07，更优选至少2.15，而且更优选至少2.5，对其上限没有特别的限定，但是通常约为10。而且，优选t1和t2/t1都满足上述范围。

另外，即使本发明的萤光体具有与常规萤光体相同的化学组成或晶体结构，由于加工条件的细微区别，其L^*、a^*、b^*值也不同。

在包含在本发明的第二发光体中的含有式(1)所示晶相的萤光体中，Ln源、Ce源、Tb源和M源的每种元素的原料化合物例如为每种元素的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐、草酸盐、羧酸盐或卤化物，其中，根据对复合氧化物的反应性、煅烧时不产生例如卤素、NOx和SOx等的性能等来选择原料化合物。

作为Ln的原料化合物的具体例子，Y源化合物例如Y₂O₃、Y(OH)₃、YCl₃、YBr₃、Y₂(CO₃)₃·3H₂O、Y(NO₃)₃·6H₂O、Y₂(SO₄)₃或Y₂(C₂O₄)₃·9H₂O，Gd源化合物例如为Gd₂O₃、Gd(OH)₃、GdCl₃、Gd(NO₃)₃·5H₂O或Gd₂(C₂O₄)₃·10H₂O，La源化合物例如为La₂O₃、La(OH)₃、LaCl₃、LaBr₃、La₂(CO₃)₃·H₂O、La(NO₃)₃·6H₂O、La₂(SO₄)3或La₂(C₂O₄)₃·9H₂O，Sc源化合物例如为Sc₂O₃、Sc(OH)₃、ScCl₃、Sc(NO₃)₃·nH₂O、Sc₂(SO₄)₃·nH₂O或Sc₂(C₂O₄)₃·nH₂O，或Lu源化合物例如为Lu₂O₃、LuCl₃、Lu(NO₃)₃·8H₂O或Lu₂(OCO)₃·6H₂O。

作为M源化合物的具体例子，对于Al，例如可以提及例如α-Al₂O₃或γ-Al₂O₃等Al₂O₃、Al(OH)₃、AlOOH、Al(NO₃)₃·9H₂O、Al₂(SO₄)₃或AlCl₃，对于Ga，例如可以提及Ga₂O₃、Ga(OH)₃、Ga(NO₃)₃·nH₂O、Ga₂(SO₄)₃或GaCl₃，对于In，例如可以提及In₂O₃、In(OH)₃、In(NO₃)₃·nH₂O、In₂(SO₄)₃或InCl₃。

另外，作为Ce或Tb的元素源化合物的具体例子，Ce源化合物例如为CeO₂、Ce₂(SO₄)₃、Ce₂(CO₃)₃·5H₂O、Ce(NO₃)₃·6H₂O、Ce₂(C₂O₄)₃·9H₂O、Ce(OH)₃或CeCl₃，或Tb源化合物例如为Tb₄O₇、Tb₂(SO₄)₃、Tb(NO₃)₃·nH₂O、Tb₂(C₂O₄)₃·10H₂O或TbCl₃。

在煅烧前将这些材料充分混合至均匀。具体地，根据情况需要，用例如捏和机、捣磨机、球磨机或喷射磨等干式粉碎机粉碎Y、Gd、Lu、La、Sc、Ce、Tb、Al、Ga和In的化合物，然后用例如V型搅拌机或锥型搅拌机等混合机充分地混合。但是，也可以使用下列方法：混合后使用粉碎机进行干式粉碎的方法；在例如水等介质中用湿式粉碎机粉碎和混合后干燥的方法；或用例如喷雾干燥方法干燥所制备的浆料的方法。在这些粉碎和混合方法中，尤其是对于发光中心离子的元素源化合物，因为需要将少量这样的发光中心离子的元素源化合物全部均匀地混合和分散，所以优选使用液体介质，而且从可以得到其它元素源化合物的全部均匀的混合物的角度来看，也优选使用这样的湿式法。

然后，把用上述方法之一充分而均匀地混合的材料放在例如氧化铝或石英制成的坩埚或托盘等耐热容器中，在通常1000～1700℃的煅烧温度下，加热和煅烧10分钟至24小时。煅烧温度的下限优选为至少1,100℃，更优选至少1,200℃，上限优选为至多1,600℃，更优选至多1,550℃。从单独使用的空气、氮气、氩气、一氧化碳、氢气或通过混合氮气、氩气等而制备的气体中合适地选择煅烧气氛。并且，煅烧的最佳条件随材料、组成比例和制备的批量而不同，但是通常优选还原煅烧。在还原度弱或太强的情况中，物体色不能落在本发明的萤光体的物体色范围内。通常，通过将气氛调节为相当强的还原气氛可以得到具有本发明所限定的物体色的萤光体。并且，选择和使用例如BaF₂或AlF₃等合适的助熔剂可以得到更高辉度的萤光体。在热处理后，如果需要，可以进行洗涤、分散处理、干燥、分级等。

本发明的发光装置所使用的萤光体的粒径通常为0.1μm～20μm。

在本发明中，用来用光照射上述萤光体的第一发光体发射出420～500nm波长的光，优选使用所发射的光的峰值波长在450～485nm波长范围内的发光体。作为第一发光体的具体例子，可以提及发光二极管(LED)或激光二极管(LD)。从低能耗的角度来看，更优选激光二极管。特别地，优选使用GaN型LED或LD，它们使用GaN型化合物半导体。因为与例如发射该波长范围的光的SiC型LED相比，这样的GaN型LED或LD具有显著高的发射输出或外部量子效率，而且通过与上述萤光体组合，可以用相当低的电力得到非常亮的发光。例如，在20mA的电流负荷下，通常GaN型LED的发光强度至少是SiC型LED的发光强度的100倍。这样的GaN型LED或LD优选具有Al_xGa_yN发光层、GaN发光层或In_xGa_yN发光层。其中GaN型LED特别优选具有In_xGa_yN发光层，这是因为这样发光强度非常强，GaN型LD特别优选具有In_xGa_yN层或GaN层的多量子井结构，这是因为这样发光强度非常强。在这里，上述x+y的值通常在0.8～1.2的范围内。优选GaN型LED在发光层中掺杂Zn或Si或没有掺杂剂以便调节发光特性。GaN型LED具有这样的发光层、p层、n层、电极和基板作为基本部件，优选具有杂合结构，该杂合结构具有夹在n型和p型Al_xGa_yN层、GaN层和In_xGa_yN层等之间的发光层等，这是因为它具有高的发光效率，更优选具有多量子井结构来代替杂合结构，这是因为它具有更高的发光效率。

在本发明中，特别优选使用面发光型发光体，尤其是使用面发光GaN型激光二极管作为第一发光体，因为这样可以增加整个发光装置的发光效率。面发光型发光体是膜表面具有强发光的发光体，在面发光GaN型激光二极管的情况中，可以抑制发光层等中的晶体生长，而且通过对反射层等很好地进行处理，可以加强发光层表面的发光而不是加强边缘的发光。与用发光层的边缘发光的类型相比，使用面发光型发光体可以扩大单位发光量的发光横截面积，结果，在用光照射第二发光体的萤光体的情况中，可以显著地扩大相同量的光的照射面积，因此，可以增加照射效率，从而由作为第二发光体的萤光体可以得到更强的发光。

第二发光体的萤光体不仅可以是具有式(1)所描述的特定组成的萤光体，而且可以是含有多个不同组成比例的萤光体或与其它萤光体混合在一起的混合物的萤光体，从而可以得到更宽的白光区域和更高的显色指数。对所述的其它萤光体没有特别的限定。例如，可以使用的绿色萤光体例如为(Sr、Ca、Mg)Ga₂S₄:Eu或ZnS:Cu，Al，可以使用的红色萤光体例如为(Ca、Sr)S:Eu。而且，作为反射剂或分散剂，可以与本发明的萤光体一起使用白色物质，例如BaSO₄、MgO或CaHPO₄。

组合这些萤光体的方法例如为：将粉末态的各个萤光体层积为膜状的方法；将它们混合在树脂中，接着层积成膜状的方法；以粉末状态混合它们的方法；将它们分散在树脂中的方法；将它们层积成薄膜晶体形式的方法。优选使用以粉末状态混合它们接着控制和使用该混合物的方法，因为这样最容易以低成本得到白光。

在使用面发光型发光体作为第一发光体的情况中，优选第二发光体为膜状。结果，由面发光型发光体发射的光具有足够大的横截面积，如果第二发光体在该横截面方向上是膜状，那么对于单位量的萤光体，第一发光体对萤光体的照射面积将增大，从而萤光体发出的光的强度可以进一步增加。

另外，在使用面发光型发光体作为第一发光体和使用膜状的发光体作为第二发光体的情况中，优选采用膜状的第二发光体直接与第一发光体的发光表面接触的结构。在这里，所述接触是指第一发光体和第二发光体相互紧密接触，它们之间没有空气或气体的状态。结果，可以避免由第一发光体发射的光因在第二发光体的膜表面反射而泄漏的光量损失，从而可以提高整个装置的发光效率。

图2是表示本发明的发光装置的一个实施方案中的第一发光体和第二发光体之间的位置关系的示意性透视图。在图2中，附图标记1表示具有上述萤光体的膜状的第二发光体，附图标记2表示作为第一发光体的面发光GaN型LD，附图标记3表示基板。为了实现它们相互接触的状态，可以单独地制备LD 2和第二发光体1，然后用粘合剂或其它方法使各个表面接触，或者将第二发光体在LD 2的发光表面上形成(浇铸成)膜。结果，可以实现LD 2和第二发光体1相互接触的结构。

由第一发光体发出的光或由第二发光体发出的光通常指向四面八方，但是如果第二发光体中的萤光体的粉末分散在树脂中，当光离开树脂时，该光被部分地反射，从而光的方向被一定程度地校正。因此，可以一定程度地将该光校准在合适效率的方向上，因此，作为第二发光体，优选使用将上述萤光体粉末分散在树脂中的分散体。而且，如果萤光体分散在树脂中，那么用第一发光体发出的光照射第二发光体的全部面积将变大，从而具有可以增加第二发光体的发光强度的优点。这种情况中所使用的树脂例如为环氧树脂、聚乙烯基类树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂或聚酯树脂，优选环氧树脂，因为这样的萤光体粉末具有优异的分散性。在第二发光体的粉末分散在树脂中的情况中，第二发光体的粉末相对于树脂和该粉末的总重量的重量比通常为10％～95％，优选20％～90％，更优选30％～80％。如果萤光体的量太大，由于粉末聚集，发光效率将降低，如果太少，由于该树脂对光的吸收或散射，发光效率将降低。

本发明的发光装置包含作为波长转换材料的上述萤光体和发射420～500nm波长的光的发光元件，其中上述萤光体吸收由发光元件发出的420～500nm波长的光，从而不管环境如何都可以发出高强度的白光。这样的发光装置适合用作背光源、信号器的发光光源或用作例如彩色液晶显示装置等图像显示装置，或例如面发光装置等照明装置的光源。

现在，参照附图描述本发明的发光装置。图3是表示具有第一发光体(具有420～500nm波长的发光体)和第二发光体的发光装置的一个实施方案的示意性截面图，其中，附图标记4表示发光装置，附图标记5表示支架引线，附图标记6表示内引线，附图标记7表示第一发光体(具有420～500nm波长的发光体)，附图标记8表示作为第二发光体的含有萤光体的树脂部分，附图标记9表示导线，附图标记10表示成型元件。

作为本发明的一个实施方案的发光装置具有图3所示的普通子弹形状。将由GaN型发光二极管等制成的第一发光体7(具有420～500nm波长的发光体)固定在支架引线5的上部的杯中，通过第一发光体7被作为第二发光体形成的含萤光体的树脂部分8覆盖而进行上述固定，所述含萤光体的树脂部分8是由下述方式制成：将萤光体混合和分散在例如环氧树脂或丙烯酸树脂等的粘合剂中，然后浇铸成所述的杯。另一方面，分别用导线9连接第一发光体7与支架引线5、第一发光体7与内引线6，它们都用环氧树脂的成型构件10覆盖和保护。

另外，如图4所示，以下述方式制备其中安装发光元件13的面发光照明装置11：将多个发光装置13布置在方形外壳12的底面上，该底面的内面是例如白色光滑表面等不能透过光的表面，将驱动发光装置13的电源、电路等(未表示出)布置在该底面的外侧，然后在外壳12的盖子所对应的部位固定例如乳白色丙烯酸酯板等扩散板14，以便使发光均匀。

驱动该面发光照明装置11，将电压施加给该发光元件13的第一发光体，使其发射出350～480nm波长的光，该光被作为第二发光体的含萤光体的树脂部分中的上述萤光体部分地吸收，从而发出可见光。另外，将可见光与例如不被萤光体吸收的蓝光进行混色而得到高显色性的发光。该光通过扩散板14向图面的上方发射，从而在外壳12的扩散板14的面内得到均匀亮度的照明光。

现在，参照实施例更详细地描述本发明。但是，应该理解本发明决不局限于下列实施例。

此处，在下列实施例中，用下列方法测定萤光体的物体色(L^*、a^*、b^*)、发射光谱、总光通量、温度特性和余辉特性。

物体色

将萤光体粉末装在口径为10mmΦ的池中，用色差计(CR-300，由Konica Minolta Holdings，Inc.生产)，根据标准光D65照射模式，通过1mm厚的合成石英板进行色度测定，从而得到L^*、a^*和b^*。

发射光谱

将萤光体应用在主波长为465nm的蓝色GaN型发光二极管芯片上，使用分光计(由Ocean Photonics，Inc.生产)测定激发萤光体时的发射光谱。

总光通量

组合使用分光计(由Ocean Photonics，Inc.生产)和1英寸积分球进行测定。

温度特性

使用了萤光体温度评价装置(由向洋电子社生产)。可以使用大塚电子社生产的MCPD-7000测定发光强度。

余辉特性

用下述方式进行测定：使用氮激光(脉冲宽度：5ns，频率：10Hz，波长：337nm)作激发源，在4μW/cm²的激发光强度下激发萤光体，用Hamamatsu Photonics K.K.生产的分光镜C5094将来自萤光体的发光分光，然后，用Hamamatsu Photonics K.K.生产的超高速扫描照相机(streakcamera)C4334进行时间分解测定。

对于该时间分解测定值，通过“卷积函数+常数项”的非线性最小二乘法，对由高斯函数表示的仪器函数和由两个指数函数表示的发光衰减进行函数拟合操作，计算指数函数的时间常数T1和T2、它们的强度成分A1和A2以及常数项C。使用这些T1、T2、A1、A2和C，可以得到式(1)表示的发光强度I(t)随时间的变化，可以得到不依赖仪器函数的余辉特性。当强度变为式(1)在t＝0(激发终止前瞬间的发光强度)时的值的1/10时，由该时间t得到1/10余辉时间(t1)，当强度变为式(1)在t＝0时的值的1/100时，由该时间t得到1/100余辉时间(t2)。

I(t)＝A1×exp(-t/T1)+A2×exp(-t/T2)+C    (1)

实施例

实施例1

使用1.26摩尔Y₂O₃作Ln源化合物，2.5摩尔γ-Al₂O₃作M源化合物，0.33摩尔CeO₂作Ce源化合物，0.0375摩尔Tb₄O₇作Tb源化合物，0.25摩尔BaF₂作助熔剂，充分地混合这些原料，然后在氧化铝制成的坩埚中，在含有4％的氢气的氮气流中，在1,450℃下进行煅烧2小时。粉碎所得到的煅烧产物，用酸洗涤，用水洗涤以除去BaF₂。然后，进行干燥和分级处理，从而制备黄色发光萤光体(Y_0.84Ce_0.11Tb_0.05)₃Al₅O₁₂。

所得到的萤光体的物体色为L^*＝103.1、a^*＝-18.1和b^*＝73.0。然后测定萤光体的发射光谱。该发射光谱表示在图1中。当使用后面的对比例1中所得到的萤光体时所得到的总光通量值作为100％，以此为基础，本实施例中所得到的萤光体的总光通量的测定值为141％。温度特性为99％。另外，1/10余辉时间(t1)为161ns，t2/t1为2.11。结果表示在表1中。

实施例2

以与实施例1相同的方式制备黄色发光萤光体(Y_0.79Ce_0.04Tb_0.17)₃Al₅O₁₂，不同的是，使用1.185摩尔Y₂O₃作Ln源化合物，2.5摩尔γ-Al₂O₃作M源化合物，0.12摩尔CeO₂作Ce源化合物，0.1275摩尔Tb₄O₇作Tb源化合物和0.25摩尔BaF₂作助熔剂，煅烧温度为1,380℃。以与实施例1相同的方式评价所得到的萤光体，物体色为L^*＝102.4、a^*＝-17.0和b^*＝68.4，总光通量为131％，温度特性为97％。另外，t1为183ns，t2/t1为2.32。结果表示在表1中。

实施例3

以与实施例1相同的方式制备黄光发光萤光体(Y_0.45Ce_0.11Tb_0.44)₃Al₅O₁₂，不同的是使用0.675摩尔Y₂O₃作Ln源化合物，2.5摩尔γ-Al₂O₃作M源化合物，0.33摩尔CeO₂作Ce源化合物，0.33摩尔Tb₄O₇作Tb源化合物和0.25摩尔BaF₂作助熔剂，煅烧温度为1,420℃。以与实施例1相同的方式评价所得到的萤光体，物体色为L^*＝98.9、a^*＝-14.0和b^*＝80.0，总光通量为128％，温度特性为92％。另外，t1为206ns，t2/t1为3.29。结果表示在表1中。

实施例4

以与实施例1相同的方式制备黄色发光萤光体(Y_0.7Gd_0.26Ce_0.04)₃Al₅O₁₂，不同的是使用1.05摩尔Y₂O₃和0.39摩尔Gd₂O₃作Ln源化合物，2.5摩尔γ-Al₂O₃作M源化合物，0.12摩尔CeO₂作Ce源化合物和0.25摩尔BaF₂作助熔剂。以与实施例1相同的方式评价所得到的萤光体，物体色为L^*＝102.4、a^*＝-12.5和b^*＝62.3，总光通量为120％，温度特性为90％。结果表示在表1中。

实施例5

以与实施例1相同的方式制备黄色发光萤光体(Y_0.8Ce_0.1Tb_0.1)₃Al₅O₁₂，不同的是使用1.2摩尔Y₂O₃作Ln源化合物，2.5摩尔α-Al₂O₃作M源化合物，0.3摩尔CeO₂作Ce源化合物，0.075摩尔Tb₄O₇作Tb源化合物和0.2摩尔BaF₂作助熔剂，在含有4％的氢气的氮气流中，在1,450℃下进行煅烧3小时。以与实施例1相同的方式评价所得到的萤光体的物体色和总光通量，物体色为L^*＝105.8、a^*＝-15.3和b^*＝95.6，总光通量为137％。结果表示在表1中。

对比例1

以与实施例1相同的方式制备黄色发光萤光体(Y_0.7Gd_0.26Ce_0.04)₃Al₅O₁₂，不同的是使用1.05摩尔Y₂O₃和0.39摩尔Gd₂O₃作Ln源化合物，2.5摩尔γ-Al₂O₃作M源化合物，0.12摩尔CeO₂作Ce源化合物和0.25摩尔BaF₂作助熔剂，在空气中在1,400℃下进行煅烧。以与实施例1相同的方式进行评价，物体色为L^*＝100.0、a^*＝-13.3和b^*＝51.4，总光通量为100％，温度特性为86％。另外，t1为147ns，t2/t1为2.04。结果表示在表1中。

对比例2

以与实施例1相同的方式制备黄色发光萤光体(Y_0.96Ce_0.03Tb_0.01)₃Al₅O₁₂，不同的是使用1.44摩尔Y₂O₃作Ln源化合物，2.5摩尔γ-Al₂O₃作M源化合物，0.09摩尔CeO₂作Ce源化合物，0.0075摩尔Tb₄O₇作Tb源化合物和0.25摩尔BaF₂作助熔剂，在氮气流中，在1,400℃下进行煅烧。以与实施例1相同的方式测定物体色和总光通量，物体色为L^*＝96.0、a^*＝-7.6和b^*＝38.4，总光通量为78％。结果表示在表1中。

对比例3

以与实施例1相同的方式制备黄色发光萤光体(Y_0.96Ce_0.03Tb_0.01)₃Al₅O₁₂，不同的是使用1.44摩尔Y₂O₃作Ln源化合物，2.5摩尔γ-Al₂O₃作M源化合物，0.09摩尔CeO₂作Ce源化合物，0.0075摩尔Tb₄O₇作Tb源化合物和0.25摩尔BaF₂作助熔剂，在含有2.5％的氢气的氮气流中，在1,400℃下进行煅烧。以与实施例1相同的方式测定物体色和总光通量，物体色为L^*＝99.0、a^*＝-11.7和b^*＝53.4，总光通量为100％。结果表示在表1中。

对比例4

以与实施例1相同的方式制备黄色发光萤光体(Y_0.96Ce_0.03Tb_0.01)₃Al₅O₁₂，不同的是使用1.44摩尔Y₂O₃作Ln源化合物，2.5摩尔γ-Al₂O₃作M源化合物，0.09摩尔CeO₂作Ce源化合物，0.0075摩尔Tb₄O₇作Tb源化合物和0.25摩尔BaF₂作助熔剂，在含有4％的氢气的氮气流中，与碳珠一起在1,400℃下进行煅烧。以与实施例1相同的方式测定物体色和总光通量，物体色为L^*＝95.0、a^*＝-14.7和b^*＝50.4，总光通量为90％。结果表示在表1中。

对比例5

以与实施例1相同的方式制备黄色发光萤光体(Ce_0.11Tb_0.89)₃Al₅O₁₂，不同的是使用0.6675摩尔Tb₄O₇作Ln源化合物，2.5摩尔γ-Al₂O₃作M源化合物，0.33摩尔CeO₂作Ce源化合物和0.25摩尔BaF₂作助熔剂。以与实施例1相同的方式进行评价，物体色为L^*＝95.2、a^*＝-9.8和b^*＝77.8，总光通量为104％，温度特性是88％。结果表示在表1中。

表1

由表1的结果发现，在本发明的实施例1～5中，以对比例1的总光通量(100％)为基础，总光通量都至少为100％。

特别地，从萤光体组成相同的实施例4和对比例1的对比中，发现总光通量增加了20％。

这里以参考的方式整体地引入2003年8月28日提交的日本专利申请第2003-305020号和2003年10月21日提交的日本专利申请第2003-361114号的全部公开内容，其中包括说明书、权利要求书、附图和摘要。

Claims (20)

1.一种具有第一发光体和第二发光体的发光装置，所述第一发光体发射420～500nm波长的光，当用所述第一发光体的光照射所述第二发光体时，所述第二发光体发射出可见光，其特征在于，所述第二发光体含有萤光体，所述萤光体的物体色满足L^*、a^*、b^*表色系统中的L^*≥90、-22≤a^*≤-10和b^*≥55。

2.如权利要求1所述的发光装置，其中所述萤光体在100C下的发光强度至少是25℃下的发光强度的90％。

3.如权利要求1所述的发光装置，其中所述萤光体的1/10余辉时间t1为至少155ns，和/或1/100余辉时间t2与1/10余辉时间t1的比t2/t1为至少2.05，所述1/10余辉时间t1和所述1/100余辉时间t2分别为激发所述萤光体，然后得到激发终止之后余辉的发光强度变为激发终止之前瞬间的发光强度的1/10的时间和余辉的发光强度变为1/100的时间。

4.如权利要求1所述的发光装置，其中所述萤光体包含氧化物作母体。

5.如权利要求4所述的发光装置，其中所述萤光体是具有石榴石结构的氧化物，并且含有Ce或Ce与Tb。

6.如权利要求5所述的发光装置，其中所述萤光体含有具有下式(1)表示的化学组成的晶相：

(Ln_1-a-bCe_aTb_b)₃M₅O₁₂          式(1)

其中，Ln是选自由Y、Gd、Sc、Lu和La组成的组中的至少一种元素，M是选自由Al、Ga和In组成的组中的至少一种元素，a和b分别是满足0.001≤a≤0.3和0≤b≤0.5的数值。

7.如权利要求6所述的发光装置，其中，在式(1)中，a满足0.01≤a≤0.2。

8.如权利要求2所述的发光装置，其中所述萤光体含有具有下式(1)表示的化学组成的晶相：

(Ln_1-a-bCe_aTb_b)₃M₅O₁₂       式(1)

其中，Ln是选自由Y、Gd、Sc、Lu和La组成的组中的至少一种元素，M是选自由Al、Ga和In组成的组中的至少一种元素，a和b分别是满足0.001≤a≤0.3和0≤b≤0.5的数值。

9.如权利要求3所述的发光装置，其中所述萤光体含有具有下式(1)表示的化学组成的晶相：

(Ln_1-a-bCe_aTb_b)₃M₅O₁₂          式(1)

其中，Ln是选自由Y、Gd、Sc、Lu和La组成的组中的至少一种元素，M是选自由Al、Ga和In组成的组中的至少一种元素，a和b分别是满足0.001≤a≤0.3和0≤b≤0.5的数值。

10.如权利要求1所述的发光装置，其中所述第一发光体是激光二极管或发光二极管。

11.如权利要求10所述的发光装置，其中所述第一发光体是激光二极管。

12.如权利要求10所述的发光装置，其中所述第一发光体使用GaN型化合物半导体。

13.如权利要求11所述的发光装置，其中所述第一发光体是面发光GaN型激光二极管。

14.如权利要求1所述的发光装置，其中所述第二发光体为膜状。

15.如权利要求14所述的发光装置，其中所述第二发光体的膜表面直接与所述第一发光体的发光表面接触。

16.如权利要求1所述的发光装置，其中所述第二发光体含有其它萤光体，所述发光装置发射白光。

17.如权利要求1所述的发光装置，其中所述第二发光体是具有分散在树脂中的萤光体粉末的发光体。

18.如权利要求1～17中任一项所述的发光装置，其中所述发光装置是照明装置。

19.一种图像显示装置，所述图像显示装置具有权利要求1～17中任一项所述的发光装置作为光源。

20.一种萤光体，在L^*、a^*、b^*表色系统中，所述萤光体具有满足L^*≥90、-22≤a^*≤-10和b^*≥55的物体色，其特征在于，所述萤光体含有具有下式(1)表示的化学组成的晶相：

(Ln_1-a-bCe_aTb_b)₃M₅O₁₂       式(1)

其中，Ln是选自由Y、Gd、Sc、Lu和La组成的组中的至少一种元素，M是选自由Al、Ga和In组成的组中的至少一种元素，a和b分别是满足0.001≤a≤0.3和0≤b≤0.5的数值。

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