DE102004060707A1 - Rotes Fluoreszenz-Material, Weißlicht emittierende Diode, die rotes Fluoreszenz-Material verwendet und Beleuchtungssystem, das eine Weißlicht emittierende Diode verwendet - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung erzielt eine Verbesserung der Farbreproduzierbarkeit, der Farbwiedergabeeigenschaften und der Lichtemissionseffizienz einer Weißlicht emittierenden Diode. Die vorliegende Erfindung ist ein rotes Fluoreszenzmaterial, bestehend aus einem mit Europium dotierten Kalzium-Lanthan-Wolframat, das durch die allgemeine Formel Ca¶3¶(La¶1-x¶,Eu¶x¶)¶2¶W¶2¶O¶12¶ (0 < x 1) repräsentiert ist. Das rote Fluoreszenzmaterial kann wirksam Licht im Lichtemissionswellenlängenbereich von 350 bis 410 nm einer Ultraviolettlicht emittierenden Diode in rotes Licht umwandeln und kann wirksam blaues Licht bei 465 nm und grünes Licht bei 538 nm in rotes Licht umwandeln.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Erfindungsgebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein rotes Fluoreszenzmaterial; eine weißes Licht emittierende Diode, die das rote Fluoreszenzmaterial verwendet; eine Zündvorrichtung, eine Licht emittierende Diodenanzeige und eine Hintergrundlichteinheit für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, wobei diese Vorrichtungen und diese Baueinheit die weißes Licht emittierende Diode verwenden; und eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die die Hintergrundbeleuchtungseinheit verwendet.
  • Licht emittierende Dioden unterscheiden sich in ihrem Licht emittierenden Mechanismus von derzeit verwendeten Beleuchtungskörpern, wie beispielsweise Glühlampen und Leuchtstofflampen, und sind kompakt und hell; der elektrische Energieverbrauch von Licht emittierenden Dioden beträgt ungefähr ein Achtel des elektrischen Energieverbrauchs von Lampen gleicher Helligkeit und ungefähr die Hälfte des elektrischen Energieverbrauchs von Leuchtstofflampen mit der gleichen Helligkeit, und somit haben Licht emittierende Dioden ausgezeichnete Eigenschaften beim Energiesparen. Zusätzlich haben Licht emittierende Dioden eine lange Lebensdauer, einen ausgezeichneten Stoßwiderstand, sind kompakt und leicht, frei vom Erzeugen von problematischen Abfällen, wie sie von herkömmlichen Lichtquellen herrühren, und können demgemäß als ausgezeichnete Lichtquellen in Harmonie mit der Umwelt verwendet werden.
  • Als Weißlicht emittierende Dioden sind Dioden bekannt, wie sie in den japanischen Patenten Nrn. 2900928, 2998696, 2927279 etc. offenbart sind, die verwenden: Licht emittierende Dioden, die Nitrid-Halbleiter verwenden und blaues oder blaugrünes Licht emittieren; und ein Fluoreszenzmaterial, bei dem Ce in ein auf YAG basierendes Oxidmatrixgitter dotiert ist (YAG: Ce-Fluoreszenzmaterial, im Nachfolgenden als auf YAG basierendes gelbes Fluoreszenzmaterial abgekürzt), das durch eine Zusammensetzungsformel von (Y,Gd)3(Al,Ga)5O12 bekannt ist, wobei das Fluoreszenzmaterial durch die blaue oder blaugrüne Lichtemission der vorstehenden beschriebenen Licht emittierenden Dioden angeregt wird, um eine gelbe Fluoreszenz komplementär zur Lichtemission der Licht emittierenden Dioden zu emittieren. Bei Weißlicht emittierenden Dioden dieser Art werden Fluoreszenzmaterialien in dem abdichtenden Kunstharzteil, welcher jede Licht emittierende Diode einschließt, dispergiert. Zusätzlich offenbart das offengelegte japanische Patent Nr. 11-46015 eine Weißlicht emittierende Diode, bei der auf einer Blaulicht emittierenden Diode eine nicht partikuläre Fluoreszenzmaterialschicht als Film ausgebildet ist.
  • Zusätzlich offenbart die nationale Veröffentlichung der internationalen Patentanmeldung Nr. 2000-509912 eine Weißlicht emittierende Diode vom Drei-Wellenlängen-Typ, bei der drei sichtbares Licht emittierende Fluoreszenzmaterialien kombiniert sind, die jeweils Rotlicht (590 nm bis 630 nm), grünes Licht (520 nm bis 570 nm) und blaues Licht (430 nm bis 490 nm) emittieren, was durch eine ultraviolettes Licht emittierende Diode bewirkt wird, die kurze Wellenlängen in der Nähe von ultraviolettem Licht (370 bis 410 nm) emittiert. Die Weißlicht emittierende Diode hat eine ultraviolettes Licht emittierende Diode im Inneren eines transparenten Kunstharzteils angeordnet, der in Form eines Turms auf einem transparenten Substrat (einer vorderen Tafel) ausgebildet ist. Dem transparenten Kunstharzteil sind drei Arten von Fluoreszenzmaterialpulvern zugemischt, die jeweils, bewirkt durch ultraviolettes Licht, rotes, grünes und blaues Licht emittieren. Die Oberfläche des transparenten Kunstharzteils ist hochglanzpoliert, um als ein Spiegel zu wirken.
  • Die nationale Veröffentlichung der internationalen Patentanmeldung Nr. 2000-509912 offenbart YZOZS:Eu3+ als rotes Licht emittierendes Fluoreszenzmaterial mit einer Ultraviolett emittierenden Diode, die aus InGaN oder GaN besteht, als Anregungslichtquelle.
  • Diese Weißlicht emittierenden Dioden haben einen geringen elektrischen Energieverbrauch und eine lange Betriebslebensdauer und es hat daher angefangen, sie auf dem Gebiet der Lichtsysteme, Anzeigevorrichtungen, Flüssigkristallanzeigevorrichtungen und dergleichen zu verwenden.
  • Weißlicht emittierende Dioden, die blaue oder blaugrüne Lichtemission und gelbe Fluoreszenz komplementär zu blauer oder blaugrüner Lichtemission verwenden, werden für Hintergrundbeleuchtungseinheiten einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung und für Anzeigevorrichtungen mit Licht emittierenden Dioden verwendet. Die Weißlicht emittierenden Dioden mit den Strukturen, wie vorstehend beschrieben, haben jedoch eine geringe Farbreproduzierbarkeit und geringe Farbwiedergabeeigenschaften wegen der ungenügenden Intensität der Lichtemission im roten Bereich; somit sind Verbesserungen dieser Probleme gefordert.
  • Zusätzlich hat eine Weißlicht emittierende Diode, die eine Ultraviolettlicht emittierende Diode verwendet, wie in der nationalen Veröffentlichung der internationalen Patentanmeldung Nr. 2000-509912 offenbart, eine hohe Lichtemissionseffizienz bei den Lichtemissionswellenlängen von 370 nm bis 410 nm der Ultraviolettlicht emittierenden Diode und hat insbesondere die höchste Lichtemissionseffizienz bei Wellenlängen von ungefähr 390 nm. Im Gegensatz hierzu absorbiert ein rotes Licht emittierendes Fluoreszenzmaterial Y2O2S:Eu+3 effizient Licht mit einer Wellenlänge 370 nm und daher ist die Lichtemissionseffizienz nicht ausreichend, wenn eine Ultraviolettlicht emittierende Diode als eine Anregungsquelle verwendet wird; somit wird ein Material gefordert, das eine Ultraviolettlicht emittierende Diode für die Wellenlänge von ungefähr 390 nm sein kann und eine weit höhere Lichtemissionseffizienz hat.
    •
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung ist ein rotes Fluoreszenzmaterial, das ein europium-dotiertes Kalzium-Lanthan-Wolframat enthält, das durch die allgemeine Formel Ca3(La1–x,Eux)2W2O12 (0 < x ≤ 1) repräsentiert ist.
  • Die vorliegende Erfindung ist eine Weißlicht emittierende Diode mit einer Ultraviolettlicht emittierenden Diode, die ultraviolettes Licht emittiert, und einem blauen Fluoreszenzmaterial, einem grünen Fluoreszenzmaterial und einem roten Fluoreszenzmaterial, die jeweils blaue, grüne und rote Fluoreszenz emittieren, welche in wenigstens dem Bereich angeordnet sind, der durch das ultraviolette Licht an der Licht emittierenden Oberfläche der Ultraviolettlicht emittierenden Diode bestrahlt wird; und somit emittiert die weißes Licht emittierende Diode weißes Licht durch die blaue, grüne und rote Fluoreszenz, wobei das rote Fluoreszenzmaterial aus dem roten Fluoreszenzmaterial zusammengesetzt ist, das europium-dotiertes Kalzium-Lanthan-Wolframat enthält, repräsentiert durch die allgemeine Formel Ca3(La1–x,Eux)2W2O12 (0 < x ≤ 1).
  • Zusätzlich ist die vorliegende Erfindung eine Weißlicht emittierende Diode mit einer Licht emittierenden Diode, die Licht in wenigstens einem der Wellenlängenbereiche von blauem bis grünem Licht emittiert; einem gelben Fluoreszenzmaterial, das gelbes Licht emittiert, was durch die vorstehend beschriebene Lichtemission verursacht wird, um komplementär zu der vorstehend beschriebenen Lichtemission zu sein; und einem roten Fluoreszenzmaterial, das rotes Licht emittiert; wobei das gelbe Fluoreszenzmaterial und das rote Fluoreszenzmaterial wenigstens in dem Bereich an der Licht emittierenden Oberfläche der Licht emittierenden Diode angeordnet sind, der mit der Lichtemission der Licht emittierenden Diode bestrahlt wird. Zusätzlich ist es vorzuziehen, dass das rote Fluoreszenzmaterial rotes Licht emittiert, wenn es gelbe Fluores zenz empfängt, und in diesem Fall ist es insbesondere vorzuziehen, dass das gelbe Fluoreszenzmaterial ein auf YAG basierendes gelbes Fluoreszenzmaterial ist. Es ist vorzuziehen, dass das rote Fluoreszenzmaterial ein rote Fluoreszenzmaterial ist, das aus europium-dotiertem Kalzium-Lanthan-Wolframat besteht, repräsentiert durch die allgemeine Formel Ca3(La1–x,Eux)2W2O12 (0 < x ≤ 1).
  • Zusätzlich ist die Weißlicht emittierende Diode ein Beleuchtungssystem, eine Anzeige mit Licht emittierender Diode oder eine Hintergrundbeleuchtungseinheit einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung und eine Flüssigkristallanzeige, die die Weißlicht emittierende Diode als Hintergrundbeleuchtungseinheit verwendet.
  • Zusätzlich ist die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines roten Fluoreszenzmaterials, bestehend aus einem ewopium-dotierten Kalzium-Lanthan-Wolframat, das durch Kalzinieren von wenigstens einer Kalziumverbindung, einer Lanthanverbindung, einer Europiumverbindung und einer Wolframverbindung erhalten wird und durch die allgemeine Formel Ca3(La1–x,Eux)2W2O12 (0 < x ≤ 1) repräsentiert ist, wobei die durch Kalzinieren erhaltene kalzinierte Substanz wenigstens nach ihrer Pulverisierung rekalziniert wird.
  • Das rote Fluoreszenzmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch den Lichtwellenlängenbereich einer Ultraviolettlicht emittierenden Diode angeregt und wird auch durch den Lichtemissionsbereich einer Licht emittierenden Diode angeregt, die blaues oder grünes Licht emittiert und die rotes Licht mit hoher Effizienz emittiert.
  • Daraus folgend kann, wenn das rote Fluoreszenzmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung als das rote Fluoreszenzmaterial einer Weißlicht emittierenden Diode, die eine Ultraviolettlicht emittierende Diode verwendet, verwendet wird, eine Weißlicht emittierende Diode erzielt werden, die Licht mit hoher Effizienz emittiert.
  • Zusätzlich kann durch die Verwendung des roten Fluoreszenzmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung auf eine Art und Weise, in dem es einer Weißlicht emittieren den Diode zugemischt ist, die eine blaues oder grünes Licht emittierende Diode und ein Fluoreszenzmaterial enthält, das durch das von der blaues oder grünes Licht emittierenden Diode emittiertes Licht angeregt wird, gelbes Licht zu emittieren, das komplementär zu dem Licht ist, welches von der blaues oder grünes Licht emittierenden Diode emittiert wird, dem gelben Licht komplementär zu dem von der blaues oder grünes Licht emittierenden Diode emittierten Licht eine Rotkomponente zugefügt werden und daraus folgend kann eine Weißlicht emittierende Diode erzielt werden, die eine ausgezeichnete Farbreproduzierbarkeit hat und eine verbesserte Farbwiedergabeeigenschaft hat.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • 1 zeigt die Eu-Konzentration in Abhängigkeit von der Lichtemissionsspitzenintensität in Ca3(La1–x,Eux)2W2O12 (0 < x ≤ 1) vor der Rekalzinierung (relative Lichtemissionsspitzenintensität mit Bezug auf Y2O2S:Eu3+; Anregungswellenlänge: 394 nm).
  • 2 zeigt die Eu-Konzentration in Abhängigkeit von X- und Y-Werten der Normfarbwerte im XYZ-Farbsystem in Ca3(La1–x,Eux)2W2O12 (0 < x ≤ 1) vor der Rekalzinierung (Vergleich zwischen den Anregungsintensitäten von Y2O2S:Eu3+ (Vergleichsbeispiel) und LiLa0,6Eu0,4Nb2O7 (Beispiel 4)).
  • 3 zeigt den Vergleich zwischen den Anregungsspektren von Y2O2S:Eu3+ (Vergleichsbeispiel) und LiLa0,6Eu0,4Nb2O7 (Beispiel 4).
  • 4 ist ein Vergleich zwischen den Lichtemissionsspektren von Y2O2S:Eu3+ (Vergleichsbeispiel) und Ca3(La0,6,Eu0,4)2W2O12 vor der Rekalzinierung (Beispiel 4-1).
  • 5 zeigt die Eu-Konzentration in Abhängigkeit von der Lichtemissionsspitzenintensität in Ca3(La1–x,Eux)2W2O12 (0 < x ≤ 1) nach der Rekalzinierung.
  • 6 zeigt die Eu-Konzentration in Abhängigkeit von den X- und Y-Werten der Normfarbwerte in dem XYZ-Farbsystem in Ca3(La1–x,Eux)2W2O12 (0 < x ≤ 1) nach der Rekalzinierung.
  • 7 zeigt den Vergleich zwischen den Anregungsspektren von Y2O2S:Eu3+ (Vergleichsbeispiel) und Ca3(La0,3,Eu0,7)2W2O12 nach der Rekalzinierung (Beispiel 7-2).
  • 8 zeigt den Vergleich zwischen den Lichtemissionsspektren von Y2O2S:Eu3+ (Vergleichsbeispiel) und Ca3(La0,3,Eu0,7)2W2O12 nach der Rekalzinierung (Beispiel 7-2).
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG UND DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die vorliegenden Erfinder haben als Ergebnis einer sorgfältigen Nachforschung und Entwicklung eines roten Fluoreszenzmaterials ein rotes Fluoreszenzmaterial entdeckt, das aus einem europium-dotierten Kalzium-Lanthan-Wolframat gebildet ist, bestehend aus Kalzium (Ca), Lanthan (La), Europium (Eu), Wolfram (W) und Sauerstoff (O), und das durch die allgemeine Formel Ca3(La1–x,Eux)2W2O12 (0 < x ≤ 1) repräsentiert ist.
  • Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das rote Fluoreszenzmatenal.
  • Wie aus der 1, der 5, der Tabelle 1 und der Tabelle 2 zu ersehen ist, ist für das rote Fluoreszenzmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung die Lichtemissionsspitzenintensität abhängig von der Konzentration des Eu, nämlich x, wobei die Lichtemissionsspitzenintensität des Vergleichsbeispiels von Y2O2S:Eu3+ zwangsweise als 100 angesehen worden ist. Andererseits ist aus den Anregungsspektren der 3 und der 7 gezeigt worden, dass das rote Fluoreszenzmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung im Wellenlängenbereich der Lichtemission der Ultraviolettlicht emittierenden Diode von 350 bis 410 nm angeregt wird, insbesondere im Wellenlängenbereich von ungefähr 390 nm, bei dem die Lichtemissionseffizienz der Ultraviolettlicht emittierenden Diode gut ist und sie rotes Licht effizient emittiert. Es ist auch gezeigt worden, dass das rote Fluoreszenzmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung das Licht in dem Blaulicht- (430 nm bis 490 nm) und Grünlichtbereichen (520 nm bis 570 nm) effizient in rotes Licht umwandelt, insbesondere das Licht um den Wellenlängenbereich 465 nm der Blaulicht emittierenden Diode und das Licht um 538 nm im Wellenlängenbereich der Grünlicht emittierenden Diode.
  • Wie in den 4 und 8 gezeigt, zeigen bei der Anregung bei 394 nm die Beispiele 4-1 und 7-2 Lichtemissionsspitzenintensitäten von ungefähr 300% der Lichtemissionsspitzenintensität des Vergleichsbeispiels, zeigen ein hoch sichtbares Rotlicht und haben eine Farbart vergleichbar mit derjenigen des Vergleichsbeispiels. Zusätzlich haben diese Beispiele, verglichen mit dem Vergleichsbeispiel, eine größere Licht emittierende Fläche und können daher den Vorteil haben, dass sie im Vergleich mit der Lichtemissionsspitzenintensität eine relativ hohe Leuchtdichte haben. Wenn ein Vergleich bezüglich der Begriffe der X- und Y-Werte, nämlich der Normfarbwerte, in dem XYZ-Farbsystem gemacht wird, wird zusätzlich gezeigt, dass das Beispiel 4-1 einen X-Wert hat, der ungefähr 510% desjenigen des Vergleichsbeispiels ist, und auch einen Y-Wert hat, der ungefähr 470% desjenigen des Vergleichsbeispiels ist.
  • Aus 1, 5, der Tabelle 1 und der Tabelle 2 ist zu ersehen, dass bei dem roten Fluoreszenzmaterial der vorliegenden Erfindung, das aus einem europium-dotierten Kalzium-Lanthan-Wolframat besteht, repräsentiert durch die allgemeine Formel Ca3(La1–x,Eux)2W2O12 (0 < x ≤ 1), die Rekalzinierung die Lichtemissionsintensität erhöht.
  • Das rote Fluoreszenzmaterial der vorliegenden Erfindung, bestehend aus europiumdotiertem Kalzium-Lanthan-Wolframat, repräsentiert durch die allgemeine Formel Ca3(La1–x,Eux)2W2O12, die Wirkung der vorliegenden Erfindung für eine Eu-Konzentration von 0 < x ≤ 1 erzielen kann; die Eu-Konzentration ist vorzugsweise 0,1 < x ≤ 0,9 und insbesondere 0,3 < x ≤ 0,7 für den Fall, bei dem die Rekalzinierung durchgeführt wird.
  • Eine zweite Ausführungsform ist ein Gegenstand, in welchem ein Fluoreszenzmaterial, in welchem Ce in ein auf YAG basierendes Oxidmatrixgitter (YAG: Ce-Fluores zenzmaterial) dotiert ist, das durch die Formel (Y,Gd)3(Al,Ga)5O12 bekannt ist, das gelbes Licht komplementär zu blauem und grünem Licht emittiert, und das rote Fluoreszenzmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung, bestehend aus europium-dotiertem Kalzium-Lanthan-Wolframat, repräsentiert durch die allgemeine Formel Ca3(La1–x,Eux)2W2O12 (0 < x ≤ 1), in den Dichtharzteil dispergiert sind, der eine Blaulicht emittierende Diode, die einen Nitrid-Halbleiter verwendet, umschließt.
  • Das rote Fluoreszenzmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung, bestehend aus europium-dotiertem Kalzium-Lanthan-Wolframat, repräsentiert durch die allgemeine Formel Ca3(La1–x,Eux)2W2O12 (0 < x ≤ 1), wandelt effizient Blaulicht bei ungefähr 465 nm und Grünlicht bei ungefähr 538 nm in rotes Licht um, wie dies in der 2 und in der 6 gezeigt ist.
  • Zusätzlich emittiert das auf YAG basierende gelbe Fluoreszenzmaterial nahezu gelbes Licht (Wellenlänge: 590 nm) und emittiert Licht über einen breiten Wellenlängenbereich, so dass das rote Fluoreszenzmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung, bestehend aus europium-dotiertem Kalzium-Lanthan-Wolframat, repräsentiert durch die allgemeine Formel Ca3(La1–x,Eux)2W2O12 (0 < x ≤ 1), rotes Licht emittiert, indem es die Fluoreszenz von dem auf YAG basierenden gelben Fluoreszenzmaterial zusätzlich zu dem von der Blaulicht emittierenden Diode emittierten Licht empfängt. Daraus folgend können Probleme der herkömmlichen Technik überwunden werden, nämlich die schlechte Farbreproduzierbarkeit und die geringen Farbwiedergabeeigenschaften, die durch eine unzureichende Lichtemissionsintensität verursacht werden.
  • Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Gegenstand, in welchem eine Ultraviolettlicht emittierende Diode im Inneren eines transparenten Kunstharzteils angeordnet ist, der auf einem transparenten Substrat (einem Frontpaneel) ausgebildet ist, und das rote Fluoreszenzmaterial der vorliegenden Erfindung wird in dem roten Fluoreszenzmaterial der Weißlicht emittierenden Diode vom Drei-Wellenlängen-Typ verwendet, bei der drei sichtbares Licht emittierende Fluoreszenzmaterialien jeweils rotes Licht, grünes Licht und blaues Licht emittieren, und zwar verursacht durch ultraviolettes Licht, die in den transparenten Harzteil eingemischt sind. Das herkömmliche rote Fluoreszenzmaterial Y2O2S:Eu3+ hat ein Problem, dass die Lichtemissionseffizienz gering ist; wobei beim Empfangen des Wellenlängenbereiches um 390 nm eine Ultraviolettlicht emittierende Diode Licht effizient emittiert; das rote Fluoreszenzmaterial der vorliegenden Erfindung, bestehend aus europium-dotiertem Kalzium-Lanthan-Wolframat, repräsentiert durch die allgemeine Formel Ca3(La1–x,Eux)2W2O12 (0 < x ≤ 1), emittiert jedoch Licht effizient, wenn es den Wellenlängenbereich um 390 nm empfängt, bei dem eine Ultraviolettlicht emittierende Diode Licht effektiv emittiert, wie dies in der 1, der 5, der Tabelle 1 und der Tabelle 2 gezeigt ist.
  • Durch die Verwendung des roten Fluoreszenzmaterials der vorliegenden Erfindung, bestehend aus europium-dotiertem Kalzium-Lanthan-Wolframat, repräsentiert durch die allgemeine Formel Ca3(La1–x,Eux)2W2O12 (0 < x ≤ 1), wird eine Weißlicht emittierende Diode mit zufrieden stellender Farbreproduzierbarkeit, hohen Farbwiedergabeeigenschaften und hoher Lichtemissionseffizienz erhalten.
  • Die Weißlicht emittierende Diode, die eine zufrieden stellende Farbreproduzierbarkeit, hohe Farbwiedergabeeigenschaften und eine hohe Lichtemissionseffizienz hat, kann für Beleuchtungsvorrichtungen, Anzeigevorrichtungen mit Licht emittierenden Dioden, Hintergrundbeleuchtungseinheiten einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung und dergleichen verwendet werden.
    •
  • Es wird das rote Fluoreszenzmaterial der vorliegenden Erfindung, bestehend aus europium-dotierten Kalzium-Lanthan-Wolframat, im Einzelnen beschrieben, das aus dem europium-dotierten Kalzium-Lanthan-Wolframat, bestehend aus Kalzium (Ca), Lanthan (La), Europium (Eu), Wolfram (W) und Sauerstoff (O), besteht und durch die allgemeine Formel Ca3(La1–x,Eux)2W2O12 (0 < x ≤ 1) repräsentiert ist.
  • (Beschreibung der Herstellungsverfahren der Beispiele)
  • Als Nächstes werden Herstellungsverfahren der Beispiele beschrieben.
  • Am Anfang werden als Rohmaterialien für die Synthese der Fluoreszenzmaterialien Kalziumverbindungen, wie beispielsweise Kalziumcarbonat (CaCO3), Lanthanverbindungen, wie beispielsweise Lanthanoxid (La2O3), Europiumverbindungen, wie beispielsweise Europiumoxid (Eu2O3), und Wolframverbindungen, wie beispielsweise Wolframoxid (WO3), verwendet. Diese Rohmaterialien wurden gemäß der Zusammenfassungsformel gewogen, gesammelt und miteinander durch ein Nass- oder Trockenverfahren vermischt.
  • Das so erhaltene Gemisch wurde in ein hitzebeständiges Gefäß, wie beispielsweise einen Aluminiumoxidtiegel und einen Platintiegel geladen, in Luft bei 1250 bis 1400°C für 3 bis 10 Stunden kalziniert; die so erhaltene kalzinierte Substanz wird pulverisiert, gewaschen, getrocknet und ausgesiebt und so wird das Fluoreszenzmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten. Nebenbei gesagt, kann die Kalzinierung bei 900 bis 1100°C für 3 bis 6 Stunden vor der Kalzinierung als Vorkalzinierungen durchgeführt werden.
  • Zusätzlich führt die Rekalzinierung des erhaltenen Fluoreszenzmaterialpulvers zu einer verbesserten Wirkung. Vorzugsweise werden die Vorkalzinierung, die Kalzinierung und die Rekalzinierung jeweils als eine Kalzinierung in einer oxidierenden Atmosphäre durchgeführt.
  • Die Tabelle 1 zeigt die Zusammensetzungen und die Lichtemissionseigenschaften und im Beispiel 4-1 wird ein gemäß der vorliegenden Erfindung hergestelltes Beispiel beschrieben. Als Rohmaterialien wurden Pulver von CaCO3, La2O3, Eu2O3 und WO3 verwendet und ausgewogen. Die jeweils ausgewogenen Rohmaterialien betrugen wie folgt zur Erzielung der gewünschten Zusammensetzung von Ca3(La0,6Eu0,4)W2O12: CaCO3 = 6,4754 g, WO3 = 10,0000 g, La2O3 = 4,2159 g, Eu2O3 = 3,0358 g; diese wurden in einen Aluminiumoxidmörser gebracht und vollständig mit einem Aluminiumoxidstößel in einem Trockenmischvorgang vermischt. Das gemischte Pulver wurde in einen Aluminiumoxidtiegel geladen, der Tiegel wurde in einen elektrischen Ofen für die Kalzinierung in Luft bei 1350°C für 6 Stunden eingesetzt. Nach der Kalzinierung wurde der Tiegel langsam abgekühlt und die so erhaltene kalzinierte Substanz wurde einer Pulverisierung unterzogen und so wurde die gewünschte Probe erhalten. Die so erhaltene Probe wurde einer Rekalzinierung bei 1350°C für 6 Stunden einer Pulverisierung, einem Aussieben, unterzogen und somit wurde die fertige Probe erhalten, die das Beispiel 4-2 ist.
  • Vorzugsweise wird die Rekalzinierung bei einer Temperatur gleich oder höher als die Kalzinierungstemperatur durchgeführt.
  • Beispiel 1-1 bis Beispiel 10-1 sind die Proben, bevor sie der Rekalzinierung unterzogen worden sind und die Proben, welche der Rekalzinierung der entsprechenden Beispiele 1-1 bis 10-1 unterzogen worden sind, sind das Beispiel 1-2 bis Beispiel 10-2.
  • In allen Beispielen, z. B. Beispiel 1-2 bis Beispiel 10-2, die der Rekalzinierung unterzogen worden sind, wurden Verbesserungen der Lichtemissionseigenschaften gefunden. Insbesondere zeigten die Beispiele 6-2 und 7-2 eine außergewöhnliche Verbesserung.
  • Aus den Ergebnissen bei den Beispielen 1-2 bis 10-2, die der Rekalzinierung unterzogen worden sind, sind durch die Durchführung der Rekalzinierung rote Fluoreszenzmaterialien erhalten worden, die eine sehr kleine Änderung der Lichtemissionsspitzenintensität von ± 1,6%, bezogen auf die Änderung der Eu-Konzentration im Eu-Konzentrationsbereich von 0,3 mol bis 0,7 mol, haben und die geringe Änderung der Lichtemissionsspitzenintensität ist durch Ungleichmäßigkeit bei der Herstellung verursacht.
  • Daraus folgend ermöglicht die Verwendung des Fluoreszenzmaterials der vorliegenden Erfindung als dem roten Fluoreszenzmaterial in Weißlicht emittierenden Elementen, eine höhere Effizienz zu erzielen. Zusätzlich, wie aus der 3 und der 7 klar zu ersehen ist, kann das Beispiel, verglichen mit dem Vergleichsbeispiel, Blaulicht und Grünlicht mit höherer Effizienz in Rotlicht umwandeln.
  • Tabelle 1 zeigt den Vergleich der Lichtemissionseigenschaften unter Anregung bei 394 nm zwischen Y2O2S:Eu3+ (Vergleichsbeispiel) und Ca3(La1–x,Eux)2W2O12 (Beispiele 1-1 bis 10-1)
    Figure 00130001
  • Tabelle 2 zeigt den Vergleich der Lichtemissionseigenschaften unter Anregung bei 394 nm zwischen Y2O2S:Eu3+ (Vergleichsbeispiel) und Ca3(La1–x,Eux)2W2O12 (Beispiele 1-2 bis 10-2)
    Figure 00140001

Claims (15)

  1. Rotes Fluoreszenzmaterial, bestehend aus einem mit Europium dotierten Kalzium-Lanthan-Wolframat, das durch die allgemeine Formel Ca3(La1–x,Eux)2W2O12 (0 < x ≤ 1) repräsentiert ist.
  2. Weißlicht emittierende Diode mit: einer Ultraviolettlicht emittierenden Diode; und einem blauen Fluoreszenzmaterial, einem grünen Fluoreszenzmaterial und einem roten Fluoreszenzmaterial, die blaue, grüne bzw. rote Fluoreszenz emittieren und wenigstens in einem Bereich, der mit dem ultravioletten Licht bestrahlt wird, und an einem Teil der Licht emittierenden Oberfläche der Ultraviolettlicht emittierenden Diode angeordnet sind, um infolge der blauen, grünen und roten Fluoreszenz Weißlicht zu emittieren, wobei das rote Fluoreszenzmaterial aus einem roten Fluoreszenzmaterial besteht, das ein europium-dotiertes Kalzium-Lanthan-Wolframat enthält, das durch die allgemeine Formel Ca3(La1–x,Eux)2W2O12 (0 < x ≤ 1) repräsentiert ist.
  3. Weißlicht emittierende Diode mit: einer Licht emittierenden Diode, die Licht in einem der Wellenlängenbereiche emittiert, die wenigstens von blauem bis grünem Licht reichen; und einem gelben Fluoreszenzmaterial, das verursacht durch und komplementär zu dem von der Diode emittierten Licht gelbes Licht emittiert und einem roten Fluoreszenzmaterial, das rotes Licht emittiert, wobei beide Fluoreszenzmaterialien wenigstens in einem Bereich, der mit dem von der Licht emittierenden Diode emittierten Licht bestrahlt wird, und an einem Teil der Licht emittierenden Oberfläche der Licht emittierenden Diode angeordnet sind.
  4. Weißlicht emittierende Diode nach Anspruch 3, wobei das rote Fluoreszenzmaterial die gelbe Fluoreszenz empfängt und rotes Licht emittiert.
  5. Weißlicht emittierende Diode nach Anspruch 4, wobei das gelbe Fluoreszenzmaterial ein auf YAG basierendes gelbes Fluoreszenzmaterial ist.
  6. Weißlicht emittierende Diode nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei das rote Fluoreszenzmaterial ein rotes Fluoreszenzmaterial ist, das ein mit Europium dotiertes Kalzium-Lanthan-Wolframat enthält, das durch die allgemeine Formel Ca3(La1–x,Eux)2W2O12 (0 < x ≤ 1) repräsentiert ist.
  7. Beleuchtungssystem, das die Weißlicht emittierende Diode gemäß Anspruch 2 verwendet.
  8. Beleuchtungssystem, das die Weißlicht emittierende Diode gemäß Anspruch 3 verwendet.
  9. Licht emittierende Diodenanzeigevorrichtung, die die Weißlicht emittierende Diode gemäß Anspruch 2 verwendet.
  10. Licht emittierende Diodenanzeigevorrichtung, die die Weißlicht emittierende Diode gemäß Anspruch 3 verwendet.
  11. Hintergrundbeleuchtungseinheit einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung, wobei die Weißlicht emittierende Diode gemäß Anspruch 2 verwendet wird.
  12. Hintergrundbeleuchtungseinheit einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung, wobei die Weißlicht emittierende Diode gemäß Anspruch 3 verwendet wird.
  13. Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die die Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß Anspruch 11 verwendet.
  14. Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die die Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß Anspruch 12 verwendet.
  15. Verfahren zur Herstellung eines roten Fluoreszenzmaterials, bestehend aus einem mit Europium dotierten Kalzium-Lanthan-Wolframat, das durch gemeinsames Kalzinieren von wenigstens einer Kalziumverbindung, einer Lanthanverbindung, einer Europiumverbindung und einem Wolframverbindung erhalten wird, und durch die allgemeine Formel Ca3(La1–x,Eux)2W2O12 (0 < x ≤ 1) repräsentiert ist, wobei die so erhaltene kalzinierte Substanz wenigstens nach ihrer Pulverisierung rekalziniert wird.
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