JP2000036201A - 被覆層分子内の電子を励起して異なる可視電磁波波長を発生する発光方法及び発光装置 - Google Patents
被覆層分子内の電子を励起して異なる可視電磁波波長を発生する発光方法及び発光装置Info
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被覆層分子内の電子を励起して異なる可視電
磁波波長を発生する発光方法の提供。 【解決手段】 第１の光を電子エネルギー準位が励起さ
れやすい発光物質に照射し、該発光物質に第１の光と色
の異なる第２の光を発生させることを特徴とする発光方
法としている。
磁波波長を発生する発光方法の提供。 【解決手段】 第１の光を電子エネルギー準位が励起さ
れやすい発光物質に照射し、該発光物質に第１の光と色
の異なる第２の光を発生させることを特徴とする発光方
法としている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は被覆層分子内の電子
を励起して異なる可視電磁波波長を発生する発光方法及
び発光装置に関する。
を励起して異なる可視電磁波波長を発生する発光方法及
び発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電磁波はある特定の範囲の周波数と波長
において光の形式で自然界に現れ、光の色は電磁波の波
長と周波数により決定され、電磁波の波長と周波数を改
変すると、可視光線の色も改変される。バンド理論によ
ると、分子或いは原子の付帯電子に外来のエネルギー
（本発明では任意の周波数の電磁波とされるが、付帯電
子を励起可能な範囲とする）を与えて刺激すると、原子
又は分子内の電子が励起されてエネルギー値が上がり、
電子のポテンシャルエネルギーの増した電子が不安定な
エネルギーレベルの位置に置かれ、このときもし外から
加えられる励起エネルギーが消失すると、もともと原子
或いは分子が付帯していた電子が余分のエネルギーを放
出してもとの安定したエネルギー準位に戻る。
において光の形式で自然界に現れ、光の色は電磁波の波
長と周波数により決定され、電磁波の波長と周波数を改
変すると、可視光線の色も改変される。バンド理論によ
ると、分子或いは原子の付帯電子に外来のエネルギー
（本発明では任意の周波数の電磁波とされるが、付帯電
子を励起可能な範囲とする）を与えて刺激すると、原子
又は分子内の電子が励起されてエネルギー値が上がり、
電子のポテンシャルエネルギーの増した電子が不安定な
エネルギーレベルの位置に置かれ、このときもし外から
加えられる励起エネルギーが消失すると、もともと原子
或いは分子が付帯していた電子が余分のエネルギーを放
出してもとの安定したエネルギー準位に戻る。
【０００３】電子の放出する余分のエネルギーは、分子
自体の構造、形状、体積、振動周波数或いは焼結時の結
晶格子の形状（角度）により異なり、その分子が振動す
ることで発生する電磁波の周波数と波長はそれぞれ異な
る。正確な制御により特定の必要な周波数と波長の電磁
波を得ることで、必要とする色の光が得られる。
自体の構造、形状、体積、振動周波数或いは焼結時の結
晶格子の形状（角度）により異なり、その分子が振動す
ることで発生する電磁波の周波数と波長はそれぞれ異な
る。正確な制御により特定の必要な周波数と波長の電磁
波を得ることで、必要とする色の光が得られる。
【０００４】光線にレンズを透過させると、光線は紅、
橙、黄、緑、藍、青、紫の７色のスペクトラムに分けら
れる。その中、紅、橙、黄は暖色光に属し、即ち周波数
が低く、波長が比較的長い。緑は中間の周波数と波長の
光である。一般の電子部品で抵抗性素子に属する場合、
暖色光を発生するものが製造しやすく、例えば白熱灯や
発光ダイオードがこれに属し、コンデンサ性素子に属す
る場合は、冷色光、例えば電場冷光を発生するものが製
造しやすい。
橙、黄、緑、藍、青、紫の７色のスペクトラムに分けら
れる。その中、紅、橙、黄は暖色光に属し、即ち周波数
が低く、波長が比較的長い。緑は中間の周波数と波長の
光である。一般の電子部品で抵抗性素子に属する場合、
暖色光を発生するものが製造しやすく、例えば白熱灯や
発光ダイオードがこれに属し、コンデンサ性素子に属す
る場合は、冷色光、例えば電場冷光を発生するものが製
造しやすい。
【０００５】発光ダイオードに藍光或いは紫光を発光さ
せたい場合や、電場冷光に紅色光或いは周波数が特に高
い紫色光を発生させたい場合にはいずれも相当なコスト
と不良品の代価が必要となった。
せたい場合や、電場冷光に紅色光或いは周波数が特に高
い紫色光を発生させたい場合にはいずれも相当なコスト
と不良品の代価が必要となった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、一種の被覆
層分子内の電子を励起して異なる可視電磁波波長を発生
する方法を提供することを課題としている。
層分子内の電子を励起して異なる可視電磁波波長を発生
する方法を提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、第１
の光を電子エネルギー準位が励起されやすい発光物質に
照射し、該発光物質に第１の光と色の異なる第２の光を
発生させることを特徴とする、発光方法としている。
の光を電子エネルギー準位が励起されやすい発光物質に
照射し、該発光物質に第１の光と色の異なる第２の光を
発生させることを特徴とする、発光方法としている。
【０００８】請求項２の発明は、前記第１の光を製造コ
ストの低いものとすることを特徴とする、請求項１に記
載の発光方法としている。
ストの低いものとすることを特徴とする、請求項１に記
載の発光方法としている。
【０００９】請求項３の発明は、前記第１の光を電場冷
光源或いは発光ダイオードにより発生させることを特徴
とする、請求項１に記載の発光方法としている。
光源或いは発光ダイオードにより発生させることを特徴
とする、請求項１に記載の発光方法としている。
【００１０】請求項４の発明は、前記発光物質の分子結
晶格子の構造、形状、体積を第１の光線を発生する物質
のものと異なるものとすることを特徴とする、請求項１
に記載の発光方法としている。
晶格子の構造、形状、体積を第１の光線を発生する物質
のものと異なるものとすることを特徴とする、請求項１
に記載の発光方法としている。
【００１１】請求項５の発明は、各種の色の光を発生す
るのに用いられる発光装置において、該発光装置が、励
起源とされて、第１の光を発生するのに用いられるもの
と、被励起層とされて、第１の光を受けて該第１の光と
異なる色の光を発生するもの、以上を包括してなる発光
装置としている。
るのに用いられる発光装置において、該発光装置が、励
起源とされて、第１の光を発生するのに用いられるもの
と、被励起層とされて、第１の光を受けて該第１の光と
異なる色の光を発生するもの、以上を包括してなる発光
装置としている。
【００１２】請求項６の発明は、前記第１の光が、電場
冷光源或いは発光ダイオードにより発生させられること
を特徴とする、請求項５に記載の発光装置としている。
冷光源或いは発光ダイオードにより発生させられること
を特徴とする、請求項５に記載の発光装置としている。
【００１３】請求項７の発明は、前記被励起層の分子結
晶格子の構造、形状、体積が該励起源のものと異なるこ
とを特徴とする、請求項５に記載の発光装置としてい
る。
晶格子の構造、形状、体積が該励起源のものと異なるこ
とを特徴とする、請求項５に記載の発光装置としてい
る。
【００１４】請求項８の発明は、前記第１の光が被励起
層に受け取られた後、完全に該被励起層に吸収される
と、該被励起層の発生する第２の光の色が該被励起層を
構成する被励起分子の色により決定されることを特徴と
する、請求項５に記載の発光装置としている。
層に受け取られた後、完全に該被励起層に吸収される
と、該被励起層の発生する第２の光の色が該被励起層を
構成する被励起分子の色により決定されることを特徴と
する、請求項５に記載の発光装置としている。
【００１５】請求項９の発明は、前記第１の光が被励起
層に受け取られた後、該被励起層の分子がその受け取る
第１の光のエネルギーをすべて吸収するのに不足する場
合に、一部の第１の光が該被励起層により第１の光と異
なる色の第２の光に変換され、一部の第１の光が該被励
起層を透過し、こうして被励起層の発生する光が前記第
１の光と前記第１の光と第２の光の混合光となることを
特徴とする、請求項５に記載の発光装置としている。
層に受け取られた後、該被励起層の分子がその受け取る
第１の光のエネルギーをすべて吸収するのに不足する場
合に、一部の第１の光が該被励起層により第１の光と異
なる色の第２の光に変換され、一部の第１の光が該被励
起層を透過し、こうして被励起層の発生する光が前記第
１の光と前記第１の光と第２の光の混合光となることを
特徴とする、請求項５に記載の発光装置としている。
【００１６】請求項１０の発明は、前記第１の光と第２
の光が相補する時、前記混合光が白色の混合光となるこ
とを特徴とする、請求項９に記載の発光装置としてい
る。
の光が相補する時、前記混合光が白色の混合光となるこ
とを特徴とする、請求項９に記載の発光装置としてい
る。
【００１７】請求項１１の発明は、請求項１０に記載の
発光装置において、さらに一つの彩色透光膜層を包括し
て前記白色の混合光を受けて彩色光を発生することを特
徴とする、発光装置としている。
発光装置において、さらに一つの彩色透光膜層を包括し
て前記白色の混合光を受けて彩色光を発生することを特
徴とする、発光装置としている。
【００１８】請求項１２の発明は、請求項１１に記載の
発光装置において、前記彩色透光膜層の発生する彩色光
の色が彩色透光膜層の色により決定されることを特徴と
する、発光装置としている。
発光装置において、前記彩色透光膜層の発生する彩色光
の色が彩色透光膜層の色により決定されることを特徴と
する、発光装置としている。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明では発光素子上を、印刷、
薄膜被覆、浸漬或いはその他の方式で、適当な数量の、
電子が励起されやすい分子化合物で被覆する。この被覆
分子は、遷移性金属化合物、遷移性錯金属化合物、アゾ
化合物或いは各種蛍光物質或いは燐光物質とする。
薄膜被覆、浸漬或いはその他の方式で、適当な数量の、
電子が励起されやすい分子化合物で被覆する。この被覆
分子は、遷移性金属化合物、遷移性錯金属化合物、アゾ
化合物或いは各種蛍光物質或いは燐光物質とする。
【００２０】発光素子を励起エネルギー源とし、光を被
覆層分子に投射すると、この分子の結晶格子の構造、形
状、体積が、発光素子の分子のものと異なるため、被覆
層の分子内の電子雲が外来のエネルギーを受けて励起さ
れてそのエネルギーが上昇し、さらに高いエネルギー準
位の位置に移動し、励起エネルギーが消失した後、電子
が余分のエネルギーを釈放してもとの安定したエネルギ
ー準位の位置に戻る。エネルギー不変の法則により、こ
の釈放される余分のエネルギーは、分子の構造、形状、
体積、振動周波数或いは焼結時の結晶格子の形状（角
度）により異なり、その分子が振動することにより発生
する電磁波の周波数と波長は相互に異なる。ゆえに、正
確な案内と制御により、特定の必要な周波数及び波長の
電磁波を獲得できる。可視光の色は波長と周波数により
決定され、同一の光源の発生する光の波長を開閉すれ
ば、もとの光の色を別の色に改変することができる。
覆層分子に投射すると、この分子の結晶格子の構造、形
状、体積が、発光素子の分子のものと異なるため、被覆
層の分子内の電子雲が外来のエネルギーを受けて励起さ
れてそのエネルギーが上昇し、さらに高いエネルギー準
位の位置に移動し、励起エネルギーが消失した後、電子
が余分のエネルギーを釈放してもとの安定したエネルギ
ー準位の位置に戻る。エネルギー不変の法則により、こ
の釈放される余分のエネルギーは、分子の構造、形状、
体積、振動周波数或いは焼結時の結晶格子の形状（角
度）により異なり、その分子が振動することにより発生
する電磁波の周波数と波長は相互に異なる。ゆえに、正
確な案内と制御により、特定の必要な周波数及び波長の
電磁波を獲得できる。可視光の色は波長と周波数により
決定され、同一の光源の発生する光の波長を開閉すれ
ば、もとの光の色を別の色に改変することができる。
【００２１】遷移性金属化合物或いは遷移性錯金属化合
物は励起エネルギーを受けて、一部のＰ電子帯にある電
子が励起されてさらにエネルギー準位の高いｄ電子帯に
移動する。Ｐ電子帯の電子はもともと充満しており一部
の電子が比較的空いているｄ電子帯に移るべく待機して
おり、Ｐ電子帯とｄ電子帯の間を遊走しているため、極
めて励起されやすい。ただし遷移性金属化合物或いは遷
移性錯金属化合物は価格が高すぎるため、通常はアゾ化
合物或いは蛍光物質に代替される。
物は励起エネルギーを受けて、一部のＰ電子帯にある電
子が励起されてさらにエネルギー準位の高いｄ電子帯に
移動する。Ｐ電子帯の電子はもともと充満しており一部
の電子が比較的空いているｄ電子帯に移るべく待機して
おり、Ｐ電子帯とｄ電子帯の間を遊走しているため、極
めて励起されやすい。ただし遷移性金属化合物或いは遷
移性錯金属化合物は価格が高すぎるため、通常はアゾ化
合物或いは蛍光物質に代替される。
【００２２】電場冷光或いは発光ダイオード（励起層）
の発光強度と被励起層の厚さ（分子数量）を調整する
と、発光素子層（励起層）と被励起層の２種類の光の色
を混合した新しい光の色を創造できる。例えば、発光源
の発生する光が藍色光（電場冷光）で、被励起層が橙黄
色被励起分子であり、被励起層の分子数量が十分に発光
素子層（励起層）の発生するエネルギーを吸収するに十
分なものであれば、電場冷光蛍光層の発生する藍色系光
が完全に橙黄色系光となる。もし被励起層の分子数量が
不足して発光素子層（励起層）の発生するエネルギーを
十分に吸収するに至らなければ、冷光蛍光層の発生する
藍色系光は一部が橙黄色系光となるが、残りはそのまま
藍色系光となる。この時電子部品の表面は藍色光と橙黄
色光を発生し、外部からはこの２種類の光色が混合され
て白色に見える。こうして発生した白光面をさらに一般
の低遮蔽率の高透光度の紅色膜で被覆すると、紅色光が
得られる。こうして赤色冷光を製造する方法は未だな
く、該方法により製造される紅色電場冷光を発生する紅
色蛍光灯もいまだ市販されていない。
の発光強度と被励起層の厚さ（分子数量）を調整する
と、発光素子層（励起層）と被励起層の２種類の光の色
を混合した新しい光の色を創造できる。例えば、発光源
の発生する光が藍色光（電場冷光）で、被励起層が橙黄
色被励起分子であり、被励起層の分子数量が十分に発光
素子層（励起層）の発生するエネルギーを吸収するに十
分なものであれば、電場冷光蛍光層の発生する藍色系光
が完全に橙黄色系光となる。もし被励起層の分子数量が
不足して発光素子層（励起層）の発生するエネルギーを
十分に吸収するに至らなければ、冷光蛍光層の発生する
藍色系光は一部が橙黄色系光となるが、残りはそのまま
藍色系光となる。この時電子部品の表面は藍色光と橙黄
色光を発生し、外部からはこの２種類の光色が混合され
て白色に見える。こうして発生した白光面をさらに一般
の低遮蔽率の高透光度の紅色膜で被覆すると、紅色光が
得られる。こうして赤色冷光を製造する方法は未だな
く、該方法により製造される紅色電場冷光を発生する紅
色蛍光灯もいまだ市販されていない。
【００２３】以上の製造プロセスは重要であり、もしス
テップを倒置して行うと、紅色膜がただ紅色光を透過さ
せて紅色以外の全ての光波を吸収するため、藍色光は完
全に紅色膜に吸収され、外からはいかなる光線も見えな
くなる。もし反対方向に操作し、即ち橙黄色発光ダイオ
ードを藍色被励起分子層で被覆すると、白光と各種程度
の藍光を製造可能である。
テップを倒置して行うと、紅色膜がただ紅色光を透過さ
せて紅色以外の全ての光波を吸収するため、藍色光は完
全に紅色膜に吸収され、外からはいかなる光線も見えな
くなる。もし反対方向に操作し、即ち橙黄色発光ダイオ
ードを藍色被励起分子層で被覆すると、白光と各種程度
の藍光を製造可能である。
【００２４】もし、発光素子層を緑色光を発生するもの
とし、蛍光層を紅色と藍色の混合或いは単独紫色被励起
分子で被覆すると、可視光中に非常に製造するのが難し
い高周波短波紫色光を製造できる（発光物或いは発光素
子がなんであろうと紫色光は非常に得難い）。（図３参
照）。
とし、蛍光層を紅色と藍色の混合或いは単独紫色被励起
分子で被覆すると、可視光中に非常に製造するのが難し
い高周波短波紫色光を製造できる（発光物或いは発光素
子がなんであろうと紫色光は非常に得難い）。（図３参
照）。
【００２５】
【発明の効果】本発明の提供する、被覆層分子内の電子
を励起して異なる可視電磁波波長を発生させる方法によ
り、紅色電場冷光を発生する紅色蛍光灯及び可視高周波
短波紫色光を発生する発光部品を製造することが可能と
なる。
を励起して異なる可視電磁波波長を発生させる方法によ
り、紅色電場冷光を発生する紅色蛍光灯及び可視高周波
短波紫色光を発生する発光部品を製造することが可能と
なる。
【図１】電子雲が励起されて電子のエネルギーが増し
て、外来の励起エネルギーが消失した後にもとの安定し
た状態に戻る間の電子エネルギー変化状況表示図であ
る。
て、外来の励起エネルギーが消失した後にもとの安定し
た状態に戻る間の電子エネルギー変化状況表示図であ
る。
【図２】発光素子層（励起層）と被励起層の使用結合表
示図である。
示図である。
【図３】図２を彩色透光膜層に結合させた使用状況表示
図である。この図ではその結合順序に注意する必要があ
る。
図である。この図ではその結合順序に注意する必要があ
る。
２２ 発光素子層の発生する光 ２３ 発光素子層（励起層） ２４ 被励起層 ２５ 改色された光 ２６ 透過光 ２７ 混合光 ３１ 彩色透光膜層 ３２ 外部から見える光
Claims (12)
- 【請求項１】 第１の光を電子エネルギー準位が励起さ
れやすい発光物質に照射し、該発光物質に第１の光と色
の異なる第２の光を発生させることを特徴とする、発光
方法。 - 【請求項２】 前記第１の光を製造コストの低いものと
することを特徴とする、請求項１に記載の発光方法。 - 【請求項３】 前記第１の光を電場冷光源或いは発光ダ
イオードにより発生させることを特徴とする、請求項１
に記載の発光方法。 - 【請求項４】 前記発光物質の分子結晶格子の構造、形
状、体積を第１の光線を発生する物質のものと異なるも
のとすることを特徴とする、請求項１に記載の発光方
法。 - 【請求項５】 各種の色の光を発生するのに用いられる
発光装置において、 該発光装置が、 励起源とされて、第１の光を発生するのに用いられるも
のと、 被励起層とされて、第１の光を受けて該第１の光と異な
る色の光を発生するもの、 以上を包括してなる発光装置。 - 【請求項６】 前記第１の光が、電場冷光源或いは発光
ダイオードにより発生させられることを特徴とする、請
求項５に記載の発光装置。 - 【請求項７】 前記被励起層の分子結晶格子の構造、形
状、体積が該励起源のものと異なることを特徴とする、
請求項５に記載の発光装置。 - 【請求項８】 前記第１の光が被励起層に受け取られた
後、完全に該被励起層に吸収されると、該被励起層の発
生する第２の光の色が該被励起層を構成する被励起分子
の色により決定されることを特徴とする、請求項５に記
載の発光装置。 - 【請求項９】 前記第１の光が被励起層に受け取られた
後、該被励起層の分子がその受け取る第１の光のエネル
ギーをすべて吸収するのに不足する場合に、一部の第１
の光が該被励起層により第１の光と異なる色の第２の光
に変換され、一部の第１の光が該被励起層を透過し、こ
うして被励起層の発生する光が前記第１の光と前記第１
の光と第２の光の混合光となることを特徴とする、請求
項５に記載の発光装置。 - 【請求項１０】 前記第１の光と第２の光が相補する
時、前記混合光が白色の混合光となることを特徴とす
る、請求項９に記載の発光装置。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載の発光装置におい
て、さらに一つの彩色透光膜層を包括して前記白色の混
合光を受けて彩色光を発生することを特徴とする、発光
装置。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載の発光装置におい
て、前記彩色透光膜層の発生する彩色光の色が彩色透光
膜層の色により決定されることを特徴とする、発光装
置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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