JP2000265169A - Production of white light source - Google Patents

Production of white light source

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JP2000265169A
JP2000265169A JP7132199A JP7132199A JP2000265169A JP 2000265169 A JP2000265169 A JP 2000265169A JP 7132199 A JP7132199 A JP 7132199A JP 7132199 A JP7132199 A JP 7132199A JP 2000265169 A JP2000265169 A JP 2000265169A
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JP
Japan
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fluorescent powder
blue light
light source
wavelength
yellow light
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JP7132199A
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Japanese (ja)
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Soken Son
宗鼎 孫
Joki Ryu
如熹 劉
Kenei Go
建榮 呉
Infu Yo
寅夫 葉
Shinryu O
進龍 王
Keijin Seki
景仁 石
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Everlight Electronics Co Ltd
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Everlight Electronics Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an yellow light fluorescent powder capable of controlling a working wavelength by setting to have a specified compounding ratio and capable of keeping yellow light conversion rate at high efficiency by controlling the mole ratio of gadolinium. SOLUTION: This yellow light fluorescent powder is obtained by having a composition of the formula (Y1-p-xCepGdx)3Al5O12 [0<=p<=0.05; x is molar fraction of gadolinium and 0<=x<=1], making controllable a working wavelength generating yellow light with irradiating blue light of 430-470 nm and making keepable yellow light conversion rate at high efficiency by controlling gadolinium molar ratio x in changing the working wavelength of blue light. It is preferable that wavelength of the blue light λ (nm) and x satisfy the formula 3x=A +Bλ+Cλ2+Dλ3+Eλ4 (A=126268.8005±0.37666; B=-1145.0025±0.3766; C=3.89314±0.00126; D=-0.00588±1.85931×10-6; E=3.33290×10-6±1.03219×10-9).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は一種の白色光源の製
造方法に係り、特に、青色光ダイオード及び青色光にト
リガされて黄色光を発するイツトリウムアルミニウムざ
くろ石材料を利用する白色光源の製造方法であって、こ
のイツトリウムアルミニウムざくろ石材料を固定量のセ
リウムを添加してあり且つサマリウムを含まないものと
し、そのうちのガドリニウムの含有量を調整することで
簡単に波長430〜470の青色光源を組み合わせて高
純度の白色光を発生するようにした方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a white light source, and more particularly, to a method of manufacturing a white light source using a blue light-emitting diode and a yttrium aluminum garnet material that emits yellow light when triggered by blue light. A blue light source having a wavelength of 430 to 470 can be easily obtained by adding a fixed amount of cerium to this yttrium aluminum garnet material and not including samarium, and adjusting the content of gadolinium therein. The present invention relates to a method for generating high-purity white light in combination.

【0002】[0002]

【従来の技術】照明は現代生活に無くてはならないもの
であり、全世界で照明に使用される電力は総使用電力の
約40%にも及ぶ。このため省エネ照明器具の開発が求
められている。最近(1996年9月)日本の日亜化学
会社(Nichia Chemical)が、黄色系光
を発生するイツトリウムアルミニウムざくろ石(Y3
512 ,Yttrium Aluminum−Ga
rnet(YAG))蛍光粉末配合青色光発光ダイオー
ドを開発し、高効率の白色光源を製造可能とした。その
うちのイツトリウムアルミニウムざくろ石蛍光粉末は青
色光発光ダイオードの青色光照射後に黄色光を発生す
る。この黄色光ともともとのダイオードの青色光が混合
されることで白色光を発生する。この白色光ダイオード
は極めて低い電流(20mA)の下で発光する特性を有
しており、その色温度(8000K)は太陽光色の日光
灯に比べても劣らず、色彩再現度は高性能の日光灯(三
波長型)に接近する。平均した一つ当たりの輝度は1ワ
ット或いは5ルミネントとされ二つでは自動車の室内灯
(8ルミネント)を越える。伝統的な三原色発光ダイオ
ードチップで組成された白色発光ダイオードの素子と比
較すると、その構造は簡単で、製造コストは半分であ
り、並びに個別の単色の発光ダイオードが劣化して色が
不均一となる問題が発生しない。この白色発光ダイオー
ドを利用した照明器具は消費電力量が少なく、エネルギ
ー資源を節約し、且つ将来的に自動車のメーターボード
の周辺装置、液晶のバックライト、室内照明、ノートパ
ソコンのディスプレイ、スキャナ、ファクシミリ及び軍
事照明等の用途に応用可能である。
2. Description of the Related Art Lighting is indispensable in modern life, and the power used for lighting worldwide accounts for about 40% of the total power consumption. Therefore, development of energy-saving lighting fixtures is required. Recently (September 1996), Nichia Chemical of Japan has been promoting the use of yttrium aluminum garnet (Y 3 A) which emits yellowish light.
l 5 O 12 , Yttrium Aluminum-Ga
rnet (YAG)) blue light-emitting diode containing fluorescent powder was developed, and a highly efficient white light source could be manufactured. Among them, the yttrium aluminum garnet fluorescent powder emits yellow light after the blue light emitting diode emits blue light. The yellow light is mixed with the blue light of the original diode to generate white light. This white light-emitting diode has a characteristic of emitting light under an extremely low current (20 mA), its color temperature (8000 K) is not inferior to that of a sunlight-colored daylight, and its color reproducibility is high-performance daylight. (Three-wavelength type). The average brightness per light is one watt or five luminants, two of which exceed the interior light of a car (eight luminants). Compared with the white light emitting diode device composed of traditional three primary color light emitting diode chips, its structure is simple, the manufacturing cost is halved, and the individual single color light emitting diode deteriorates and the color becomes non-uniform No problem. Lighting equipment using this white light-emitting diode consumes less power, saves energy resources, and will be used in the future in automotive meter board peripherals, liquid crystal backlights, indoor lighting, notebook computer displays, scanners, and fax machines. And it can be applied to applications such as military lighting.

【0003】日亜化学工業会社の世界特許(WO98/
5078)に開示された蛍光粉末の配分は(Re1-r
r3 (Al1-s Gas512であり、そのうち、
0≦r<1,0≦s≦1で、Reはイツトリウム(Y)
或いはガドリニウム(Gd)とされる。この配分におい
て、セリウム(Ce)は外から添加する方式で加えら
れ、この特許中に示される配分によると、(Y1-X Gd
x3 Al512(0≦x≦0.8)である。そのうち
セリウム(Ce)の添加モル数は0.003とされ、即
ちセリウム(Ce)と、セリウム(Ce)添加前の計量
比の総和が3であるイツトリウム(Y)或いはガドリニ
ウム(Gd)の固態溶液(solid solutio
n)は、即ち〔(1−x)+x〕×3+0.003=
3.003の関係を有する。このような方式で形成され
た蛍光粉末は、往々にして成分の偏差により不純物相を
形成しやすく、その品質が下がった。計量比の総和が3
の固態溶液を形成するためには、サマリウム(Sm)元
素を添加することで、(Y1-p- q-r Gdp Ceq Sm
r3 (Al1-s Gas512(そのうち0≦p≦
0.8,0.003≦q≦0.2,0.0003≦r≦
0.08,0≦s≦1)を形成しなければならない。即
ちセリウム(Ce)とサマリウム(Sm)が同時に存在
する必要が生じ、それによってはじめてセリウム(C
e)、イツトリウム(Y)、ガドリニウム(Gd)及び
サマリウム(Sm)の計量比の総和を3とすることがで
きた。即ち〔(1−p−q−r)+p+q+r〕×3=
3、そのうちq及びrはいずれも0でない。このほか一
般に製造されるInGaN型青色光発光ダイオードは製
造中に複雑な成長条件を必要とし、それにより発生する
青色光を一定波長に制御するが、その制御は難しかっ
た。通常製造される青色光は430〜470nmであ
り、40nm程度の変動が生じる。日亜化学工業会社の
提供する蛍光粉末は僅かにある特定波長のみに適用さ
れ、このため実際の用途において純度が高く高輝度の白
色光を達成できなかった。
[0003] The world patent of the Nichia Corporation (WO98 /
5078), the distribution of the fluorescent powder is (Re 1-r S
m r) 3 (Al 1- s Ga s) is 5 O 12, of which,
0 ≦ r <1, 0 ≦ s ≦ 1, and Re is yttrium (Y)
Alternatively, it is gadolinium (Gd). In this distribution, cerium (Ce) is added in an extrinsic manner, and according to the distribution shown in this patent, (Y 1 -X Gd
x ) 3 Al 5 O 12 (0 ≦ x ≦ 0.8). Among them, the number of moles of cerium (Ce) added is 0.003, that is, a solid solution of cerium (Ce) and yttrium (Y) or gadolinium (Gd) having a total measuring ratio of 3 before the addition of cerium (Ce). (Solid solution
n) is [(1-x) + x] × 3 + 0.003 =
It has a relationship of 3.003. The fluorescent powder formed by such a method often tends to form an impurity phase due to the deviation of the components, and the quality thereof has deteriorated. The sum of the measurement ratio is 3
To form a solid state solution, by adding a samarium (Sm) element, (Y 1-p- qr Gd p Ce q Sm
r) 3 (Al 1-s Ga s) 5 O 12 ( of which 0 ≦ p ≦
0.8, 0.003 ≦ q ≦ 0.2, 0.0003 ≦ r ≦
0.08, 0 ≦ s ≦ 1) must be formed. That is, it is necessary that cerium (Ce) and samarium (Sm) be present at the same time.
e), the total of the measurement ratios of yttrium (Y), gadolinium (Gd) and samarium (Sm) could be set to 3. That is, [(1-pq-r) + p + q + r] × 3 =
3, wherein q and r are not both 0. In addition, generally manufactured InGaN-type blue light emitting diodes require complicated growth conditions during manufacture, and the blue light generated thereby is controlled to a constant wavelength, but the control is difficult. Normally manufactured blue light has a wavelength of 430 to 470 nm, and fluctuates by about 40 nm. The fluorescent powder provided by Nichia Corporation is applied only to a certain specific wavelength, so that high-purity, high-brightness white light cannot be achieved in practical applications.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は単一の成分を
調整するだけで現在ある青色光源の波長範囲に組み合わ
せられて純度が高く且つ高輝度の白色光を発生する白色
光源を製造する方法を提供することを課題としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a method for producing a white light source that produces high purity and high brightness white light combined with the existing blue light source wavelength range by simply adjusting a single component. The challenge is to provide

【0005】本発明によると、青色光ダイオード及び青
色光にトリガされて黄色光を発するイツトリウムアルミ
ニウムざくろ石材料を利用する白色光源の製造方法にお
いて、このイツトリウムアルミニウムざくろ石材料を固
定量のセリウムを添加してあり且つサマリウムを含まな
いものとしている。本発明によると、単相の(Y0.98
3-x Ce0.017 Gdx3 Al512を利用可能で、高
価なサマリウム(Sm)含有希土類原料を加入する必要
がなく、即ち青色光でトリガされて白色を発生すする機
能を達成できる。且つ僅かにそのうちのガドリニウム
(Gd)含有量を調整するだけで波長430〜470n
mの青色光に組み合わせて高純度の白色光を発生するこ
とができる。
According to the present invention, in a method for manufacturing a white light source utilizing a blue light diode and a yttrium aluminum garnet material that emits yellow light when triggered by blue light, the yttrium aluminum garnet material is provided with a fixed amount of cerium. And does not contain samarium. According to the invention, the single-phase (Y 0.98
3-x Ce 0.017 Gd x ) 3 Al 5 O 12 can be used, and there is no need to add expensive samarium (Sm) -containing rare earth material, that is, a function of generating white light triggered by blue light can be achieved. . The wavelength of 430 to 470 n can be obtained simply by adjusting the gadolinium (Gd) content.
m high blue light can be generated in combination with the m blue light.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、作業
波長を調整可能な黄色光蛍光粉末であって、作業波長が
430nm〜470nmの青色光照射後に黄色光を発生
し、且つこの黄色光蛍光粉末の配分が(Y1-p-x Cep
Gdx3 Al512とされ、青色光の作業波長が変化
する時に、ガドリニウム(Gd)のモル比率xを調整す
ることで黄色光蛍光粉末が高効率の黄色光転換率を維持
可能であることを特徴とする、黄色光蛍光粉末としてい
る。請求項2の発明は、0≦p≦0.05、0≦x≦1
であることを特徴とする、請求項1に記載の黄色光蛍光
粉末としている。請求項3の発明は、青色光の波長λ
(nm)とガドリニウム(Gd)のモル比率xが以下の
関係式、即ち、 3x=A+Bλ+Cλ2 +Dλ 3+Eλ4 そのうち、A=126268.8005±0.3766
6 B=−1145.0025±0.37666 C=3.89314±0.00126 D=−0.00588±1.85931×10-6 E=3.33290×10-6±1.03219×10-9 に符合することを特徴とする、請求項1に記載の黄色光
蛍光粉末としている。請求項4の発明は、以下のステッ
プ、即ち、 1.Y23 、Ce(No33 、Gd23 及びAl
(NO33 を使用してモル比がY:Ce:Gd:Al
=2.949−3x:0.051:3x:T、なお0≦
x≦1の混合物を形成し、研磨混合後に、1000℃の
空気中で24時間鍛造するステップ 2.1のステップで得られた物をさらに研磨混合し、さ
らに1500℃の空気中で24時間焼結させるステップ 3.2のステップで得られた物をさらに研磨した後、シ
リコンと重量比0.24:1を以て混合し、さらに波長
430〜470nmの青色光光源上にコーティングする
ステップ以上を包括してなる白色光源の製造方法として
いる。請求項5の発明は、請求項4の白色光源の製造方
法において、焼結のステップに代えてゲル法を採用可能
であることを特徴とする、白色光源の製造方法としてい
る。請求項6の発明は、請求項4の白色光源の製造方法
において、焼結のステップに代えて共沈法を採用可能で
あることを特徴とする、白色光源の製造方法としてい
る。請求項7の発明は、請求項4の白色光源の製造方法
において、青色光光源がInGaN型青色光発光ダイオ
ードとされたことを特徴とする、白色光源の製造方法と
している。請求項8の発明は、請求項4の白色光源の製
造方法において、青色光光源の波長λ(nm)とガドリ
ニウム(Gd)のモル比率は以下の関係式、即ち、 3x=A+Bλ+Cλ2 +Dλ 3+Eλ4 そのうち、A=126268.8005±0.3766
6 B=−1145.0025±0.37666 C=3.89314±0.00126 D=−0.00588±1.85931×10-6 E=3.33290×10-6±1.03219×10-9 以上に符合することを特徴とする、白色光源の製造方法
としている。
The invention of claim 1 is a yellow light fluorescent powder capable of adjusting the working wavelength, which emits yellow light after irradiating blue light having a working wavelength of 430 nm to 470 nm, and generates the yellow light. The distribution of the fluorescent powder is (Y 1-px Ce p
Gd x ) 3 Al 5 O 12, and when the working wavelength of blue light changes, adjusting the molar ratio x of gadolinium (Gd) allows the yellow light fluorescent powder to maintain a high efficiency yellow light conversion rate. The present invention is characterized in that it is a yellow light fluorescent powder. According to a second aspect of the present invention, 0 ≦ p ≦ 0.05, 0 ≦ x ≦ 1
The yellow light fluorescent powder according to claim 1, characterized in that: The third aspect of the present invention provides the wavelength λ of blue light.
(Nm) and the molar ratio x of gadolinium (Gd) are as follows: 3x = A + Bλ + Cλ 2 + Dλ 3 + Eλ 4 where A = 1262688.805 ± 0.3766
6 B = -1145.0025 ± 0.37666 C = 3.89144 ± 0.00126 D = −0.00588 ± 1.85931 × 10 −6 E = 3.3290 × 10 −6 ± 1.03219 × 10 − 9. The yellow light fluorescent powder according to claim 1, wherein the yellow light fluorescent powder is the same as the yellow light fluorescent powder. The invention according to claim 4 includes the following steps: Y 2 O 3 , Ce (No 3 ) 3 , Gd 2 O 3 and Al
Using (NO 3 ) 3 , the molar ratio is Y: Ce: Gd: Al
= 2.949-3x: 0.051: 3x: T, where 0 ≦
Forming a mixture of x ≦ 1 and polishing and mixing, forging in air at 1000 ° C. for 24 hours. The material obtained in step 2.1 is further ground and mixed, and further baked in air at 1500 ° C. for 24 hours. Coupling Step 3.2 The material obtained in the step of 3.2 is further polished, mixed with silicon at a weight ratio of 0.24: 1, and further coated on a blue light source having a wavelength of 430 to 470 nm. And a method for manufacturing a white light source. According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the white light source manufacturing method according to the fourth aspect, wherein a gel method can be adopted instead of the sintering step. According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the white light source manufacturing method according to the fourth aspect, wherein a coprecipitation method can be adopted instead of the sintering step. According to a seventh aspect of the present invention, in the method for manufacturing a white light source of the fourth aspect, the blue light source is an InGaN blue light emitting diode. According to an eighth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a white light source according to the fourth aspect, the wavelength λ (nm) of the blue light source and the molar ratio of gadolinium (Gd) are represented by the following relational expressions: 3x = A + Bλ + Cλ 2 + Dλ 3 + Eλ 4 Of which, A = 126268.8005 ± 0.3766
6 B = -1145.0025 ± 0.37666 C = 3.89144 ± 0.00126 D = −0.00588 ± 1.85931 × 10 −6 E = 3.3290 × 10 −6 ± 1.03219 × 10 − A method for producing a white light source, characterized by matching 9 or more.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】図7を参照されたい。本発明の白
色光源の製造方法の望ましい実施例によると、本発明の
白色光源は、青色光発光ダイオードと青色光を受けてト
リガされ黄色光を発生するイツトリウムアルミニウムざ
くろ石蛍光粉末を含み、その製造ステップは以下を包括
する。ステップ100は、鍛造ステップであり、本発明
の蛍光粉末は固態反応で形成され、即ちY23 、Ce
(No33 、Gd23 及びAl(NO33 を使用
してモル比がY:Ce:Gd:Al=2.949−3
x:0.051:3x:T(0≦x≦1)の混合物を形
成し、研磨混合後に、1000℃の空気中で24時間鍛
造する。ステップ102は、焼結ステップであり、ステ
ップ100で得られた物をさらに研磨混合し、さらに1
500℃の空気中で24時間焼結させ、本発明の蛍光粉
末末を形成する。このほか本発明の配分の粉末はゲル法
或いは共沈法によっても形成可能である。ステップ10
4はステップ102で得られた蛍光粉末末と青色光光源
を結合させるステップである。即ち、蛍光粉末末をさら
に研磨した後、シリコンと重量比0.24:1を以て混
合し、さらにInGaN型の青色光(波長430〜47
0nm)を発生するチップ上にコーティングし、この構
造を従来の発光ダイオード技術を用いて樹脂封止し、適
当な電流を流して、白色光を発生する発光ダイオードを
形成する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Please refer to FIG. According to a preferred embodiment of the method for manufacturing a white light source of the present invention, the white light source of the present invention includes a blue light emitting diode and a yttrium aluminum garnet fluorescent powder that is triggered by receiving blue light to generate yellow light. The manufacturing steps include: Step 100 is a forging step, in which the phosphor powder of the present invention is formed by a solid state reaction, that is, Y 2 O 3 , Ce
Using (No 3 ) 3 , Gd 2 O 3 and Al (NO 3 ) 3 , the molar ratio is Y: Ce: Gd: Al = 2.949-3.
A mixture of x: 0.051: 3x: T (0 ≦ x ≦ 1) is formed, and after polishing and mixing, the mixture is forged in air at 1000 ° C. for 24 hours. Step 102 is a sintering step, in which the material obtained in step 100 is further polished and mixed, and
The powder is sintered in the air at 500 ° C. for 24 hours to form the phosphor powder of the present invention. In addition, the powder of the present invention can be formed by a gel method or a coprecipitation method. Step 10
Step 4 is a step of combining the fluorescent powder obtained in step 102 with a blue light source. That is, after the phosphor powder is further polished, it is mixed with silicon at a weight ratio of 0.24: 1, and further mixed with InGaN blue light (wavelength 430 to 47).
0 nm), the structure is resin-sealed using conventional light emitting diode technology, and an appropriate current is applied to form a light emitting diode that produces white light.

【0008】本発明の製造方法の特徴について図を参照
しながら以下に説明する。図1は本発明の配分の(Y
0.983-x Ce0.017 Gdx3 Al512蛍光粉末(0
≦x≦1)のX光回折パターンである。xの値が0〜
0.6の時には単相の化合物が形成され、xが0.8の
時には少数の不純物相が存在し、x>0.8の時には形
成される化合物は大量の不純物相を含有した。Ia−3
dの空間群で、且つ格子常数が12オングストロームの
立方体構造を以て、上述のYAG化合物は指標化され、
ゆえに本発明の配分がサマリウム(Sm)元素の存在に
よらない内添加法であり、0≦x≦0.8の範囲内で単
相或いは単相に接近する化合物を形成し、外添加法の不
純物相の発生する欠点を改善していることが証明され
た。
The features of the manufacturing method of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows (Y
0.983-x Ce 0.017 Gd x ) 3 Al 5 O 12 fluorescent powder (0
≦ x ≦ 1) X-ray diffraction pattern. If the value of x is 0
When 0.6, a single-phase compound was formed, when x was 0.8, a small number of impurity phases were present, and when x> 0.8, the formed compound contained a large amount of impurity phases. Ia-3
The above YAG compound is indexed by a cubic structure having a space group of d and a lattice constant of 12 angstroms,
Therefore, the distribution of the present invention is an internal addition method that does not depend on the presence of the samarium (Sm) element, and forms a single phase or a compound approaching a single phase within the range of 0 ≦ x ≦ 0.8. It has been proved that the disadvantage of generating the impurity phase is improved.

【0009】図2は本発明の(Y0.983-x Ce0.017
x3 Al512蛍光粉末(0≦x≦0.6)のトリ
ガスペクトルである。異なる添加量のガドリニウム(G
d)により、黄色光蛍光粉末を青色光(波長457n
m)でトリガした吸収スペクトル帯は長波長へと移動
し、即ち赤色シフトを発生し、これは即ち異なる波長の
青色光と適当に組み合わせれることで、純度の高い白色
光を発生しうることを示す。
FIG. 2 shows (Y 0.983-x Ce 0.017 G) of the present invention.
d x ) Trigger spectrum of 3 Al 5 O 12 fluorescent powder (0 ≦ x ≦ 0.6). Gadolinium (G
According to d), the yellow fluorescent powder was converted to blue light (wavelength 457n).
The absorption spectrum band triggered in m) shifts to longer wavelengths, i.e., produces a red shift, which means that, when properly combined with blue light of a different wavelength, it can produce pure white light. Show.

【0010】図3は波長が430nmの青色光でガドリ
ニウム(Gd)含有量(x)がそれぞれ0、0.2及び
0.4の(Y0.983-x Ce0.017 Gdx3 Al512
蛍光粉末をトリガしたスペクトルである。そのうち曲線
1、2及び3中のxは0、0.2及び0.4とされる。
この図よりわかるように、x=0の時、純度の高い白色
光を発生可能である。また、x=0.2或いは0.4の
時、白紫光を発生する。即ちxの値が増大した後には赤
色シフトが発生して白色光が不純となり、このため青色
光の波長が430nmの時に純度の高い白色光を発生す
るために組み合わされるのはxの値が0の(Y0.983-x
Ce0.017 Gdx3 Al512蛍光粉末でなくてはな
らない。
FIG. 3 shows (Y 0.983-x Ce 0.017 Gd x ) 3 Al 5 O 12 blue light having a wavelength of 430 nm and gadolinium (Gd) contents (x) of 0, 0.2 and 0.4, respectively.
It is the spectrum which triggered the fluorescent powder. Among them, x in the curves 1, 2 and 3 is set to 0, 0.2 and 0.4.
As can be seen from the figure, when x = 0, white light with high purity can be generated. When x = 0.2 or 0.4, white-violet light is generated. That is, after the value of x increases, a red shift occurs and white light becomes impure. Therefore, when the wavelength of blue light is 430 nm, white light with high purity is combined with a value of x that is 0. (Y 0.983-x
Ce 0.017 Gd x ) 3 Al 5 O 12 fluorescent powder.

【0011】図4は波長が470nmの青色光でガドリ
ニウム(Gd)含有量(x)がそれぞれ0.2及び0.
8の(Y0.983-x Ce0.017 Gdx3 Al512蛍光
粉末をトリガしたスペクトルである。そのうち曲線4、
5中のxは0.2及び0.8とされる。この図よりわか
るように、x=0.2の時、緑色光を含む白色光を発生
し、即ち純度の低い白色光を発生する。またx=0.8
の時、純度の高い白色光を発生する。このことから、青
色光の波長が470nmの時に純度の高い白色光を発生
するために組み合わされるのはxの値が0.8の(Y
0.983-x Ce0.01 7 Gdx3 Al512蛍光粉末でな
くてはならない。
FIG. 4 shows blue light having a wavelength of 470 nm and gadolinium (Gd) content (x) of 0.2 and 0.2, respectively.
8 is a spectrum triggered by (Y 0.983-x Ce 0.017 Gd x ) 3 Al 5 O 12 fluorescent powder. Curve 4,
X in 5 is set to 0.2 and 0.8. As can be seen from the figure, when x = 0.2, white light including green light is generated, that is, white light with low purity is generated. Also, x = 0.8
At this time, white light with high purity is generated. From this, when the wavelength of blue light is 470 nm, the combination of the values of x is 0.8 (Y
0.983-x Ce 0.01 7 Gd x ) must be a 3 Al 5 O 12 phosphor powder.

【0012】図5は波長が460nmの青色光でガドリ
ニウム(Gd)含有量(x)がそれぞれ0.2の(Y
0.983-x Ce0.017 Gdx3 Al512蛍光粉末をト
リガしたスペクトルである。この図よりわかるように、
青色光の波長が460nmの時に純度の高い白色光を発
生するために組み合わされるのはxの値が0.2の(Y
0.983-x Ce0.017 Gdx3 Al512蛍光粉末でな
くてはならない。
FIG. 5 shows blue light having a wavelength of 460 nm.
(Y) each having a content of (n) (x) of 0.2
0.983-x Ce0.017 Gdx )Three AlFive O12Fluorescent powder
It is a rigged spectrum. As you can see from this figure,
High-purity white light is emitted when the wavelength of blue light is 460 nm.
Combined to produce (Y
0.983-x Ce0.017 Gdx )Three AlFive O12Fluorescent powder
It must be.

【0013】図6は本発明で、異なる波長の青色光で異
なるガドリニウム(Gd)含有量(x)の(Y0.983-x
Ce0.017 Gdx3 Al512蛍光粉末をトリガした
スペクトルであり、白色光発生の最良の曲線図であり、
この最良の曲線は以下の方程式に符合する: 3x=A+Bλ+Cλ2 +Dλ 3+Eλ4 そのうち、A=126268.8005±0.3766
6 B=−1145.0025±0.37666 C=3.89314±0.00126 D=−0.00588±1.85931×10-6 E=3.33290×10-6±1.03219×10-9 そのうち、λ(nm)は青色光の波長とされ、xはガド
リニウム(Gd)の含有量とされる。もし異なる波長の
青色光を組み合わせる場合、この方程式に代入すれば、
組合せられる(Y0.983-x Ce0.017 Gdx3 Al5
12蛍光粉末のx値、即ちガドリニウム(Gd)の含有
量が求められる。この方法により最良の配分が捜し出
せ、従来の方法における何度もの実験により最良の配分
を捜し出さねばならなかった欠点を改善できる。
FIG. 6 shows the present invention, in which different gadolinium (Gd) contents (x) (Y 0.983-x
10 is a spectrum triggered by Ce 0.017 Gd x ) 3 Al 5 O 12 fluorescent powder, and is a best curve diagram of white light generation;
This best curve corresponds to the following equation: 3x = A + Bλ + Cλ 2 + Dλ 3 + Eλ 4 where A = 126268.8005 ± 0.3766
6 B = -1145.0025 ± 0.37666 C = 3.89144 ± 0.00126 D = −0.00588 ± 1.85931 × 10 −6 E = 3.3290 × 10 −6 ± 1.03219 × 10 − 9 Among them, λ (nm) is the wavelength of blue light, and x is the content of gadolinium (Gd). If you combine blue light of different wavelengths, then substituting into this equation,
Combined (Y 0.983-x Ce 0.017 Gd x ) 3 Al 5
The x value of the O 12 fluorescent powder, that is, the content of gadolinium (Gd) is determined. In this way, the best distribution can be found, and the disadvantages of having to find the best distribution by numerous experiments in the conventional method can be improved.

【0014】[0014]

【発明の効果】本発明の白色光源の製造方法は、青色光
ダイオード及び青色光にトリガされて黄色光を発するイ
ツトリウムアルミニウムざくろ石材料を利用する白色光
源の製造方法であって、このイツトリウムアルミニウム
ざくろ石材料を固定量のセリウムを添加してあり且つサ
マリウムを含まないものとし、そのうちのガドリニウム
の含有量を調整することで簡単に波長430〜470の
青色光源を組み合わせて高純度の白色光を発生するよう
にした方法であり、新規性と産業上の利用価値を有して
いる。
The method of manufacturing a white light source according to the present invention is a method of manufacturing a white light source using a blue light-emitting diode and an yttrium aluminum garnet material that emits yellow light when triggered by blue light. The aluminum garnet material has a fixed amount of cerium added and does not contain samarium, and by adjusting the content of gadolinium in it, a blue light source with a wavelength of 430 to 470 is easily combined to produce high-purity white light. This method has novelty and industrial utility value.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の(Y0.983-x Ce0.017 Gdx3
512蛍光粉末(0≦x≦1)のX光回折パターンで
あり、そのうち、‘O’で表示されるのは不純物相であ
る。
FIG. 1 shows (Y 0.983-x Ce 0.017 Gd x ) 3 A of the present invention.
FIG. 3 is an X-ray diffraction pattern of l 5 O 12 fluorescent powder (0 ≦ x ≦ 1), in which “O” indicates an impurity phase.

【図2】本発明の(Y0.983-x Ce0.017 Gdx3
512蛍光粉末(0≦x≦0.6)のトリガスペクト
ルである。
FIG. 2 shows (Y 0.983-x Ce 0.017 Gd x ) 3 A of the present invention.
5 is a trigger spectrum of l 5 O 12 fluorescent powder (0 ≦ x ≦ 0.6).

【図3】本発明で、波長が430nmの青色光でガドリ
ニウム(Gd)の含有量(x)が0,0.2及び0.4
の(Y0.983-x Ce0.017 Gdx3 Al512蛍光粉
末をトリガした時のスペクトルであり、そのうち曲線
1、2及び3中のxはそれぞれ0,0.2,0.4であ
る。
FIG. 3 is a graph showing blue light having a wavelength of 430 nm and gadolinium (Gd) content (x) of 0, 0.2 and 0.4.
(Y 0.983-x Ce 0.017 Gd x ) 3 Al 5 O 12 Fluorescent powder was triggered, wherein x in curves 1, 2 and 3 was 0, 0.2 and 0.4, respectively. .

【図4】本発明で、波長が470nmの青色光でガドリ
ニウム(Gd)の含有量(x)が0.2及び0.8の
(Y0.983-x Ce0.017 Gdx3 Al512蛍光粉末
をトリガした時のスペクトルであり、そのうち曲線4及
び5中のxはそれぞれ0.2,0.8である。
FIG. 4 shows (Y 0.983-x Ce 0.017 Gd x ) 3 Al 5 O 12 fluorescence having a gadolinium (Gd) content (x) of 0.2 and 0.8 with blue light having a wavelength of 470 nm. This is the spectrum when the powder was triggered, where x in curves 4 and 5 are 0.2 and 0.8, respectively.

【図5】本発明で、波長が460nmの青色光でガドリ
ニウム(Gd)の含有量(x)が0.2の(Y0.983-x
Ce0.017 Gdx3 Al512蛍光粉末をトリガした
時のスペクトルである。
FIG. 5 shows (Y 0.983-x ) in which blue light having a wavelength of 460 nm and gadolinium (Gd) content (x) of 0.2 is used.
It is a spectrum when Ce 0.017 Gd x ) 3 Al 5 O 12 fluorescent powder is triggered.

【図6】本発明で、異なる波長の青色光で異なるガドリ
ニウム(Gd)含有量(x)の(Y0.983-x Ce0.017
Gdx3 Al512蛍光粉末をトリガしたスペクトル
であり、白色光発生の最良の曲線図である。
FIG. 6 shows (Y 0.983-x Ce 0.017 ) of different gadolinium (Gd) contents (x) for blue light of different wavelengths in the present invention.
FIG. 4 is a spectrum triggered by Gd x ) 3 Al 5 O 12 fluorescent powder, and is a best curve diagram of white light generation.

【図7】本発明の白色光源の製造方法の望ましいフロー
チャートである。
FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a white light source according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 鍛造ステップ 102 焼結ステップ 104 コーティングステップ 100 Forging step 102 Sintering step 104 Coating step

フロントページの続き (72)発明者 王 進龍 台湾桃園縣龍潭郷三林村民族路294巷20− 2號 (72)発明者 石 景仁 台湾台南市忠孝里崇明路268號6樓之1 Fターム(参考) 4H001 XA08 XA13 XA39 XA58 XA64 YA58 YA64 5F041 AA11 CA40 CA46 CA77 Continuing on the front page (72) Inventor Wang Jinlong 20-2 No. 294, Ethnic Road, Sanlin Village, Santan Village, Longtan Town, Taoyuan County, Taiwan No. 72 (72) Inventor Jing Jin, No. 268, No. 268, Chongming-ri, Thongxiao-ri, Tainan City, Taiwan F Term (Reference) 4H001 XA08 XA13 XA39 XA58 XA64 YA58 YA64 5F041 AA11 CA40 CA46 CA77

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 作業波長を調整可能な黄色光蛍光粉末で
あって、作業波長が430nm〜470nmの青色光照
射後に黄色光を発生し、且つこの黄色光蛍光粉末の配分
が(Y1-p-x Cep Gdx3 Al512とされ、青色
光の作業波長が変化する時に、ガドリニウム(Gd)の
モル比率xを調整することで黄色光蛍光粉末が高効率の
黄色光転換率を維持可能であることを特徴とする、黄色
光蛍光粉末。
1. A yellow light fluorescent powder capable of adjusting the working wavelength, wherein yellow light is generated after irradiation of blue light having a working wavelength of 430 nm to 470 nm, and the distribution of the yellow light fluorescent powder is (Y 1 -px). Ce p Gd x ) 3 Al 5 O 12, and when the working wavelength of blue light changes, adjusting the molar ratio x of gadolinium (Gd) allows the yellow light fluorescent powder to maintain a high efficiency yellow light conversion rate. A yellow light fluorescent powder, characterized in that it is possible.
【請求項2】 0≦p≦0.05、0≦x≦1であるこ
とを特徴とする、請求項1に記載の黄色光蛍光粉末。
2. The yellow light fluorescent powder according to claim 1, wherein 0 ≦ p ≦ 0.05 and 0 ≦ x ≦ 1.
【請求項3】 青色光の波長λ(nm)とガドリニウム
(Gd)のモル比率xが以下の関係式、即ち、 3x=A+Bλ+Cλ2 +Dλ 3+Eλ4 そのうち、A=126268.8005±0.3766
6 B=−1145.0025±0.37666 C=3.89314±0.00126 D=−0.00588±1.85931×10-6 E=3.33290×10-6±1.03219×10-9 に符合することを特徴とする、請求項1に記載の黄色光
蛍光粉末。
3. The relationship between the wavelength λ (nm) of blue light and the molar ratio x of gadolinium (Gd) is as follows: 3x = A + Bλ + Cλ 2 + Dλ 3 + Eλ 4 wherein A = 1262688.8005 ± 0.3766.
6 B = -1145.0025 ± 0.37666 C = 3.89314 ± 0.00126 D = −0.00588 ± 1.85931 × 10 −6 E = 3.3290 × 10 −6 ± 1.03219 × 10 The yellow light fluorescent powder according to claim 1, wherein the yellow light fluorescent powder corresponds to 9 .
【請求項4】 以下のステップ、即ち、 1.Y23 、Ce(No33 、Gd23 及びAl
(NO33 を使用してモル比がY:Ce:Gd:Al
=2.949−3x:0.051:3x:T、なお0≦
x≦1の混合物を形成し、研磨混合後に、1000℃の
空気中で24時間鍛造するステップ 2.1のステップで得られた物をさらに研磨混合し、さ
らに1500℃の空気中で24時間焼結させるステップ 3.2のステップで得られた物をさらに研磨した後、シ
リコンと重量比0.24:1を以て混合し、さらに波長
430〜470nmの青色光光源上にコーティングする
ステップ以上を包括してなる白色光源の製造方法。
4. The following steps: Y 2 O 3 , Ce (No 3 ) 3 , Gd 2 O 3 and Al
Using (NO 3 ) 3 , the molar ratio is Y: Ce: Gd: Al
= 2.949-3x: 0.051: 3x: T, where 0 ≦
Forming a mixture of x ≦ 1 and polishing and mixing, forging in air at 1000 ° C. for 24 hours. The material obtained in step 2.1 is further ground and mixed, and further baked in air at 1500 ° C. for 24 hours. Coupling Step 3.2 The material obtained in the step of 3.2 is further polished, mixed with silicon at a weight ratio of 0.24: 1, and further coated on a blue light source having a wavelength of 430 to 470 nm. Method for producing a white light source.
【請求項5】 請求項4の白色光源の製造方法におい
て、焼結のステップに代えてゲル法を採用可能であるこ
とを特徴とする、白色光源の製造方法。
5. The method for producing a white light source according to claim 4, wherein a gel method can be adopted instead of the sintering step.
【請求項6】 請求項4の白色光源の製造方法におい
て、焼結のステップに代えて共沈法を採用可能であるこ
とを特徴とする、白色光源の製造方法。
6. The method for manufacturing a white light source according to claim 4, wherein a coprecipitation method can be used instead of the sintering step.
【請求項7】 請求項4の白色光源の製造方法におい
て、青色光光源がInGaN型青色光発光ダイオードと
されたことを特徴とする、白色光源の製造方法。
7. The method for manufacturing a white light source according to claim 4, wherein the blue light source is an InGaN blue light emitting diode.
【請求項8】 請求項4の白色光源の製造方法におい
て、青色光光源の波長λ(nm)とガドリニウム(G
d)のモル比率は以下の関係式、即ち、 3x=A+Bλ+Cλ2 +Dλ 3+Eλ4 そのうち、A=126268.8005±0.3766
6 B=−1145.0025±0.37666 C=3.89314±0.00126 D=−0.00588±1.85931×10-6 E=3.33290×10-6±1.03219×10-9 以上に符合することを特徴とする、白色光源の製造方
法。
8. The method according to claim 4, wherein the wavelength λ (nm) of the blue light source and the gadolinium (G)
The molar ratio of d) is expressed by the following relational expression: 3x = A + Bλ + Cλ 2 + Dλ 3 + Eλ 4 where A = 1262688.8005 ± 0.3766
6 B = -1145.0025 ± 0.37666 C = 3.89144 ± 0.00126 D = −0.00588 ± 1.85931 × 10 −6 E = 3.3290 × 10 −6 ± 1.03219 × 10 − A method for producing a white light source, wherein the method satisfies 9 or more.
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