JP2003027056A - ピンク色発光デバイス - Google Patents
ピンク色発光デバイスInfo
- Publication number
- JP2003027056A JP2003027056A JP2002051595A JP2002051595A JP2003027056A JP 2003027056 A JP2003027056 A JP 2003027056A JP 2002051595 A JP2002051595 A JP 2002051595A JP 2002051595 A JP2002051595 A JP 2002051595A JP 2003027056 A JP2003027056 A JP 2003027056A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light emitting
- pink
- powder
- emitting device
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 69
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 229910019901 yttrium aluminum garnet Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N aluminum;oxygen(2-);yttrium(3+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Y+3] JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 23
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 22
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 13
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical group [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052773 Promethium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N dysprosium atom Chemical compound [Dy] KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N holmium atom Chemical compound [Ho] KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N lutetium atom Chemical compound [Lu] OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium atom Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VQMWBBYLQSCNPO-UHFFFAOYSA-N promethium atom Chemical compound [Pm] VQMWBBYLQSCNPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium atom Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N terbium atom Chemical compound [Tb] GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- FRNOGLGSGLTDKL-UHFFFAOYSA-N thulium atom Chemical compound [Tm] FRNOGLGSGLTDKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 13
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 11
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 11
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 5
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 4
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 4
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 150000007529 inorganic bases Chemical class 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 150000007530 organic bases Chemical class 0.000 description 4
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 4
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010671 solid-state reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910002492 Ce(NO3)3·6H2O Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 3
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- 239000013522 chelant Substances 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 239000011833 salt mixture Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 1
- 101150051106 SWEET11 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001748 luminescence spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 description 1
- 210000001328 optic nerve Anatomy 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- -1 phosphor yttrium aluminum Chemical compound 0.000 description 1
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 1
- 238000000628 photoluminescence spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H01L33/48—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 characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/50—Wavelength conversion elements
- H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
- H01L33/502—Wavelength conversion materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
- C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
- C09K11/7774—Aluminates
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
(Y3-x-yCexZy)Al5O12又は式(Y3CexZy)
Al5O12のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光
粉末(A,B,C)を含有する蛍光体を有する高輝度ピ
ンク色発光デバイスであって、発光要素が400nm〜
450nmの波長の紫色から青色の光(D)を放出し、
0<x≦0.8、0.5<y≦2.5であり、且つZが
セリウム(Ce)以外の希土類金属からなる群より選択
される、高輝度ピンク色発光デバイスとする。
Description
イス、特に発光ダイオード及び蛍光体を含むピンク色発
光デバイスに関する。
イオード(LED)は、従来の光源を超える多くの利
点、例えば小さい体積、良好な発光効率、長寿命(数十
万時間にも達する)、準備のための暖めが不要なこと、
速い操作応答速度、高い信頼性、耐破壊性、最少化され
た又はマトリックスの要素を作る用途の要求に応じる高
い柔軟性、熱放射がないこと、及び水銀のような毒性物
質の汚染がないという利点を有する。更にLEDと適当
な蛍光粉末を組み合わせると、様々な色の光を混合する
ことによって白色のLEDが得られる。このような白色
のLEDは比較的小さい電圧及び電流(約20mA)で
操作することができ、太陽光に相当する色温度(8,0
00K)を提供し、且つ高性能の蛍光ランプ(3波長タ
イプ)に近い色を与える。
以来使用されてきている。しかしながらフルカラーLE
Dは、1993年に日亜化学(日本国)が高効率GaI
nN系青色LEDを開発してから実現されている。黄色
又はオレンジ色のLEDのような特定の色のLEDが開
発されてきているが、ピンク色のLEDはまだ開発され
ていない。しかしながらピンク色のLEDが強く求めら
れている。
発光デバイスを提供することである。このピンク色発光
デバイスは、発光要素としての発光ダイオードと、イッ
トリウムアルミニウムガーネット蛍光粉末を含有する蛍
光体を有する。ここでは、ダイオードが400nm〜4
50nmの波長の光を放出し、この光が蛍光体のイット
リウムアルミニウムガーネット蛍光粉末を励起させて、
波長が575nm〜585nmの他の光を放出させ、そ
れによって2つの光が組み合わさって、均一なピンク色
の光をもたらす。
点と共に本発明のより完全な用途を説明する。以下の詳
細な説明では特定のイットリウムアルミニウムガーネッ
ト蛍光粉末、その調製方法、及び発光デバイスでのその
使用を提供する。
12又は式(Y3CexZy)Al5O12のイットリウムアル
ミニウムガーネット蛍光粉末に関する(ここで0<x≦
0.8、0.5<y≦2.5であり、Zはセリウム(C
e)以外の希土類金属からなる群より選択される)。セ
リウム(Ce)以外のこの希土類金属としては、ガドリ
ニウム(Gd)、プラセオジム(Pr)、ネオジム(N
d)、プロメチウム(Pm)、サマリウム(Sm)、テ
ルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウ
ム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、
イッテルビウム(Yb)及びルテチウム(Lu)を挙げ
ることができる。好ましくは式(Y3-x- yCexZy)A
l5O12又は式(Y3CexZy)Al5O12において、0
<x≦0.4、1.0<y≦2.5であり、Zはガドリ
ニウム(Gd)である。本発明の蛍光粉末は、少なくと
も2つの光学的な活性中心(セリウムと、セリウム以外
の希土類金属)を有するので、組成物の成分又は他の比
を調節して、比較的広い色スペクトルのピンク色の光、
及び高度に均一な色及び大きい輝度のような良好な発光
性質を得ることができる。特に、400nm〜450n
mの波長の紫から青色の発光を行うことができる発光ダ
イオードによって励起させた場合、本発明の蛍光粉末
は、575nm〜585nmの波長のオレンジ色−黄色
から赤色の光を放出する。これら2つの色が組み合わさ
ると、均一なピンク色の光が得られる。
ための任意の従来の方法によって作ることができる。こ
の方法は、固体状態反応プロセス及び化学合成プロセス
を含む。この中で固体状態反応プロセスは、所望の比で
金属含有材料を混合する工程を含む。混合物に、磨砕、
熱分解、か焼、焼結及び還元処理を行って、蛍光粉末を
作る。しかしながらそのようにして得た蛍光粉末の均一
性は低く、それらの粒度は大きく均一ではない。反対
に、化学合成プロセスは、所望の純度、均一性及び粒度
を有する蛍光粉末を提供する。従って化学合成プロセ
ス、特にゲル化プロセス及び共沈プロセスは、本発明の
蛍光粉末の調製に好ましい。
セスは、(1)所望の蛍光粉末中の金属の比で、所望の
金属を含有する水溶性化合物を磨砕及び均一混合して、
金属粉末混合物を得ること、(2)粉末混合物を水に溶
解させて、水溶液を作ること、(3)水溶液に適当な量
のキレート化剤を加えて、水溶液中で金属をキレート化
すること、(4)水溶液のpH値を調節して3又はそれ
よりも大きくし、水溶液を粘性液体にすること、(5)
粘性液体を熱分解させて灰にすること、(6)灰をか焼
すること、並びに(7)か焼された灰を焼結させるこ
と、を含む。
当な化合物、例えば所望の金属の塩又は有機化合物でよ
い。
オン水であり、より好ましくは2次脱イオン水(second
ary de-ionized water)である。
択された金属とキレートを形成することができる有機又
は無機化合物である。適当なキレート化剤としては、限
定するわけではないが、有機酸、例えばクエン酸を挙げ
ることができる。
pH値を3又はそれよりも大きく、好ましくは7又はそ
れよりも大きく、より好ましくは10又はそれよりも大
きくする。塩基は有機塩基、無機塩基等でよい。適当な
有機塩基としては、限定するわけではないが、アミン、
例えばエチレンジアミンを挙げることができる。適当な
無機塩基としては、限定するわけでないが、アンモニア
液を挙げることができる。
を調節した後で、任意の適当な様式を使用して、粘性液
体の形成を促進することができる。例えば撹拌と組み合
わせて加熱処理を使用して、この形成を促進することが
できる。ここで加熱温度は好ましくは、120℃以下で
ある。
とができる。熱分解温度の選択は、含有される金属の種
類、並びに粘性液体中の有機物質の大部分及び窒素酸化
物の一部を分解させることができる効果に依存してい
る。一般に熱分解温度は400℃以下、例えば300℃
である。工程(5)の前に冷却工程を随意に使用して、
粘性液体を冷却しゲル化させる。
は、当該技術分野で一般的なものである。選択される金
属に依存して、当業者は適当な温度、時間及び加熱/冷
却速度を選択してこれらの工程を行うことができる。例
えば(Y0.05Ce0.05Gd2.4)Al5O12の調製のため
には、か焼温度は900℃〜1,200℃、例えば1,
000℃、焼結温度は1,200℃〜1,600℃、例
えば1,500℃でよい。か焼及び焼結の両方を空気中
で行うことができる。これらの加熱/冷却速度は、1℃
/分〜10℃/分、例えば5℃/分でよい。工程(6)
のか焼された灰は、工程(7)の前に随意に粉砕するこ
とができる。
に、高温の還元雰囲気において還元することができる。
還元雰囲気は、任意の適当なガス又はガス混合物であっ
てよい。例えば還元雰囲気は、随意の割合、例えばH2
/N2(5%/95%)の、水素及び窒素の混合物であ
ってよい。当業者は適当な還元温度及び時間を選択し
て、還元を行うことができる。還元温度は典型的に13
00℃〜1,550℃、例えば1,500℃であり、還
元時間は典型的に6〜18時間、例えば12時間であ
る。
セスは、(1)所望の蛍光粉末中の金属の比で、所望の
金属を含有する水溶性化合物を磨砕及び均一混合して、
金属粉末混合物を得ること、(2)粉末混合物を水に溶
解させて、水溶液を作ること、(3)水溶液のpH値を
調節して7又はそれよりも大きくし、それによって水溶
液をゲルにすること、(4)ゲルを熱分解して灰にする
こと、(5)灰をか焼すること、並びに(6)か焼され
た灰を焼結させること、を含む。
当な化合物、例えば所望の金属の塩又は有機化合物でよ
い。
イオン水であり、より好ましくは2次脱イオン水であ
る。
H値を調整し、pH値を3又はそれよりも大きく、好ま
しくは7又はそれよりも大きく、より好ましくは10又
はそれよりも大きくする。塩基は有機塩基、無機塩基等
でよい。適当な有機塩基としては、限定するわけではな
いが、アミン、例えばエチレンジアミンを挙げることが
できる。適当な無機塩基としては、限定するわけでない
が、アンモニア液を挙げることができる。
を調節した後で、混合のような任意の適当な様式を使用
して、ゲル形成を促進することができる。随意に吸引と
組み合わせたろ過操作は、ゲルの形成を促進することが
できる。
とができる。熱分解温度の選択は、含有される金属の種
類、並びにゲル中の有機物質の大部分及び窒素酸化物の
一部を分解させることができる効果に依存している。一
般に熱分解温度は400℃以下、例えば300℃であ
る。
(6)の前に随意に粉砕(磨砕)することができる。
は、当該技術分野で一般的なものである。選択される金
属に依存して、当業者は適当な温度、時間及び加熱/冷
却速度を選択して、これらの工程を行うことができる。
例えば(Y0.05Ce0.05Gd2. 4)Al5O12の調製のた
めには、か焼温度は900℃〜1,200℃、例えば
1,000℃、焼結温度は1,200℃〜1,600
℃、例えば1,500℃でよい。か焼及び焼結の両方を
空気中で行うことができる。これらの加熱/冷却速度
は、1℃/分〜10℃/分、例えば5℃/分でよい。
に、高温の還元雰囲気において還元することができる。
還元雰囲気は、任意の適当なガス又はガス混合物であっ
てよい。例えば還元雰囲気は、随意の割合、例えばH2
/N2(5%/95%)の、水素及び窒素の混合物であ
ってよい。当業者は適当な還元温度及び時間を選択し
て、還元を行うことができる。還元温度は典型的に13
00℃〜1,550℃、例えば1,500℃であり、還
元時間は典型的に6〜18時間、例えば12時間であ
る。
することによって、ゲル化プロセス及び共沈プロセスを
使用して、本発明の任意の所望の蛍光粉末を作ることが
できる。そのようにして得られた生成物は、固体状態反
応プロセスによって調製したものと比較して、比較的微
細で且つ比較的均一な粒子を有する。
する。このピンク色発光デバイスは、発光要素としての
紫色から青色の発光ダイオードと、式(Y3-x-yCexZ
y)Al5O12又は式(Y3CexZy)Al5O12のイット
リウムアルミニウムガーネット蛍光粉末を含む蛍光体を
有する(ここで0<x≦0.8、0.5<y≦2.5で
あり、Zはセリウム(Ce)以外の希土類金属からなる
群より選択される)。セリウム以外のこの希土類金属の
元素としては、ガドリニウム(Gd)、プラセオジム
(Pr)、ネオジム(Nd)、プロメチウム(Pm)、
サマリウム(Sm)、テルビウム(Tb)、ジスプロシ
ウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、エルビウム(E
r)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)及び
ルテチウム(Lu)を挙げることができる。好ましく
は、式(Y3-x-yCexZy)Al5O12又は式(Y3Cex
Zy)Al5O12において、0<x≦0.4、1.0<y
≦2.5であり、Zはガドリニウム(Gd)である。
ダイオードが、400nm〜450nmの波長の紫から
青色の光を放出し、この光がイットリウムアルミニウム
ガーネット蛍光粉末を励起させて、575nm〜585
nmのオレンジ色−黄色からオレンジ色の光を放出させ
る。これら2つの色が組み合わさると、ピンク色の光が
得られる。
を含有するイットリウムアルミニウムガーネット蛍光粉
末から作られる蛍光体では、400nm〜450nmの
波長の紫色から青色の光を放出する発光ダイオードによ
って蛍光体を励起させて、575nm〜585nmのオ
レンジ色−黄色からオレンジ色の光を放出させる。紫色
から青色の光をオレンジ色−黄色からオレンジ色の光と
組み合わせると、均一な色を有するピンク色の光が提供
され、その明るさは、ガドリニウムを伴わずにユーロピ
ウムのみを含有する蛍光粉末から作られた蛍光体によっ
て提供される明るさよりも大きい。蛍光材料の光学的な
性質を試験するために、光ルミネセンス分光装置を使用
して、蛍光体のルミネセンススペクトルの走査を行い、
そして放出スペクトルを走査するためのルミネセンス波
長をルミネセンススペクトルに基づいて決定する。少な
くとも2種類の光学的に活性な中心を含む本発明のイッ
トリウムアルミニウムガーネット蛍光体は、400nm
〜450nmの波長の紫色から青色の光によって励起さ
せて、575nm〜585nmの波長のオレンジ色−黄
色からオレンジ色の光を放出させることができる。蛍光
体を見ると、大きい輝度のピンク色の光が観察される。
これは、視覚神経は異なる波長の2つの光によって同時
に刺激されると、光源の色とは異なる新しい色を感知す
ることによる。(x、y)によって示される色の色度
は、2つの元々の光の波長の色度の間に引いた線を考慮
して、相対的な光の強度から計算することができる。従
って従来の技術を用いることによって、本発明の蛍光粉
末を適当な材料に支持させ又は固定して、蛍光体を作る
ことができる。400nm〜450nmの波長の光を放
出する光源としての発光ダイオードと組み合わせた蛍光
体に適当な電流を提供して、発光性が良好なピンク色発
光ダイオードを提供することができる。
O12(ここでxは0.05、yはそれぞれ1.2、1.
8及び2.4)の例3のイットリウムアルミニウムガー
ネット蛍光体のX線粉末回折スペクトルを示している。
図1で示されているように、式Y3Al5O12のイットリ
ウムアルミニウムガーネット蛍光体の標準X線粉末回折
スペクトルと比較すると、合成された生成物は全て純粋
な相であることが分かる。蛍光粉末の成分は粉末のルミ
ネセンス効率に密接に関連しているので、本発明の方法
によって作られる蛍光粉末は実際に純粋な相の要求を満
たす。図2は、励起源としての450nmの波長の光に
よって検知した上述の式(Y3-x-yCexGdy)Al5O
12の蛍光体の放出スペクトルである。図2で示されてい
るように、蛍光粉末中においてイットリウムをガドリニ
ウムで比較的多く置換すると、粉末の蛍光波長分布は比
較的長波長に移る。これはいわゆる赤方偏移(レッドシ
フト)である。図3は、放出スペクトルのデータが、国
際照明委員会(CIE)によって1931年に定められ
た色度図によって、蛍光体の色度に換算されること示し
ている。式(Y3-x-yCexGdy)Al5O12(ここでx
は0.05、yはそれぞれ1.2、1.8及び2.4)
の蛍光体の色度をそれぞれA、B及びCとして示し、且
つ450nmの波長の光の色度(0.1738、0.0
049)をDとして示している。それぞれ点A、B及び
CからDに点線を引いている。図3で示されるように、
点線は色度図のピンク色の領域を通過していることが分
かる。言い換えると、色及び光の組み合わせの原理に従
って、450nmの波長の光とオレンジ色−黄色又はオ
レンジ色の光(点A、B及びC)によって同時に視覚神
経が刺激されると、ピンク色が観察される。紫色又は青
色の光を放出するダイオードと組み合わせた(Y3-xE
ux)Al5O12のような単一のルミネセンス中心を有す
る従来の蛍光粉末の使用は、ピンク色の領域の左半分の
部分に入る色度の光源を提供することができないことに
注目すべきである。蛍光粉末の成分は明らかに重要であ
る。従って優れたルミネセンス特性を有するピンク色発
光ダイオードは、適当な割合で本発明の蛍光粉末と適当
な材料を混合し、紫色又は青色の光を発光するダイオー
ドを、適当な波長の光を放出させるための光源として使
用し、混合物及びダイオードを適当にパッキングし、そ
して適当な電流を提供することによって作ることができ
る。
する。これらの例から、当業者は本発明を更に理解する
ことができる。しかしながら、これらの例は本発明を限
定するものではないことを理解すべきである。
5の組成を得るために、[Y(NO3)3・6H2O]
(0.4021g)、[Al(NO3)3・9H2O]
(3.5748g)、[Ce(NO3)3・6H2O]
(0.0418g)、及び[Gd(NO3)3・5H
2O](1.9824g)を化学量論量で混合した。原
料を磨砕及び均一混合して、粉末混合物を作った。粉末
混合物をるつぼに入れ、空気中で5℃/分の加熱速度で
1,000℃に加熱して、か焼を行った。24時間後
に、5℃/分の冷却速度で粉末を室温まで冷却した。
気中で24時間にわたって1,500℃で焼結させた。
焼結工程の加熱及び冷却速度は5℃/分であった。
/N2(5%/95%)の還元雰囲気において1,50
0℃で12時間にわたって還元した。還元工程はCe4+
をCe 3+に還元し、それによって粉末の明るさを改良し
た。最後に、粉末を室温まで冷却して、組成(Y0.55C
e0.05Gd2.4)Al5O12の蛍光粉末を得た。
5の組成を得るために、[Y(NO3)3・6H2O]
(0.4021g)、[Al(NO3)3・9H2O]
(3.5748g)、[Ce(NO3)3・6H2O]
(0.0418g)、及び[Gd(NO3)3・5H
2O](1.9824g)を化学量論量で混合した。塩
混合物を2次脱イオン水に溶解して、水溶液を得た。
中の金属イオンのモル数と同じモル数で水溶液に加え
た。アンモニア液又はエチレンジアミンのような塩基を
水溶液に加えて、水溶液のpHの値を調節して10.5
にした。水溶液を100〜120℃に加熱して、粘性液
体を作った。粘性液体を冷却してゲルを作った。ゲルを
300℃に加熱して、ゲル中の有機物質の大部分と窒素
酸化物の一部を分解して、暗い茶色の灰を提供した。
の加熱速度で1,000℃に加熱して、か焼を行って粉
末を作った。24時間後に、5℃/分の冷却速度で粉末
を室温まで冷却した。か焼した粉末をるつぼに入れ、空
気中で24時間にわたって1,500℃で焼結させた。
焼結工程の加熱及び冷却速度は5℃/分であった。
500℃のH2/N2(5%/95%)の還元雰囲気にお
いて随意に還元した。還元工程はCe4+をCe3+に還元
し、それによって粉末の明るさを改良した。最後に、粉
末を室温まで冷却して、組成(Y0.55Ce0.05G
d2.4)Al5O12の蛍光粉末を得た。
5の組成を得るために、[Y(NO3)3・6H2O]
(0.4021g)、[Al(NO3)3・9H2O]
(3.5748g)、[Ce(NO3)3・6H2O]
(0.0418g)、及び[Gd(NO3)3・5H
2O](1.9824g)を化学量論量で混合した。塩
混合物を2次脱イオン水に溶解して、水溶液を得た。
な塩基を水溶液に加えて、水溶液のpH値を調節して1
0.5にした。溶液を撹拌してゲル溶液を作り、そして
吸入によってろ過して白色のゲルを得た。この白色のゲ
ルを空気中において300℃に加熱し、ゲル中の有機物
質の大部分と窒素酸化物の一部を分解して、暗い茶色の
灰を提供した。
℃/分の加熱速度で1,000℃に加熱して、か焼を行
って粉末を作った。24時間後に、5℃/分の冷却速度
で粉末を室温まで冷却した。か焼した粉末をるつぼに入
れ、空気中で24時間にわたって1,500℃で焼結さ
せた。焼結工程の加熱及び冷却速度は5℃/分であっ
た。
500℃のH2/N2(5%/95%)の還元雰囲気にお
いて随意に還元して、Ce4+をCe3+に還元し、それに
よって粉末の明るさを改良した。
(Y0.55Ce0.05Gd2.4)Al5O12の蛍光体を得た。
この蛍光体は、るつぼにおいて粉砕具で粉砕した。蛍光
体はX線粉末回折解析によって試験して、結晶構造が純
粋な相であるかどうかを評価し、その発光性能に関して
光ルミネセンス分光装置によって試験した。
(NO3)3・5H2O]の量を変化させて、Y:Ce:
Gd:Alの化学量論比を1.75:0.05:1.
2:5及び1.15:0.05:1.8:5としたこと
を除いて、上述の工程を繰り返して、式(Y1.75Ce
0.05Gd1.2)Al5O12又は(Y1.15Ce0.05G
d1.8)Al5O12の蛍光粉末を得た。そのようにして得
られた蛍光粉末の発光性質も測定した。
範囲内で、本明細書の記載で説明した以外の特定の様式
によって実施することができる。従って上記の本発明の
態様は、限定的なものではなく単なる例示であることを
理解できる。従って、主格子に少なくとも2つの光学的
に活性な中心を有して、高い色の均一性及び大きい明る
さのような良好な発光性を提供するイットリウムアルミ
ニウムガーネットから作られる蛍光体での全ての変更
は、本発明の範囲に含まれる。
12(ここでxは0.05、yはそれぞれ1.2、1.8
及び2.4)の例3のイットリウムアルミニウムガーネ
ット蛍光体のX線粉末回折スペクトルを示している。
によって検知された例3のイットリウムアルミニウムガ
ーネット蛍光体の発光スペクトルを示している。
らそれぞれ、450nmの波長の光を示す色度の点Dに
引いた点線が、色度図のピンクの領域を通過することを
示している。
Claims (5)
- 【請求項1】 発光要素としての発光ダイオードと、式
(Y3-x-yCexZy)Al5O12又は式(Y3CexZy)
Al5O12のイットリウムアルミニウムガーネット蛍光
粉末を含有する蛍光体を有する高輝度ピンク色発光デバ
イスであって、前記発光要素が400nm〜450nm
の波長の紫色から青色の光を放出し、0<x≦0.8、
0.5<y≦2.5であり、且つZがセリウム(Ce)
以外の希土類金属からなる群より選択される、高輝度ピ
ンク色発光デバイス。 - 【請求項2】 前記セリウム以外の希土類金属が、ガド
リニウム(Gd)、プラセオジム(Pr)、ネオジム
(Nd)、プロメチウム(Pm)、サマリウム(S
m)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、
ホルミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム
(Tm)、イッテルビウム(Yb)又はルテチウム(L
u)を含む、請求項1に記載のピンク色発光デバイス。 - 【請求項3】 Zがガドリニウムである、請求項1に記
載のピンク色発光デバイス。 - 【請求項4】 前記蛍光粉末が、紫から青色の光によっ
て励起されて、575nm〜585nmの波長のオレン
ジ色−黄色からオレンジ色の光を放出する、請求項1に
記載のピンク色発光デバイス。 - 【請求項5】 前記イットリウムアルミニウムガーネッ
ト蛍光粉末が、(1)前記蛍光粉末中の金属の比として
所望な比で、所望の金属を含有する水溶性化合物を磨砕
及び均一混合して、金属粉末混合物を提供すること、
(2)前記粉末混合物を水に溶解させて、水溶液を作る
こと、(3)前記水溶液のpH値を調節して3又はそれ
よりも大きくし、それによって前記水溶液をゲルにする
こと、(4)前記ゲルを熱分解して灰にすること、
(5)前記灰をか焼すること、並びに(6)か焼された
前記灰を焼結させて、前記蛍光粉末を作ること、を含む
方法によって調製されている、請求項1に記載のピンク
色発光デバイス。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW090115614A TWI287569B (en) | 2001-06-27 | 2001-06-27 | Yttrium aluminium garnet fluorescent powder comprising at least two optical active center, its preparation and uses |
TW090115614 | 2001-06-27 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003027056A true JP2003027056A (ja) | 2003-01-29 |
Family
ID=21678642
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002051595A Pending JP2003027056A (ja) | 2001-06-27 | 2002-02-27 | ピンク色発光デバイス |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20030001495A1 (ja) |
JP (1) | JP2003027056A (ja) |
DE (1) | DE10202741A1 (ja) |
TW (1) | TWI287569B (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010520337A (ja) * | 2007-03-06 | 2010-06-10 | メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | pcLEDのためのドープしたガーネット製の発光団 |
KR20140015392A (ko) * | 2011-02-24 | 2014-02-06 | 닛토덴코 가부시키가이샤 | 형광체 성분을 갖는 발광 복합물 |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100740384B1 (ko) | 2003-01-17 | 2007-07-16 | 라이트-온 테크놀로지 코오포레이숀 | 형광 분말 조성물과 이 형광 분말 조성물에 의해 고휘도의 백색광 발광 다이오드를 제조하는 방법 |
CN1297017C (zh) * | 2003-01-28 | 2007-01-24 | 诠兴开发科技股份有限公司 | 粉红光发光二极管 |
US7038370B2 (en) * | 2003-03-17 | 2006-05-02 | Lumileds Lighting, U.S., Llc | Phosphor converted light emitting device |
DE10360546A1 (de) * | 2003-12-22 | 2005-07-14 | Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH | Leuchtstoff und Lichtquelle mit derartigem Leuchtstoff |
US9120975B2 (en) | 2006-10-20 | 2015-09-01 | Intematix Corporation | Yellow-green to yellow-emitting phosphors based on terbium-containing aluminates |
US8475683B2 (en) | 2006-10-20 | 2013-07-02 | Intematix Corporation | Yellow-green to yellow-emitting phosphors based on halogenated-aluminates |
US8529791B2 (en) | 2006-10-20 | 2013-09-10 | Intematix Corporation | Green-emitting, garnet-based phosphors in general and backlighting applications |
US8133461B2 (en) * | 2006-10-20 | 2012-03-13 | Intematix Corporation | Nano-YAG:Ce phosphor compositions and their methods of preparation |
TW200827430A (en) * | 2006-12-28 | 2008-07-01 | Wang yong qi | Warm white light emission diode and its orange yellowish fluorescence powder |
CN102329614B (zh) * | 2011-07-19 | 2013-05-08 | 彩虹集团公司 | Led 荧光粉的制备方法 |
US8976321B2 (en) * | 2012-05-24 | 2015-03-10 | Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. | Fluorescent powder mixture, manufacturing method for the same, and corresponding liquid crystal display device |
CN103059860B (zh) * | 2012-09-17 | 2015-01-07 | 温州大学 | 一种锰掺杂钇铝石榴石单晶材料及其应用 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW383508B (en) * | 1996-07-29 | 2000-03-01 | Nichia Kagaku Kogyo Kk | Light emitting device and display |
-
2001
- 2001-06-27 TW TW090115614A patent/TWI287569B/zh not_active IP Right Cessation
-
2002
- 2002-01-04 US US10/037,581 patent/US20030001495A1/en not_active Abandoned
- 2002-01-24 DE DE10202741A patent/DE10202741A1/de not_active Withdrawn
- 2002-02-27 JP JP2002051595A patent/JP2003027056A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010520337A (ja) * | 2007-03-06 | 2010-06-10 | メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | pcLEDのためのドープしたガーネット製の発光団 |
KR20140015392A (ko) * | 2011-02-24 | 2014-02-06 | 닛토덴코 가부시키가이샤 | 형광체 성분을 갖는 발광 복합물 |
JP2014514368A (ja) * | 2011-02-24 | 2014-06-19 | 日東電工株式会社 | 蛍光体成分を有する発光複合材 |
KR101952138B1 (ko) | 2011-02-24 | 2019-02-26 | 닛토 덴코 가부시키가이샤 | 형광체 성분을 갖는 발광 복합물 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20030001495A1 (en) | 2003-01-02 |
DE10202741A1 (de) | 2003-01-16 |
TWI287569B (en) | 2007-10-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Bandi et al. | Citric based sol–gel synthesis and luminescence characteristics of CaLa2ZnO5: Eu3+ phosphors for blue LED excited white LEDs | |
Liao et al. | Sol–gel preparation and photoluminescence properties of LiLa (MoO4) 2: Eu3+ phosphors | |
KR20040012846A (ko) | 광역스펙트럼 테르븀을 포함한 가넷 인광물질과 그것과결합한 백색광원 | |
Wang et al. | Luminescent properties of Eu3+-activated Sr3B2SiO8: A red-emitting phosphor for white light-emitting diodes | |
JP2003027056A (ja) | ピンク色発光デバイス | |
Li et al. | Energy transfer and luminescence properties of Ba2CaMoO6: Eu3+ phosphors prepared by sol–gel method | |
US7147803B2 (en) | Process for the preparation of pink light-emitting diode with high brightness | |
Zhang et al. | Tunable luminescence and energy transfer properties of Ca19Mg2 (PO4) 14: Ce3+, Tb3+, Mn2+ phosphors | |
CN101307228B (zh) | 氯铝硅酸盐荧光粉及其制备方法 | |
Guo et al. | Crystal structure, thermally stability and photoluminescence properties of novel Sr10 (PO4) 6O: Eu2+ phosphors | |
Du et al. | Luminescence properties of Ba2Mg (BO3) 2: Eu2+ red phosphors synthesized by a microwave-assisted sol-gel route | |
Yu et al. | Preparation and investigation of Dy 3+/Tm 3+-doped NaGd (MoO 4) 2 with thermal stability and tunable white light emission for LED applications | |
CN1311054C (zh) | 钇铝石榴石型荧光粉及其制法与应用 | |
Singh et al. | An insight into the luminescence properties of Ce3+ in garnet structured CaY2Al4SiO12: Ce3+ phosphors | |
CN103275713A (zh) | 一种稀土钼酸盐红色荧光粉、制备方法及应用 | |
CN110591711B (zh) | 一种用于白光led的镓酸盐红色荧光粉及其制备方法 | |
CN111187622A (zh) | 白光led用单一基质磷酸盐荧光粉及其制备方法 | |
CN106281322A (zh) | 一种高效稳定led氮化物红色荧光粉及其制备方法 | |
CN107033903B (zh) | 一种稀土离子及过渡金属离子掺杂的单基质磷酸盐白色荧光粉及其制备方法 | |
CN106947473B (zh) | 一类镨掺杂硼酸盐红色发光材料和制备方法及其用途 | |
CN115873595A (zh) | 一种可调控红光与近红外稀土发光材料及制备方法和红外led装置 | |
TWI326704B (en) | A phosphor and method for making the same | |
CN107974252B (zh) | 一种氮化物发光材料及包含其的发光装置 | |
CN110373186B (zh) | 一种不含稀土的红色荧光粉及其制备方法 | |
CN105860971A (zh) | 一种稀土离子掺杂的铌酸锆荧光粉及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051202 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051206 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20060303 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20060308 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060801 |