JP2008153700A - 表示装置および照明装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】赤色発光部および緑色発光部にそれぞれ赤色蛍光体5および緑色蛍光体6を設ける。赤色蛍光体5および緑色蛍光体6を粒径が励起子ボーア半径の2倍以下の結晶により構成する。赤色発光部および緑色発光部では、GaN系発光ダイオード2から発せられる青色の光により赤色蛍光体5および緑色蛍光体6を励起してそれぞれ赤色および緑色を発光する。青色発光部ではGaN系発光ダイオード2から発せられる青色の光をそのまま用いる。
【選択図】図7
Description
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ナノクリスタル バルク
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輝度 69cd/m2 14.2cd/m2
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このような高い量子効果と量子サイズ効果とが物理的にどのように関係しているかは未だ明確に説明されていないが、電子−正孔対形成による振動子強度の増大、エネルギー準位の量子化による発光に寄与しない状態密度の減少、結晶格子の歪みによる発光中心付近の結晶場の変化の影響、結晶表面処理などが関係していると考えられる。これらのうちどの要素が発光効率に有効に寄与しているかは明らかではないが、以下に説明する励起子ボーア半径以下の大きさの結晶で、発光効率の増大が報告されている。ここで、励起子ボーア半径とは励起子の存在確率の広がりを示すもので、4πε0 h2 /me2 (ただし、ε0 は材料の低周波誘電率、hはプランク定数、mは電子および正孔の有効質量から得られる換算質量、eは電子の電荷)で表される。例えば、ZnSの励起子ボーア半径は2nm程度である。
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表面処理 アクリル酸 無
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輝度 69cd/m2 9.4cd/m2
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蛍光体としてZnSe量子ドットを用いた場合について説明する。本来室温ではZnSeは2.58eVのバンドギャップを有するが、結晶サイズを粒径8.5±1.5nm程度まで小さくすると、量子サイズ効果によりバンドギャップは2.8eV程度に大きくなり、波長435nm付近にバンド端発光が観測される(図3)。ZnSeの励起子ボーア半径は4nm程度なので、この蛍光体の結晶粒径はこれとほぼ同程度と考えられる。この蛍光体は、紫外線照射により化学反応を誘起することで、結晶表面のダングリングボンドをターミネイトすることができ、さらに結晶表面に生成される反応物質がポテンシャル障壁となるので、理想的な量子井戸構造を形成することができる。このため、紫外線処理により図4に示すように発光強度を著しく増大させることができる。
この発明は、本発明者による以上のような検討に基づいて案出されたものである。
この発明において、発光素子は、典型的には、一次元または二次元のアレイ状に配置される。また、これらの発光素子は、典型的には、サファイア基板、SiC基板、ZnO基板などの基板上に窒化物系III−V族化合物半導体を成長させることにより形成される。
この発明の第2の発明によれば、蛍光体が励起子ボーア半径の2倍以下の粒径を有する結晶からなることにより、高輝度、低消費電力、薄型の照明装置を実現することができる。
Claims (6)
- 窒化物系III−V族化合物半導体を用いた青色の光を発する発光素子と、
上記発光素子から発せられる光により励起される蛍光体とを有し、
上記蛍光体が励起子ボーア半径の2倍以下の粒径を有する結晶からなり、
上記蛍光体は赤色発光部および緑色発光部にそれぞれ設けられた赤色蛍光体および緑色蛍光体からなり、上記発光素子から発せられる光によりこれらの赤色蛍光体および緑色蛍光体が励起されてそれぞれ赤色および緑色を発光するとともに、青色発光部は上記発光素子から青色を発光するように構成されている表示装置。 - 上記結晶の粒径が6〜10nmである請求項1記載の表示装置。
- 上記赤色蛍光体および上記緑色蛍光体を構成する結晶はZn1-x Cdx Se(ただし、0<x≦1)からなる請求項2記載の表示装置。
- 上記結晶が量子井戸構造を有する請求項1〜3のいずれか一項記載の表示装置。
- 上記発光素子がアレイ状に配置されている請求項1記載の照明装置。
- 窒化物系III−V族化合物半導体を用いた青色の光を発する発光素子と、
上記発光素子から発せられる光により励起される蛍光体とを有し、
上記蛍光体が励起子ボーア半径の2倍以下の粒径を有する結晶からなり、
上記蛍光体は赤色発光部および緑色発光部にそれぞれ設けられた赤色蛍光体および緑色蛍光体からなり、上記発光素子から発せられる光によりこれらの赤色蛍光体および緑色蛍光体が励起されてそれぞれ赤色および緑色を発光するとともに、青色発光部は上記発光素子から青色を発光するように構成されている照明装置。
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