JP2012531043A - 蛍光体変換赤外線led関連アプリケーション - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
[0008] ある態様では、a)光源、および、b)蛍光体材料を光源にエネルギダウンコンバートするエネルギを包含するストークス放射発光デバイスが提供される。蛍光体材料は、前記光源から発される光エネルギを吸収し、前記吸収された光エネルギに応答して赤外線を放射する少なくとも一つの赤外線放射発光蛍光体を含むことができる。
適切なLED半導体チップ材料は、電磁スペクトルの近赤外線の領域に紫外線の放射を発する材料を非排他的に含む。好ましくは、前記光源/発光ダイオード半導体チップ102は、ガリウム砒素、アルミニウムガリウム砒素、窒化ガリウム、インジウムガリウム砒素、インジウム窒化ガリウム、アルミニウム窒化ガリウム、アルミニウム・ガリウム・リン化物、ヒ化ガリウム・リン化物、ガリウム・リン化物、アルミニウム・ガリウム・インジウム窒化物、または、それらの組み合わせを含むそれらの2以上のものから形成される半導体から成る一つ以上の発光ダイオードを含むことができる。最も好ましくは、光源/LED半導体チップ102は、インジウム・ヒ化ガリウム(InGaAs)から形成される半導体から成る一つ以上の発光ダイオードを含むことができる。周知のように、LEDチップは、ベース基板(図には図示せず)の上に共通にエピタキシャルに形成され、サファイヤ、シリコンまたは炭化ケイ素のような材料から形成される基板の排他的でない例である。
[0041] 本技術に従ったIRダイオードの3つのサンプルは、(Ce:YAGのような)黄色の蛍光体を有する青いLEDチップから、白色光LEDを作るために一般に用いられるのと類似した製作技術を使用して近赤外LEDチップ(ダイ)に希土酸化物を含有する蛍光体を赤く適用することによって生成される。蛍光体は、透明なシリコーン接着剤に溶け込み、ポンプLEDチップに適用された。LEDハウジングユニットは、反射ウェルに結合されるポンプLEDチップを有する(改良された熱除去のための)金属カンから成り、蛍光体は総量を節約してチップに塗布された。LEDは、それから、LED発散を制限するためにレンズ構造で完了する金属カントップを使用する標準技術を使用して封止される。
例1
[0046] 660ナノメートルのLEDチップ・ポンプを有するネオジム(Nd)ベースの蛍光体
蛍光体は、660ナノメートルのLEDチップ・ポンプ放射を吸収するクロミウム感光剤を含むイットリウム・ガリウム・ガーネットのホスト格子の材料から成り、次いで、ネオジム・イオンに対する高い量子効率で、そのエネルギを変換する。発光スペクトルは、図5において視覚的に例示される。
[0047] 660ナノメートルのLEDチップ・ポンプを有するイッテルビウム(Yb)ベース蛍光体
蛍光体は、660ナノメートルのLEDチップ・ポンプ放射を吸収するクロミウム感光剤を含むイットリウム・ガリウム・ガーネットのホスト格子の材料から成り、次いで、高い量子効率で、エネルギをイッテルビウム・イオンに変換する。発光スペクトルは、図6において視覚的に例示される。
[0048] 660ナノメートルのLEDチップポンプを有するエルビウム(Er)ベース蛍光体
蛍光体は、660ナノメートルのLEDチップ・ポンプ放射を吸収するクロミウム感光剤を含むイットリウム・ガリウム・ガーネットのホスト格子の材料から成り、次いで、高い量子効率でエネルギをエルビウム・イオンに変換する。発光スペクトルは、図7において視覚的に例示される。
Claims (10)
- a)光源と、
b)前記光源に蛍光体材料をダウンコンバートするエネルギと、
を有し、
前記蛍光体材料が、前記光源から放射された光エネルギを吸収し、前記吸収された光エネルギに応じて赤外線放射を放出する少なくとも1つの赤外線放射蛍光体からなることを特徴とするストークス放射発光デバイス。 - 前記光源が、紫外線から近赤外線領域の電磁スペクトルの波長を備えた光エネルギを放射することを特徴とする請求項1に記載のストークス放射発光デバイス。
- 前記光源が、1以上の紫外線乃至赤外線放射発光ダイオードからなることを特徴とする請求項1に記載のストークス放射発光デバイス。
- 前記光源が、ガリウム砒素、アルミニウム・ガリウム砒素、窒化ガリウム、インジウム窒化ガリウム、アルミニウム窒化ガリウム、アルミニウム・ガリウム・リン化物、ヒ化ガリウム・リン化物、ガリウム・リン化物、窒化アルミニウム・ガリウム・インジウムまたはそれらの組合せからなる半導体から各々成る一つ以上の発光ダイオードから成ることを特徴とする請求項1に記載のストークス放射発光デバイス。
- 前記蛍光体材料が、感光剤、ドーパント、または、感光剤およびドーパントの両方からなり、
前記感光剤が、光源から前記光エネルギを吸収することができ、前記光エネルギをドーパントに非放射的に伝達することができる物質からなり、ドーパントが、前記光源、感光剤、又は、光源および感光剤の両方から光エネルギを吸収し、前記吸収された光エネルギに応じて放射を放出する物質からなることを特徴とする請求項1に記載のストークス放射発光デバイス。 - 前記蛍光体材料が、一つ以上の希土類元素ドーピングガーネット、一つ以上の希土類元素ドーピング鉄ガーネット、一つ以上の希土類元素でドープされた一つ以上の混合ガーネット、一つ以上の希土類元素ドーピング酸硫化物、一つ以上の希土類元素ドーピングフッ化物、一つ以上の希土類元素ドーピングcolquiriites、希土類放射元素でドープされた少なくとも一つのガーネット・ホスト蛍光体、クロミウムおよび任意に一つ以上の光子放射希土類元素でドープされた少なくとも一つのガーネット・ホスト蛍光体、鉄および任意に一つ以上の光子放射希土類元素、イットリウム・ガリウム・ガーネット、イットリウム・アルミニウム・ガーネットでドープされ少なくとも一つのガーネット・ホスト蛍光体、または、それらの組み合わせからなることを特徴とする請求項1に記載のストークス放射発光デバイス。
- 前記ストークス放射発光デバイスが、発光ダイオードアセンブリであり、
a)レセスカップおよびリードを有するマウントリードであって、前記レセスカップが、紫外線を赤外線放射に反射することができる反射金属を任意に有することを特徴とするマウントリードと、
b)光源と
を有し、
前記光源が、紫外線から近赤外線領域の電磁スペクトルに変化する波長を備えた光を放射する材料を包含する発光ダイオード半導体チップを有し、電気エネルギによって励起されるとき、前記発光ダイオード半導体チップが、前記マウントリードのレセスカップに取り付けられ、前記マウントリードに電気的に接続される電極を有する、ことを特徴とする請求項1に記載のストークス放射発光デバイス。 - 前記レセスカップを満たし、前記発光ダイオード半導体チップを変換する赤外線放射透明材料を更に有する、ことを特徴とする請求項7に記載のストークス放射発光デバイス。
- 発光ダイオード半導体チップと蛍光体材料との両方に隣接して配置される光ファイバーを更に有し、
前記光ファイバーが、赤外線放射に対して透明であり、発光ダイオード半導体チップから放射された光の伝送をブロックすることができることを特徴とする請求項7に記載のストークス放射発光デバイス。 - 前記蛍光体材料から放射された赤外線放射の角度発散を低下させることができる発光ダイオード半導体チップに隣接して配置されたコリメータレンズを更に有することを特徴とする請求項7に記載のストークス放射発光デバイス。
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