JP2014101493A - 蛍光体組成物およびそれを用いる発光ダイオード装置 - Google Patents
蛍光体組成物およびそれを用いる発光ダイオード装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014101493A JP2014101493A JP2013210007A JP2013210007A JP2014101493A JP 2014101493 A JP2014101493 A JP 2014101493A JP 2013210007 A JP2013210007 A JP 2013210007A JP 2013210007 A JP2013210007 A JP 2013210007A JP 2014101493 A JP2014101493 A JP 2014101493A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phosphor
- metal ion
- diode device
- emitting diode
- light emitting
- 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
Classifications
-
- 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
- C09K11/7783—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals one of which being europium
-
- 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
- C09K11/02—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
-
- 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
-
- 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
- C09K11/65—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing carbon
-
- 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
- C09K11/7728—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
-
- 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
- C09K11/7759—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing samarium
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B33/00—Electroluminescent light sources
- H05B33/10—Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of electroluminescent light sources
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
- Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
- Y10T428/2991—Coated
- Y10T428/2998—Coated including synthetic resin or polymer
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
【課題】より高い安定性をもたらし、かつ色ズレや光減衰を抑制することができる信頼性を増した蛍光体組成物およびそれを用いる発光ダイオード装置を提供する。
【解決手段】蛍光体核と、前記蛍光体核110の表面112上で接合し疎水性の官能基を備えた有機化合物122から成る疎水性層120とを有する蛍光体組成物100。前記有機化合物122はハロアルケン合成物若しくはアルキルシリル・ハロゲン化物が好ましい。ハロアルケン合成物はポリテトラフロオルエチレン、アルキルシリル・ハロゲン化物は下式で表される化合物が好ましい。CnF2n+1C2H4Si(OCmH2m+1)3、{4≦n≦16、0≦m≦4およびn、mは整数}。前記ハロアルケン合成物はPTFEを含有する。
【選択図】図1
【解決手段】蛍光体核と、前記蛍光体核110の表面112上で接合し疎水性の官能基を備えた有機化合物122から成る疎水性層120とを有する蛍光体組成物100。前記有機化合物122はハロアルケン合成物若しくはアルキルシリル・ハロゲン化物が好ましい。ハロアルケン合成物はポリテトラフロオルエチレン、アルキルシリル・ハロゲン化物は下式で表される化合物が好ましい。CnF2n+1C2H4Si(OCmH2m+1)3、{4≦n≦16、0≦m≦4およびn、mは整数}。前記ハロアルケン合成物はPTFEを含有する。
【選択図】図1
Description
本発明は一般に発光体構造に関し、特に蛍光体組成物およびそれを用いる発光ダイオード(LED)装置に関する。
蛍光体の特性を用いて、光を放射する蛍光体構造は、数十年間使用されており、また、30を越える種類の蛍光体が開発され用いられている。近年、高い量子効率および化学安定性を備えたレアアース酸化物によって形成された蛍光体は、照明及びディスプレイ産業の中で広く使用されており、その重要性が増していることは言うまでもない。一般に使用されるレアアース蛍光体はイットリウム・アルミニウム・ガーネット(YAG、Y3Al 5O12)蛍光体およびテルビウム・アルミニウム・ガーネット(TAG(Tb3Al5O12))蛍光体を含む。
発光ダイオード(LED)の分野で、蛍光体は、高輝度の青色発光ダイオードにより黄色の蛍光体を励起させることにより、或いは、高輝度の青色発光ダイオードにより赤い蛍光体および緑の蛍光体を励起させることで、白色光を放射するために使用される。あるいは、赤、緑および青い蛍光体を紫外線発光ダイオードで励起させて白色光を生成できる。しかしながら、高温および高湿度の環境下では、蛍光体は温度と湿度の影響に弱い。また、色ずれや短い寿命のような問題が生じて、白色光発光ダイオード装置の発光効率に影響し、色すれの結果をもたらす。
米国特許第7,078,732号(B1)「ルミネセンス変換素子を備えた光照射半導体部品(light-radiating semiconductor component with a luminescence conversion element)」は、光照射半導体部品は光を放射する半導体本体とルミネセンス変換素子を有することを開示している。半導体本体は、紫外、青および(または)緑のスペクトル領域の光を放射し、また、ルミネセンス変換素子は、放射の一部をより長い波長の放射に変換する。これは、多色の光を放射する発光ダイオード、特に白色光を発する1つの半導体本体だけのものを生産することを可能にする。特に好ましいルミネセンス変換色素はセリウムドープのYAG(YAG:Ce)とされる。
本発明は、信頼性を増した蛍光体組成物およびそれを用いる発光ダイオード(LED)装置に向けたものとされる。
本発明の実施形態によれば、蛍光体組成物が提供される。前記蛍光体組成物は、蛍光体核および疎水性層を含む。疎水性層は蛍光体核の表面に接合され、疎水性の官能基を備えた有機化合物から成る。
本発明の別の実施形態によれば、発光ダイオード(LED)装置が提供される。 発光ダイオード装置はLEDチップおよび蛍光体組成物を含む。LEDチップは、波長λ1の第1の光を放射する。蛍光体組成物は蛍光体核および疎水性層を含む。 疎水性層は蛍光体核の表面に接合され、疎水性の官能基を備えた有機化合物から成る。波長λ1の光によって照らされている蛍光体組成物は、第1の光と混じり合って波長λ2の第2の光を放射して白色光の領域を形成し、そこにおいてはλ2>λ1とされる。
本発明の上述及びその他の態様は、より好ましいがそれに制限されるべきではない実施形態の次の詳細な説明によって、より良く理解されるものとなる。次の説明は添付の図面を参照しながらなされる。
本実施形態の蛍光体組成物及びそれを用いる発光ダイオード装置によれば、蛍光体核の表面は疎水性の官能基で修飾されて信頼度を増大させている。例えば、蛍光体組成物の修飾した表面は疎水性層を有し、それは高温および高湿の環境で蛍光体組成物が容易に劣化してしまうことを回避させ、温度と湿度に対する蛍光体組成物の感度を下げる。それ故、高温および高湿の環境の中で蛍光体組成物が使用されたとき、該蛍光体組成物はより良い温度安定性と、高い耐湿性と、長い寿命を有することになる。さらに、蛍光体組成物が発光ダイオード装置のパッケージング内で使用される場合、修飾された蛍光体組成物の分子は容易にクラスターに分かれず、均一に分配されてより高い安定性をもたらし、色ズレ及び光減衰を減らす。従って、発光ダイオード装置の明るさは、長い期間使用しても減衰するようなことはなく、発光ダイオード装置によって放射される光の色調がずれてしまうようなことは起こり難い。
いくつかの実施形態は、発明を詳述するために以下に説明される。しかしながら、本発明の実施形態は、詳細な説明だけのものであって、発明の保護の範囲の制限のためではない。
本実施形態の蛍光体組成物を、固相反応方法あるいはゾル・ゲル法によって形成することができ、次に、その粒子サイズがマイクロメートルレベルあるいはナノメーターレベルである蛍光体パウダーへさらに粉砕することができる。蛍光体核の表面と疎水性の官能基を備えた有機化合物は、組み合わされて蛍光体組成物を形成できる。
図1を参照して、本発明の実施形態による蛍光体組成物100の模式図が示される。 蛍光体組成物100は蛍光体核110および疎水性層120を有する。疎水性層120は蛍光体核110の表面112に接合され、疎水性の官能基126を備えた有機化合物122から成る。例えば、疎水性層120は、その化学式がCnF2n+1C2H4Si(OCmH2m+1)3(但し4≦n≦16、0≦m≦4およびn、mは整数)で表現されるCnF2n+1官能基を備えたアルキルシリル・ハロゲン化物である。本実施形態では、疎水性の官能基126はCnF2n+1官能基によって実現され、修飾された蛍光体組成物100が高温高湿の環境下で使用され得る。
図2を参照して、本発明の実施形態によるアルキルシリル・ハロゲン化物の分子構造図が示される。 本実施形態では、アルキルシリル・ハロゲン化物は有機シリコン化合物である。 アルキルシリル・ハロゲン化物の1つの端部は、蛍光体核110の表面112に接合されるシラン124を介して蛍光体と反応する。蛍光体核110の表面から離れた他端は、疎水性の官能基126によって実現され、蛍光体核110の親水性官能基が該環境で水分子と容易に接触せず、蛍光体核110の湿度耐性が増強される。
蛍光体核110上に疎水性層120を形成する方法の詳細を以下に示す。粉末の蛍光体がアルキルシリル・ハロゲン化物および触媒を含んでいる有機溶媒(例えばエタノール)の中で分配され、次に加熱され、アルキルシリル・ハロゲン化物が蛍光体核110の表面112に接合できるように還流される。蛍光体が冷却された後、蛍光体は有機溶媒でさらにろ過され不純物が除かれる。その後、150°Cの熱処理が蛍光体に施され、蛍光体核110の表面上に接合される疎水性層120が得られる。好ましくは、本実施形態のアルキルシリル・ハロゲン化物は1H、1H、2H、2H-パーフルオロオクチルエチルトリメトキシシランである。
前記実施形態では、疎水性層120はアルキルシリル・ハロゲン化物によって形成される。他の実施形態では、疎水性層120は疎水性の官能基を備えたハロアルケン合成物によって形成される。ハロアルケン合成物は、反応ガスとして、ポリテトラフロオルエチレン(PTFE)のような有機化合物を使用し、蛍光体核110の親水性官能基がその環境下で容易に水分子と接触せず、蛍光体核110の耐湿性が増強されるように、蛍光体核110の表面112上に直接塗布され得る。
例えば、上述の疎水性層120は、その厚みが10ナノメーター未満のナノメーターレベル有機化合物122とされる。好ましくは、疎水性層120の厚みは0.1〜3ナノメーター間の範囲とされる。
本実施形態の蛍光体核110は、次に表記される化学式、
(1) Ca1xAlxxySi1x+xyN2-x-xyCxy:A;
(2) Ca1-x-zNazM(III)x-xy-zSi1-x+xy+zN2-x-xyCxy:A;
(3) M(II)1-x-zM(I)zM(III)x-xy-zSi1-x+xy+zN2-x-xyCxy:A;
(4) M(II)1-x-zM(I)zM(III)x-xy-zSi1-x+xy+zN2x-xy-2w/3CxyOw-v/2Hv:A;
(5) M(II)1-x-zM(I)zM(III)x-xy-zSi1-x+xy+zN2x-xy-2w/3-v/3CxyOw Hv :A;
( 但し、0<x<1および0<y<1、0≦z<1、0≦v<1および0<w<1、x+z<1、x>xy+zおよび0<x-xy-z<1とされ、M(I)は少なくとも、Li、Na、K、Rb、Cu、AgあるいはAuの金属イオンを含む1価のプラスイオンであり、M(II)は少なくとも、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Cu、Co、Ni、PdあるいはZnの金属イオンを含む2価のプラスイオンであり、M(III)は少なくとも、B、Al、Ga、In、Sc、Y、LaあるいはGdである金属イオンを含む3価のプラスイオンであり、Hは、少なくとも、F、 Cl、BrあるいはIである金属イオンを含む1価のマイナスイオンであり、Aは、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Mn、BiあるいはSbである金属イオンから成る活性剤から選択されるものである)を有する化合物からなる群の1つ若しくは組み合わせから選択される。
(1) Ca1xAlxxySi1x+xyN2-x-xyCxy:A;
(2) Ca1-x-zNazM(III)x-xy-zSi1-x+xy+zN2-x-xyCxy:A;
(3) M(II)1-x-zM(I)zM(III)x-xy-zSi1-x+xy+zN2-x-xyCxy:A;
(4) M(II)1-x-zM(I)zM(III)x-xy-zSi1-x+xy+zN2x-xy-2w/3CxyOw-v/2Hv:A;
(5) M(II)1-x-zM(I)zM(III)x-xy-zSi1-x+xy+zN2x-xy-2w/3-v/3CxyOw Hv :A;
( 但し、0<x<1および0<y<1、0≦z<1、0≦v<1および0<w<1、x+z<1、x>xy+zおよび0<x-xy-z<1とされ、M(I)は少なくとも、Li、Na、K、Rb、Cu、AgあるいはAuの金属イオンを含む1価のプラスイオンであり、M(II)は少なくとも、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Cu、Co、Ni、PdあるいはZnの金属イオンを含む2価のプラスイオンであり、M(III)は少なくとも、B、Al、Ga、In、Sc、Y、LaあるいはGdである金属イオンを含む3価のプラスイオンであり、Hは、少なくとも、F、 Cl、BrあるいはIである金属イオンを含む1価のマイナスイオンであり、Aは、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Mn、BiあるいはSbである金属イオンから成る活性剤から選択されるものである)を有する化合物からなる群の1つ若しくは組み合わせから選択される。
更に、本実施形態の蛍光体核110は、次に表記される化学式、
(1) M(II)aSibOcNd Ce:A; 但し、6<a<8、8<b<14、13<c<17、5<d<9、0<e<2とされ、
(2) M(II)7Al12-x-ySix+yO25-xNx-y Cy :A; 但し、0<x≦12、0<y<x、0<x+y≦12とされ、
(3) M(II)7M(III)12-x-ySix+yO25-xNx-y Cy :A; 但し、0<x≦12、0<y<x、0<x+y≦12とされ、
(4)
但し、0<x<12、0≦y<x、0<x+y≦12、0<δ≦3、δ<x+yとされ、
(5)
但し、0<x<12、0≦y<x、0<x+y≦12、0<δ≦3、δ<x+yとされ、
(6)
但し、0<x<12、0≦y<x、0<z<x、0<x+y+z≦12、z<x+δ、0<δ≦3とされ、
(7)
但し、0<x<12、0≦y<x、0<z<x、0<x+y+z≦12、z<x+δ、0<δ≦3とされ、
(8)
但し、0<x<12、0≦y<1および0<z<x、z<x+δ、0<δ≦3、0≦v<1および0<x+y+z≦12とされ、
(9)
但し、0<x<12、0≦y<1および0<z<x、z<x+δ、0<δ≦3、0≦v<1および0<x+y+z≦12とされ、
(その中で、M(I)は少なくとも、Li、Na、K、Rb、Cu、AgあるいはAuの金属イオンを含む1価のプラスイオンであり、M(II)は少なくとも、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Cu、Co、Ni、PdあるいはZnの金属イオンを含む2価のプラスイオンであり、M(III)は少なくとも、B、Al、Ga、In、Sc、Y、LaあるいはGdである金属イオンを含む3価のプラスイオンであり、Hは少なくとも、F、 Cl、BrあるいはIである金属イオンを含む1価のマイナスイオンであり、AはCe、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Mn、BiあるいはSbである金属イオンから成る活性剤から選択されるものである)を有する化合物からなる群の1つ若しくは組み合わせから選択される。
(1) M(II)aSibOcNd Ce:A; 但し、6<a<8、8<b<14、13<c<17、5<d<9、0<e<2とされ、
(2) M(II)7Al12-x-ySix+yO25-xNx-y Cy :A; 但し、0<x≦12、0<y<x、0<x+y≦12とされ、
(3) M(II)7M(III)12-x-ySix+yO25-xNx-y Cy :A; 但し、0<x≦12、0<y<x、0<x+y≦12とされ、
(4)
但し、0<x<12、0≦y<x、0<x+y≦12、0<δ≦3、δ<x+yとされ、
(5)
但し、0<x<12、0≦y<x、0<x+y≦12、0<δ≦3、δ<x+yとされ、
(6)
但し、0<x<12、0≦y<x、0<z<x、0<x+y+z≦12、z<x+δ、0<δ≦3とされ、
(7)
但し、0<x<12、0≦y<x、0<z<x、0<x+y+z≦12、z<x+δ、0<δ≦3とされ、
(8)
但し、0<x<12、0≦y<1および0<z<x、z<x+δ、0<δ≦3、0≦v<1および0<x+y+z≦12とされ、
(9)
但し、0<x<12、0≦y<1および0<z<x、z<x+δ、0<δ≦3、0≦v<1および0<x+y+z≦12とされ、
(その中で、M(I)は少なくとも、Li、Na、K、Rb、Cu、AgあるいはAuの金属イオンを含む1価のプラスイオンであり、M(II)は少なくとも、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Cu、Co、Ni、PdあるいはZnの金属イオンを含む2価のプラスイオンであり、M(III)は少なくとも、B、Al、Ga、In、Sc、Y、LaあるいはGdである金属イオンを含む3価のプラスイオンであり、Hは少なくとも、F、 Cl、BrあるいはIである金属イオンを含む1価のマイナスイオンであり、AはCe、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Mn、BiあるいはSbである金属イオンから成る活性剤から選択されるものである)を有する化合物からなる群の1つ若しくは組み合わせから選択される。
前記蛍光体組成物100は、ルミネセンス波長域を生成するために発光ダイオード装置の中で使用される。例えば、発光ダイオード装置は、蛍光体組成物100を照射する励起光として波長λ1の第1の光を放射する。波長λ1の第1の光によって照射された蛍光体組成物100は、λ2>λ1とされるところの波長λ2の第2の光を放射する。黄色の蛍光体組成物を励起させるために445〜475ナノメーター間の範囲の波長の青色光を発光ダイオード装置が放射するならば、白色光波長域を生成するために青色光と黄色光を混ぜることができる。赤色、緑色、及び青色の蛍光体組成物を励起させるために430〜350ナノメーター間の範囲の波長の紫外光を発光ダイオード装置が放射するならば、白色光波長域を生成するために赤色光、緑色光、及び青色光を混ぜることができる。
図3A乃至図3Cを参照しながら、本発明の実施形態による発光ダイオード装置140〜142の模式図を示す。発光ダイオード装置140は、LEDチップ130、コロイド134、および蛍光体組成物100(蛍光体核110だけが図示され、蛍光体核110の表面上で接合した疎水性層120は図示されない)を有する。例えば、LEDチップ130は青色光チップである。LEDチップ130の発光面132上に位置する蛍光体組成物100は、励起状態に入るための光エネルギーを吸収し、蛍光灯を放射して直ちに非励起となる。図3Aに示すように、蛍光体組成物100は、LEDチップ130の表面132上に直接塗布され、次いでコロイド134に包まれる。図3Bに示すように、蛍光体組成物100はLEDチップ130をパッケージにするために使用されるコロイド134の中に混合することができ、次いでLEDチップ130の表面132はコロイド134によって覆われる。図3Cに示すように、蛍光体組成物100はLEDチップ130の発光面132上に位置したプレート136上に塗布され得る。プレート136は、散光体、コンデンサレンズ、レンズ、プリズムあるいはフィルタであり、本発明ではプレート136の種類について特別な制限はない。
さらに、コロイド134はエポキシ樹脂またはシリコン樹脂のような樹脂であっても良い。コロイド134は湿気または熱の浸透に抵抗することができ、コロイド134に混合された蛍光体組成物100は高温および高湿の環境の中で使用できる。
図1に示したように、疎水性の官能基126を備えた有機化合物122は蛍光体核110の表面112に接合され、本実施形態のコロイド134に混合された蛍光体の分子は容易にクラスターに分かれず、一様に分配されて、より高い安定性をもたらし、かつ色ズレや光減衰を抑制することができる。したがって、発光ダイオード装置の明るさは、長い期間使用しても減衰するようなことはなく、発光ダイオード装置によって放射される光の色調がずれてしまうようなことは起こり難い。
本発明は例示の方法と好ましい実施形態の点から記述されているが、本発明がそれに制限されないことは理解されるべきである。一方、様々な変更および同様な構造や方法は包括するように意図されている。したがって、添付される請求項の範囲は、そのような変形例および類似の構造および方法をすべて包含するように最も広い解釈に同調すべきものとされる。
Claims (20)
- 蛍光体核と、前記蛍光体核の表面上で接合し疎水性の官能基を備えた有機化合物から成る疎水性層とを有することを特徴とする蛍光体組成物。
- 請求項1に記載の蛍光体組成物であって、前記有機化合物はハロアルケン合成物若しくはアルキルシリル・ハロゲン化物から成るグループから選ばれることを特徴とする蛍光体組成物。
- 請求項2に記載の蛍光体組成物であって、前記アルキルシリル・ハロゲン化物の化学式は、
CnF2n+1C2H4Si(OCmH2m+1)3、4≦n≦16、0≦m≦4およびn、mは整数、と表現されることを特徴とする蛍光体組成物。 - 請求項2に記載の蛍光体組成物であって、前記ハロアルケン合成物はポリテトラフロオルエチレン(PTFE)を含むことを特徴とする蛍光体組成物。
- 請求項1乃至請求項4に記載の蛍光体組成物であって、前記疎水性層の厚みは10ナノメーター未満とされることを特徴とする蛍光体組成物。
- 請求項5に記載の蛍光体組成物であって、前記疎水性層の厚みは0.1〜3ナノメーターの間の範囲とされることを特徴とする蛍光体組成物。
- 請求項1に記載の蛍光体組成物であって、前記蛍光体核は次に表記される化学式、
(1) Ca1xAlxxySi1x+xyN2-x-xyCxy:A;
(2) Ca1-x-zNazM(III)x-xy-zSi1-x+xy+zN2-x-xyCxy:A;
(3) M(II)1-x-zM(I)zM(III)x-xy-zSi1-x+xy+zN2-x-xyCxy:A;
(4) M(II)1-x-zM(I)zM(III)x-xy-zSi1-x+xy+zN2x-xy-2w/3CxyOw-v/2Hv:A;
(5) M(II)1-x-zM(I)zM(III)x-xy-zSi1-x+xy+zN2x-xy-2w/3-v/3CxyOw Hv :A;
但し、0<x<1および0<y<1、0≦z<1、0≦v<1および0<w<1、x+z<1、x>xy+zおよび0<x-xy-z<1とされ、
M(I)は、少なくとも、Li、Na、K、Rb、Cu、AgあるいはAuの金属イオンを含む1価のプラスイオンであり、
M(II)は、少なくとも、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Cu、Co、Ni、PdあるいはZnの金属イオンを含む2価のプラスイオンであり、
M(III)は、少なくとも、B、Al、Ga、In、Sc、Y、LaあるいはGdである金属イオンを含む3価のプラスイオンであり、
Hは、少なくとも、F、 Cl、BrあるいはIである金属イオンを含む1価のマイナスイオンであり、
Aは、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Mn、BiあるいはSbである金属イオンから成る活性剤から選択されるものである、
を有する化合物からなる群の1つ若しくは組み合わせから選択されることを特徴とする蛍光体組成物。 - 請求項1に記載の蛍光体組成物であって、前記蛍光体核は次に表記される化学式、
(1) M(II)aSibOcNd Ce:A; 但し、6<a<8、8<b<14、13<c<17、5<d<9、0<e<2とされ、
(2) M(II)7Al12-x-ySix+yO25-xNx-y Cy :A; 但し、0<x≦12、0<y<x、0<x+y≦12とされ、
(3) M(II)7M(III)12-x-ySix+yO25-xNx-y Cy :A; 但し、0<x≦12、0<y<x、0<x+y≦12とされ、
(4)
但し、0<x<12、0≦y<x、0<x+y≦12、0<δ≦3、δ<x+yとされ、
(5)
但し、0<x<12、0≦y<x、0<x+y≦12、0<δ≦3、δ<x+yとされ、
(6)
但し、0<x<12、0≦y<x、0<z<x、0<x+y+z≦12、z<x+δ、0<δ≦3とされ、
(7)
但し、0<x<12、0≦y<x、0<z<x、0<x+y+z≦12、z<x+δ、0<δ≦3とされ、
(8)
但し、0<x<12、0≦y<1および0<z<x、z<x+δ、0<δ≦3、0≦v<1および0<x+y+z≦12とされ、
(9)
但し、0<x<12、0≦y<1および0<z<x、z<x+δ、0<δ≦3、0≦v<1および0<x+y+z≦12とされ、
その中で、
M(I)は、少なくとも、Li、Na、K、Rb、Cu、AgあるいはAuの金属イオンを含む1価のプラスイオンであり、
M(II)は、少なくとも、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Cu、Co、Ni、PdあるいはZnの金属イオンを含む2価のプラスイオンであり、
M(III)は、少なくとも、B、Al、Ga、In、Sc、Y、LaあるいはGdである金属イオンを含む3価のプラスイオンであり、
Hは、少なくとも、F、 Cl、BrあるいはIである金属イオンを含む1価のマイナスイオンであり、
Aは、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Mn、BiあるいはSbである金属イオンから成る活性剤から選択されるものである、
を有する化合物からなる群の1つ若しくは組み合わせから選択されることを特徴とする蛍光体組成物。 - 波長λ1の第1の光を放射するLEDチップと、
蛍光体核および疎水性層を有し、前記疎水性層は前記蛍光体核の表面に接合され前記疎水性の官能基を備えた有機化合物から成り、λ1>λ2とされ、当該蛍光体組成物には前記波長λ1の第1の光が照射され、前記波長λ1の第1の光と混じって白色光を形成する波長λ2の第2の光を放射する蛍光体組成物と、
を有することを特徴とする発光ダイオード装置。 - 請求項9に記載の発光ダイオード装置であって、前記蛍光体組成物は前記LEDチップの発光面上に位置することを特徴とする発光ダイオード装置。
- 請求項10に記載の発光ダイオード装置であって、前記蛍光体組成物は、前記LEDチップのパッケージに適したコロイドの中で混合されて前記LEDチップの表面上に直接塗布されるか、或いは前記LEDチップの発光面上に位置したプレート上に塗布されることを特徴とする発光ダイオード装置。
- 請求項11に記載の発光ダイオード装置であって、前記コロイドはエポキシ樹脂またはシリコン樹脂から形成され得ることを特徴とする発光ダイオード装置。
- 請求項9に記載の発光ダイオード装置であって、前記有機化合物はハロアルケン合成物若しくはアルキルシリル・ハロゲン化物から成るグループから選ばれることを特徴とする発光ダイオード装置。
- 請求項13に記載の発光ダイオード装置であって、前記アルキルシリル・ハロゲン化物の化学式は、
CnF2n+1C2H4Si(OCmH2m+1)3、但し4≦n≦16、0≦m≦4、n、mは整数
で表現されることを特徴とする発光ダイオード装置。 - 請求項13に記載の発光ダイオード装置であって、前記ハロアルケン合成物はポリテトラフロオルエチレン(PTFE)を含むことを特徴とする発光ダイオード装置。
- 請求項9乃至請求項15に記載の発光ダイオード装置であって、前記有機化合物の厚みは10ナノメーター未満とされることを特徴とする発光ダイオード装置。
- 請求項16に記載の発光ダイオード装置であって、前記有機化合物の厚みは0.1〜3ナノメーターの間の範囲とされることを特徴とする発光ダイオード装置。
- 請求項9に記載の発光ダイオード装置であって、前記蛍光体核は次に表記される化学式、
(1) Ca1xAlxxySi1x+xyN2-x-xyCxy:A;
(2) Ca1-x-zNazM(III)x-xy-zSi1-x+xy+zN2-x-xyCxy:A;
(3) M(II)1-x-zM(I)zM(III)x-xy-zSi1-x+xy+zN2-x-xyCxy:A;
(4) M(II)1-x-zM(I)zM(III)x-xy-zSi1-x+xy+zN2x-xy-2w/3CxyOw-v/2Hv:A;
(5) M(II)1-x-zM(I)zM(III)x-xy-zSi1-x+xy+zN2x-xy-2w/3-v/3CxyOw Hv :A;
但し、0<x<1および0<y<1、0≦z<1、0≦v<1および0<w<1、x+z<1、x>xy+zおよび0<x-xy-z<1とされ、
M(I)は、少なくとも、Li、Na、K、Rb、Cu、AgあるいはAuの金属イオンを含む1価のプラスイオンであり、
M(II)は、少なくとも、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Cu、Co、Ni、PdあるいはZnの金属イオンを含む2価のプラスイオンであり、
M(III)は、少なくとも、B、Al、Ga、In、Sc、Y、LaあるいはGdである金属イオンを含む3価のプラスイオンであり、
Hは、少なくとも、F、 Cl、BrあるいはIである金属イオンを含む1価のマイナスイオンであり、
Aは、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Mn、BiあるいはSbである金属イオンから成る活性剤から選択されるものである、
を有する化合物からなる群の1つ若しくは組み合わせから選択されることを特徴とする発光ダイオード装置。 - 請求項9に記載の発光ダイオード装置であって、前記蛍光体核は次に表記される化学式、
(1) M(II)aSibOcNd Ce:A; 但し、6<a<8、8<b<14、13<c<17、5<d<9、0<e<2とされ、
(2) M(II)7Al12-x-ySix+yO25-xNx-y Cy :A; 但し、0<x≦12、0<y<x、0<x+y≦12とされ、
(3) M(II)7M(III)12-x-ySix+yO25-xNx-y Cy :A; 但し、0<x≦12、0<y<x、0<x+y≦12とされ、
(4)
但し、0<x<12、0≦y<x、0<x+y≦12、0<δ≦3、δ<x+yとされ、
(5)
但し、0<x<12、0≦y<x、0<x+y≦12、0<δ≦3、δ<x+yとされ、
(6)
但し、0<x<12、0≦y<x、0<z<x、0<x+y+z≦12、z<x+δ、0<δ≦3とされ、
(7)
但し、0<x<12、0≦y<x、0<z<x、0<x+y+z≦12、z<x+δ、0<δ≦3とされ、
(8)
但し、0<x<12、0≦y<1および0<z<x、z<x+δ、0<δ≦3、0≦v<1および0<x+y+z≦12とされ、
(9)
但し、0<x<12、0≦y<1および0<z<x、z<x+δ、0<δ≦3、0≦v<1および0<x+y+z≦12とされ、
その中で、
M(I)は、少なくとも、Li、Na、K、Rb、Cu、AgあるいはAuの金属イオンを含む1価のプラスイオンであり、
M(II)は、少なくとも、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Cu、Co、Ni、PdあるいはZnの金属イオンを含む2価のプラスイオンであり、
M(III)は、少なくとも、B、Al、Ga、In、Sc、Y、LaあるいはGdである金属イオンを含む3価のプラスイオンであり、
Hは、少なくとも、F、 Cl、BrあるいはIである金属イオンを含む1価のマイナスイオンであり、
Aは、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Mn、BiあるいはSbである金属イオンから成る活性剤から選択されるものである、
を有する化合物からなる群の1つ若しくは組み合わせから選択されることを特徴とする発光ダイオード装置。 - 請求項9に記載の発光ダイオード装置であって、前記LEDチップは青色光チップであることを特徴とする発光ダイオード装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW101143476 | 2012-11-21 | ||
TW101143476A TWI464235B (zh) | 2012-11-21 | 2012-11-21 | 螢光體組成物及應用其之發光二極體元件 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014101493A true JP2014101493A (ja) | 2014-06-05 |
Family
ID=49117787
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013210007A Pending JP2014101493A (ja) | 2012-11-21 | 2013-10-07 | 蛍光体組成物およびそれを用いる発光ダイオード装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8912561B2 (ja) |
EP (1) | EP2735598A1 (ja) |
JP (1) | JP2014101493A (ja) |
TW (1) | TWI464235B (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102191211B1 (ko) * | 2014-02-28 | 2020-12-15 | 서울반도체 주식회사 | 발광 다이오드 패키지 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0778683A (ja) | 1993-09-09 | 1995-03-20 | Nec Kansai Ltd | 電界発光素子及び蛍光体の製造方法 |
DE29724582U1 (de) | 1996-06-26 | 2002-07-04 | OSRAM Opto Semiconductors GmbH & Co. oHG, 93049 Regensburg | Lichtabstrahlendes Halbleiterbauelement mit Lumineszenzkonversionselement |
JP2003041247A (ja) | 2001-07-31 | 2003-02-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プラズマディスプレイ装置 |
JP2004168846A (ja) | 2002-11-19 | 2004-06-17 | Asahi Glass Co Ltd | 複合微粒子およびその製造方法 |
US20060082288A1 (en) * | 2003-08-02 | 2006-04-20 | Hisham Menkara | Light emitting devices with mixed phosphors |
TWI263360B (en) | 2005-04-15 | 2006-10-01 | Wei-Ren Shiu | White light-emitting diode |
JP2010521805A (ja) | 2007-03-12 | 2010-06-24 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 低熱膨張係数を有する化合物を含む照明システム |
US7737457B2 (en) | 2007-09-27 | 2010-06-15 | Lumination Llc | Phosphor down converting element for an LED package and fabrication method |
DE102007056343A1 (de) | 2007-11-22 | 2009-05-28 | Litec Lll Gmbh | Oberflächemodifizierte Leuchtstoffe |
CN101701151B (zh) * | 2008-05-21 | 2013-03-20 | 北京大学 | 荧光纳米粒子及其制备方法和应用 |
JP2011111506A (ja) | 2009-11-25 | 2011-06-09 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 波長変換粒子、波長変換部材及び発光装置 |
WO2011142770A1 (en) | 2010-05-14 | 2011-11-17 | Lightscape Materials, Inc. | Carbonitride based phosphors and light emitting devices using the same |
JP5632961B2 (ja) | 2010-05-14 | 2014-11-26 | ライトスケープ マテリアルズ インコーポレイテッド | オキシ炭窒化物蛍光体およびこれを使用する発光素子 |
DE102010034322A1 (de) | 2010-08-14 | 2012-02-16 | Litec-Lp Gmbh | Oberflächenmodifizierter Silikatleuchtstoffe |
JP5891368B2 (ja) | 2011-03-23 | 2016-03-23 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 被覆蛍光体及び発光装置 |
-
2012
- 2012-11-21 TW TW101143476A patent/TWI464235B/zh active
-
2013
- 2013-08-07 US US13/960,851 patent/US8912561B2/en active Active
- 2013-09-10 EP EP13183797.3A patent/EP2735598A1/en not_active Withdrawn
- 2013-10-07 JP JP2013210007A patent/JP2014101493A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW201420721A (zh) | 2014-06-01 |
TWI464235B (zh) | 2014-12-11 |
US8912561B2 (en) | 2014-12-16 |
US20140138723A1 (en) | 2014-05-22 |
EP2735598A1 (en) | 2014-05-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5446511B2 (ja) | 蛍光体及びその製造方法と、その蛍光体を用いた蛍光体含有組成物及び発光装置、並びに、その発光装置を用いた画像表示装置及び照明装置 | |
JP6123872B2 (ja) | 蛍光体及びその製造方法と、その蛍光体を用いた蛍光体含有組成物及び発光装置、並びに、その発光装置を用いた画像表示装置及び照明装置 | |
KR101408508B1 (ko) | 발광 장치 | |
TW201720908A (zh) | 用於一般照明與顯示器背光源之磷光體轉換白光發光裝置及光致發光化合物 | |
JP5446432B2 (ja) | 蛍光体と、その蛍光体を用いた蛍光体含有組成物及び発光装置、並びに、その発光装置を用いた画像表示装置及び照明装置 | |
EP1871857A1 (en) | Red phosphor for led based lighting | |
JP2011029497A (ja) | 白色発光装置およびそれを用いた照明装置 | |
JP2008081631A (ja) | 発光装置 | |
JP2010232381A (ja) | 半導体発光装置、並びに画像表示装置及び照明装置 | |
JP2016204432A (ja) | 蛍光体、発光装置、照明装置及び画像表示装置 | |
JP2010270196A (ja) | 蛍光体及び蛍光体の製造方法、並びに、蛍光体含有組成物、発光装置、照明装置、画像表示装置及び蛍光塗料 | |
US8414795B2 (en) | Red light-emitting fluorescent substance and light-emitting device employing the same | |
US9163176B2 (en) | Phosphor mixture, optoelectronic component comprising a phosphor mixture, and street lamp comprising a phosphor mixture | |
JP5326182B2 (ja) | 発光装置、発光素子用蛍光体及びその製造方法 | |
KR20150071024A (ko) | 형광체, 발광장치 및 조명장치 | |
JP2011256340A (ja) | 蛍光体と、この蛍光体を用いた蛍光体含有組成物及び発光装置、並びに画像表示装置及び照明装置 | |
KR100974635B1 (ko) | 산황화물계 적색 형광체 및 이를 이용한 백색 led와 led패키지 | |
JP5471021B2 (ja) | 蛍光体及び蛍光体の製造方法、並びに、蛍光体含有組成物、発光装置、照明装置及び画像表示装置 | |
JP6959938B2 (ja) | オキシブロミド蛍光体およびその使用 | |
JP2014101493A (ja) | 蛍光体組成物およびそれを用いる発光ダイオード装置 | |
JP2013144794A (ja) | 酸窒化物系蛍光体およびこれを用いた発光装置 | |
KR101409489B1 (ko) | 실리콘 산질화물 형광체 및 이를 포함하는 광소자 | |
KR100485673B1 (ko) | 백색 발광장치 | |
WO2013108782A1 (ja) | 酸窒化物系蛍光体およびこれを用いた発光装置 | |
JP2014227496A (ja) | 蛍光体、その蛍光体を用いた蛍光体含有組成物及び発光装置、並びに、その発光装置を用いた画像表示装置及び照明装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140918 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140930 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20150317 |