(57)【要約】      （修正有）【課題】信頼性の高い白色ＬＥＤデバイスのための、イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）蛍光体と同様の発光及び高温状態での熱安定性を有する蛍光体組成の提供。【解決手段】蛍光体組成は、緑色光を発する第１の酸窒化物ベースの蛍光体と、赤色光を発する第２の窒化物ベースの蛍光体とを備える。第２の窒化物ベースの蛍光体に対する第１の酸窒化物ベースの蛍光体の重量比が、約８：２から約９：１までである場合に、蛍光体組成の発光スペクトルは、５５０ｎｍにピークを有する黄色ＹＡＧ蛍光体の発光スペクトルに非常に似る。蛍光体組成は、ｙ＝０．０８０５ｘ３−１５４．０６ｘ２＋９７０１７ｘ−２Ｅ＋０７という式を満たすＣＩＥ色座標の光を発する。第一の酸化物ベースの蛍光体はＭ（ＩＩ）ａＳｉｂＯｃＮｄＣｅで表わされ、第二の窒化物ベースの蛍光体はＣＡＡｌＳｉＮ３で表わされる蛍光体組成である【選択図】図１
2014159565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
緑色光を発する第１の酸窒化物ベースの蛍光体と、
赤色光を発する第２の窒化物ベースの蛍光体と
を備え、
ｙ＝０．０８０５ｘ３−１５４．０６ｘ２＋９７０１７ｘ−２Ｅ＋０７という式を満たすＣＩＥ色座標の光を発する
蛍光体組成。
【請求項２】
前記第１の酸窒化物ベースの蛍光体は、Ｍ（ＩＩ）ａＳｉｂＯｃＮｄＣｅ：Ａとの一般式によって表され、
Ｍ（ＩＩ）は、Ｂｅ、Ｍｇ、 Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｚｎ及びＣｄからなる群から選択された少なくとも１つの二価陽イオンを含み、
Ａは、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｍｎ、Ｂｉ、及びＳｂからなる群から選択された発光アクチベーターを含み、
６＜ａ＜８、８＜ｂ＜１４、１３＜ｃ＜１７、５＜ｄ＜９、及び０＜ｅ＜２である、請求項１に記載の蛍光体組成。
【請求項３】
前記第２の窒化物ベースの蛍光体は、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕとの式によって表される、請求項１又は２に記載の蛍光体組成。
【請求項４】
前記第２の窒化物ベースの蛍光体に対する前記第１の酸窒化物ベースの蛍光体の重量比は、約８：２から約９：１までである、請求項１から３の何れか１項に記載の蛍光体組成。
【請求項５】
前記第２の窒化物ベースの蛍光体に対する前記第１の酸窒化物ベースの蛍光体の前記重量比は、約８.０４：１．９５である、請求項４に記載の蛍光体組成。
【請求項６】
前記蛍光体組成が発する前記光の前記ＣＩＥ色座標は、（０．３０、０．２５）、（０．３０、０．４３）、（０．３９、０．２５）及び（０．３９、０．４３）の座標を有する点によって規定される領域に含まれる、請求項１から５の何れか１項に記載の蛍光体組成。
【請求項７】
前記蛍光体組成が発する前記光の前記ＣＩＥ色座標は、（０．３６５、０．３７２）である、請求項６に記載の蛍光体組成。
【請求項８】
Ｍ（ＩＩ）ａＳｉｂＯｃＮｄＣｅ：Ａとの一般式によって表される第１の酸窒化物ベースの蛍光体と、
ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕとの式によって表される第２の窒化物ベースの蛍光体と
を備え、
Ｍ（ＩＩ）は、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、 Ｚｎ、及びＣｄからなる群から選択された少なくとも１つの二価陽イオンを含み、
Ａは、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｍｎ、Ｂｉ、及びＳｂからなる群から選択された発光アクチベーターを含み、
６＜ａ＜８、８＜ｂ＜１４、１３＜ｃ＜１７、５＜ｄ＜９、及び０＜ｅ＜２であり、
前記第２の窒化物ベースの蛍光体に対する前記第１の酸窒化物ベースの蛍光体の重量比は、約８：２から約９：１までである
蛍光体組成。
【請求項９】
前記第２の窒化物ベースの蛍光体に対する前記第１の酸窒化物ベースの蛍光体の前記重量比は、約８.０４：１．９５である、請求項８に記載の蛍光体組成。
【請求項１０】
ｙ＝０．０８０５ｘ３−１５４．０６ｘ２＋９７０１７ｘ−２Ｅ＋０７という式を満たすＣＩＥ色座標の光を発する、請求項８又は９に記載の蛍光体組成。
【請求項１１】
前記蛍光体組成が発する前記光の前記ＣＩＥ色座標は、（０．３０、０．２５）、（０．３０、０．４３）、（０．３９、０．２５）及び（０．３９、０．４３）の座標を有する点によって規定される領域に含まれる、請求項１０に記載の蛍光体組成。
【請求項１２】
Ｍ（ＩＩ）ａＳｉｂＯｃＮｄＣｅ：Ａとの一般式によって表される第１の酸窒化物ベースの蛍光体と、
ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕとの式によって表される第２の窒化物ベースの蛍光体と
を備え、
Ｍ（ＩＩ）は、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｚｎ、及びＣｄからなる群から選択された少なくとも１つの二価陽イオンを含み、
Ａは、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｍｎ、Ｂｉ、及びＳｂからなる群から選択された発光アクチベーターを含み、
６＜ａ＜８、８＜ｂ＜１４、１３＜ｃ＜１７、５＜ｄ＜９、及び０＜ｅ＜２であり、
０．３５６≦ｘ≦０．３６５及び０．３７２≦ｙ≦０．３８０の範囲のＣＩＥ色座標の光を発する
蛍光体組成。
【請求項１３】
前記第２の窒化物ベースの蛍光体に対する前記第１の酸窒化物ベースの蛍光体の重量比は、約８：２から約９：１までである、請求項１２に記載の蛍光体組成。
【請求項１４】
前記第２の窒化物ベースの蛍光体に対する前記第１の酸窒化物ベースの蛍光体の前記重量比は、約８.０４：１．９５である、請求項１３に記載の蛍光体組成。
【請求項１５】
ｙ＝０．０８０５ｘ３−１５４．０６ｘ２＋９７０１７ｘ−２Ｅ＋０７という式を満たすＣＩＥ色座標の光を発する、請求項１２から１４の何れか１項に記載の蛍光体組成。
【請求項１６】
４５０ｎｍから４６０ｎｍまでの範囲にピーク発光波長を有する青色ＬＥＤと、
前記青色ＬＥＤ上または前記青色ＬＥＤに覆って設けられた蛍光体組成と
を備え、
前記蛍光体組成は、
５５０ｎｍから５６０ｎｍまでの範囲にピーク発光波長を有する第１の酸窒化物ベースの蛍光体と、
６１５ｎｍから７００ｎｍまでの範囲にピーク発光波長を有する第２の窒化物ベースの蛍光体と
を備え、
前記蛍光体組成は、ｙ＝０．０８０５ｘ３−１５４．０６ｘ２＋９７０１７ｘ−２Ｅ＋０７という式を満たすＣＩＥ色座標の光を発する
ＬＥＤデバイス。
【請求項１７】
前記第１の酸窒化物ベースの蛍光体は、Ｍ（ＩＩ）ａＳｉｂＯｃＮｄＣｅ：Ａとの一般式によって表され、
Ｍ（ＩＩ）は、Ｂｅ、Ｍｇ、 Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｚｎ及びＣｄからなる群から選択された少なくとも１つの二価陽イオンを含み、
Ａは、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｍｎ、Ｂｉ、及びＳｂからなる群から選択された発光アクチベーターを含み、
６＜ａ＜８、８＜ｂ＜１４、１３＜ｃ＜１７、５＜ｄ＜９、及び０＜ｅ＜２である、請求項１６に記載のＬＥＤデバイス。
【請求項１８】
前記第２の窒化物ベースの蛍光体は、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕとの式によって表される、請求項１６又は１７に記載のＬＥＤデバイス。
【請求項１９】
前記第２の窒化物ベースの蛍光体に対する前記第１の酸窒化物ベースの蛍光体の重量比は、約８：２から約９：１までである、請求項１６から１８の何れか１項に記載のＬＥＤデバイス。
【請求項２０】
前記第２の窒化物ベースの蛍光体に対する前記第１の酸窒化物ベースの蛍光体の前記重量比は、約８.０４：１．９５である、請求項１９に記載のＬＥＤデバイス。
【請求項２１】
前記蛍光体組成が発する前記光の前記ＣＩＥ色座標は、（０．３０、０．２５）、（０．３０、０．４３）、（０．３９、０．２５）及び（０．３９、０．４３）の座標を有する点によって規定される領域に含まれる、請求項１６から２０の何れか１項に記載のＬＥＤデバイス。
【請求項２２】
前記蛍光体組成が発する前記光の前記ＣＩＥ色座標は、０．３５６≦ｘ≦０．３６５及び０．３７２≦ｙ≦０．３８０の範囲である、請求項２１に記載のＬＥＤデバイス。
【請求項２３】
前記ＬＥＤデバイスが発する光のＣＩＥ色座標は、０．２８≦ｘ≦０．３９及び０．２５≦ｙ≦０．３５の範囲である、請求項１６から２２の何れか１項に記載のＬＥＤデバイス。
【請求項２４】
ディフューザをさらに備える、請求項１６から２３の何れか１項に記載のＬＥＤデバイス。
【請求項２５】
前記ディフューザは、ＺｎＯ２、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３又はこれらの組み合わせを含む、請求項２４に記載のＬＥＤデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願］
本願は、２０１３年２月７日出願の米国出願６１/７６１，９２４号に係る本出願であり、当該出願の優先権を主張するものであり、当該出願の全体は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、蛍光体組成、より具体的には、白色発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイスに用いられる蛍光体組成に関する。
【背景技術】
【０００３】
画像表示装置における薄型化及びハイパフォーマンス化の需要増加の最近の傾向に伴い、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、テレビ、コンピュータモニタ及びスマートフォンディスプレイを含む幅広いコンピュータ製品に広く用いられている。ＬＣＤパネルはそれ自身では、光を発することができないため、バックライト部等の別個の光源部を要する。バックライト部は、明るさ、コントラスト及びその他の視覚の多くの面に著しく影響を与えるため、ＬＣＤのためにバックライト部を選択することは重要な検討事項である。白色ＬＥＤは最近、その低消費電力、信頼性の高さ及び動作寿命の長さによりバックライト部として人気を得ている。
【０００４】
白色ＬＥＤは、一般的に青色ＬＥＤ及び黄色蛍光体から構成されている。青色ＬＥＤによって発せられる青色光の一部は、黄色光を発する黄色蛍光体を励起する。黄色は、青色ＬＥＤからの青色光の別の一部と混合されて白色光を生成する。また、ＬＥＤは、ＬＥＤの青色光を少なくとも部分的に緑色及び赤色発光放射に変換する緑色及び赤色蛍光体の混合物を使用し得る。その結果得られた青色、赤色及び緑色の加法混色により、白色光を生成することができる。一般的に、蛍光体は、白色ＬＥＤの発光効率、演色、色温度及び寿命を決定する。
【０００５】
製造コストを抑えるためには、バックライト部１つ当たりの白色ＬＥＤの数を減らす必要がある。白色ＬＥＤの数を減らしながらも、バックライト部の明るさを同じままにするには、白色ＬＥＤをかなり高い電圧で駆動する必要がある。このため、白色ＬＥＤにおいて、高い熱安定性を有する蛍光体を利用する必要がある。
【０００６】
当分野において、最も一般的に用いられる黄色発光蛍光体は、比類なき効率性を示すＣｅがドープされたイットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ:Ｃｅ）である。ＹＡＧに代わるものとして、ケイ酸塩ベースの蛍光体が発展してきた。しかしながら、ケイ酸塩ベースの蛍光体は、高温及び高湿度環境において安定性に乏しい。このため、これらの蛍光体は、室温では高効率であるが、高温状態では比較的大きい消光性をこうむる。よって、ＹＡＧ蛍光体と同様の発光及び熱安定性を有し、ＹＡＧ蛍光体の有望な代わりとしての、新たな蛍光体組成の発展の必要性が続いている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本開示は、上記課題を解決するための蛍光体組成、及びそのような蛍光体組成を用いた信頼性の高い白色ＬＥＤデバイスを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
１つの側面から、蛍光体組成を説明する。蛍光体組成は、緑色光を発する第１の酸窒化物ベースの蛍光体と、赤色光を発する第２の窒化物ベースの蛍光体とを備えてもよい。蛍光体組成は、ｙ＝０．０８０５ｘ３−１５４．０６ｘ２＋９７０１７ｘ−２Ｅ＋０７という式を満たすＣＩＥ色座標の光を発してもよい。
【０００９】
１つの形態では、第１の酸窒化物ベースの蛍光体は、Ｍ（ＩＩ）ａＳｉｂＯｃＮｄＣｅ：Ａとの一般式によって表されてもよい。Ｍ（ＩＩ）ａＳｉｂＯｃＮｄＣｅ：Ａにおいて、Ｍ（ＩＩ）は、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｚｎ、Ｃｄ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。Ａは、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｍｎ、Ｂｉ、及びＳｂからなる群から選択された発光アクチベーターを含んでもよい。さらに、６＜ａ＜８、８＜ｂ＜１４、１３＜ｃ＜１７、５＜ｄ＜９、及び０＜ｅ＜２との条件を満たしてもよい。
【００１０】
１つの形態では、第２の窒化物ベースの蛍光体は、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕとの式によって表されてもよい。
【００１１】
１つの形態では、第２の窒化物ベースの蛍光体に対する第１の酸窒化物ベースの蛍光体の重量比は、約８：２から約９：１までであってもよい。
【００１２】
１つの形態では、第２の窒化物ベースの蛍光体に対する第１の酸窒化物ベースの蛍光体の重量比は、約８.０４：１．９５であってもよい。
【００１３】
１つの形態では、蛍光体組成のＣＩＥ色座標は、（０．３０、０．２５）、（０．３０、０．４３）、（０．３９、０．２５）及び（０．３９、０．４３）の座標を有する点によって規定される領域に含まれてもよい。
【００１４】
１つの形態では、蛍光体組成の発光のＣＩＥ色座標は、（０．３６５、０．３７２）であってもよい。
【００１５】
別の側面から、蛍光体組成を説明する。蛍光体組成は、Ｍ（ＩＩ）ａＳｉｂＯｃＮｄＣｅ：Ａとの一般式によって表される第１の酸窒化物ベースの蛍光体と、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕとの式によって表される第２の窒化物ベースの蛍光体とを備える。Ｍ（ＩＩ）ａＳｉｂＯｃＮｄＣｅ：Ａにおいて、Ｍ（ＩＩ）は、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｚｎ、及びＣｄからなる群から選択された少なくとも１つの二価陽イオンを含んでもよい。Ａは、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｍｎ、Ｂｉ、及びＳｂからなる群から選択された発光アクチベーターを含んでもよい。さらに、６＜ａ＜８、８＜ｂ＜１４、１３＜ｃ＜１７、５＜ｄ＜９、及び０＜ｅ＜２との条件を満たしてもよい。第２の窒化物ベースの蛍光体に対する第１の酸窒化物ベースの蛍光体の重量比は、約８：２から約９：１までであってもよい。
【００１６】
１つの形態では、第２の窒化物ベースの蛍光体に対する第１の酸窒化物ベースの蛍光体の重量比は、約８.０４：１．９５であってもよい。
【００１７】
１つの形態では、蛍光体組成は、ｙ＝０．０８０５ｘ３−１５４．０６ｘ２＋９７０１７ｘ−２Ｅ＋０７という式を満たすＣＩＥ色座標の光を発してもよい。
【００１８】
１つの形態では、蛍光体組成の発光のＣＩＥ色座標は、（０．３０、０．２５）、（０．３０、０．４３）、（０．３９、０．２５）及び（０．３９、０．４３）の座標を有する点によって規定される領域に含まれてもよい。
【００１９】
別の側面から、蛍光体組成を説明する。蛍光体組成は、Ｍ（ＩＩ）ａＳｉｂＯｃＮｄＣｅ：Ａとの一般式によって表される第１の酸窒化物ベースの蛍光体と、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕとの式によって表される第２の窒化物ベースの蛍光体とを備える。Ｍ（ＩＩ）ａＳｉｂＯｃＮｄＣｅ：Ａにおいて、Ｍ（ＩＩ）は、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｚｎ、及びＣｄからなる群から選択された少なくとも１つの二価陽イオンを含んでもよい。Ａは、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｍｎ、Ｂｉ、及びＳｂからなる群から選択された発光アクチベーターを含んでもよい。さらに、６＜ａ＜８、８＜ｂ＜１４、１３＜ｃ＜１７、５＜ｄ＜９、及び０＜ｅ＜２との条件を満たしてもよい。蛍光体組成は、０．３５６≦ｘ≦０．３６５及び０．３７２≦ｙ≦０．３８０の範囲のＣＩＥ色座標の光を発してもよい。
【００２０】
１つの形態では、第２の窒化物ベースの蛍光体に対する第１の酸窒化物ベースの蛍光体の重量比は、約８.０４：１．９５であってもよい。
【００２１】
１つの形態では、蛍光体組成は、ｙ＝０．０８０５ｘ３−１５４．０６ｘ２＋９７０１７ｘ−２Ｅ＋０７という式を満たすＣＩＥ色座標の光を発してもよい。
【００２２】
さらなる別の側面から、発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイスを説明する。ＬＥＤデバイスは、４５０ｎｍから４６０ｎｍまでの範囲にピーク発光波長を有する青色ＬＥＤと、当該ＬＥＤ上または当該ＬＥＤに覆って設けられた蛍光体組成とを備えてもよい。蛍光体組成は、５５０ｎｍから５６０ｎｍまでの範囲にピーク発光波長を有する第１の酸窒化物ベースの蛍光体と、５７０ｎｍから６００ｎｍまでの範囲にピーク発光波長を有する第２の窒化物ベースの蛍光体とを備えてもよい。蛍光体組成は、ｙ＝０．０８０５ｘ３−１５４．０６ｘ２＋９７０１７ｘ−２Ｅ＋０７という式を満たすＣＩＥ色座標の光を発してもよい。
【００２３】
１つの形態では、第１の酸窒化物ベースの蛍光体は、Ｍ（ＩＩ）ａＳｉｂＯｃＮｄＣｅ：Ａとの一般式によって表されてもよい。Ｍ（ＩＩ）ａＳｉｂＯｃＮｄＣｅ：Ａにおいて、Ｍ（ＩＩ）は、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｚｎ、Ｃｄ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。Ａは、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｍｎ、Ｂｉ、及びＳｂからなる群から選択された発光アクチベーターを含んでもよい。さらに、６＜ａ＜８、８＜ｂ＜１４、１３＜ｃ＜１７、５＜ｄ＜９、及び０＜ｅ＜２との条件を満たしてもよい。
【００２４】
１つの形態では、第２の窒化物ベースの蛍光体は、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕとの式によって表されてもよい。
【００２５】
１つの形態では、第２の窒化物ベースの蛍光体に対する第１の酸窒化物ベースの蛍光体の重量比は、約８：２から約９：１までであってもよい。
【００２６】
１つの形態では、第２の窒化物ベースの蛍光体に対する第１の酸窒化物ベースの蛍光体の重量比は、約８.０４：１．９５であってもよい。
【００２７】
１つの形態では、蛍光体組成の発光のＣＩＥ色座標は、（０．３０、０．２５）、（０．３０、０．４３）、（０．３９、０．２５）及び（０．３９、０．４３）の座標を有する点によって規定される領域に含まれてもよい。
【００２８】
１つの形態では、蛍光体組成の発光のＣＩＥ色座標は、０．３５６≦ｘ≦０．３６５及び０．３７２≦ｙ≦０．３８０の範囲である。
【００２９】
１つの形態では、ＬＥＤデバイスの発光のＣＩＥ色座標は、０．２８≦ｘ≦０．３９及び０．２５≦ｙ≦０．３５の範囲である。
【００３０】
１つの形態では、ＬＥＤデバイスはさらにディフューザを備えてもよい。
【００３１】
１つの形態では、ディフューザは、ＺｎＯ２、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３又はこれらの組み合わせを含んでもよい。
【００３２】
本開示の多様な形態の特徴及び利点をより理解する目的で、多様な形態の詳細の記載を、添付の図面を参照して以下に示す。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本開示の１つの実施例における白色発光ダイオードデバイスの断面図を示す。
【図２】本開示の１つの実施例における蛍光体組成と黄色ＹＡＧ蛍光体との発光の比較を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本開示は、信頼性の高い白色ＬＥＤデバイスのための、イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）蛍光体と同様の発光及び熱安定性を有する蛍光体組成を提供する。
【００３５】
図１に、本開示の１つの実施例における白色発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイス１００の断面図を示す。図１を参照すると、白色ＬＥＤデバイス１００は、青色ＬＥＤ１０１、反射シェル１０３、及び導電性リードフレーム１０５を備える。青色ＬＥＤ１０１は、反射シェル１０３の内部に設けられ、複数の導電性ワイア１０７を介してリードフレーム１０５に電気的に接続される。カプセル層１０９は、反射シェル１０３の内部に満たされ、青色ＬＥＤ１０１を覆う。蛍光体組成１１１は、カプセル層１０９に混ぜられ、青色ＬＥＤ１０１上に且つ青色ＬＥＤ１０１をまたがって設けられる。青色ＬＥＤ１０１は、約４５０ｎｍから４６０ｎｍまでのピーク波長を有する４１０ｎｍから４８０ｎｍまでの波長範囲の光を発する。白色ＬＥＤデバイス１００は、０．２８≦ｘ≦０．３９及び０．２５≦y≦０．３５の範囲のＣＩＥ色座標を有する光を発する。
【００３６】
上記の白色ＬＥＤデバイス１００の蛍光体組成１１１において、ＹＡＧ蛍光体の発光と同様の発光をするために、第１の酸窒化物ベースの緑色発光蛍光体と第２の窒化物ベースの赤色発光蛍光体とが適切な割合で混合される。第１の酸窒化物ベースの蛍光体は、青色光または紫外光で励起されたときに、約５５０ｎｍから５６０ｎｍまでの発光ピーク範囲を有する緑色領域で発光する。第２の窒化物ベースの蛍光体は、青色光または紫外光で励起されたときに、約５７０ｎｍから６００ｎｍまでの発光ピーク範囲を有する赤色領域で発光する。
【００３７】
上記の蛍光体組成１１１において、第１の酸窒化物ベースの蛍光体は、Ｍ（ＩＩ）ａＳｉｂＯｃＮｄＣｅ：Ａとの一般式によって表される。６＜ａ＜８、８＜ｂ＜１４、１３＜ｃ＜１７、５＜ｄ＜９、及び０＜ｅ＜２である。好ましくは、６．５＜ａ＜７．５、８．５＜ｂ＜１２．５、１４＜ｃ＜１６、６＜ｄ＜７．５、及び０＜ｅ＜１である。Ｍ（ＩＩ）は、少なくとも１つの二価陽イオンを含み、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｚｎ、及びＣｄからなる群から選択されてもよい。Ａは、Ｍ（ＩＩ）に対して約０．００１モルパーセントから約２０モルパーセントまでの濃度、好ましくは、約０．１モルパーセントから約１０モルパーセントの濃度である第１の酸窒化物ベースの蛍光体の母体結晶にドープされる発光アクチベーターを含む。１つの実施例では、Ａは、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｍｎ、Ｂｉ、及びＳｂ、好ましくは、Ｅｕ２＋、Ｃｅ３＋、Ｔｂ３＋、Ｙｂ２＋及びＭｎ２＋からなる群から選択されてもよい。
【００３８】
第２の窒化物ベースの蛍光体は、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕとの式によって表される。
【００３９】
第２の窒化物ベースの蛍光体に対する第１の酸窒化物ベースの蛍光体の混合重量比は、好ましくは、約９：１から約８：２まで、より好ましくは、約８．０４：１．９５である。蛍光体組成の発光のＣＩＥ色座標は、ｙ＝０．０８０５ｘ３−１５４．０６ｘ２＋９７０１７ｘ−２Ｅ＋０７という式を満たす。蛍光体組成の発光のＣＩＥ色座標は、（０．３０、０．２５）、（０．３０、０．４３）、（０．３９、０．２５）及び（０．３９、０．４３）の座標を有する点によって規定される領域に含まれる。
【００４０】
表１に、本開示に準じた蛍光体組成の複数の実施例におけるＣＩＥ色座標をまとめた。
【表１】
2014159565.tif 000003
【００４１】
図２に、本開示の１つの実施例における蛍光体組成と黄色ＹＡＧ蛍光体との発光の比較を示す。蛍光体組成１１１における第２の窒化物ベースの蛍光体に対する第１の酸窒化物ベースの蛍光体の重量比は、約８．０４：１．０５である。図２に示されたとおり、蛍光体組成１１１は、約５５０ｎｍにピーク波長を有する４８０ｎｍから７３０ｎｍまでの広域発光領域を有する。蛍光体組成の発光スペクトラムは、黄色ＹＡＧ蛍光体の発光スペクトラムと非常に似ている。
【００４２】
上記の蛍光体組成１１１は、白色ＬＥＤデバイス１００の明るさを上げるべく、ディフューザ（１−１０μｍの粒子サイズＤ５０を有する５−１５パーセント（ｗ／ｗ））を含んでもよい。ディフューザは、例えば、ＺｎＯ２、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３又はこれらの組み合わせを含んでもよい。
【００４３】
白色ＬＥＤデバイス１００の蛍光体組成１１１の励起効率を向上するために、蛍光体組成１１１の濃度は、カプセル層１０９の表面から青色ＬＥＤ１０１の表面に向かって徐々に増加してもよいことに留意されたい。青色ＬＥＤ１０１は、一般的な蛍光体組成１１１によって覆われてもよい。この場合には、一般的な蛍光体組成１１１は、吹き付け、成形、印刷等によって形成されてもよい。あるいは、青色ＬＥＤ１０１は、蛍光体組成１１１によって間接的に覆われてもよい。蛍光体組成１１１は、青色ＬＥＤ１０１と距離を空けて設けられてもよく、それでもなお青色ＬＥＤ１０１によって励起されてもよい。例えば、蛍光体組成１１１は、蛍光体プレートまたはライトガイドプレートを形成するために樹脂と混合されてもよく、または、樹脂プレートに吹き付けられてもよく、または、ライトガイドプレート上に設けられてもよい。このようにして、蛍光体組成１１１の光均一性及び青色ＬＥＤ１０１によって生成される高熱に対する蛍光体組成１１１の熱耐性が向上され得る。
【００４４】
要するに、本開示の白色ＬＥＤデバイスに使用される蛍光体組成は、黄色ＹＡＧ蛍光体の発光領域と同様に黄色領域において発光し、ケイ酸塩ベースの蛍光体に係る問題である熱不安定性をもたない。よって、本開示の蛍光体組成は、信頼性の高い白色ＬＥＤを提供するために、従来のＹＡＧ蛍光体及びケイ酸塩ベースの蛍光体に効果的に取って変わることができる。
【００４５】
本開示の多くの実施例をここでは示してきた。しかしながら、当業者であれば、本開示の範囲は、開示された実施例には限定されないこと、及びされ得ないことは理解できるであろう。より具体的には、当業者であれば、開示された実施例に基づいて、多様な変更及び改良をし得るであろう。そのような変更及び改良も本開示の範囲に含まれる。よって、本開示から生まれる特許の保護範囲は、以下の請求項によって決定される。
【図１】
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【図２】
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【外国語明細書】
2014159565000001.pdf