(57)【要約】  後部電極に接続されている単一の紫外光又は青色発光層を有するＥＬ構造が、記載されている。上面は、赤、緑及び青の原色のための３つの別個のセグメントＳ１、Ｓ２、Ｓ３を有する。他の単一の蛍光体ブレンド又は二成分蛍光体ブレンドが、３つの前記セグメントの少なくとも２つに堆積される。前記３つのセグメントの各々は、対応する上部電極によって個々に駆動されることができる。従って、調整可能な可視光を有するＬＥＤのためのシングルチップソリューションが、提供されている。【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの発光層と１つの電荷注入及び／又は輸送層とが後部電極上に配されている基板上のエレクトロルミネッセント構造であって、
−  前記エレクトロルミネッセント構造の上部層は２つ以上の別個のセグメントを有し、
−  前記２つ以上の別個のセグメントの少なくとも１つは、個々に駆動されるべきフロントコンタクトとしての上部電極を有し、
−  前記２つ以上の別個のセグメントの少なくとも１つは、自身の表面上に蛍光体ブレンドを有し、前記蛍光体ブレンドは前記発光層によって発せられる光によって励起可能である、
ことを特徴とするエレクトロルミネッセント構造。
【請求項２】
前記蛍光体ブレンドは、単一蛍光体又は二成分蛍光体ブレンドから成ることを特徴とする、請求項１に記載のエレクトロルミネッセント構造。
【請求項３】
青色光（〜４３０ｎｍから〜４８５ｎｍ）を発光する発光層を備えている請求項２に記載のエレクトロルミネッセント構造であって、単一蛍光体又は二成分蛍光体ブレンドが、ｘ＝０．０，…，１．０として、
【化１】
2008502102.tif 000004
のから成るグループから選択されることを特徴とするエレクトロルミネッセント構造。
【請求項４】
紫外光（〜３７０ｎｍから〜４２０ｎｍ）を発する発光層を備えている請求項２に記載のエレクトロルミネッセント構造であって、前記単一蛍光体又は二成分蛍光体ブレンドは、ｚ＝０．０，…，１．０として、
【化２】
2008502102.tif 000005
から成るグループから選択されることをと特徴とするエレクトロルミネッセント構造。
【請求項５】
前記蛍光体ブレンドは、静電堆積、セラミック蛍光体ダイスの使用、懸濁液のインクジェット、蛍光体ブレンドと結合剤との混合物のディスペンス、又はキャリヤポリマの使用により堆積されることを特徴とする、請求項１ないし４の何れか一項に記載のエレクトロルミネッセント構造。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか一項に記載のエレクトロルミネッセント構造と、全てのフロントコンタクトか又は１つ１つのフロントコンタクトかのいずれかに対する１つの電圧／電流源と、前記フロントコンタクトを個々に駆動する制御ユニットとを有するエレクトロルミネッセント装置。
【請求項７】
請求項１ないし５の何れか一項に記載のエレクトロルミネッセント構造を備える発光ダイオード。
【請求項８】
１つのチップ上に配されることを特徴とする、請求項１ないし５の何れか一項に記載のエレクトロルミネッセント構造。
【請求項９】
光源又はランプとしての請求項１ないし５の何れか一項に記載のエレクトロルミネッセント構造の使用。
【請求項１０】
少なくとも赤、緑及び青の原色の混合により、及び発光ダイオードの発光層によって発せられる紫外又は青色光の蛍光体変換により、前記発光ダイオードから白色光を得る方法であって、
−  ２つ以上のセグメントを有する構造化された表面をエレクトロルミネッセント装置に設け、異なる蛍光体ブレンドが前記２つ以上のセグメントの少なくとも１つに堆積されるステップと、
−  生成される可視光のための成分の割り当てを調整するために、前記２つ以上のセグメントの少なくとも１つに配されるフロントコンタクトを個々に駆動するステップと、
を特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロルミネッセント（ＥＬ）構造に関し、詳細には、ＥＬ構造を有する発光ダイオード（ＬＥＤ）に関する。ＬＥＤからの光は、純粋なＬＥＤのものよりも低いエネルギーの色の変換によって混合色又は白色を生成するために、蛍光変換によって部分的に変換されることができる。前記蛍光変換は、前記のような蛍光体は固定された放出特性を有するので、得られる色を調整することができないという不利な点を有する。
【背景技術】
【０００２】
国際特許出願公開第ＷＯ９７／４８１３８号は、ＵＶ発光ダイオード及びＵＶ励起可能な可視光発光蛍光体を含む可視光発光装置を開示している。これらのＬＥＤにおいて、単結晶基板上に、ｎ＋ ＧaＮのエピタキシャルバッファコンタクト層を設け、前記のような層上にＬＥＤ構造を設け、このＬＥＤ構造は、順に、ｎ ＡｌＧａＮの下方被覆層、活性領域ｉ ＧａＮ及びｐ ＡｌＧａＮの上方被覆層のエピタキシャル層を有する。このＬＥＤ構造上にｐ＋ ＧａＮコンタクト層を設けると共に、前記のようなコンタクト層メタライゼーション層上にＵＶ励起可能な蛍光体層を備えて、例えば、Ａｕ／Ｎｉ合金の半透明のコンタクト層と、例えば、Ａｌの電圧電極とを設ける。前記ＬＥＤ構造の両側の表面バッファ／コンタクト層上に、例えば、Ａｌのメタライゼーション層を設ける。更なる層が接地電極を介して接地を与え、他の層はアドレス電極として作用する。国際特許出願公開第ＷＯ９７／４８１３８号は、前記ＬＥＤに使用されることができる典型的なＵＶ励起可能な蛍光体として、
赤：Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ
緑：ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ
青：ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ
を記載している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
国際特許出願公開第ＷＯ９７／４８１３８号の可視光発光装置は、実際に発光される色が、赤、緑及び青よりなるので、全体として調整可能である。しかしながら、全体として前記装置のこの調整可能度を達成するためには、それぞれ、赤、青又は緑の特性を有する３つの異なるＵＶ光励起可能な蛍光体のうちの１つを各々備えている３つのＵＶ発光ダイオードが取り扱われる及び制御されなければならない。
【０００４】
従って、本発明の目的は、調整可能な色を発するＬＥＤのために使用されることができる単一のＥＬ構造を提供することにある。他の目的は、赤、緑及び青の原色を混合することによって、及び前記ＬＥＤの発光層によって発光される紫外又は青色光の蛍光体変換によって、白色又は調整可能な色の光を得る方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、少なくとも１つの発光層と、１つの電荷注入及び／又は輸送層とが後部電極上に配されている基板層上のエレクトロルミネッセント構造であって、
−  前記エレクトロルミネッセント構造の最上層は、２つ以上の別個のセグメントを有しており、
−  前記２つ以上の別個のセグメントのうちの少なくとも１つは、個々に駆動されるべきフロントコンタクトとしての上部電極を有しており、
−  前記２つ以上の別個のセグメントのうちの少なくとも１つは、自身の表面上に蛍光体ブレンドを有し、該蛍光体ブレンドは、前記発光層によって発せられる光によって励起可能である、エレクトロルミネッセント構造によって達成される。
【０００６】
好適実施例によれば、前記ＥＬ構造は、３つの別個のセグメントを有する。
【０００７】
この装置は、１つの後部電極を有し、該後部電極は、前記２つ以上の上部電極のいずれに対しても共通後部電極としての機能を果たす。前記共通後部電極は、接地されているか又は浮動電極として配されているかのいずれであっても良い。このＥＬ構造は、単一のチップ上に配されることもできる。前記個々のセグメント又はセクションをそれぞれ別個に駆動することにより、前記発光層の対応する領域は、活性状態になり光を発し、前記光は、蛍光範囲（phosphorescent coverage）によって、他の波長の光に変換され得る。前記波長は、前記蛍光範囲が構成されている材料に依存する。電流が、１つの上部電極から前記後部電極に流れる場合、前記発光層の前記電流が通過する部分が光を発し、この領域の上部における前記蛍光範囲による変換のために使用される。駆動される前記上部電極と前記共通後部電極との間に直接的に又は間接的に挟まれている前記のような活性領域のみ、発光する。
【０００８】
前記蛍光体ブレンドは、単一発光体又は二成分蛍光体ブレンドから構成され得る。
【０００９】
一実施例によれば、前記発光層は、波長〜４３０ｎｍから〜４８５ｎｍを有する青色を発光し、前記単一蛍光体又は二成分の蛍光体ブレンドは、
【化３】
2008502102.tif 000002
（ここでｘ＝０．０，…，１．０）
から成るグループから選択される。
【００１０】
他の実施例によれば、前記エレクトロルミネッセント構造は、波長〜３７０ｎｍから〜４２０ｎｍを有する紫外光を発する発光層を有しており、前記単一蛍光体又は二成分蛍光体ブレンドは、
【化４】
2008502102.tif 000003
（ここでｚ＝０．０，…，１．０）
から成るグループから選択される。
【００１１】
前記蛍光体ブレンドは、静電堆積を使用することにより、前記発光層の最上部に直接的に又は間接的に堆積されることができる。前記異なる蛍光体の構造化されたアプリケーションは、異なるセグメントの１つ１つにバイアスをかけることにより、対応する蛍光体ブレンドが堆積されている又は印加されている前記バイアスと独立であるような仕方で、実現されることができる。更なる堆積の方法は、静電堆積、セラミック蛍光体ダイス（ｄｉｃｅｓ）の使用、懸濁液のインクジェット、又は蛍光体ブレンドと結合剤若しくはキャリヤポリマとの混合物のディスペンスであっても良い。
【００１２】
前記エレクトロルミネッセント構造は、エレクトロルミネッセント装置の一部であっても良く、前記エレクトロルミネッセント装置は、フロントコンタクトの全て又は全ての単一のフロントコンタクトのいずれかに対して、１つの電圧又は電流源と、前記フロントコンタクトを個々に駆動する制御ユニットとを更に有する。３つの成分緑、赤及び青は、前記フロントコンタクトを個々に駆動することによって混合されることができる。混合された光は、赤、緑及び青の成分の様々な割り当てを有することができ、従って、調整可能である。ハイカラー描画を達成するために、こはく（ａｍｂｅｒ）のような他の又は更なる成分が選択されることもできる。
【００１３】
前記エレクトロルミネッセント構造による発光ダイオードは、調整可能な可視光を生成するが、１つの後部電極がコンタクトされなければならないのみであるので、依然として取り扱い易い。
【００１４】
前記エレクトロルミネッセント構造の１つの利点は、該記エレクトロルミネッセント構造が、１つのチップ上に配されることもでき、既定された動作条件を有することにある。
【００１５】
前記エレクトロルミネッセント構造は、光源として又はランプとして使用されることもでき、比較的低い熱放射であるという利点を有する。
【００１６】
赤、緑及び青の原色を混合することによって、及び前記ＬＥＤの発光層によって発せられる紫外又は青色光の蛍光変換によって、白色光又は調整可能な色の光を得る方法に関して、この目的は、
−  エレクトロルミネッセント装置に、２つ以上のセグメントを有する構造化された表面を設けるステップであって、異なる蛍光体ブレンドが、前記２つ以上のセグメントの少なくとも１つに堆積されるステップと、
−  生成される可視光について、前記成分（即ち、様々な蛍光体ブレンド）の割り当てを調整するように、前記２つ以上のセグメントの少なくとも１つの上に配されている前記フロントコンタクトを個々に駆動するステップと
のステップによって達成される。
【００１７】
ハイカラー描画を達成するためには、こはく色のような更なる色が、赤、緑及び青の原色に加えて、選択されることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明は、添付図面を参照して、更に詳細に説明されるであろう。
【００１９】
図１は、紫外光を発光する発光層１を備えている模式的なＥＬ構造の側面斜視図である。発光層１は、後部電極２を備えており、後部電極１は、この図において、発光層１の上部に配されているが、代替的には、少なくとも蛍光体ブレンドＰ１、Ｐ２、Ｐ３の３つのセグメントによって覆われている領域を覆う更なる層として、前記発光層の下に配されるても良い。各蛍光体ブレンドＰ１、Ｐ２及びＰ３は、対応する上部の電圧電極３、４又は５に接続されている。上部電極３、４及び５のうちの少なくとも１つから後部電極２へと、又は後部電極２から上部電極３、４及び５のうちの少なくとも１つへと電流が流れるように、電圧が印加されている場合、前記発光層の前記電流が通過する領域が活性化される。このことは、前記のような活性領域が、光（この例においては、紫外光）を発することを意味する。
【００２０】
図２は、図１を参照して記載されている模式的なＥＬ構造の側面斜視図であるが、発光層６が青色光を発することにおいて異なる。このことは、前記発光層の表面の前記３つのセグメントのうちの１つは、波長を変化させる材料によって覆われているのではなく、何らかの透明材料で覆われていても良い又は全く覆われていなくても良いことを意味する。
【００２１】
図３は、紫外光を発すると共に、自身の上面に３つのセグメントＳ１、Ｓ２及びＳ３を有する層１を有する模式的なＬＥＤの断面図である。示されているように、蛍光体ブレンドＰ１、Ｐ２及びＰ３は、各セグメントＳ１、Ｓ２及びＳ３の上面に堆積されているが、側壁上に堆積されても良い。この例において、後部電極２は、非絶縁層７に接続されている。層７は、光線の量を増加するように、発光層１によって発せられる光を反射するのが好ましく、前記光線は、前記蛍光体ブレンドに到達し、通過する。前記ＥＬ構造が配される基板８は、ＩｎＧａＮ基板であっても良い。
【００２２】
図４は、図３を参照して記載されている模式的なＬＥＤの断面図であるが、発光層６が青色光を発することにおいて異なる。このことは、前記発光層の表面の３つのセグメントのうちの１つが、前記波長を変化させる材料によってではなく、何らかの透明材料によって覆われていることを意味する。
【００２３】
以上をまとめると、本発明は、後部電極に接続されている単一の紫外光又は青色光発光層を有するＥＬ構造に関する。上面は、赤、緑及び青の原色のための３つの別個のセグメントを有する。他の単一の蛍光体ブレンド又は二成分蛍光体ブレンドが、前記３つのセグメントのうちの少なくとも２つに堆積される。前記３つのセグメントの各々は、対応する上部電極によって個々に駆動されることができる。従って、調整可能な光を有するＬＥＤのためのシングルチップソリューションが、提供されている。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】紫外発光層を備える模式的なＥＬ構造の側面斜視図である。
【図２】青色発光層を備える模式的なＥＬ構造の側面斜視図である。
【図３】模式的な紫外発光ＬＥＤの断面図である。
【図４】模式的な青色発光ＬＥＤの断面図である。
【図１】
2008502102.tif 000006
【図２】
2008502102.tif 000007
【図３】
2008502102.tif 000008
【図４】
2008502102.tif 000009
【国際調査報告】
2008502102.tif 000010
2008502102.tif 000011
2008502102.tif 000012
2008502102.tif 000013
2008502102.tif 000014