專利名稱：發(fā)光體以及使用其的光學(xué)器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將由發(fā)光體、進(jìn)而由發(fā)光體混合物以及紫外或者藍(lán)色發(fā)光半導(dǎo)體元件或者能夠作為氣體放電燈構(gòu)成的發(fā)光構(gòu)成元件發(fā)出的紫外線以及藍(lán)色輻射線變換為實(shí)質(zhì)上和從自然光源或者白熾燈發(fā)出的光線同樣的具有極高的演色性的可視白色輻射線的過程中的使用以及采用了此的光學(xué)器件。
背景技術(shù)：
美國專利第5998925號(hào)以及美國專利第6409938號(hào)公開了白色發(fā)光半導(dǎo)體元件。此白色光主要由藍(lán)色發(fā)光半導(dǎo)體元件和包括釔鋁石榴石構(gòu)成的具有黃色發(fā)光發(fā)光體YAG的發(fā)光體包覆層的組合而生成。在這些發(fā)明中，存在生成的白色光的演色性不充分，所以存在演色指數(shù)Ra只有＜80的缺點(diǎn)。另外，得到色溫度超過6000K的白色光是極冷的光。這是由于沒有另外的顏色成分的原因。完全不能得到具有小于5000K的色溫度的白色光。
DE10026435A1記載了如果將YAG作為發(fā)光體混合物中的黃色發(fā)光成分同時(shí)使用，能夠?qū)⑺{(lán)色或者紫外一次輻射線變換為綠色光而且能使演色指數(shù)Ra大約增加到81的發(fā)光體。
DE10026435A1和WO00/33389以及WO00/33390中，為了通過藍(lán)色發(fā)光帶、綠色發(fā)光帶以及進(jìn)而紅色發(fā)光帶的組合生成優(yōu)質(zhì)的白色光，適用了RGB原理。另外，根據(jù)此原理，代替紅色成分使用黃色成分，也能制造演色指數(shù)Ra為81～87的白色發(fā)光半導(dǎo)體元件。此種情況下，實(shí)質(zhì)上在光譜上完全不依賴于紅色成分的頻率范圍。
美國專利第6084250號(hào)記載了以紫外一次輻射線為基本，利用一定的發(fā)光體混合物，根據(jù)RGB原理，能得到最大90的演色指數(shù)Ra的白色LED。在此發(fā)光體混合物中，除了由二價(jià)的銪激活的、由鋇鎂鋁酸鹽構(gòu)成的藍(lán)色發(fā)光發(fā)光體BAM之外，主要使用了硫化物或者Eu(III)激活紅色發(fā)光線發(fā)光體。
同樣，美國專利第6255670號(hào)公開了為了生成白色光的藍(lán)色成分、綠色成分，以及窄帶紅色成分。
在這全部的記載項(xiàng)目中，利用由電視技術(shù)以及進(jìn)而一般的照明中所周知的RGB原理而且能以藍(lán)色—綠色成分補(bǔ)充光譜，因?yàn)椴淮嬖诒匾膶拵Ъt色成分以及其它的發(fā)光成分，所以存在最大只能得到89～90的演色指數(shù)Ra的缺點(diǎn)。如果采用RGB原理以及在約610nm～625nm區(qū)域具有線結(jié)構(gòu)的窄帶Eu(III)激活紅色成分，原則上生成任何一種更好的白色光是不可能的。另外，硫化物發(fā)光體不具備必要的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，這樣的半導(dǎo)體元件的發(fā)光溶劑會(huì)隨著照明時(shí)間延長(zhǎng)急速減少，使LED的壽命降低，這也是周知的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種克服全部這些缺點(diǎn)，作為在300nm～500nm顯示發(fā)光的一次發(fā)光元件中，將紫外線以及藍(lán)色輻射線變換為白色光的裝置中適合使用的發(fā)光體以及將這些作為主要成分的發(fā)光體混合物。發(fā)光體在演色性方面必須生成和自然或者白熾燈光近似的光，而且必須能得到根據(jù)超過90的演色指數(shù)Ra的CRI標(biāo)準(zhǔn)的演色I(xiàn)a。
進(jìn)而，本發(fā)明的目的在于提供一種在300nm～500nm顯示發(fā)光的一次發(fā)光元件中，將紫外線以及藍(lán)色輻射線變換為白色光的同時(shí)，輻射具有高演色性的可視白色輻射線的光學(xué)器件。
(A)根據(jù)本發(fā)明，提供了在作為能構(gòu)成半導(dǎo)體元件或者氣體放電燈的一次發(fā)光構(gòu)成元件中，將紫外線以及藍(lán)色輻射線變換為具有高演色性的可視白色輻射線的2種方法。
1.在橙色—紅色或者紅色光譜域，顯示寬帶發(fā)光或者比在超過650nm的深紅色光譜域還要窄的帶域發(fā)光的發(fā)光體的使用，以及2.利用這些發(fā)光體制造、顯示約380～780nm的寬發(fā)光連續(xù)狀態(tài)、采用了8種以下的發(fā)光體成分的發(fā)光體混合物的使用。通過不同發(fā)光帶的重合，生成具有藍(lán)色—白色、具有約10000K～日光色、具有6500K的色溫度以及淺白色、帶約3000K的色溫度～黃色、具有紅色夕照光的2000K的色溫度的光譜，而且同時(shí)維持演色I(xiàn)a。
適合將發(fā)光成分中的紫外線以及藍(lán)色輻射線變換為具有高演色性的可視白色輻射線的發(fā)光體是由固體系統(tǒng)而且顯示固有發(fā)光或者由錳(IV)或者鈦(IV)激活的紅色光譜區(qū)域用發(fā)光體。
將紫外線以及藍(lán)色輻射線變換為具有高演色性的可視白色輻射線的另外裝置是由從由Eu(II)構(gòu)成的組中的敏化劑以及作為二次激活劑使用了Mn(II)的系統(tǒng)得到的。
有用的寬帶發(fā)光橙色、橙色—紅色以及紅色成分或者在深紅色光譜域中發(fā)光的發(fā)光體系中，包括堿土金屬銻酸鹽、由Mn(IV)激活的發(fā)光體以及由Eu和Mn二次激活的發(fā)光體等。
上述發(fā)光體也可以是下面限定的任何一種或者其組合。
1)根據(jù)本發(fā)明的適當(dāng)?shù)膲A土金屬銻酸鹽以及由其衍生的系統(tǒng)，例如，熒光銻酸鹽由顯示固有發(fā)光而且由通式MeIXMeIIySbaObXc表示。式中，MeI是選自由鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)、鎘(Cd)、鋅(Zn)、鈹(Be)、鎂(Mg)、銪(Eu)、錳(Mn)、鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、釤(Sm)、鐠(Pr)、鏑(Dy)、鋱(Tb)構(gòu)成的組中的一種以上的元素；MeII是選自由鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)、銣(Rb)、銫(Cs)構(gòu)成的組中的一種以上的元素；X(大寫)是選自由氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)構(gòu)成的組中的一種以上的元素；x(小寫)＝0～8，y＝0～4，0＜a＜16，0＜b＜64，0≤c≤4，以及也可以由銻(Sb)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、磷(P)、砷(As)、鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、硅(Si)、鍺(Ge)、鉬(Mo)、鎢(W)取代一部分。
2)銻酸鹽以及熒光銻酸鹽以約100nm～150nm的一半振幅在具有約600nm～670nm的極大值的紅色光譜域中，以寬帶發(fā)光。
根據(jù)本發(fā)明，作為發(fā)光體的銻酸鹽以及熒光銻酸鹽是CaSb2O6、CaSb2O7、(Ca，Sr)Sb2O6、(Ca，Sr，Ba)2Sb2O7、Ca2Sb2O6F、Ca1.5Mg0.5Sb2O6F、Ca2Sb2O6F0.5Cl0.5、Ca1.8Mg0.2Sb2O7、Ca0.95Li0.1Sb2O7、Ca2(Sb1.95P0.05)O7、Ca2Sb1.98Bi0.02O7、Ca1.95Sr0.05Sb1.98Nb0.02O7、Ca1.98Li0.02Sb1.98Si0.02O7、Ca1.98K0.02Sb1.98Ge0.02O7、Ca1.95Mg0.04Li0.01Sb1.99Ti0.01O7、MgSb2O6、MgSb2O6、Sr1.9Zn0.1Sb2O7、Ca1.96Eu0.04Sb2O7、Ca0.97Eu0.03Sb2O6。
3)根據(jù)本發(fā)明，在將紫外或者藍(lán)色發(fā)光變換為具有極高的演色性的可視白色輻射線時(shí)有用的發(fā)光體也包含以錳(IV)激活的銻酸鹽。這些發(fā)光體在約600～700nm的深紅色光譜區(qū)顯示發(fā)光帶或者顯示約650～660nm的窄的結(jié)構(gòu)化發(fā)光。
這些發(fā)光體例如是CaSb2O6:0.01Mn、Mg2Sb2O7:0.01Mn、Mg1.8Li0.4Sb2O6:0.01Mn、Mg1.8Li0.4Sb2O6:0.01Mn、(Ca，Sr)Sb2O7:0.01Mn、Ca2Sb2O6F:0.01Mn、Ca2(Sb1.98Si0.02)O7:0.01Mn、(Ca，Sr)Sb1.98Ge0.02O7:0.01Mn。
4)為了將紫外或者藍(lán)色發(fā)光變換為具有極高的演色性的可視白色輻射線的、由錳(IV)激活鈦酸鹽構(gòu)成的本發(fā)明的發(fā)光體，由通式MeIXMeIIyTi1-aO4Xm:MnZ表示。
在此式中，MeI是選自由Ca、Sr、Ba、Eu、Be、Mg以及Zn構(gòu)成的組中的一種以上二價(jià)的陽離子或者周期表中的第3族，例如Sc、Y、La和Gd、Sm、Dy以及Pr中的一種以上3價(jià)的陽離子；MeII是選自由堿土金屬構(gòu)成的組中的一種以上的1價(jià)陽離子。
式中的X是選自由用以平衡電荷的F以及Cl選擇的離子。
0≤x≤4，0≤y≤4，0≤m≤4，0≤a≤1，0≤z≤0.5。
Mn是以2～4的原子價(jià)在晶格中插入的錳。鈦也可以由Zr、Hf、Si、Ge完全或者一部分取代而且一部分也可以由B(硼)、Al(鋁)、Ga(鎵)、In(銦)、P、Nb、Ta、V取代。此種情況下，在陽離子部分晶格中具有適當(dāng)?shù)碾姾善胶猓蛘啕u被進(jìn)而插入。
由錳(IV)激活鈦酸鹽構(gòu)成的有用的發(fā)光體是Mg2TiO4、MgZnTiO4、Mg1.8Li0.4TiO4、MgBeTiO4、CaMgTiO4、Sr1.8Li0.2TiO4、Mg2Ti1.98Zr0.02O4、MgZnTi0.98Si0.02O4。
5)根據(jù)本發(fā)明，將紫外或者藍(lán)色發(fā)光變換為具有極高的演色性的可視白色輻射線有用的發(fā)光體中還包括由以通式MeIXMeIIyGe1-aOZXm:Mnw(式中，MeI是選自由周期表的第2族或者第3族中的一種以上二價(jià)和/或三價(jià)的金屬以及/或者從由Eu、Pr、Sm、Gd、Dy構(gòu)成的組中的一種以上的鑭族元素離子；MeII是一種以上的一價(jià)陽離子；X是Cl元素以及F元素的一種以上的陰離子。)表示的紅色發(fā)光錳(IV)激活由硅酸鹽鍺酸鹽構(gòu)成的發(fā)光體。0≤w≤0.5，0＜x≤28，0≤y≤14，0≤m≤20，0≤a＜1，0＜z≤48。
Ge可以由Si、Zr、Ti完全或者部分取代和/或一部分由B、Al、Ga、P、V、Nb、Ta、W、Mo取代也可以。
這樣的發(fā)光體是Ca2Si0.9Ge0.1O4:0.005Mn、Mg2Si0.5Ge0.5O4:0.005Mn、CaSrSi0.1Ge0.9O4:0.003Mn、MgZnSiO4:0.003Mn、MgSiO3:0.005Mn、CaMgSi0.95Ge0.05O4:0.003Mn、Mg28Ge9.45Si0.55O48:0.005Mn、Mg28Ge9SiO48:0.005Mn、Mg28Ge7.2Si0.3O38F10:0.003Mn、Mg24Zn4Ge6.5SiO38F10:0.005Mn。
6)根據(jù)本發(fā)明，將紫外或者藍(lán)色發(fā)光變換為具有極高的演色性的可視白色輻射線有用的發(fā)光體中，也包含具有588nm～610nm的寬帶發(fā)光光譜的橙色～橙色—紅色發(fā)光型銪激活硅酸鹽—鍺酸鹽。
這些發(fā)光體例如是Ca0.6Sr1.3Ba0.06Zn0.02Si0.9Ge0.1O4:0.02Eu、Ca0.6Sr1.2Ba0.1Zn0.08Si0.95Ge0.05O4:0.02Eu、Ca0.61Sr1.3Ba0.04Mg0.01Zn0.01Si0.97Ge0.03O4:0.03Eu、Ca0.8Sr0.11Ba0.04Be0.01Li0.1Si0.99Ge0.01O4:0.03Eu、Ca1.0Sr0.95Zn0.02Si0.95Ge0.05O4:0.03Eu、Ca0.9Sr0.9Ba0.08Mg0.05Zn0.05Ge0.45Si0.55O4:0.02Eu、Ca1.0Sr0.7Ba0.1Mg0.07Zn0.1Ge0.7Si0.3O4:0.03Eu、Ca0.65Sr1.28Ba0.02Li0.04Ge0.8Si0.2O4:0.03Eu、Ca1.2Sr0.7Ba0.03Be0.05Ge0.05Si0.99O4:0.02Eu。
7)根據(jù)本發(fā)明，將紫外或者藍(lán)色發(fā)光變換為具有極高的演色性的可視白色輻射線有用的發(fā)光體也包括由具有直至六面結(jié)構(gòu)的單純尖晶石型結(jié)構(gòu)的、由通式MeIXMeIIyAlmOn:Mn表示的紅色發(fā)光性錳(IV)激活鋁酸鹽或者橙色發(fā)光型錳(II)激活鋁酸鹽。
式中，MeI是選自由周期表的第2族或者第3族中的一種以上的元素和/或從Eu、Pr、Sm、Gd、Dy、Ce構(gòu)成的組中的一種以上的鑭族元素離子；MeII是一種以上的一價(jià)陽離子；0≤x≤8，0≤y≤4，0＜m≤16，0＜n≤27，0＜z≤0.5。
Al也可以由B和/或Ga完全或者部分取代和/或也可以一部分由P、V、Nb、Ta、Si、Ge、W、Mo取代。
這樣的發(fā)光體是MgAl2O4、CaAl12O19、SrAl12O19、MgAl12O19、BeAl12O19、SrAl2O4、Sr0.5Mg0.5Al2O4、Sr4Al14O25、Mg2Al10O17、SrMgAl10O17、Sr2MgAl16O27、2SrO·3Al2O3，BaO·4Al2O3以及MgGa2O48)根據(jù)本發(fā)明，將紫外或者藍(lán)色發(fā)光變換為具有極高的演色性的可視白色輻射線有用的發(fā)光體中也包括含有銪錳二次激活發(fā)光體的發(fā)光體。在此銪錳二次激活發(fā)光體中，對(duì)一次發(fā)光的長(zhǎng)波長(zhǎng)區(qū)域中個(gè)別的發(fā)光帶或者作為凸出部在黃色～紅色產(chǎn)生的錳(II)離子的發(fā)光，由發(fā)光帶和錳(II)的至少一個(gè)特征的激發(fā)帶重合的一次激活劑敏化，Eu發(fā)光在藍(lán)色～綠色光譜區(qū)產(chǎn)生。
這些是由硼酸鹽—硅酸鹽—磷酸鹽構(gòu)成、由銪以及錳激活、由通式MeIXMeIIy(B，Si，P)aOnXm:Eu，Mn表示的發(fā)光體。
式中，MeI是選自由周期表的第2族或者第3族中的一種以上的元素和/或從Eu、Pr、Sm、Gd、Dy、Ce構(gòu)成的組中的一種以上的鑭族元素離子；MeII是一種以上的一價(jià)陽離子；X是Cl、F、Br。0≤x≤10，0≤y≤12，0＜a≤6，0≤m≤16，0＜n≤24。
B可以由P、Si、Ga、Al完全或者部分取代，也可以一部分由V、Nb、Ta、Ge、W及Mo取代。
使用的這樣的發(fā)光體例如是SrBaP2O7:Eu，Mn、Sr2P1.68B0.32O7.84:Eu，Mn、Sr4Si3O8Cl4:Eu，Mn、Ba3Mg(Si，P，Ge)2O8:Eu，Mn、(Sr，Ba)Al2Si2O8:Eu，Mn、Sr10(PO4)6Cl2:Eu，Mn、(Ba，Ca，Mg)10(PO4)6Cl2:Eu，Mn、Ca3(PO4)2CaCl2:Eu，Mn、Ba1.3Sr0.75Ca0.75Mg0.9Zn0.1Si1.9Ge0.1O8:Eu，Mn、Ba2.8MgSi1.8Ge0.2O8:Eu，Mn、Sr2ZnSi1.6Ge0.4O7:Eu，Mn、Ba2Zn0.5Mg0.5Ge1.2Si0.8O7:Eu，Mn、Ba3MgSi0.5Ge0.5O8:Eu，Mn、BaZrO3:Eu，Mn、Ba3P2O8:Eu，Mn、α-Ca2P2O7:Eu，Mn、Ba5Ca3Si4O16:Eu，Mn、Ba3SiO5:Eu，Mn。
9)將新的發(fā)光體或者具有不同發(fā)光帶的多個(gè)新的發(fā)光體作為用以將發(fā)光元件的紫外或者藍(lán)色發(fā)光變換為具有演色I(xiàn)a以及演色指數(shù)Ra＞90的可視白色輻射線的混合物中的成分，即通過在白色發(fā)光LED的制造中使用，通過本發(fā)明能將這些LED作為背景照明裝置使用，另外，在生活空間以及家具的照明、照片拍攝以及顯微鏡檢查中、在醫(yī)療技術(shù)中、博物館、進(jìn)而在極真的彩色重要的任何場(chǎng)所也能夠使用。
(B)根據(jù)本發(fā)明的其它方面，提供一種光學(xué)器件，是具有包括基于從LED元件輻射的光被激發(fā)而輻射激發(fā)光的發(fā)光體的波長(zhǎng)變換部的光學(xué)器件，其特征在于，所述波長(zhǎng)變換部包括發(fā)光體，該發(fā)光體具有由堿土金屬銻酸鹽的固體以及顯示固有發(fā)光的固體系統(tǒng)衍生的系統(tǒng)，例如由熒光銻酸鹽形成的發(fā)光成分或者由Mn(IV)激活銻酸鹽、鈦酸鹽、硅酸鹽—鍺酸鹽以及鋁酸鹽形成的發(fā)光成分；或者由銪激活硅酸鹽—鍺酸鹽或者Eu(II)以及使用從由Mn(II)構(gòu)成的組中的敏化劑作為二次激活劑而且在超過600nm的光譜區(qū)域顯示橙色、橙色—紅色、紅色或者深紅色的系統(tǒng)形成的發(fā)光成分；或者不同的發(fā)光帶。
(C)根據(jù)本發(fā)明的其它方面，提供一種光學(xué)器件，其特征在于具有LED元件；安裝所述LED元件的同時(shí)用以對(duì)所述LED元件供電的供電部；將所述LED元件和所述供電部密封為一體的具有透光性的密封部；和包括發(fā)光體的波長(zhǎng)變換部，該發(fā)光體輻射基于從所述LED元件輻射的光被激發(fā)的激發(fā)光，并具有由堿土金屬銻酸鹽的固體系以及顯示固有發(fā)光的固體系統(tǒng)衍生的系統(tǒng)，例如由熒光銻酸鹽形成的發(fā)光成分或者由Mn(IV)激活銻酸鹽、鈦酸鹽、硅酸—鍺酸鹽以及鋁酸鹽形成的發(fā)光成分；或者由銪激活硅酸鹽—鍺酸鹽或者Eu(II)以及使用從由Mn(II)構(gòu)成的組中的敏化劑作為二次激活劑，而且在超過600nm的光譜區(qū)域顯示橙色、橙色—紅色、紅色或者深紅色的系統(tǒng)形成的發(fā)光成分；或者不同的發(fā)光帶。
(D)根據(jù)本發(fā)明的其他方面，提供一種光學(xué)器件，其特征在于具有LED燈；對(duì)從所述LED燈輻射的光進(jìn)行導(dǎo)光的導(dǎo)光部；包括發(fā)光體的波長(zhǎng)變換部，該發(fā)光體輻射基于經(jīng)所述導(dǎo)光部導(dǎo)光的光被激發(fā)的激發(fā)光，并具有由堿土金屬銻酸鹽的固體以及顯示固有發(fā)光的固體系統(tǒng)衍生的系統(tǒng)，例如由熒光銻酸鹽形成的發(fā)光成分或者由Mn(IV)激活銻酸鹽、鈦酸鹽、硅酸鹽—鍺酸鹽以及鋁酸鹽形成的發(fā)光成分；或者由銪激活硅酸鹽—鍺酸鹽或者Eu(II)以及使用從由Mn(II)構(gòu)成的組中的敏化劑作為二次激活劑而且在超過600nm的光譜區(qū)域顯示橙色、橙色—紅色、紅色或者深紅色的系統(tǒng)形成的發(fā)光成分；或者不同的發(fā)光帶；以及被照明部，其基于經(jīng)所述波長(zhǎng)變換部輻射的光而被照明。


圖1是熒光銻酸鹽鈣發(fā)光體的發(fā)光光譜。
圖2是焦銻酸鹽鈣發(fā)光體的發(fā)光光譜。
圖3是Mg1.8Li0.4Sb2O6:0.01Mn(IV)發(fā)光體的發(fā)光光譜。
圖4是鈦酸鹽鎂Mn(IV)發(fā)光體的發(fā)光光譜。
圖5是Ca0.6Sr1.2Ba0.1Zn0.08Si0.95Ge0.05O4:0.02Eu發(fā)光體的發(fā)光光譜。
圖6是和UVA發(fā)光一次元件的組合中的發(fā)光體混合物的發(fā)光光譜(色溫度9700K，Ra＝98)。
圖7是和UVA發(fā)光一次元件的組合中的發(fā)光體混合物的發(fā)光光譜(色溫度6500K，Ra＝99)。
圖8是和UVA發(fā)光一次元件的組合中的發(fā)光體混合物的發(fā)光光譜(色溫度5400K，Ra＝99)。
圖9是和UVA發(fā)光一次元件的組合中的發(fā)光體混合物的發(fā)光光譜(色溫度4100K，Ra＝99)。
圖10是和UVA發(fā)光一次元件的組合中的發(fā)光體混合物的發(fā)光光譜(色溫度2870K，Ra＝99)。
圖11是和UVA發(fā)光一次元件的組合中的發(fā)光體混合物的發(fā)光光譜(色溫度2250K，Ra＝99)。
圖12是和作為藍(lán)色發(fā)光LED、色溫度為6500K、Ra＝95的根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光體混合物組合的白色發(fā)光LED的發(fā)光光譜。
圖13是表示涉及第1實(shí)施方式的發(fā)光裝置的剖面圖。
圖14是表示涉及第1實(shí)施方式的LED元件的層構(gòu)成圖。
圖15是表示涉及第1實(shí)施方式的LED元件的其他構(gòu)成的層構(gòu)成圖。
圖16是表示涉及第2實(shí)施方式的發(fā)光裝置，(a)縱向剖面圖、(b)LED元件的部分放大圖。
圖17是表示涉及第3實(shí)施方式的發(fā)光裝置的剖面圖。
圖18是表示涉及第4實(shí)施方式的發(fā)光裝置的剖面圖。
圖19是表示涉及第5實(shí)施方式的發(fā)光裝置的剖面圖。
圖20是表示涉及第6實(shí)施方式的發(fā)光裝置的剖面圖。
圖21是表示作為涉及第7實(shí)施方式的光學(xué)器件的液晶背照光裝置的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
以下，對(duì)于涉及本發(fā)明的發(fā)光體以及采用了此發(fā)光體的光學(xué)器件，參照附圖等詳細(xì)進(jìn)行說明。
首先，對(duì)于在LED或者其他的一次發(fā)光元件中，將紫外線以及藍(lán)色輻射線變換為具有高演色性的可視白色輻射線的發(fā)光體的調(diào)制進(jìn)行說明堿土金屬銻酸鹽堿土金屬銻酸鹽由通過熱分解形成金屬氧化物的氧化物、碳酸鹽或者其他的化合物以及適當(dāng)?shù)慕饘冫u化物被調(diào)制。
另外，說明作為另外的銻酸鹽發(fā)光體的代表例，作為陽離子具有鈣的堿性化合物的亞銻酸鹽鈣、焦銻酸鹽鈣以及熒光銻酸鹽鈣的調(diào)制。
亞銻酸鈣CaSb2O6由四氧化銻以及碳酸鈣，在由空氣或者氮50％、氧50％構(gòu)成的氧化性氣氛中，通過2段燒成調(diào)制。2段燒成是通過將以化學(xué)量稱量的原料混合物在985℃下經(jīng)過1小時(shí)燒成之后，將均質(zhì)化中間體在1200℃下，經(jīng)過8小時(shí)燒成進(jìn)行。此反應(yīng)按照下式進(jìn)行
其后，將得到的生成物粉碎、洗凈、溶解帶未轉(zhuǎn)化氧化物。干燥以及篩分之后的發(fā)光體，呈微帶黃色的顏色。
除了將根據(jù)上述反應(yīng)式的碳酸鈣的量變?yōu)槎吨?，在相同的條件下，合成焦銻酸鈣Ca2Sb2O7。
除了第一燒成在975℃下進(jìn)行，第二燒成在1175℃下進(jìn)行以外，以同樣的方法，合成熒光銻酸鈣Ca2Sb2O6F2。簡(jiǎn)化了反應(yīng)式的式子，由以下表示
其后，將亞銻酸鈣以及焦銻酸鈣以斜方晶格進(jìn)行結(jié)晶，另一方面，熒光銻酸鈣具有和AIA(JECS110(1963)1048一致的變形了的黃綠石結(jié)構(gòu)。
合成的銻酸鹽以及熒光銻酸鹽顯示半高譜寬約100nm～150nm、具有約620nm～670nm的最大的紅色光譜區(qū)內(nèi)的寬帶發(fā)光。
圖1表適應(yīng)光銻酸鈣發(fā)光體的發(fā)光光譜。圖2表示再現(xiàn)了焦銻酸鈣發(fā)光體的發(fā)光光譜的圖。
基本上，銻的一部分能毫無問題地被另外的5價(jià)元素，例如，V、Nb、Ta、P、As以及Bi交換，反應(yīng)條件沒有變更而依照原樣。該元素以其氧化物的形式或者通過熱分解形成氧化物的化合物的形式添加。
含有4價(jià)的氧形成劑，例如Ti、Zr、Hf、Si、Ge的情況下，通過同時(shí)添加1價(jià)的金屬離子，取得電荷平衡，含有Mo以及W的情況下，添加3價(jià)的陽離子是有利的。
另外，使用3價(jià)的陽離子的情況下，必須注意由1價(jià)的金屬離子或者添加的鹵原子使電荷平衡。
表1中表示銻酸鹽發(fā)光體的發(fā)光特性。
表1

具有作為激活劑的錳(IV)的發(fā)光體紅色發(fā)光Mn(IV)激活發(fā)光體，同樣在白色LED中的根據(jù)本發(fā)明的用途和背景照明裝置中、生活空間以及家具的照明中、在照片拍攝以及顯微鏡檢查中、在醫(yī)療技術(shù)中、博物館中的照明技術(shù)、進(jìn)而在極真彩色重要的任何場(chǎng)所也能夠使用。
除了調(diào)制以及式已經(jīng)說明的作為矩陣的銻酸鹽之外，由鈦酸鹽、硅酸鹽—鍺酸鹽以及鋁酸鹽構(gòu)成的紅色發(fā)光Mn(IV)激活發(fā)光體系，也適用于將紫外或者藍(lán)色發(fā)光變換為具有極高的演色性的可視白色輻射線中。
將全部的錳(IV)激活發(fā)光體調(diào)制之后，將原料例如氧化物、碳酸鹽以及鹵化物、進(jìn)而氧化錳(IV)混合，接著在空氣中或者氧中，在超過1200℃的高溫下，燒成數(shù)小時(shí)。在中間體完全均質(zhì)化之后，通過進(jìn)行二次燒成工序，得到的生成物的品質(zhì)提高，全部具有帶黃色的白色～帶黃色的綠色，即吸收長(zhǎng)波UV輻射線或者藍(lán)色光。另外的工序，例如燒成塊的粉碎、清洗以及篩分和已經(jīng)存在的發(fā)光體的調(diào)制同樣進(jìn)行。
全部的錳(IV)激活發(fā)光體在約620nm～700nm的紅色光譜區(qū)顯示發(fā)光帶，顯示約650nm～660nm的窄的結(jié)構(gòu)化發(fā)光。
表2表示采用了幾種選擇的發(fā)光體的例子的錳(IV)激活銻酸鹽的發(fā)光特件。
表2

在表3中表示錳(IV)激活鈦酸鹽的發(fā)光體。發(fā)光體的發(fā)光值，通過適用完全氧化性燒成而得到。
不完全氧化的情況下，向更短波長(zhǎng)偏移的發(fā)光體中，能得到不同或者添加的發(fā)光帶。這些同樣能使用在白色發(fā)光成分的制造中。
表3

在表4中表示錳(IV)激活硅酸鹽—鍺酸鹽發(fā)光體以及其特性。
表4

根據(jù)本發(fā)明，由表示寬帶橙色～橙色—紅色發(fā)光帶的硅酸鹽—鍺酸鹽構(gòu)成的發(fā)光體，當(dāng)不要鈣以及進(jìn)而錳激活的情況下以及代替錳將銪作為激活劑包含在內(nèi)的情況下，能利用含有更少的陽離子的三元化合物調(diào)制。如果將其使用在LED中，能得到具有演色指數(shù)Ra＞95的極高的演色性。
根據(jù)以下的反應(yīng)式，由對(duì)應(yīng)的金屬氧化物以及碳酸鹽，通過在N2/H2＝9∶1的還原環(huán)境中，在溫度1200℃～1300℃下進(jìn)行3～5小時(shí)的固體反應(yīng)，調(diào)制銪(II)激活硅酸鹽—鍺酸鹽
將得到的粗制發(fā)光體清洗、篩分。得到的發(fā)光體具有斜方結(jié)構(gòu)。
銪(II)激活硅酸鹽—鍺酸鹽發(fā)光體以及這些發(fā)光體的特性在表5中表示。
表5

錳(IV)激活鋁酸鹽發(fā)光體限于鋁酸鹽具有氧化鉛鐵淦氧磁體結(jié)構(gòu)或者其他的六方結(jié)構(gòu)，存在由單純的尖晶石有效地得到紅色或者橙色發(fā)光體系的可能性。不完全氧化的情況下，同樣地，在發(fā)光在較短波長(zhǎng)產(chǎn)生時(shí)的LED中，形成能夠作為輻射線變換劑使用的發(fā)光體。
在表6中表示幾種錳(IV)激活鋁酸鹽發(fā)光體以及其發(fā)光特性。
表6

銪—錳二次激活發(fā)光體在一次發(fā)光的長(zhǎng)波區(qū)中，個(gè)別的發(fā)光帶或者作為凸出部產(chǎn)生黃色～紅色的錳(IV)激活離子的發(fā)光，通過發(fā)光帶和錳(II)的至少一個(gè)特征的激發(fā)帶重合的一次激活劑敏化是必要的。即，Eu發(fā)光必須在藍(lán)色～藍(lán)色—綠色光譜區(qū)域。由本發(fā)明合成了以往沒有被用于LED的以下的化合物。這些化合物的全部，通過本發(fā)明，根據(jù)選擇的組合物，也能夠作為藍(lán)色～綠色成分使用。
由銪和錳激活的硼酸鹽—硅酸鹽—磷酸鹽構(gòu)成的發(fā)光體以及其發(fā)光特性在表7中表示。
通過根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光體，能夠得到發(fā)光體混合物。根據(jù)這些發(fā)光體混合物，在380nm～780nm的范圍內(nèi)，通過重合8種以下的各個(gè)光譜，能制造在可視光線范圍內(nèi)具有連續(xù)的光譜的白色LED。
由此，能夠?qū)崿F(xiàn)色溫度約10000K～2000K，演色指數(shù)Ra＝99的日照光～淺白色光的全部種類的光。
采用了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光體混合物的幾種白色LED的發(fā)光光譜在圖6～圖12表示。
表7

表7(續(xù))

(關(guān)于本發(fā)明的發(fā)光體的效果)(1)將根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光體使用在白色發(fā)光構(gòu)成元件的制造中時(shí)，考慮各個(gè)成分的固有吸收的同時(shí)，以規(guī)定了發(fā)光體的各個(gè)發(fā)光光譜和通常的紫外或者藍(lán)色發(fā)光構(gòu)成元件的一次光譜混合為基礎(chǔ)。使用藍(lán)色或者UV發(fā)光構(gòu)成元件時(shí)，通過根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光體以及其混合物，能非常有效地得到具有自然光或者接近于白熾燈光的光譜的本質(zhì)上新的白色光。這樣的白色發(fā)光照明元件不止優(yōu)選使用在演色I(xiàn)a是重要的，而且在看起來和自然光、白熾燈光或者鹵素?zé)艄庀碌奈矬w接近的演色性也是重要的場(chǎng)所下也被使用。
(2)在LED或者其他的一次發(fā)光元件中，為了將紫外或者藍(lán)色輻射線變換為高演色性可視白色輻射線，根據(jù)本發(fā)明，使用在橙色—紅色或者紅色光譜區(qū)域中，比寬帶發(fā)光或者表示比超過650nm的深紅色光譜區(qū)域更窄的帶寬的發(fā)光的發(fā)光體。采用了根據(jù)本發(fā)明的橙色成分以及紅色成分的、8種以下的發(fā)光體成分組成的、而且表示色波長(zhǎng)380nm～780nm的寬發(fā)光連續(xù)狀態(tài)的發(fā)光體混合物也能適用于將紫外線以及藍(lán)色輻射線變換為可視白色輻射線中。
(3)非常適于寬帶橙色—紅色或者紅色光譜區(qū)域或者深紅色更窄的光譜區(qū)的發(fā)光體的是堿土金屬銻酸鹽的固體系統(tǒng)以及由其衍生的系統(tǒng)，例如表示固有發(fā)光或者由錳(IV)或者鈦(IV)激活的熒光銻酸鹽。
(4)通過使用從由Eu(II)構(gòu)成的組中的敏化劑以及作為二次激活劑的使用了Mn(II)的系統(tǒng)，拓展了另外的可能性。
以下，詳細(xì)說明采用了上述的發(fā)光體的光學(xué)器件。
(第1實(shí)施方式)圖13表示關(guān)于本發(fā)明的第1實(shí)施方式的發(fā)光裝置的剖面圖。
此發(fā)光裝置1是將LED元件安裝在引線上的波長(zhǎng)變換型發(fā)光裝置1，具有作為布線導(dǎo)體的引線2以及3；在引線2上設(shè)置的安裝LED元件用的杯部4；在杯部4的底部5上粘接的LED元件6；和圖中未表示的LED元件6的電極和引線2以及3電連接的、由Au構(gòu)成的電線7；將LED元件6以及電線7和杯部4同時(shí)密封的透光性的密封樹脂8；和密封樹脂8混合的發(fā)光體9；具有透光性、將引線2以及3和LED元件6還有電線7密封為一體的炮彈形狀的密封樹脂10。
引線2以及3由熱傳導(dǎo)性以及引線性能優(yōu)良的銅或者銅合金形成的，在引線3上設(shè)置的杯部4為了使向杯外部的光輻射性提高，通過使內(nèi)壁的光射出一側(cè)放大具有傾斜。
LED元件6是輻射波長(zhǎng)460nm的藍(lán)色光的GaN系統(tǒng)的LED元件，由在杯部4的底部5的具有光反射性的粘接材料被粘接固定。
密封樹脂8是混合了發(fā)光體9的硅樹脂，通過罐封注入杯部4密封LED元件6。
發(fā)光體9使用了具有以下發(fā)光成分的發(fā)光體，即該發(fā)光體具有由堿土金屬銻酸鹽的固體系統(tǒng)以及表示固有發(fā)光的這些系統(tǒng)衍生的系統(tǒng)，例如由熒光銻酸鹽形成的發(fā)光成分或者錳(IV)激活銻酸鹽、鈦酸鹽、硅酸鹽—鍺酸鹽以及鋁酸鹽形成的發(fā)光成分；或者銪激活硅酸鹽—鍺酸鹽或者Eu(II)以及使用作為二次激活劑的由Mn(II)構(gòu)成的組中的敏化劑而且在超過600nm的光譜區(qū)，顯示橙色、橙色—紅色、紅色或者深紅色的系統(tǒng)形成的發(fā)光成分；或者由8種以下的發(fā)光體成分的混合物形成的發(fā)光成分，其具有不同的發(fā)光帶，并通過這些的重合，形成具有具有藍(lán)色—白色的約10000K的色溫度～具有日照光的6500K的色溫度以及具有暖白色的約3000K的色溫度～具有帶紅色調(diào)的黃色夕照光色的2000K的色溫度的、約在380nm～780nm之間的寬的發(fā)光連續(xù)狀態(tài)。
具體說，密封樹脂8混合了由通式MeIXMeIIySbaObXc表示的發(fā)光性堿土金屬銻酸鹽的發(fā)光體9，(式中，MeI是選自由鈣(Ca)、、鍶(Sr)、鋇(Ba)、鎘(Cd)、鋅(Zn)、鈹(Be)、鎂(Mg)、銪(Eu)、錳(Mn)、鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、釤(Sm)、鐠(Pr)、鏑(Dy)、鋱(Tb)構(gòu)成的組中的一種以上的元素；MeII是選自由鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)、銣(Rb)、銫(Cs)構(gòu)成的組中的一種以上元素；X(大寫)是選自由氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)構(gòu)成的組中的一種以上的元素；x(小寫)＝0～8，y＝0～4，0＜a＜16，0＜b＜64，0≤c≤4以及也可以由銻(Sb)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、磷(P)、砷(As)、鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、硅(Si)、鍺(Ge)、鉬(Mo)、鎢(W)取代一部分；或者由其衍生的系統(tǒng)，例如也可以包含熒光銻酸鹽)。
密封樹脂10由環(huán)氧樹脂組成、采用了為了形成炮彈形狀的模型的鑄模型法，在光輻射一側(cè)具有半球狀的光學(xué)形狀。
圖14是LED元件6的層構(gòu)成圖。LED元件6包括藍(lán)寶石基片61；在藍(lán)寶石基片61上形成的AlN緩沖層62；在AlN緩沖層62上形成的Si摻雜的n型GaN包覆層(接觸層)63；在n型GaN包覆層63上交互地配置3層的InGaN勢(shì)井層64A；和2層的GaN阻擋層64B形成的MQW64；在MQW64上形成的Mg摻雜的p型GaN包覆層65；在p型GaN包覆層65上形成的Mg摻雜的p型GaN接觸層66；在p型GaN接觸層66上形成的透明電極67；在透明電極67上的規(guī)定位置、例如接近元件側(cè)面形成的墊片電極68；通過由蝕刻除去p型GaN接觸層66；p型GaN包覆層65、MQW64以及n型GaN包覆層63的一部分，在露出的n型GaN包覆層63上形成的n側(cè)電極69。此LED元件6具有作為發(fā)光層包括MQW64的雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)，在各層包含適量的Al的構(gòu)成也是可能的。
接著，對(duì)于發(fā)光裝置1的制造方法進(jìn)行說明。
首先，通過對(duì)引線框的銅板進(jìn)行沖壓加工貫通，形成具有引線2以及3的引線框。另外，在引線框形成時(shí)，在引線3上形成杯部4。接著，在杯部4內(nèi)用粘接材料粘接固定LED元件6。接著，將LED元件6的墊片電極68和引線2以及n側(cè)電極69和引線3用電線7電連接。接著，通過在杯部4罐封注入預(yù)先混合了發(fā)光體9的硅樹脂來密封LED元件6。接著，在樹脂成型用的模型中插入密封了LED元件6的引線2以及3。接著，通過在模型內(nèi)注入環(huán)氧樹脂，在引線2以及3的周圍形成炮彈形狀的密封樹脂10。接著，將引線2以及3和引線框切斷。
接著，對(duì)發(fā)光裝置1的動(dòng)作進(jìn)行說明。
通過將引線2以及3與圖中未表示的電源裝置相連而通電，在LED元件6的MQW64中發(fā)光。通過使基于MQW64的發(fā)光的光向LED元件6的外部輻射，向發(fā)光體9照射。發(fā)光體9輻射由LED元件6輻射的光(以下，稱為“輻射光”。)激發(fā)的激發(fā)光。通過將此輻射光和激發(fā)光混合，在杯部4的內(nèi)部生成白色光。此白色光從杯部4的內(nèi)部經(jīng)由密封樹脂10向外部輻射。另外一部分的白色光在杯部4傾斜的內(nèi)壁被反射，經(jīng)密封樹脂10向外部輻射。
根據(jù)上述的第1實(shí)施方式的發(fā)光裝置1，能得到以下的效果。
對(duì)于紫外或者藍(lán)色發(fā)光區(qū)域的光，由于使之用混入了形成從380nm至780nm的發(fā)光連續(xù)狀態(tài)的發(fā)光體的密封樹脂8密封杯部4的形態(tài)，所以能夠?qū)崿F(xiàn)演色指數(shù)Ra＞90、能夠提高白色光的演色性。
通過使白色光的演色性提高，使LED用于光源的同時(shí)，真正的演色成為可能，適用于生活空間、家具的照明、照片拍攝、顯微鏡檢查、醫(yī)療現(xiàn)場(chǎng)中的照明、博物館等的照明。另外，也能適用于極真的演色重要的場(chǎng)所中的照明技術(shù)。
還有，在第1實(shí)施方式中，說明了采用包含發(fā)光性堿土金屬銻酸鹽的發(fā)光體9的構(gòu)成，作為其他的發(fā)光體9，也可以混合例如包括由熒光銻酸鹽形成的發(fā)光成分、或者由錳(IV)激活銻酸鹽、鈦酸鹽、硅酸鹽—鍺酸鹽以及鋁酸鹽形成的發(fā)光成分、或者銪激活硅酸鹽—鍺酸鹽或者使用Eu(II)以及從作為二次激活劑的Mn(II)構(gòu)成的組中的敏化劑而且由在超過600nm的光譜區(qū)域表示橙色、橙色—紅色、紅色或者深紅色的系統(tǒng)形成的發(fā)光成分的發(fā)光體9。
另外，作為提高向LED元件6外部的光輻射性的元件，也可以對(duì)MQW64在藍(lán)寶石基片61一側(cè)設(shè)置光反射層。具體說，能夠在藍(lán)寶石基片61上作為光反射層設(shè)置A1層。
圖15表示LED元件6的其他的構(gòu)成的層構(gòu)成圖。此LED元件6作為基片采用GaN基片70的同時(shí)，是省略了在圖14中說明的AlN緩沖層的構(gòu)成。在這樣的GaN基片70上也能夠采用通過使GaN半導(dǎo)體層結(jié)晶成長(zhǎng)形成的LED元件6。另外，采用了Si、SiC、AlGaN等的材料構(gòu)成的基片的LED元件6作為光源使用這樣也可以。
(第2實(shí)施方式)圖16表示關(guān)于本發(fā)明的第2實(shí)施方式的發(fā)光裝置，(a)是縱向剖面圖、(b)是LED元件的部分放大圖。還有，和第1實(shí)施方式的各部分對(duì)應(yīng)的部分采用相同的符號(hào)。
該發(fā)光裝置1作為光源采用倒裝片型的LED元件11，如圖16(a)所示，具有經(jīng)由LED元件11和Au凸片12A以及12B電接合的Si構(gòu)成的子固定架部13；將子固定架部13和引線15A的杯部15a電連接的作為導(dǎo)電性材料的Ag糊14；經(jīng)子固定架部13和電線電連接的引線15B；在引線15A設(shè)置的元件容納部15C；在元件容納部15C中設(shè)置的具有傾斜的光反射面15b。
LED元件11包括如圖16(b)所示那樣具有透光性的藍(lán)寶石基片110；AlN緩沖層111；n型GaN包覆層112；3層的InGaN勢(shì)井層和2層的阻擋層交互配置形成的MQW113；p型GaN包覆層114；p型GaN接觸層115；通過蝕刻除去p型GaN接觸層115；p型GaN包覆層114；MQW113以及n型GaN包覆層112的一部分，在露出的n型GaN包覆層112上形成的n側(cè)電極116；在p型GaN接觸層115上形成的p側(cè)電極117；并使基片側(cè)配置于杯部15a的開口側(cè)的形態(tài)固定在子固定架部13上。
子固定架部13如圖16(b)所示，具有在n型半導(dǎo)體層134的表面設(shè)置的n側(cè)電極130；在n型半導(dǎo)體層134的一部分設(shè)置的p型半導(dǎo)體層131；在p型半導(dǎo)體層131上設(shè)置的p側(cè)電極132；在n型半導(dǎo)體層134的底面一側(cè)，即和杯部15a的粘接側(cè)設(shè)置的n側(cè)電極133。n側(cè)電極130經(jīng)Au凸片12A和LED元件11的p側(cè)電極117相連接。另外，p側(cè)電極132經(jīng)Au凸片12B和LED元件11的n側(cè)電極116相連的同時(shí)和電線7相連。
密封樹脂8混合了在第1實(shí)施方式中說明的發(fā)光體9，并以覆蓋密封LED元件11以及子固定架部13的形態(tài)罐封注入到杯部15a。
在杯部15a內(nèi)固定LED元件11，首先要在杯部15a的底部15c涂Ag糊14。接著，用Ag糊14在杯部15a內(nèi)固定子固定架13。然后，通過Au凸片(bump)12A以及12B安裝LED元件11，進(jìn)行超聲波粘接，將LED元件11粘接在子固定架部13上。接著，將p側(cè)電極132和引線15B用電線電連接。然后，覆蓋LED元件11以及子固定架部13的形態(tài)，將密封樹脂8注入杯部15a后密封。
這樣，對(duì)于密封了杯部15a的引線15A以及15B，將密封樹脂10成型為炮彈形狀。
根據(jù)上述的第2實(shí)施方式的發(fā)光裝置1，除了第1實(shí)施方式的優(yōu)選效果之外，因?yàn)槟軌蚴够贛QW113的發(fā)光的光從藍(lán)寶石基片一側(cè)輻射，所以光的取出性能得到提高。另外，對(duì)于子固定架部13，賦予靜電保護(hù)功能也是可能的，所以在這種情況下，還能夠防止由于靜電對(duì)LED元件11的破壞。
(第3實(shí)施方式)圖17是表示關(guān)于本發(fā)明的第3實(shí)施方式的發(fā)光裝置的剖面圖。
這種發(fā)光裝置1是作為在炮彈形狀的密封樹脂10的表面上，設(shè)有由包含在第1以及第2實(shí)施方式中說明的發(fā)光體9的環(huán)氧樹脂等的樹脂材料形成的帽子狀的發(fā)光體層18，從密封杯部15a的密封樹脂8中省略了發(fā)光體9的構(gòu)成。
根據(jù)上述的第3實(shí)施方式的發(fā)光裝置1，除了第1以及第2實(shí)施方式的優(yōu)選效果之外，因?yàn)樵贚ED元件11的周圍沒有堆積發(fā)光體9，所以能夠防止堆積的熒光體的光吸收帶來的外部輻射效率的下降。由此，能使在密封樹脂10的表面效率良好地被導(dǎo)出的光，在發(fā)光體層18進(jìn)行波長(zhǎng)變換，向外部輻射，能得到高亮度的波長(zhǎng)變換型發(fā)光裝置1。
(第4實(shí)施方式)圖18是表示關(guān)于本發(fā)明的第4實(shí)施方式的發(fā)光裝置的剖面圖。還有，和第1至第3實(shí)施方式的各部分對(duì)應(yīng)的部分采用相同的符號(hào)。
這種發(fā)光裝置1是表面安裝型的波長(zhǎng)變換型發(fā)光裝置1，具有LED元件11；包括基于從LED元件11輻射的光被激發(fā)的發(fā)光體層18的波長(zhǎng)變換部19；由丙烯等的樹脂材料形成的主體20；安裝了LED元件11的陶瓷基片21。
波長(zhǎng)變換部19是在由低熔點(diǎn)玻璃組成的2片玻璃板之間夾著在第1至第3實(shí)施方式中說明的由發(fā)光體9組成的發(fā)光體層18，通過進(jìn)行加熱處理一體化的裝置。具體而言，在第1玻璃板的一面，由網(wǎng)印法印刷發(fā)光體9，通過對(duì)其在150℃下進(jìn)行加熱處理除去粘合劑成分，薄膜化。通過夾著此被薄膜化的發(fā)光體層18這樣配置第2玻璃板，進(jìn)行加熱處理，使第1以及第2玻璃板一體化。
主體20在內(nèi)部具有光反射面15b，具有使從LED元件11輻射的光在波長(zhǎng)變換部19的方向上被反射的光反射面15b，是使光輻射面和波長(zhǎng)變換部19的表面形成同一面這樣形成的。另外，在由光反射面15b包圍的空間內(nèi)，填充了硅樹脂16。
陶瓷基片21具有作為用以在表面上由Au凸片12A以及12B粘接LED元件11的銅箔圖案的布線層21A以及21B，布線層21A以及21B經(jīng)陶瓷基片21的側(cè)面，被設(shè)置在作為和外部電路的粘接面的底面。
根據(jù)上述的第4實(shí)施方式的發(fā)光裝置1，除了第1至第3實(shí)施方式的優(yōu)選效果之外，因?yàn)槭怯刹Ａ芊庥砂l(fā)光體9構(gòu)成的薄膜狀的發(fā)光體層18，所以還能得到熒光體層18的耐水性、耐吸濕性得到提高，長(zhǎng)期使用中波長(zhǎng)變換性能良好的發(fā)光裝置1。
另外，由于發(fā)光體層18是基于網(wǎng)印法印刷以及加熱處理形成為薄膜狀的，所以能夠降低由于發(fā)光體層18的光吸收損失，能實(shí)現(xiàn)高亮度的波長(zhǎng)變換型發(fā)光裝置1。
另外，因?yàn)橥ㄟ^發(fā)光體層18的薄膜化，能夠減少發(fā)光體9的使用量，所以能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)光裝置1的成本下降。
(第5實(shí)施方式)圖19是表示關(guān)于本發(fā)明的第5實(shí)施方式的發(fā)光裝置的剖面圖。還有，和第1至第4實(shí)施方式的各部分相對(duì)應(yīng)的部分采用相同的符號(hào)。
此發(fā)光裝置1包括倒裝片型(0.3×0.3mm)的LED元件11；由安裝了LED元件11的AlN構(gòu)成的子固定架部13；和子固定架部13粘接的引線框22A以及22B；密封LED元件11以及子固定架部13的同時(shí)，對(duì)從LED元件11輻射出的光進(jìn)行波長(zhǎng)變換的、由低熔點(diǎn)玻璃構(gòu)成的波長(zhǎng)變換部19；將波長(zhǎng)變換部19同時(shí)和子固定架部13、引線框22A以及22B密封為一體的、由低熔點(diǎn)玻璃構(gòu)成的玻璃密封部23，其中波長(zhǎng)變換部19具有對(duì)從LED元件11輻射的光進(jìn)行配光控制的光學(xué)形狀，即具有圓頂形成的同時(shí)，和LED元件11以一定間隔隔開配置的發(fā)光體層18。
子固定架部13表面由銅箔形成布線層21A以及21B，通過嵌合到在引線框22A以及22B上設(shè)置的段部22a以及22b上，使布線層21A以及21B和引線框22A以及22B電連接。
波長(zhǎng)變換部19是通過對(duì)在第4實(shí)施方式中說明的第1以及第2玻璃板間夾著發(fā)光體層18的裝置進(jìn)行熱壓形成光學(xué)形狀。另外，在熱壓時(shí)，同時(shí)通過對(duì)形成玻璃密封部23的第3玻璃板加熱處理，將引線框22A以及22B密封為一體。發(fā)光體層18是隨著玻璃的熱處理帶來的變形，在和LED元件11之間具有對(duì)應(yīng)于玻璃板的厚度的間隔來被配置的。
根據(jù)上述的第5實(shí)施方式的發(fā)光裝置1，除了第1至第4實(shí)施方式的優(yōu)選效果之外，因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)變換部19具有光學(xué)形狀，所以能使從LED元件11輻射出的光和在發(fā)光體層18上被波長(zhǎng)變換的光的混合光被輻射到所期望的范圍內(nèi)。
另外，LED元件11通過由被玻璃密封而提高耐水性、耐吸濕性，所以即使在多濕條件等的惡劣環(huán)境條件下，也能得到長(zhǎng)期穩(wěn)定的高亮度的波長(zhǎng)變換型發(fā)光裝置1。
(第6實(shí)施方式)圖20是表示關(guān)于本發(fā)明的第6實(shí)施方式的發(fā)光裝置的剖面圖。還有，和第1至第5實(shí)施方式的各部分對(duì)應(yīng)的部分采用相同的符號(hào)。
此發(fā)光裝置1取代第5實(shí)施方式的引線框22A以及22B，采用了在兩面形成了由銅箔構(gòu)成的布線層24A、24B、25A以及25B的陶瓷基片21，布線層24A和25A以及布線層24B和25B由通孔26電連接。另外，經(jīng)由Au凸片12A以及12B，使倒裝片型(1×1mm)的LED元件11和布線層24A、24B電連接。
布線層24A以及24B是具有比構(gòu)成波長(zhǎng)變換部19的玻璃材料粘接面積還要大的面積的形態(tài)形成的。
根據(jù)上述的第6實(shí)施方式的發(fā)光裝置1，除了第1至第5實(shí)施方式的優(yōu)選效果之外，因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)變換部19和在陶瓷基片21的表面設(shè)置的由銅箔構(gòu)成的布線層24A以及24B粘接，所以基于玻璃材料和銅箔的良好的粘接性，能得到波長(zhǎng)變換部19和布線層24A以及24B優(yōu)良的粘接性。由此，能夠有利地防止波長(zhǎng)變換部19的剝離和向發(fā)光裝置1內(nèi)部的吸濕，能得到可靠性優(yōu)良的波長(zhǎng)變換型發(fā)光裝置1。
另外，因?yàn)橥ㄟ^采用陶瓷基片21，由定時(shí)和劃片等的切斷加工能容易地切割在成為基座的基片材料上一體形成的發(fā)光裝置群，所以能得到生產(chǎn)性能優(yōu)良的波長(zhǎng)變換型發(fā)光裝置1。
(第7實(shí)施方式)圖21是表示涉及本發(fā)明的第7實(shí)施方式的作為光學(xué)器件的液晶背照光裝置的剖面圖。還有，和第1至第6實(shí)施方式的各部分對(duì)應(yīng)的部分采用相同的符號(hào)。
此液晶背照光裝置30具有作為光源的LED燈31；對(duì)從LED燈輻射出的光進(jìn)行導(dǎo)光的導(dǎo)光體32；對(duì)從在導(dǎo)光體32的表面設(shè)置的LED燈31輻射出的光進(jìn)行波長(zhǎng)變換的發(fā)光體層18；基于波長(zhǎng)變換光，從背面進(jìn)行透明照射的液晶面板35。
LED燈31對(duì)基于由GaN半導(dǎo)體層構(gòu)成的LED元件的發(fā)光的波長(zhǎng)460nm的藍(lán)色光，在炮彈形狀的樹脂密封部聚光，輻射到規(guī)定的照射范圍內(nèi)。
導(dǎo)光體32具有將從LED燈31入射的光向直角方向反射的反射面32A；底面32B；在反射面32A被反射被導(dǎo)入導(dǎo)光體32內(nèi)的光入射的傾斜面32C，在底面32B上設(shè)有光反射層33。另外，在傾斜面32C上以薄膜狀設(shè)有發(fā)光體層18，該發(fā)光體由包括對(duì)于紫外或者藍(lán)色發(fā)光區(qū)域的光，形成從380nm至780nm的發(fā)光連續(xù)狀態(tài)的發(fā)光性堿土金屬銻酸鹽的發(fā)光體構(gòu)成的。
液晶面板35例如由TFT(薄膜晶體管)基片、液晶層、濾色器基片迭層而構(gòu)成，具有使從導(dǎo)光體32輻射出的光透射的透光性。
根據(jù)此液晶背照光裝置30，LED燈31的輻射光經(jīng)導(dǎo)光體32被導(dǎo)入傾斜面32C，在傾斜面32C上設(shè)置的發(fā)光體層18上，LED燈31的輻射光被波長(zhǎng)變換為白色光，透射液晶面板35照明。
根據(jù)上述的第7實(shí)施方式的液晶背照光裝置30，除了在第1至第6實(shí)施方式中說明的優(yōu)選效果，由于使經(jīng)由導(dǎo)光體32被導(dǎo)光的光由在液晶背照光裝置30的背面一側(cè)設(shè)置的發(fā)光體層18進(jìn)行波長(zhǎng)變換輻射，所以藍(lán)色光作為光源，能得到良好的亮度的同時(shí)，能實(shí)現(xiàn)演色性良好的透射照明結(jié)構(gòu)，作為移動(dòng)電話機(jī)和具有液晶顯示部的設(shè)備的照明裝置，能夠帶來嶄新的視覺效果。
還有，在第7實(shí)施方式中，采用了LED燈31輻射的光在反射面32A反射，通過導(dǎo)光體32導(dǎo)光的構(gòu)成，但也能作為不設(shè)置反射面32A的構(gòu)成。例如，代替反射面32A，形成和底面32B呈直角的光的入射面，能使對(duì)于導(dǎo)光體32的輻射光的光入射方向和導(dǎo)光方向?yàn)橄嗤较颉?br> 另外，作為L(zhǎng)ED燈31，除了輻射藍(lán)色光的裝置外，采用輻射紫外光的裝置也是可能的。
(在工業(yè)上應(yīng)用的可能性)如以上所說明的這樣，根據(jù)本發(fā)明，為了將紫外線以及藍(lán)色輻射線變換為高演色性可視白色輻射線，由于使用了在橙色—紅色或者紅色光譜區(qū)域中寬帶發(fā)光或者超過650nm的深紅色光譜區(qū)域中表示更窄帶寬的發(fā)光的發(fā)光體，所以在藍(lán)色或者UV發(fā)光構(gòu)成元件中，能非常有效地得到具有和自然光或者白熾燈光接近的光譜的實(shí)質(zhì)的新的白色光。
另外，在300nm～500nm表示發(fā)光的一次發(fā)光元件中，由于使用了在橙色—紅色或者紅色光譜區(qū)域中寬帶發(fā)光或者在超過650nm的深紅色光譜區(qū)域中表示更窄帶寬的發(fā)光的發(fā)光體，所以能夠提供輻射具有高演色性的可視白色光輻射線的光學(xué)器件。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光體，其是將發(fā)光元件的紫外或者藍(lán)色發(fā)光變換為具有極高的演色性的可視白色輻射線的發(fā)光體，其特征在于，所述發(fā)光體包括堿土金屬銻酸鹽的固體系統(tǒng)以及由顯示固有發(fā)光的那些系統(tǒng)衍生的系統(tǒng)，例如由熒光銻酸鹽形成的發(fā)光成分；或者由Mn(IV)激活銻酸鹽、鈦酸鹽、硅酸鹽—鍺酸鹽以及鋁酸鹽形成的發(fā)光成分；或者由銪激活硅酸鹽—鍺酸鹽或者Eu(II)以及使用選自由Mn(II)構(gòu)成的組中的敏化劑作為二次激活劑，而且在超過600nm的光譜區(qū)域顯示橙色、橙色—紅色、深紅色的系統(tǒng)形成的發(fā)光成分；或者由8種以下的發(fā)光體成分的混合物形成的發(fā)光成分，其具有不同的發(fā)光帶，并通過這些的重合，形成具有具有藍(lán)色—白色的約10000K的色溫度～具有日照光的6500K的色溫度以及具有暖白色的約3000K的色溫度～具有帶紅色調(diào)的黃色夕照光色的2000K的色溫度的、約在380nm～780nm之間的寬的發(fā)光連續(xù)狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的將發(fā)光元件的紫外或者藍(lán)色發(fā)光變換為具有極高的演色性的可視白色輻射線的發(fā)光體，其特征在于，包括由通式MeIXMeIIySbaObXc表示的發(fā)光性堿土金屬銻酸鹽，(式中，MeI是選自由鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)、鎘(Cd)、鋅(Zn)、鈹(Be)、鎂(Mg)、銪(Eu)、錳(Mn)、鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、釤(Sm)、鐠(Pr)、鏑(Dy)、鋱(Tb)構(gòu)成的組中的一種以上的元素；MeII是選自由鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)、銣(Rb)、銫(Cs)構(gòu)成的組中的一種以上的元素；X(大寫)是選自由氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)構(gòu)成的組中的一種以上的元素；x(小寫)＝0～8，y＝0～4，0＜a＜16，0＜b＜64，0≤c≤4，以及也可以由銻(Sb)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、磷(P)、砷(As)、鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、硅(Si)、鍺(Ge)、鉬(Mo)、鎢(W)取代一部分，或者也可以包含其衍生的系統(tǒng)例如熒光銻酸鹽)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的將發(fā)光元件的紫外或者藍(lán)色發(fā)光變換為具有極高的演色性的可視白色輻射線的發(fā)光體，其特征在于，包括顯示固有發(fā)光而且具有約600nm～670nm的極大值的在紅色光譜區(qū)域發(fā)光的堿土金屬銻酸鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的將發(fā)光元件的紫外或者藍(lán)色發(fā)光變換為具有極高的演色性的可視白色輻射線的發(fā)光體，其特征在于，包括在約600～700nm的深紅色光譜區(qū)域顯示發(fā)光或者顯示約650～660nm的窄的結(jié)構(gòu)化發(fā)光的發(fā)光性錳(IV)激活銻酸鹽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的將發(fā)光元件的紫外或者藍(lán)色發(fā)光變換為具有極高的演色性的可視白色輻射線的發(fā)光體，其特征在于，包括由通式MeIXMeIIyTi1-aO4XmMnz表示的錳(IV)激活鈦酸鹽，(式中，MeI是選自由Ca、Sr、Ba、Eu、Be、Mg以及Zn構(gòu)成的組中的一種以上的二價(jià)陽離子或者從周期表第3族例如Sc、Y、La以及Gd、Sm、Dy以及Pr中的一種以上的3價(jià)陽離子；MeII是選自堿土金屬組成的族中的一種以上的1價(jià)陽離子；X(大寫)是選自由用以使電荷平衡的Cl以及F的離子；0≤x≤4，0≤y≤4，0≤m≤4，0≤a≤1，0＜z≤0.5；Mn是以插入2～4價(jià)的原子價(jià)插入晶格中的錳；Ti是可以由Zr、Hf、Si、Ge完全或者部分取代而且一部分也可以由B(硼)、Al(鋁)、Ga(鎵)、In(銦)、P、Nb、Ta、V取代，此種情況下，在陽離子部分晶格中存在適當(dāng)?shù)碾姾善胶猓蛘哌M(jìn)而插入鹵的鈦)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的將發(fā)光元件的紫外或者藍(lán)色發(fā)光變換為具有極高的演色性的可視白色輻射線的發(fā)光體，其特征在于，包括由通式MeIXMeIIyGe1-aOzXmMnw表示的紅色發(fā)光錳(IV)激活硅酸鹽鍺酸鹽或者黃色—橙色發(fā)光性錳(II)激活硅酸鹽—鍺酸鹽，(式中，MeI是選自由周期表的第2族或者第3族中的一種以上的二價(jià)或/和三價(jià)的金屬以及/或者選自由Eu、Pr、Sm、Gd、Dy構(gòu)成的組中的一種以上的鑭族元素離子；MeII是一種以上的一價(jià)陽離子；X是Cl元素以及F元素的一種以上的陰離子；0＜w≤0.5，0＜x≤28，0≤y≤14，0≤m≤20，0≤a＜1，0＜z≤48以及Ge也可以由Si、Zr、Ti完全或者部分取代和/或一部分由B、Al、Ga、進(jìn)而也可以由P、V、Nb、Ta、W、Mo取代)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的將發(fā)光元件的紫外或者藍(lán)色發(fā)光變換為具有極高的演色性的可視白色輻射線的發(fā)光體，其特征在于，包括具有588nm～610nm的寬帶域發(fā)光光譜的橙色～橙色—紅色發(fā)光型銪激活硅酸鹽—鍺酸鹽。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的將發(fā)光元件的紫外或者藍(lán)色發(fā)光變換為具有極高的演色性的可視白色輻射線的發(fā)光體，其特征在于，包括由具有直至六面結(jié)構(gòu)的單純尖晶石型結(jié)構(gòu)的通式MeIXMeIIyAlmOnMn表示的紅色發(fā)光性錳(IV)激活鋁酸鹽或者橙色發(fā)光性錳(II)激活鋁酸鹽，(式中，MeI是選自由周期表的第2族或者第3族中的一種以上的元素和/或從Eu、Pr、Sm、Gd、Dy、Ce構(gòu)成的組中的一種以上的鑭族元素離子；MeII是一種以上的一價(jià)陽離子；0≤x≤8，0≤y≤4，0＜m≤16，0＜n≤27，0＜z≤0.5；Al可以由B和/或Ga完全或者部分取代和/或也可以一部由P、V、Nb、Ta、Si、Ge、W、Mo取代)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、6或者8的任一項(xiàng)所述的將發(fā)光元件的紫外或者藍(lán)色發(fā)光變換為具有極高的演色性的可視白色輻射線的發(fā)光體，其特征在于，包括銪—錳二次激活發(fā)光體；使作為一次發(fā)光的短波長(zhǎng)融合中的個(gè)別的發(fā)光帶或者作為凸出部在黃色～紅色產(chǎn)生的錳(IV)離子的發(fā)光，由發(fā)光帶和錳(IV)的至少一個(gè)特征的激發(fā)帶重合的一次激活劑敏化；Eu發(fā)光在藍(lán)色～綠色光譜區(qū)域產(chǎn)生。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的將發(fā)光元件的紫外或者藍(lán)色發(fā)光變換為具有極高的演色性的可視白色輻射線的發(fā)光體，其特征在于，包括由銪以及錳激活、由通式MeIXMeIIy(B，Si，P)aOnXmEu，Mn表示的硼酸鹽—硅酸鹽—磷酸鹽，(式中，MeI是選自由周期表的第2族或者第3族中的一種以上的元素和/或從Eu、Pr、Sm、Gd、Dy、Ce構(gòu)成的組中的一種以上的鑭族元素離子；MeII是一種以上的一價(jià)陽離子；X是Cl、F、Br；0≤x≤10，0≤y≤12，0＜a≤6，0＜n≤24，0≤m≤16；B可以由P、Si、Ga、Al完全或者一部分取代以及也可以一部分由V、Nb、Ta、Ge、W、Mo取代)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1～10的任一項(xiàng)中所述的將發(fā)光元件的紫外或者藍(lán)色發(fā)光變換為具有極高的演色性的可視白色輻射線的發(fā)光體，其特征在于，通過將由發(fā)光體輻射的輻射線和能作為半導(dǎo)體元件或者氣體放電燈構(gòu)成的發(fā)光元件的一次輻射線的組合，生成具有演色I(xiàn)a而且演色指數(shù)Ra＞90的白色光，從而，將此元件作為背景照明裝置使用、以及也可以生活空間以及家具的照明中、照片拍攝以及顯微鏡檢查中、醫(yī)療技術(shù)中、博物館、進(jìn)而極真的演色重要的任何場(chǎng)所中的照明技術(shù)中使用。
12.根據(jù)權(quán)利要求1～11的任一項(xiàng)中所述的將發(fā)光元件的紫外或者藍(lán)色發(fā)光變換為具有極高的演色性的可視白色輻射線的發(fā)光體，其特征在于，以單獨(dú)或者和其他的發(fā)光體的混合物作為發(fā)光元件中的層使用，通過所述發(fā)光元件的一次輻射線和從發(fā)光體的層輻射出的輻射線的組合，生成演色I(xiàn)a的白色光。
13.根據(jù)權(quán)利要求1～12的任一項(xiàng)中所述的將發(fā)光元件的紫外或者藍(lán)色發(fā)光變換為具有極高的演色性的可視白色輻射線的發(fā)光體，其特征在于，使用的所述發(fā)光元件是在超過300nm的紫外線光譜區(qū)域或者在超過380nm的紫羅蘭色或者藍(lán)色發(fā)光區(qū)域發(fā)出一次輻射線的LED。
14.一種光學(xué)器件，是具有包括發(fā)光體的波長(zhǎng)變換部的光學(xué)器件，所述發(fā)光體輻射基于從LED元件輻射出的光被激發(fā)的激發(fā)光，其特征在于，所述波長(zhǎng)變換部包括發(fā)光體，該發(fā)光體具有由堿土金屬銻酸鹽的固體系統(tǒng)以及由顯示固有發(fā)光的那些系統(tǒng)衍生的系統(tǒng)，例如由熒光銻酸鹽形成的發(fā)光成分；或者由Mn(IV)激活銻酸鹽、鈦酸鹽、硅酸鹽—鍺酸鹽以及鋁酸鹽形成的發(fā)光成分；或者由銪激活硅酸鹽—鍺酸鹽或者Eu(II)以及使用選自由Mn(II)構(gòu)成的組中的敏化劑作為二次激活劑，而且在超過600nm的光譜區(qū)域顯示橙色、橙色—紅色、紅色或者深紅色的系統(tǒng)形成的發(fā)光成分；或者不同的發(fā)光帶。
15.一種光學(xué)器件，其特征在于，具有LED元件；安裝了所述LED元件的同時(shí)對(duì)所述LED元件供電的供電部；將所述LED元件和所述供電部密封為一體的具有透光性的密封部；波長(zhǎng)變換部，其包括發(fā)光體，該發(fā)光體輻射基于從所述LED元件輻射的光被激發(fā)的激發(fā)光，并具有由堿土金屬銻酸鹽的固體以及由顯示固有發(fā)光的固體系統(tǒng)衍生的系統(tǒng)，例如由熒光銻酸鹽形成的發(fā)光成分；或者由Mn(IV)激活銻酸鹽、鈦酸鹽、硅酸—鍺酸鹽以及鋁酸鹽形成的發(fā)光成分；或者由銪激活硅酸鹽—鍺酸鹽或者Eu(II)以及使用從由Mn(II)構(gòu)成的組中的敏化劑作為二次激活劑，而且在超過600nm的光譜區(qū)域顯示橙色、橙色—紅色、紅色或者深紅色的系統(tǒng)形成的發(fā)光成分；或者不同的發(fā)光帶。
16.一種光學(xué)器件，其特征在于，具有LED燈；對(duì)從所述LED燈輻射的光進(jìn)行導(dǎo)光的導(dǎo)光部；波長(zhǎng)變換部，其包括發(fā)光體，該發(fā)光體輻射基于經(jīng)由所述導(dǎo)光部導(dǎo)光的光被激發(fā)的激發(fā)光，并具有由堿土金屬銻酸鹽的固體以及由顯示固有發(fā)光的固體系統(tǒng)衍生的系統(tǒng)，例如由熒光銻酸鹽形成的發(fā)光成分或者由Mn(IV)激活銻酸鹽、鈦酸鹽、硅酸—鍺酸鹽以及鋁酸鹽形成的發(fā)光成分；或者由銪激活硅酸鹽—鍺酸鹽或者Eu(II)以及使用從由Mn(II)構(gòu)成的組中的敏化劑作為二次激活劑，而且在超過600nm的光譜區(qū)域顯示橙色、橙色—紅色、紅色或者深紅色的系統(tǒng)形成的發(fā)光成分；或者不同的發(fā)光帶；以及基于經(jīng)由所述波長(zhǎng)變換部輻射的光照明的被照明部。
17.根據(jù)權(quán)利要求14～16的任一項(xiàng)中所述的光學(xué)器件，其特征在于，所述波長(zhǎng)變換部包括具有由通式MeIXMeIIySbaObXc表示的發(fā)光性堿土金屬銻酸鹽的發(fā)光體，(式中，MeI是選自由鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)、鎘(Cd)、鋅(Zn)、鈹(Be)、鎂(Mg)、銪(Eu)、錳(Mn)、鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、釤(Sm)、鐠(Pr)、鏑(Dy)、鋱(Tb)構(gòu)成的組中的一種以上元素；MeII是選自由鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)、銣(Rb)、銫(Cs)構(gòu)成的組中的一種以上元素；X(大寫)是選自由氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)構(gòu)成的組中的一種以上元素；x(小寫)＝0～8，y＝0～4，0＜a＜16，0＜b＜64，0≤c≤4；以及也可以由銻(Sb)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、磷(P)、砷(As)、鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、硅(Si)、鍺(Ge)、鉬(Mo)、鎢(W)取代一部分，或者也可以包含從這些衍生的系統(tǒng)例如熒光銻酸鹽)。
18.根據(jù)權(quán)利要求14～16的任一項(xiàng)中所述的光學(xué)器件，其特征在于，所述波長(zhǎng)變換部具有包括顯示固有發(fā)光而且在具有約600nm～670nm的極大值的紅色光譜區(qū)域發(fā)光的堿土金屬銻酸鹽的發(fā)光體。
19.根據(jù)權(quán)利要求14～16的任一項(xiàng)中所述的光學(xué)器件，其特征在于，所述波長(zhǎng)變換部具有包括在約600～700nm的深紅色光譜區(qū)域顯示發(fā)光帶，或者顯示約650～660nm的窄的結(jié)構(gòu)化發(fā)光的發(fā)光性錳(IV)激活銻酸鹽的發(fā)光體。
20.根據(jù)權(quán)利要求14～16的任一項(xiàng)中所述的光學(xué)器件，其特征在于，所述波長(zhǎng)變換部具有由通式MeIXMeIIyTi1-aO4XmMnz表示的錳(IV)激活鈦酸鹽，(式中，MeI是選自由Ca、Sr、Ba、Eu、Be、Mg以及Zn構(gòu)成的組中的一種以上二價(jià)的陽離子、或者周期表中的第3族，例如選自Sc、Y、La和Gd、Sm、Dy以及Pr中的一種以上3價(jià)的陽離子；MeII是選自由堿土金屬構(gòu)成的組中的一種以上的1價(jià)陽離子，X是選自用以平衡電荷的F以及Cl中的離子；0≤x≤4，0≤y≤4，0≤m≤4，0≤a≤1，0≤z≤0.5；Mn是以2～4的原子價(jià)在晶格中插入的錳。Ti可以由Zr、Hf、Si、Ge完全或者一部分取代，而且一部分也可以由B(硼)、Al(鋁)、Ga(鎵)、In(銦)、P、Nb、Ta、V取代。此種情況下，在陽離子部分晶格中具有適當(dāng)?shù)碾姾善胶?，或者進(jìn)而插入了鹵的鈦)。
21.根據(jù)權(quán)利要求14～16的任一項(xiàng)中所述的光學(xué)器件，其特征在于，所述波長(zhǎng)變換部具有由通式MeIXMeIIyGe1-aOzXmMnw表示的紅色發(fā)光錳(IV)激活硅酸鹽—鍺酸鹽或者黃色—橙色發(fā)光性錳(IV)激活硅酸鹽—鍺酸鹽的發(fā)光體，(式中，MeI是選自由周期表的第2族或者第3族中的一種以上二價(jià)和/或三價(jià)的金屬以及/或者選自由Eu、Pr、Sm、Gd、Dy構(gòu)成的組中的一種以上的鑭族元素離子；MeII是一種以上的一價(jià)陽離子；X是Cl元素以及F元素的一種以上的陰離子；0≤w≤0.5，0＜x≤28，0≤y≤14，0≤m≤20，0≤a＜1，0＜z≤48；以及Ge可以由Si、Zr、Ti完全或者部分取代和/或一部分也可以由B、Al、Ga或者進(jìn)而由P、V、Nb、Ta、W、Mo取代)。
22.根據(jù)權(quán)利要求14～16的任一項(xiàng)中所述的光學(xué)器件，其特征在于，所述波長(zhǎng)變換部具有包括588nm～610nm的寬帶發(fā)光光譜的橙色～橙色—紅色發(fā)光性銪激活硅酸鹽—鍺酸鹽的發(fā)光體。
23.根據(jù)權(quán)利要求14～16的任一項(xiàng)中所述的光學(xué)器件，其特征在于，所述波長(zhǎng)變換部具有包括由具有直至六面結(jié)構(gòu)的單純尖晶石型結(jié)構(gòu)的通式MeIXMeIIyAlmOnMn表示的紅色發(fā)光性錳(IV)激活鋁酸鹽或者橙色發(fā)光性錳(II)激活鋁酸鹽的發(fā)光體，(式中，MeI是選自周期表的第2族或者第3族中的一種以上的元素和/或選自由Eu、Pr、Sm、Gd、Dy、Ce構(gòu)成的組中的一種以上的鑭族元素離子；MeII是一種以上的一價(jià)陽離子；0≤x≤8，0≤y≤4，0＜m≤16，0＜n≤27，0＜z≤0.5；Al可以由B和/或Ga完全或者部分取代和/或一部分也可以由P、V、Nb、Ta、Si、Ge、W、Mo取代)。
24.根據(jù)權(quán)利要求14～16的任一項(xiàng)中所述的光學(xué)器件，其特征在于，所述波長(zhǎng)變換部，包括銪—錳二次激活發(fā)光體；使一次發(fā)光的短波長(zhǎng)融合中的個(gè)別的發(fā)光帶或者作為凸出部在黃色—紅色產(chǎn)生的錳(IV)離子的發(fā)光，由發(fā)光帶和錳(IV)的至少一個(gè)特征激發(fā)帶重合的一次激活劑敏化，并使Eu發(fā)光在藍(lán)色～綠色光譜區(qū)域產(chǎn)生。
25.根據(jù)權(quán)利要求14～16的任一項(xiàng)中所述的光學(xué)器件，其特征在于，所述波長(zhǎng)變換部包括由銪以及錳激活，并由通式MeIXMeIIy(B，Si，P)aOnXmEu，Mn表示的硼酸鹽—硅酸鹽—磷酸鹽的發(fā)光體，(式中，MeI是選自周期表的第2族或者第3族中的一種以上的元素和/或選自由Eu、Pr、Sm、Gd、Dy、Ce構(gòu)成的組中的一種以上的鑭族元素離子；MeII是一種以上的一價(jià)陽離子；X是Cl、F、Br；0≤x≤10，0≤y≤12，0＜a≤6，0＜n≤24，0≤m≤16；B可以由P、Si、Ga、Al完全或者一部分取代以及一部分也可以由V、Nb、Ta、Ge、W、Mo取代)。
26.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光學(xué)器件，其特征在于，所述波長(zhǎng)變換部包括在密封所述LED元件的具有透光性的密封樹脂中。
27.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光學(xué)器件，其特征在于，所述發(fā)光體是由具有所述透光性的玻璃密封的薄膜狀的發(fā)光體層。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的光學(xué)器件，其特征在于，所述發(fā)光體層是以面狀形成的。
29.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光學(xué)器件，其特征在于，所述波長(zhǎng)變換部是設(shè)置在具有使從所述LED元件輻射出的光在所期望的照射范圍內(nèi)輻射的光學(xué)形狀的密封樹脂的表面。
30.根據(jù)權(quán)利要求14～16的任一項(xiàng)中所述的光學(xué)器件，其特征在于，所述波長(zhǎng)變換部在波長(zhǎng)300nm至500nm的范圍內(nèi)由藍(lán)色光和/或紫外光激發(fā)。
全文摘要
本發(fā)明涉及將發(fā)光元件的紫外或者藍(lán)色光轉(zhuǎn)換為具有高演色性的可視白色輻射線的發(fā)光體，該發(fā)光體包括以下發(fā)光成分由堿土金屬銻酸鹽的固體系統(tǒng)以及顯示固有發(fā)光的這些系統(tǒng)衍生的系統(tǒng)，例如由熒光銻酸鹽形成的發(fā)光成分；或者由Mn(IV)激活銻酸鹽、鈦酸鹽、硅酸－鍺酸鹽以及鋁酸鹽形成的發(fā)光成分；或者由Eu激活硅酸鹽－鍺酸鹽或者Eu(II)以及使用從由Mn(II)構(gòu)成的組中的敏化劑作為二次激活劑，而且在超過600nm的光譜區(qū)域顯示橙色至深紅色的系統(tǒng)形成的發(fā)光成分；或者由8種以下的發(fā)光體成分的混合物形成的發(fā)光成分，其具有不同的發(fā)光帶，并通過其重合，形成具有約10000K～6500K的色溫度以及具有約3000K～2000K的色溫度的約380nm～780nm之間的發(fā)光連續(xù)狀態(tài)。
文檔編號(hào)F21Y101/02GK1729267SQ20038010692
公開日2006年2月1日 申請(qǐng)日期2003年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月20日
發(fā)明者貢杜拉·羅特, 瓦爾特·特夫斯 申請(qǐng)人:豐田合成株式會(huì)社, 貢杜拉·羅特, 瓦爾特·特夫斯