JP2003124526A - 白色光光源製造方法 - Google Patents
白色光光源製造方法Info
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-
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- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 紫外線光源に蛍光特性を有する材料に合わせ
ることによって高明るさの白色光発光素子を製造取得す
る方法を提供する。 【解決手段】 紫外線を刺激発出光源とし、２種類の蛍
光材料を合わせるようにし、前記２種類の蛍光材料が選
択される波長の紫外線によって刺激発光されることがで
き、且つ発出する光線は波長が５８５ｎｍないし６４０
ｎｍの赤い光と５００ｎｍ−５７０ｎｍの緑色の光と４
３０ｎｍ−４９０ｎｍの青い光であり、これらの三波長
の蛍光が混合される後に白色光を発出する。
ることによって高明るさの白色光発光素子を製造取得す
る方法を提供する。 【解決手段】 紫外線を刺激発出光源とし、２種類の蛍
光材料を合わせるようにし、前記２種類の蛍光材料が選
択される波長の紫外線によって刺激発光されることがで
き、且つ発出する光線は波長が５８５ｎｍないし６４０
ｎｍの赤い光と５００ｎｍ−５７０ｎｍの緑色の光と４
３０ｎｍ−４９０ｎｍの青い光であり、これらの三波長
の蛍光が混合される後に白色光を発出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は白色光光源製造取得
可能な方法に係わり、特に紫外線光源に蛍光特性を有す
る材料に合わせることによって高明るさの白色光発光素
子を製造取得する方法に係わる。
可能な方法に係わり、特に紫外線光源に蛍光特性を有す
る材料に合わせることによって高明るさの白色光発光素
子を製造取得する方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】白色光は複数の色の光線の混合光であ
り、人の目に白色光であると感じられる光線は少なくと
も２種類以上の波長の光線を含む混合光である。例え
ば、人の目が同時に赤、青、緑の三種類の光線に刺激さ
れる場合にまたは同時に青い光と黄色い光に刺激される
場合にすべて白色光であると感じられる。そのため、こ
の原理に基づいて白色光を発出可能なＬＥＤ光源を製造
出来る。従来の白色光ＬＥＤの製造方法は主に以下の５
種類ある。
り、人の目に白色光であると感じられる光線は少なくと
も２種類以上の波長の光線を含む混合光である。例え
ば、人の目が同時に赤、青、緑の三種類の光線に刺激さ
れる場合にまたは同時に青い光と黄色い光に刺激される
場合にすべて白色光であると感じられる。そのため、こ
の原理に基づいて白色光を発出可能なＬＥＤ光源を製造
出来る。従来の白色光ＬＥＤの製造方法は主に以下の５
種類ある。
【０００３】第一種の方法はＩｎＧａＡｌＰとＧａＮと
ＧａＰの３つの材質の３つのＬＥＤを使用し、それぞれ
のＬＥＤを流す電流を制御することによって赤、緑、青
の光線を発出させる。これら３つのダイが同一のランプ
の中に配置されるので、レンズを介してこれらの素子の
発出する光線を混合することによって白色光を生じさせ
ることができる。
ＧａＰの３つの材質の３つのＬＥＤを使用し、それぞれ
のＬＥＤを流す電流を制御することによって赤、緑、青
の光線を発出させる。これら３つのダイが同一のランプ
の中に配置されるので、レンズを介してこれらの素子の
発出する光線を混合することによって白色光を生じさせ
ることができる。
【０００４】第二種の方法はＧａＮとＧａＰの材質の２
つのＬＥＤを使用し、それぞれのＬＥＤを流す電流を制
御することによって青と黄色い緑の光線を発出させて白
色光を生じさせる。前記２種類の方式の発光効率が２０
ｌｍ／Ｗにも達することができる。
つのＬＥＤを使用し、それぞれのＬＥＤを流す電流を制
御することによって青と黄色い緑の光線を発出させて白
色光を生じさせる。前記２種類の方式の発光効率が２０
ｌｍ／Ｗにも達することができる。
【０００５】第三種の方法は１９９６年に日亜化学会社
の提案した、窒化インジウムガリウム青い光発光ダイオ
ードに黄色い光を発出するイットリウムアルミニウム石
榴石型蛍光粉に合わせることによって白色光光源を構成
するものである。この方法による発光効率が１５ｌｍ／
Ｗにも達することができ、前記２種類の方法よりやや低
くなるが、単に１セットのＬＥＤチップしか要しないの
で、大幅に製造コストを減少出来、また、それに合わせ
る蛍光粉の調製技術が既に完備になっているので、現在
では既に商品化されている。
の提案した、窒化インジウムガリウム青い光発光ダイオ
ードに黄色い光を発出するイットリウムアルミニウム石
榴石型蛍光粉に合わせることによって白色光光源を構成
するものである。この方法による発光効率が１５ｌｍ／
Ｗにも達することができ、前記２種類の方法よりやや低
くなるが、単に１セットのＬＥＤチップしか要しないの
で、大幅に製造コストを減少出来、また、それに合わせ
る蛍光粉の調製技術が既に完備になっているので、現在
では既に商品化されている。
【０００６】第四種の白色光を発出出来る方法は住友電
工が１９９１年１月に提案したＺｎＳｅの材料の発光Ｌ
ＥＤを採用するものであり、その技術はまずＺｎＳｅの
シングルチップ基板にＣｄＺｎＳｅ薄膜を形成し、通電
後に薄膜が青い光を発出し、同時に一部の青い光が基板
に照射して黄色い光を発出し、最後に青い光と黄色い光
とが相補色になって白色光を発出する。この方法は１つ
のＬＥＤダイしか使用しないので、その操作電圧が単に
２．７Ｖになり、ＧａＮのＬＥＤの３．５Ｖより低くな
り、且つ蛍光物質を使用しなくても白色光を取得出来
る。
工が１９９１年１月に提案したＺｎＳｅの材料の発光Ｌ
ＥＤを採用するものであり、その技術はまずＺｎＳｅの
シングルチップ基板にＣｄＺｎＳｅ薄膜を形成し、通電
後に薄膜が青い光を発出し、同時に一部の青い光が基板
に照射して黄色い光を発出し、最後に青い光と黄色い光
とが相補色になって白色光を発出する。この方法は１つ
のＬＥＤダイしか使用しないので、その操作電圧が単に
２．７Ｖになり、ＧａＮのＬＥＤの３．５Ｖより低くな
り、且つ蛍光物質を使用しなくても白色光を取得出来
る。
【０００７】第五種の白色光を発出出来る方法は目前の
開発している紫外線白色光ＬＥＤであり、その原理は紫
外線ＬＥＤによって複数種の蛍光粉を刺激発光させて蛍
光を発出させ、混色後に白色光を発出させるものであ
る。
開発している紫外線白色光ＬＥＤであり、その原理は紫
外線ＬＥＤによって複数種の蛍光粉を刺激発光させて蛍
光を発出させ、混色後に白色光を発出させるものであ
る。
【０００８】前記の第一種と第二種の白色光を発出出来
る方法はその共同的な欠点がそれらの同時に使用される
異なる色のＬＥＤ同士のうちの１つが故障する場合、ノ
ーマルな白色光を取得出来ないようになってしまい、且
つそれらの正方向偏い電圧がそれぞれ異なるので、複数
セットの制御電気回路を要するようになり、コストアッ
プを招くようになり、これらのことが実際の使用の不利
な要素である。
る方法はその共同的な欠点がそれらの同時に使用される
異なる色のＬＥＤ同士のうちの１つが故障する場合、ノ
ーマルな白色光を取得出来ないようになってしまい、且
つそれらの正方向偏い電圧がそれぞれ異なるので、複数
セットの制御電気回路を要するようになり、コストアッ
プを招くようになり、これらのことが実際の使用の不利
な要素である。
【０００９】第三種の白色光を発出できる方法は相補色
の原理によって白色光を生じるようになるが、そのスペ
クトル波長の分布の連続性が真実の太陽光に及ばず、有
色光が混合される後に可視光線スペクトル範囲（４００
ｎｍ−７００ｎｍ）内に色彩の不均一の現象を生じ、色
彩の飽和度が低くなることを招くようになる。人間の目
がこれらの現象をなくすことができ、白色の光線しか見
えないが、ある精密度の高い光学センサの検出の場合で
は、例えばビデオカメラやカメラの場合では、その色彩
表現性が依然として劣っており、即ち、物体の色彩が還
元される場合に依然として誤差を生じることがあり、そ
のため、このような方式による白色光光源が簡単な照明
の用途にしか利用出来ないようになっている。
の原理によって白色光を生じるようになるが、そのスペ
クトル波長の分布の連続性が真実の太陽光に及ばず、有
色光が混合される後に可視光線スペクトル範囲（４００
ｎｍ−７００ｎｍ）内に色彩の不均一の現象を生じ、色
彩の飽和度が低くなることを招くようになる。人間の目
がこれらの現象をなくすことができ、白色の光線しか見
えないが、ある精密度の高い光学センサの検出の場合で
は、例えばビデオカメラやカメラの場合では、その色彩
表現性が依然として劣っており、即ち、物体の色彩が還
元される場合に依然として誤差を生じることがあり、そ
のため、このような方式による白色光光源が簡単な照明
の用途にしか利用出来ないようになっている。
【００１０】第四種の方法による白色光を生じる方法
は、その欠点が白色光効率が単に８ｌｍ／Ｗであり、寿
命も８０００時間しかない。そのため、実用の面の光量
ではもっと進んで突破する必要がある。
は、その欠点が白色光効率が単に８ｌｍ／Ｗであり、寿
命も８０００時間しかない。そのため、実用の面の光量
ではもっと進んで突破する必要がある。
【００１１】第五種の白色光を生じる方法は、従来の三
波長型白色光光源が製造される際にその色彩表現性を向
上するために普段三種類以上の蛍光粉を使用する。同時
に複数種の蛍光粉同士に蛍光を発光させようとする場
合、その先決条件の１つは選択する刺激発出光線が丁度
それらの蛍光粉同士に吸収されると共に、それぞれの蛍
光体のこの波長の光線に対する吸収係数も大した差を有
してはいけなく、且つ光エネルギーの転換の量子効率も
できるだけ近い方がよく、そのため、適用する蛍光材料
の種類が大幅に制限され、蛍光材料の選択に困難があ
る。
波長型白色光光源が製造される際にその色彩表現性を向
上するために普段三種類以上の蛍光粉を使用する。同時
に複数種の蛍光粉同士に蛍光を発光させようとする場
合、その先決条件の１つは選択する刺激発出光線が丁度
それらの蛍光粉同士に吸収されると共に、それぞれの蛍
光体のこの波長の光線に対する吸収係数も大した差を有
してはいけなく、且つ光エネルギーの転換の量子効率も
できるだけ近い方がよく、そのため、適用する蛍光材料
の種類が大幅に制限され、蛍光材料の選択に困難があ
る。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】そのため、本発明の発
明者は研究開発を進めると共に、学術の運用を合わせて
とうとうかなり高い発光効率を有し、粉末の種類の減少
により低減されることがなく、且つ刺激発出する光線の
波長の選択の制限を広めることができる白色光光源を製
造取得出来る方法を提案することを目的とする。
明者は研究開発を進めると共に、学術の運用を合わせて
とうとうかなり高い発光効率を有し、粉末の種類の減少
により低減されることがなく、且つ刺激発出する光線の
波長の選択の制限を広めることができる白色光光源を製
造取得出来る方法を提案することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、紫外線を刺激
発出光源とし、２種類の蛍光材料を合わせるようにし、
前記２種類の蛍光材料が選択される波長の紫外線によっ
て刺激発光されることができ、且つ発出する光線は波長
が５８５ｎｍないし６４０ｎｍの赤い光と５００ｎｍ−
５７０ｎｍの緑色の光と４３０ｎｍ−４９０ｎｍの青い
光であり、これらの三波長の蛍光が混合される後に白色
光を発出するようになることを特徴とする高明るさの白
色光光源を製造取得出来る方法を提供する。
発出光源とし、２種類の蛍光材料を合わせるようにし、
前記２種類の蛍光材料が選択される波長の紫外線によっ
て刺激発光されることができ、且つ発出する光線は波長
が５８５ｎｍないし６４０ｎｍの赤い光と５００ｎｍ−
５７０ｎｍの緑色の光と４３０ｎｍ−４９０ｎｍの青い
光であり、これらの三波長の蛍光が混合される後に白色
光を発出するようになることを特徴とする高明るさの白
色光光源を製造取得出来る方法を提供する。
【００１４】また、本発明は、従来の三波長型白色光光
源として三種類以上のそれぞれ赤、緑、青の光を発出す
る蛍光材料に比べて、本発明の特徴は２種類の蛍光材料
だけ使用すればよく、そのうちの１つの蛍光材料が同時
に赤、緑、青の三原色の光の中の２波長の蛍光を発出出
来、そのため、他の１波長の蛍光材料を合わせることに
よって白色光を組成出来る三原色光を得られるようにな
ることを特徴とする高明るさの白色光光源を製造取得出
来る方法を提供する。
源として三種類以上のそれぞれ赤、緑、青の光を発出す
る蛍光材料に比べて、本発明の特徴は２種類の蛍光材料
だけ使用すればよく、そのうちの１つの蛍光材料が同時
に赤、緑、青の三原色の光の中の２波長の蛍光を発出出
来、そのため、他の１波長の蛍光材料を合わせることに
よって白色光を組成出来る三原色光を得られるようにな
ることを特徴とする高明るさの白色光光源を製造取得出
来る方法を提供する。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明は白色光光源を製造取得出
来る方法に係わるものであり、紫外線を刺激発光の光源
とし、２種類の蛍光材料（蛍光粉または粉末）を合わせ
て使用し、それらが選択される波長の紫外線によって刺
激発光されて主波長が５８５ｎｍないし６４０ｎｍの赤
い光と５００ｎｍないし５７０ｎｍの緑の光と４３０ｎ
ｍないし４９０ｎｍの青い光とを発出し、且つそのうち
の１種類の蛍光材料が同時に赤、青、緑の三原色の光の
中の２つの波長の蛍光を発出出来、また、他の１種類の
蛍光材料が前記２波長以外の波長の蛍光を発出し、これ
らのことによって２種類の蛍光材料の混合比例を調製す
ることによって高明るさの白色光発光素子を製造取得出
来、例えば白色光発光ダイオードを製造取得出来る。
来る方法に係わるものであり、紫外線を刺激発光の光源
とし、２種類の蛍光材料（蛍光粉または粉末）を合わせ
て使用し、それらが選択される波長の紫外線によって刺
激発光されて主波長が５８５ｎｍないし６４０ｎｍの赤
い光と５００ｎｍないし５７０ｎｍの緑の光と４３０ｎ
ｍないし４９０ｎｍの青い光とを発出し、且つそのうち
の１種類の蛍光材料が同時に赤、青、緑の三原色の光の
中の２つの波長の蛍光を発出出来、また、他の１種類の
蛍光材料が前記２波長以外の波長の蛍光を発出し、これ
らのことによって２種類の蛍光材料の混合比例を調製す
ることによって高明るさの白色光発光素子を製造取得出
来、例えば白色光発光ダイオードを製造取得出来る。
【００１６】本発明の方法に作用を生じさせるには１種
の同時に２つの波長の蛍光を発光出来る蛍光粉を製造す
ることにある。蛍光体の発光性質は主体材料に少量の異
イオンを添加することによって決められ、例えばＹ２Ｏ
３：Ｅｕ３＋におけるＥｕ３ ＋である。ある異イオンが
ある主体結晶格子に結合されまたは合わせられる際、刺
激発光されることができるようになる位置を形成する場
合、それを活性化中心と称する。ある異イオンが主体結
晶格子に結合されまたは合わせられると共に、その刺激
発出するエネルギーが近傍で活性化され、且つ発光する
ようになる場合、それが敏感性を有すると称する。たま
に補助活性化剤または増感剤とも称する。ある時、発光
可能な活性化中心が刺激発出するエネルギーに対し吸収
する作用を有しないが、敏感性を有するものが刺激発出
エネルギーを吸収出来、それからエネルギー転換過程を
経て活性化中心に至るようになり、それを自身の特性の
蛍光を発生させる。このような原理に基づいてある蛍光
粉を合成し、それに同時に２種類の異イオンを添加して
活性化中心とする場合、同時に２種類の波長の蛍光を発
出出来る蛍光粉を取得出来る。しかしながら、大部分の
異イオンの要する刺激発光波長がそれぞれ異なっている
ので、この作法の実用性には予期する通りに高くなく、
しかしながら敏感性のものを活性化中心に合わせる場
合、同時に２つの波長を発出出来る蛍光粉の実現可能性
を向上できるようになる。例えば、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ
１７を主体結晶格子とする場合、Ｅｕ２＋を構成中に添
加またはそれを取り替える場合、紫外線を照射すること
によって青い色の蛍光を取得できるようになる。しかし
ながら、主体結晶格子に同時にＥｕ２＋とＭｎ２＋を添
加または取り替える場合、Ｅｕイオン自身が青い蛍光を
発出出来るほかにＥｕイオンの吸収する光エネルギーを
Ｍｎイオンに転移して緑色の蛍光を発出するようにな
る。そのため、この種の蛍光粉に単に１種の波長の紫外
線によって刺激発光させることにより同時に青と緑との
混合する青緑色の蛍光を発出する。
の同時に２つの波長の蛍光を発光出来る蛍光粉を製造す
ることにある。蛍光体の発光性質は主体材料に少量の異
イオンを添加することによって決められ、例えばＹ２Ｏ
３：Ｅｕ３＋におけるＥｕ３ ＋である。ある異イオンが
ある主体結晶格子に結合されまたは合わせられる際、刺
激発光されることができるようになる位置を形成する場
合、それを活性化中心と称する。ある異イオンが主体結
晶格子に結合されまたは合わせられると共に、その刺激
発出するエネルギーが近傍で活性化され、且つ発光する
ようになる場合、それが敏感性を有すると称する。たま
に補助活性化剤または増感剤とも称する。ある時、発光
可能な活性化中心が刺激発出するエネルギーに対し吸収
する作用を有しないが、敏感性を有するものが刺激発出
エネルギーを吸収出来、それからエネルギー転換過程を
経て活性化中心に至るようになり、それを自身の特性の
蛍光を発生させる。このような原理に基づいてある蛍光
粉を合成し、それに同時に２種類の異イオンを添加して
活性化中心とする場合、同時に２種類の波長の蛍光を発
出出来る蛍光粉を取得出来る。しかしながら、大部分の
異イオンの要する刺激発光波長がそれぞれ異なっている
ので、この作法の実用性には予期する通りに高くなく、
しかしながら敏感性のものを活性化中心に合わせる場
合、同時に２つの波長を発出出来る蛍光粉の実現可能性
を向上できるようになる。例えば、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ
１７を主体結晶格子とする場合、Ｅｕ２＋を構成中に添
加またはそれを取り替える場合、紫外線を照射すること
によって青い色の蛍光を取得できるようになる。しかし
ながら、主体結晶格子に同時にＥｕ２＋とＭｎ２＋を添
加または取り替える場合、Ｅｕイオン自身が青い蛍光を
発出出来るほかにＥｕイオンの吸収する光エネルギーを
Ｍｎイオンに転移して緑色の蛍光を発出するようにな
る。そのため、この種の蛍光粉に単に１種の波長の紫外
線によって刺激発光させることにより同時に青と緑との
混合する青緑色の蛍光を発出する。
【００１７】前記の刺激発光の光源として発光ダイオー
ドや電子ビームやプラズマなどを採用出来る。また、同
時に２波長の蛍光を発出出来る蛍光材料として（Ｂａ
１−ｘＥｕｘ）（Ｍｇ１−ｙＭｎｙ）Ａｌ１０Ｏ１７で
あり、そのうち、０<ｘ ０．５、０<ｙ ０．５であ
り、または（Ｂａ１―ｘＥｕｘ）（Ｍｇ２−ｙＭｎｙ）
Ａｌ１６Ｏ２７であり、そのうち、０<ｘ ０．５、０<
ｙ ０．５であり、且つ発出する蛍光は青緑色の光線で
ある。また、他の波長の蛍光を発出出来る蛍光材料とし
て（Ｙ２−ｘＥｕｘ）Ｏ３であり、そのうち、０<ｘ
０．５であり、または（Ｙ２−ｘＥｕｘ）Ｏ２Ｓであ
り、そのうち、０<ｘ ０．５であり、または（Ｙ
３−ｘＥｕｘ）Ａｌ５Ｏ１２であり、そのうち、０<ｘ
０．５であり、また、その発出する蛍光は赤い光また
は蜜柑赤い光である。
ドや電子ビームやプラズマなどを採用出来る。また、同
時に２波長の蛍光を発出出来る蛍光材料として（Ｂａ
１−ｘＥｕｘ）（Ｍｇ１−ｙＭｎｙ）Ａｌ１０Ｏ１７で
あり、そのうち、０<ｘ ０．５、０<ｙ ０．５であ
り、または（Ｂａ１―ｘＥｕｘ）（Ｍｇ２−ｙＭｎｙ）
Ａｌ１６Ｏ２７であり、そのうち、０<ｘ ０．５、０<
ｙ ０．５であり、且つ発出する蛍光は青緑色の光線で
ある。また、他の波長の蛍光を発出出来る蛍光材料とし
て（Ｙ２−ｘＥｕｘ）Ｏ３であり、そのうち、０<ｘ
０．５であり、または（Ｙ２−ｘＥｕｘ）Ｏ２Ｓであ
り、そのうち、０<ｘ ０．５であり、または（Ｙ
３−ｘＥｕｘ）Ａｌ５Ｏ１２であり、そのうち、０<ｘ
０．５であり、また、その発出する蛍光は赤い光また
は蜜柑赤い光である。
【００１８】以下に例を挙げて本発明の白色光発光素子
の要する合成用及び調製用の蛍光粉を説明する。 （実施例１：高色温度の白色光光源） １．成分がＹ２Ｏ３：Ｅｕ型の蛍光粉を合成し、例え
ば、（Ｙ１．９Ｅｕ０．１）Ｏ３、その合成方法として
固相反応法や化学合成法などを採用出来、例えば、クエ
ン酸塩ゲル法や共沈殿法など。 ２．成分がＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ，Ｍｎ型蛍光
粉を合成し、例えば、（Ｂａ０．９Ｅｕ０．１）（Ｍｇ
０．９６Ｍｎ０．０４）Ａｌ１０Ｏ１７など、その合成
方法として固相反応法や化学合成法などを採用出来、例
えば、クエン酸塩ゲル法や共沈殿法など。 ３．波長６１０ｎｍを検出レベルとして（Ｙ１．９Ｅｕ
０．１）Ｏ３蛍光粉の刺激発光スペクトルを検出し、図
１に示すように、当該スペクトルよりこのＹ２Ｏ ３：Ｅ
ｕ型蛍光粉が紫外線によって刺激発光されることができ
る。 ４．波長３９６ｎｍの紫外線を刺激発光の光源として前
記（Ｙ１．９Ｅｕ０．１）Ｏ３蛍光粉の発射スペクトル
を測定し、図２に示すように、スペクトルからこのＹ２
Ｏ３：Ｅｕ型蛍光粉が赤い蛍光を生じられる。発射スペ
クトルのデータを１９３１年国際照明委員会（Ｃｏｍｍ
ｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅｄｅｌ
‘Ｅｃｌａｉｒａｇｅ，ＣＩＥ）の制定した色彩度座標
図（Ｃｈｒｏｍａｔｉｃｉｔｙ Ｄｉａｇｒａｍ）の方
式によってこの蛍光体の代表する色彩度座標に換算する
と共に、Ａ点にて図３に標記する。 ５．波長４８８ｎｍを検出レベルとして（Ｂａ０．９Ｅ
ｕ０．１）（Ｍｇ０．９ ６Ｍｎ０．０４）Ａｌ１０Ｏ
１７蛍光粉の刺激発光スペクトルを検出し、図４に示す
ように、当該スペクトルよりこのＢａＭｇＡｌ１０Ｏ
１７：Ｅｕ，Ｍｎ型蛍光粉が紫外線によって刺激発光さ
れることができる。 ６．波長３９６ｎｍの紫外線を刺激発光の光源として前
記（Ｂａ０．９Ｅｕ０． １）（Ｍｇ０．９６Ｍｎ
０．０４）Ａｌ１０Ｏ１７蛍光粉の発射スペクトルを測
定し、図５に示すように、スペクトルからこの蛍光粉が
同時に青い光と緑の光（即ち青緑色の光）を生じられ
る。且つ発射スペクトルのデータをこの蛍光体の代表す
る色彩度座標に換算すると共に、Ｂ点にて図３に標記す
る。 ７．色彩度座標図において点線でＡとＢとの２点間の連
線を描き、この混色光の連線が色彩度座標図における白
色区域を通過出来ると発見出来、即ち、有色光の混合の
原理により視神経がＡ点の代表する顔色（この例の場合
では赤い色である）とＢ点の代表する顔色（この例の場
合では青緑色である）に同時に刺激される場合に白色の
視覚を生じられる。他に、Ｂ点の所在する位置が青い光
に近いので、連線の通過する白色光区域の部分が色温度
が高いほうの白色光である。
の要する合成用及び調製用の蛍光粉を説明する。 （実施例１：高色温度の白色光光源） １．成分がＹ２Ｏ３：Ｅｕ型の蛍光粉を合成し、例え
ば、（Ｙ１．９Ｅｕ０．１）Ｏ３、その合成方法として
固相反応法や化学合成法などを採用出来、例えば、クエ
ン酸塩ゲル法や共沈殿法など。 ２．成分がＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ，Ｍｎ型蛍光
粉を合成し、例えば、（Ｂａ０．９Ｅｕ０．１）（Ｍｇ
０．９６Ｍｎ０．０４）Ａｌ１０Ｏ１７など、その合成
方法として固相反応法や化学合成法などを採用出来、例
えば、クエン酸塩ゲル法や共沈殿法など。 ３．波長６１０ｎｍを検出レベルとして（Ｙ１．９Ｅｕ
０．１）Ｏ３蛍光粉の刺激発光スペクトルを検出し、図
１に示すように、当該スペクトルよりこのＹ２Ｏ ３：Ｅ
ｕ型蛍光粉が紫外線によって刺激発光されることができ
る。 ４．波長３９６ｎｍの紫外線を刺激発光の光源として前
記（Ｙ１．９Ｅｕ０．１）Ｏ３蛍光粉の発射スペクトル
を測定し、図２に示すように、スペクトルからこのＹ２
Ｏ３：Ｅｕ型蛍光粉が赤い蛍光を生じられる。発射スペ
クトルのデータを１９３１年国際照明委員会（Ｃｏｍｍ
ｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅｄｅｌ
‘Ｅｃｌａｉｒａｇｅ，ＣＩＥ）の制定した色彩度座標
図（Ｃｈｒｏｍａｔｉｃｉｔｙ Ｄｉａｇｒａｍ）の方
式によってこの蛍光体の代表する色彩度座標に換算する
と共に、Ａ点にて図３に標記する。 ５．波長４８８ｎｍを検出レベルとして（Ｂａ０．９Ｅ
ｕ０．１）（Ｍｇ０．９ ６Ｍｎ０．０４）Ａｌ１０Ｏ
１７蛍光粉の刺激発光スペクトルを検出し、図４に示す
ように、当該スペクトルよりこのＢａＭｇＡｌ１０Ｏ
１７：Ｅｕ，Ｍｎ型蛍光粉が紫外線によって刺激発光さ
れることができる。 ６．波長３９６ｎｍの紫外線を刺激発光の光源として前
記（Ｂａ０．９Ｅｕ０． １）（Ｍｇ０．９６Ｍｎ
０．０４）Ａｌ１０Ｏ１７蛍光粉の発射スペクトルを測
定し、図５に示すように、スペクトルからこの蛍光粉が
同時に青い光と緑の光（即ち青緑色の光）を生じられ
る。且つ発射スペクトルのデータをこの蛍光体の代表す
る色彩度座標に換算すると共に、Ｂ点にて図３に標記す
る。 ７．色彩度座標図において点線でＡとＢとの２点間の連
線を描き、この混色光の連線が色彩度座標図における白
色区域を通過出来ると発見出来、即ち、有色光の混合の
原理により視神経がＡ点の代表する顔色（この例の場合
では赤い色である）とＢ点の代表する顔色（この例の場
合では青緑色である）に同時に刺激される場合に白色の
視覚を生じられる。他に、Ｂ点の所在する位置が青い光
に近いので、連線の通過する白色光区域の部分が色温度
が高いほうの白色光である。
【００１９】そのため、本発明の方法による２種類の蛍
光粉を所定の比例によって混合し、所定の波長（この例
の場合では３９６ｎｍである）の紫外線発光ダイオード
を刺激発光の光源とすることに合わせて適当にパッケー
ジングしてから所定の電流を流すことにより発光特性が
好ましい白色光発光ダイオードを製造取得できるように
なる。このパッケージングの形式としてＬａｍｐや表面
粘着パッケージング（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅ
ｖｉｃｅ，ＳＭＤ）またはチップ装着電気回路基板（Ｃ
ｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ，ＣＯＢ）などを選択出来る。
光粉を所定の比例によって混合し、所定の波長（この例
の場合では３９６ｎｍである）の紫外線発光ダイオード
を刺激発光の光源とすることに合わせて適当にパッケー
ジングしてから所定の電流を流すことにより発光特性が
好ましい白色光発光ダイオードを製造取得できるように
なる。このパッケージングの形式としてＬａｍｐや表面
粘着パッケージング（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅ
ｖｉｃｅ，ＳＭＤ）またはチップ装着電気回路基板（Ｃ
ｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ，ＣＯＢ）などを選択出来る。
【００２０】（実施例２：低色温度の白色光光源）
１．成分がＹ２Ｏ３：Ｅｕ型の蛍光粉を合成し、例え
ば、（Ｙ１．９Ｅｕ０．１）Ｏ３、その合成方法として
固相反応法や化学合成法などを採用出来、例えば、クエ
ン酸塩ゲル法や共沈殿法など。 ２．成分がＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ，Ｍｎ型蛍光
粉を合成し、例えば、（Ｂａ０．９Ｅｕ０．１）（Ｍｇ
０．９３Ｍｎ０．０７）Ａｌ１０Ｏ１７など、その合成
方法として固相反応法や化学合成法などを採用出来、例
えば、クエン酸塩ゲル法や共沈殿法など。 ３．波長６１０ｎｍを検出レベルとして（Ｙ１．９Ｅｕ
０．１）Ｏ３蛍光粉の刺激発光スペクトルを検出し、図
１に示すように、当該スペクトルよりこのＹ２Ｏ ３：Ｅ
ｕ型蛍光粉が紫外線によって刺激発光されることができ
る。 ４．波長３９６ｎｍの紫外線を刺激発光の光源として前
記（Ｙ１．９Ｅｕ０．１）Ｏ３蛍光粉の発射スペクトル
を測定し、発射スペクトルのデータをこの蛍光体の代表
する色彩度座標に換算すると共に、Ａ点にて図８に標記
する。 ５．波長４８８ｎｍを検出レベルとして（Ｂａ０．９Ｅ
ｕ０．１）（Ｍｇ０．９ ３Ｍｎ０．０７）Ａｌ１０Ｏ
１７蛍光粉の刺激発光スペクトルを検出し、このスペク
トルと（Ｙ１．９Ｅｕ０．１）Ｏ３蛍光粉の刺激発光ス
ペクトルに示す結果に基づいて発射スペクトルを走査す
る場合の刺激発光の波長が３９６ｎｍの紫外線であると
決定する。 ６．波長３９６ｎｍの紫外線を刺激発光の光源として前
記（Ｂａ０．９Ｅｕ０． １）（Ｍｇ０．９３Ｍｎ
０．０７）Ａｌ１０Ｏ１７蛍光粉の発射スペクトルを測
定し、図７に示すように、スペクトルからこの蛍光粉が
同時に青い光と緑の光（即ち青緑色の光）を生じられ
る。且つ発射スペクトルのデータをこの蛍光体の代表す
る色彩度座標に換算すると共に、Ｃ点にて図８に標記す
る。 ７．色彩度座標図において点線でＡとＣとの２点間の連
線を描き、この混色光の連線が色彩度座標図における白
色区域を通過出来ると発見出来。他に、Ｃ点の所在する
位置が緑の光に近いので、連線の通過する白色光区域の
部分が色温度が低いほうの白色光である。
ば、（Ｙ１．９Ｅｕ０．１）Ｏ３、その合成方法として
固相反応法や化学合成法などを採用出来、例えば、クエ
ン酸塩ゲル法や共沈殿法など。 ２．成分がＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ，Ｍｎ型蛍光
粉を合成し、例えば、（Ｂａ０．９Ｅｕ０．１）（Ｍｇ
０．９３Ｍｎ０．０７）Ａｌ１０Ｏ１７など、その合成
方法として固相反応法や化学合成法などを採用出来、例
えば、クエン酸塩ゲル法や共沈殿法など。 ３．波長６１０ｎｍを検出レベルとして（Ｙ１．９Ｅｕ
０．１）Ｏ３蛍光粉の刺激発光スペクトルを検出し、図
１に示すように、当該スペクトルよりこのＹ２Ｏ ３：Ｅ
ｕ型蛍光粉が紫外線によって刺激発光されることができ
る。 ４．波長３９６ｎｍの紫外線を刺激発光の光源として前
記（Ｙ１．９Ｅｕ０．１）Ｏ３蛍光粉の発射スペクトル
を測定し、発射スペクトルのデータをこの蛍光体の代表
する色彩度座標に換算すると共に、Ａ点にて図８に標記
する。 ５．波長４８８ｎｍを検出レベルとして（Ｂａ０．９Ｅ
ｕ０．１）（Ｍｇ０．９ ３Ｍｎ０．０７）Ａｌ１０Ｏ
１７蛍光粉の刺激発光スペクトルを検出し、このスペク
トルと（Ｙ１．９Ｅｕ０．１）Ｏ３蛍光粉の刺激発光ス
ペクトルに示す結果に基づいて発射スペクトルを走査す
る場合の刺激発光の波長が３９６ｎｍの紫外線であると
決定する。 ６．波長３９６ｎｍの紫外線を刺激発光の光源として前
記（Ｂａ０．９Ｅｕ０． １）（Ｍｇ０．９３Ｍｎ
０．０７）Ａｌ１０Ｏ１７蛍光粉の発射スペクトルを測
定し、図７に示すように、スペクトルからこの蛍光粉が
同時に青い光と緑の光（即ち青緑色の光）を生じられ
る。且つ発射スペクトルのデータをこの蛍光体の代表す
る色彩度座標に換算すると共に、Ｃ点にて図８に標記す
る。 ７．色彩度座標図において点線でＡとＣとの２点間の連
線を描き、この混色光の連線が色彩度座標図における白
色区域を通過出来ると発見出来。他に、Ｃ点の所在する
位置が緑の光に近いので、連線の通過する白色光区域の
部分が色温度が低いほうの白色光である。
【００２１】そのため、本発明の方法による２種類の蛍
光粉を所定の比例によって混合し、所定の波長（この例
の場合では３９６ｎｍである）の紫外線発光ダイオード
を刺激発光の光源とすることに合わせて適当にパッケー
ジングしてから所定の電流を流すことにより発光特性が
好ましい白色光発光ダイオードを製造取得できるように
なる。このパッケージングの形式としてＬａｍｐや表面
粘着パッケージング（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅ
ｖｉｃｅ，ＳＭＤ）またはチップ装着電気回路基板（Ｃ
ｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ，ＣＯＢ）などを選択出来る。
光粉を所定の比例によって混合し、所定の波長（この例
の場合では３９６ｎｍである）の紫外線発光ダイオード
を刺激発光の光源とすることに合わせて適当にパッケー
ジングしてから所定の電流を流すことにより発光特性が
好ましい白色光発光ダイオードを製造取得できるように
なる。このパッケージングの形式としてＬａｍｐや表面
粘着パッケージング（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅ
ｖｉｃｅ，ＳＭＤ）またはチップ装着電気回路基板（Ｃ
ｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ，ＣＯＢ）などを選択出来る。
【００２２】
【発明の効果】前記に説明した通りに、従来の３波長型
白色光光源の場合では紫外線の刺激発光作用によって同
時に青色と緑色と赤色の三種類（またはそれ以上）の蛍
光粉を刺激発光し、また、混色作用によって白色光を生
成するようになることにくらべて本発明は下記のような
優れる点を有する。 １．本発明の方法の場合では単に２種類の蛍光粉を使用
するので、刺激発光の波長の選択の場合の制限を広めら
れ、即ち、広い方の応用範囲を取得出来る。 ２．本発明の方法の場合では単に２種類の蛍光粉を使用
するが、本質的には依然として三原色の混合による白色
光を生成する特性を有し、例えば、色彩表現性が高い、
且つかなり高度な白色光効率を保有し、粉末の種類の減
少にしたがって低減されるようになることがない。 ３．本発明の場合では単に２種類の蛍光粉を使用するの
で、製造プロセスが簡素化し、製造コストが安価であ
り、且つ白色光を調製生成する便利性が大幅に向上され
るので、産業上の利用価値を富む。
白色光光源の場合では紫外線の刺激発光作用によって同
時に青色と緑色と赤色の三種類（またはそれ以上）の蛍
光粉を刺激発光し、また、混色作用によって白色光を生
成するようになることにくらべて本発明は下記のような
優れる点を有する。 １．本発明の方法の場合では単に２種類の蛍光粉を使用
するので、刺激発光の波長の選択の場合の制限を広めら
れ、即ち、広い方の応用範囲を取得出来る。 ２．本発明の方法の場合では単に２種類の蛍光粉を使用
するが、本質的には依然として三原色の混合による白色
光を生成する特性を有し、例えば、色彩表現性が高い、
且つかなり高度な白色光効率を保有し、粉末の種類の減
少にしたがって低減されるようになることがない。 ３．本発明の場合では単に２種類の蛍光粉を使用するの
で、製造プロセスが簡素化し、製造コストが安価であ
り、且つ白色光を調製生成する便利性が大幅に向上され
るので、産業上の利用価値を富む。
【００２３】また、前記に説明した内容は本発明の具体
的な実施例に過ぎず、本発明の特徴をそれらの説明のみ
に狭義的に制限するものではなく、いずれの同時に２種
類または２種類以上の光学活性中心を添加するもの、ま
たは主体結晶格子に増感剤を合わせることによる同時に
赤い光（５８５ｎｍ−６４０ｎｍ）と緑の光（５００ｎ
ｍ−５７０ｎｍ）と青い光（４３０ｎｍ−４９０ｎｍ）
の三原色光の中の２波長の蛍光の蛍光粉に他の種の蛍光
粉を合わせることによって前記２波長以外の三原色に属
する色彩光線を発出出来るもの、且つ所定の比例によっ
て２種類の蛍光粉を調製することによって高色彩の均一
性と高明るさなどの優れる発光特性を達成出来、白色光
発光素子を製造出来るすべての実施変化や一部転用など
がすべて本発明の包含する範囲内に入るものである。
的な実施例に過ぎず、本発明の特徴をそれらの説明のみ
に狭義的に制限するものではなく、いずれの同時に２種
類または２種類以上の光学活性中心を添加するもの、ま
たは主体結晶格子に増感剤を合わせることによる同時に
赤い光（５８５ｎｍ−６４０ｎｍ）と緑の光（５００ｎ
ｍ−５７０ｎｍ）と青い光（４３０ｎｍ−４９０ｎｍ）
の三原色光の中の２波長の蛍光の蛍光粉に他の種の蛍光
粉を合わせることによって前記２波長以外の三原色に属
する色彩光線を発出出来るもの、且つ所定の比例によっ
て２種類の蛍光粉を調製することによって高色彩の均一
性と高明るさなどの優れる発光特性を達成出来、白色光
発光素子を製造出来るすべての実施変化や一部転用など
がすべて本発明の包含する範囲内に入るものである。
【図１】波長６１０ｎｍを検出レベルとする場合の測定
した（Ｙ１．９Ｅｕ０．１）Ｏ ３蛍光粉の刺激発光スペ
クトルである。
した（Ｙ１．９Ｅｕ０．１）Ｏ ３蛍光粉の刺激発光スペ
クトルである。
【図２】波長３９６ｎｍを刺激発光源とする場合の（Ｙ
１．９Ｅｕ０．１）Ｏ３蛍光粉の発射スペクトルであ
る。
１．９Ｅｕ０．１）Ｏ３蛍光粉の発射スペクトルであ
る。
【図３】発射スペクトルに基づいてそれぞれ計算し得ら
れる２種類の蛍光体の色彩度座標のＡ点とＢ点とを接続
する点線が色彩度座標図の高色温度白色区域を通過する
状況を示す図である。
れる２種類の蛍光体の色彩度座標のＡ点とＢ点とを接続
する点線が色彩度座標図の高色温度白色区域を通過する
状況を示す図である。
【図４】波長４８８ｎｍを検出レベルとする場合の検出
し得た（Ｂａ０．９Ｅｕ０．１）（Ｍｇ０．９６Ｍｎ
０．０４）Ａｌ１０Ｏ１７蛍光粉の刺激発光スペクトル
である。
し得た（Ｂａ０．９Ｅｕ０．１）（Ｍｇ０．９６Ｍｎ
０．０４）Ａｌ１０Ｏ１７蛍光粉の刺激発光スペクトル
である。
【図５】波長３９６ｎｍを検出レベルとする場合の検出
し得た（Ｂａ０．９Ｅｕ０．１）（Ｍｇ０．９６Ｍｎ
０．０４）Ａｌ１０Ｏ１７蛍光粉の刺激発光スペクトル
である。
し得た（Ｂａ０．９Ｅｕ０．１）（Ｍｇ０．９６Ｍｎ
０．０４）Ａｌ１０Ｏ１７蛍光粉の刺激発光スペクトル
である。
【図６】波長４８８ｎｍを検出レベルとする場合の検出
し得た（Ｂａ０．９Ｅｕ０．１）（Ｍｇ０．９３Ｍｎ
０．０７）Ａｌ１０Ｏ１７蛍光粉の刺激発光スペクトル
である。
し得た（Ｂａ０．９Ｅｕ０．１）（Ｍｇ０．９３Ｍｎ
０．０７）Ａｌ１０Ｏ１７蛍光粉の刺激発光スペクトル
である。
【図７】波長３９６ｎｍを検出レベルとする場合の検出
し得た（Ｂａ０．９Ｅｕ０．１）（Ｍｇ０．９３Ｍｎ
０．０７）Ａｌ１０Ｏ１７蛍光粉の刺激発光スペクトル
である。
し得た（Ｂａ０．９Ｅｕ０．１）（Ｍｇ０．９３Ｍｎ
０．０７）Ａｌ１０Ｏ１７蛍光粉の刺激発光スペクトル
である。
【図８】発射スペクトルに従ってそれぞれ計算し得た２
種類の蛍光体の色彩度座標Ａ点とＣ点とを接続する点線
が色彩度座標図の低色温度白色区域を通過する状況を示
す図である。
種類の蛍光体の色彩度座標Ａ点とＣ点とを接続する点線
が色彩度座標図の低色温度白色区域を通過する状況を示
す図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｃ０９Ｋ 11/78 Ｃ０９Ｋ 11/78
11/80 11/80
11/84 11/84
(72)発明者 康 佳 正
台湾台北市南港路２段86巷８弄２號３樓
(72)発明者 紀 喨 勝
台湾雲林縣口湖郷港東村慈愛路62號
(72)発明者 蘇 宏 元
台湾台北縣中和市建一路90號
(72)発明者 ▲しん▼ 陳 震 崙
台湾台北縣中和市建一路90號
Ｆターム(参考） 4H001 CA05 CA07 XA08 XA12 XA13
XA16 XA39 XA56 YA25 YA63
5F041 AA11 DB01 DB09 EE25
Claims (8)
- 【請求項１】 紫外線光源に２種類の紫外線によって直
接に刺激発光させることができる蛍光特性を有する粉末
を合わせることにより高明るさの白色光発光素子を製造
することを特徴とする白色光光源製造方法。 - 【請求項２】 前記の２種類の蛍光特性を有する粉末の
中の１つは同時に２種類以上の光学活性中心または主体
結晶格子に増感剤を合わせて製造取得した蛍光粉であ
り、それが紫外線に刺激発光される場合に赤い光と緑の
光と青い光の三原色の光の中の２波長の蛍光を発光出来
ると共に、他の蛍光粉が前記２つの種類以外の三原色に
属する１波長の蛍光を発光することを特徴とする請求項
１に記載の白色光光源製造方法。 - 【請求項３】 前記同時に２波長の蛍光を発出できる蛍
光粉は（Ｂａ１―ｘＥｕｘ）（Ｍｇ１−ｙＭｎｙ）Ａｌ
１０Ｏ１７であり、そのうち、０<ｘ ０．５、０<ｙ
０．５であり、または（Ｂａ１―ｘＥｕｘ）（Ｍｇ
２−ｙＭｎｙ）Ａｌ１６Ｏ２７であり、そのうち、０<
ｘ ０．５、０<ｙ ０．５であり、且つ発出する蛍光
は青緑色の光線であることを特徴とする請求項２に記載
の白色光光源製造方法。 - 【請求項４】 前記１波長の蛍光を発出できる蛍光粉は
（Ｙ２−ｘＥｕｘ）Ｏ３であり、そのうち、０<ｘ
０．５であり、または（Ｙ２−ｘＥｕｘ）Ｏ２Ｓであ
り、そのうち、０<ｘ ０．５であり、または（Ｙ
３−ｘＥｕｘ）Ａｌ５Ｏ１２であり、そのうち、０<ｘ
０．５であり、また、その発出する蛍光は赤い光また
は蜜柑赤い光であることを特徴とする請求項２に記載の
白色光光源製造方法。 - 【請求項５】 前記蛍光特性を有する粉末は固相反応法
または化学合成法によって製造取得されることを特徴と
する請求項１に記載の白色光光源製造方法。 - 【請求項６】 前記２種類の粉末がそれぞれ異なる比例
によって混合され、紫外線を発出出来る手段に合わせて
刺激発出光源とし、パッケージングされてから電流を流
し、発光特性の好ましい白色光発光素子を取得すること
を特徴とする請求項１に記載の白色光光源製造方法。 - 【請求項７】 前記刺激発出光源として発光ダイオード
や電子ビームやプラズマなどを採用出来ることを特徴と
する請求項６に記載の白色光光源製造方法。 - 【請求項８】 前記パッケージングの形式としてＬａｍ
ｐやＳＭＤやＣＯＢなどを採用出来ることを特徴とする
請求項６に記載の白色光光源製造方法。
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