JP4785363B2 - 蛍光体粒子、蛍光体粒子分散体ならびにこれらを含む照明装置および表示装置 - Google Patents
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Description
本発明の実施形態1による蛍光体粒子は、図1を参照して、励起エネルギーEeを有する励起光11を受けて蛍光13を発する蛍光体粒子100であって、バンドギャップエネルギーE1(伝導帯101cと価電子帯101vとの間のバンドギャップエネルギー)を有する半導体コア粒子101と、半導体コア粒子を被覆するバンドギャップエネルギーE2(伝導帯102cと価電子帯102vとの間のバンドギャップエネルギー)を有する半導体シェル層102とを含み、半導体コア粒子のE1と半導体シェル層のE2と励起光のEeとの関係がE1<E2≦Eeであり、半導体シェル層102で半導体コア粒子101を被覆することにより半導体コア粒子101中にE1とE2との間のエネルギーを有する離散的なエネルギー準位が形成され、エネルギー準位における基底準位111c,111v間のエネルギーEに基づく蛍光13を発する蛍光体粒子である。
本発明の実施形態2による蛍光体粒子分散体は、上記蛍光体粒子を2以上含む蛍光体粒子分散体であって、この蛍光体粒子分散体は、基底準位が異なる2以上の蛍光体粒子を含み、すべての蛍光体粒子の半導体シェル層のバンドギャップエネルギーE2が、すべての蛍光体粒子の半導体コア粒子中に形成される基底準位間のエネルギーEよりも大きい蛍光体粒子分散体である。
I(θ)=|Σ(2ν+1)/ν(ν+1){aνΠν(cosθ)+bντν(cosθ)}|2
ν=1、∞
で表される。ここでaν、bνは複素振幅を表す係数で、粒子の屈折率およびサイズ因子(粒子サイズ)の関数である。また、Πν、τνは散乱角のみの関数で、ルジャンドルの多項式およびその導関数である。
本発明の実施形態3による照明装置は、図6を参照して、励起エネルギーが2.88eV(波長430nm)の励起光を発するInx4Ga1-x4N発光ダイオード(0≦x4≦1)のチップ(図示せず)が実装されているリードフレーム601の上部に、2以上の青色の蛍光体粒子、緑色の蛍光体粒子および赤色の蛍光体粒子を媒体としての透明エポキシ樹脂に分散させた蛍光体粒子分散体602が形成された照明装置600である。ここで、上記蛍光体粒子分散体602中に含まれるすべての蛍光体粒子の半導体シェル層のバンドギャップエネルギーE2を、すべての蛍光体粒子の半導体コア粒子中に形成される基底準位間のエネルギーEより大きくなるように、すべての蛍光体粒子が設計されているため、各蛍光体粒子の蛍光の混色によって、演色性に優れた白色照明装置となる。なお、上記点状の照明装置をアレイ状に並べることにより面状の照明装置とすることもできる。
本発明の実施形態4による照明装置は、図7を参照して、図7(a)に示すように、励起エネルギーが2.88eV(波長430nm)の励起光を発振するInx5Ga1-x5N半導体レーザ(0≦x5≦1)のチップ(図示せず)が実装されたステム701が、樹脂707を介して導光体708に光学的に結合されている照明装置700である。
本発明の実施形態5による表示装置は、図8を参照して、Inx5Ga1-x5N半導体レーザ(0≦x5≦1)のチップ(図示せず)が実装されたステム701が導光体811に光学的に結合され、この導光体811が別の導光体801に光学的に結合され、導光体801の上面部には光強度を変調するための光変調素子802を介してそれぞれの色の蛍光体粒子または蛍光粒子分散体を含む素子(具体的には、青色蛍光体粒子含有樹脂803、緑色蛍光体粒子含有樹脂804、赤色蛍光体粒子含有樹脂805)が形成された表示装置800である。
Claims (7)
- 励起エネルギーEeを有する励起光を受けて蛍光を発する蛍光体粒子であって、
In x1 Ga y1 Al 1-x1-y1 N(0<x1、0≦y1、x1+y1≦1)からなりバンドギャップエネルギーE1を有する半導体コア粒子と、前記半導体コア粒子を被覆するIn x2 Ga y2 Al 1-x2-y2 N(0<x2、0<y2、x2+y2≦1)からなりバンドギャップエネルギーE2を有する半導体シェル層を含み、
前記半導体コア粒子のE1と、前記半導体シェル層のE2と、前記励起光のEeとの関係が、E1<E2≦Eeであり、
前記半導体シェル層で前記半導体コア粒子を被覆することにより前記半導体コア粒子中にE1とE2との間のエネルギーを有する離散的なエネルギー準位が形成され、前記エネルギー準位における基底準位間のエネルギーEに基づく蛍光を発する蛍光体粒子。 - 前記基底準位間のエネルギーが、1.85eV〜2.06eV、2.29eV〜2.48eVまたは2.58eV〜3.02eVのいずれかの範囲にある請求項1に記載の蛍光体粒子。
- 半導体レーザまたは発光ダイオードからなる発光素子からの励起光を受けて発光する請求項1または請求項2に記載の蛍光体粒子。
- 請求項1〜請求項3のいずれかに記載の蛍光体粒子を2以上含む蛍光体粒子分散体であって、
前記基底準位が異なる2以上の前記蛍光体粒子を含み、すべての前記蛍光体粒子の半導体シェル層のバンドギャップエネルギーE2が、すべての前記蛍光体粒子の半導体コア粒子中に形成される基底準位間のエネルギーEよりも大きいことを特徴とする蛍光体粒子分散体。 - 前記2以上の蛍光体粒子が媒体中に分散されている請求項4に記載の蛍光体粒子分散体。
- 請求項1〜請求項5のいずれかに記載の蛍光体粒子または蛍光体粒子分散体と、発光素子とを含む照明装置。
- 請求項1〜請求項5のいずれかに記載の蛍光体粒子または蛍光体粒子分散体と、発光素子と、前記蛍光体粒子または前記蛍光体粒子分散体から発する蛍光および発光素子から発する励起光の少なくとも1つの光の光強度を変調する光強度変調手段を含む表示装置。
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