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JP2008038148A - エレクトロルミネセントランプのための黄色発光燐光体混合物 - Google Patents

エレクトロルミネセントランプのための黄色発光燐光体混合物 Download PDF

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Abstract

【課題】本発明の目的はＥＬランプのための黄色発光燐光体ブレンドを提供することによってＥＬランプ製造者に利用可能なカラーパレットを拡張する。
【解決手段】緑発光エレクトロルミネセント燐光体及び赤色発光光ルミネセント燐光体を含むエレクトロルミネセントランプのための燐光体混合物であって、電場によって刺激されたときに０.２２０〜０.３５０のｘ色座標、及び０.４５０〜０.４７５のｙ色座標を呈する燐光体混合物を提供することによって上述の課題を解決する。
【選択図】図１

Description

本発明はエレクトロルミネセントランプのための黄色発光燐光体混合物に関する。
エレクトロルミネセンスは電場の励起状態の下での光の放出である。このメカニズムに基づいたエレクトロルミネセント（ＥＬ）ランプは携帯電話やポータブル計算装置等の民生用電子製品に対する需要の増加により、フラットパネルディスプレイの分野の多くの用途で利用されつつある。ＥＬランプはまた、見る角度にかかわらず均一な発光を与えるとともに、機械的な衝撃や振動の影響を受けにくい。それらは約５０〜１０００Ｈｚの周波数を有する約１００〜３００Ｖ（最高最低振幅）のＡＣ電圧を変換するインバーターを使用することによって１.５〜９.０ボルトのＤＣ電圧で容易に駆動することができる。
ＥＬランプには２つの主要な構造が存在し、それらは一般に、薄膜及び厚膜と呼ばれている。薄膜ＥＬランプはＣＶＤ等の蒸着技術を使用してガラス基板上に誘電材、燐光体、及び電導性酸化物の薄膜を交互に付着させることによって作製される。厚膜ＥＬランプは樹脂材料中に粉末材料を浮遊させ、通常のスクリーン印刷技術を使用してプラスチック膜上にそれらの材料を層状に適用することによって作製される。したがって、厚膜ＥＬランプは薄く、しなやかで、かつ頑丈に作製することができるので、それらは多様な範囲のライト製品に適したものにすることができる。
厚膜ＥＬランプに適した燐光体は主に、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｍｎ、Ｂｒ、Ｉ、及びＣｌ等の多様な活性剤をドープした硫化亜鉛から構成される。これらの燐光体の例は特許文献１〜４に開示されている。また、商業上のＥＬ燐光体の例はOSRAM SYLVANIA Type 813、青色発光ＺｎＳ:Ｃｕ燐光体、OSRAM SYLVANIA Type 723、青‐緑発光ＺｎＳ:Ｃｕ,Ｃｌ燐光体、及びOSRAM SYLVANIA Type 523、黄‐オレンジＺｎＳ:Ｃｕ,Ｍｎ発光体を含む。通常、ＥＬ燐光体の個々の粒子は水分によって誘発される劣化に対する耐性を高めるために非有機的な被膜によって封入される。そのような被膜の例は特許文献５〜８に開示されている。
厚膜ＥＬランプに対する最も明るい燐光体は主に約４００ｎｍ〜約５５０ｎｍの波長の、青から緑のスペクトル領域で発光する。このため、ＥＬランプの製造者に対して利用可能なカラーパレットは比較的制限されたものとなっている。したがって、ＥＬ燐光体は白色光を生成するために光ルミネセント燐光体と組合わされている。ＥＬ燐光体とは異なり、光ルミネセント燐光体はＥＬランプ中の電場によって刺激されることはない。その代わりに、光ルミネセント燐光体はＥＬ燐光体によって放射される光によって励起される。そして、これらの燐光体はＥＬ燐光体からの残りの放射と組合わさり、白色光を生成する可視光線を生成する。
例えば、特許文献９は青及び青‐緑発光ＥＬ燐光体をセリウムによって活性化されたイットリウム‐アルミニウム‐ガーネット燐光体Ｙ3Ａｌ5Ｏ12:Ｃｅ,（ＹＡＧ:Ｃｅ）と混合することを開示している。ＹＡＧ:Ｃｅ燐光体は青及び青‐緑発光ＥＬ燐光体によって放射される波長によって励起される光ルミネセント燐光体である。ＹＡＧ:Ｃｅ燐光体からの黄色発光及びＥＬ燐光体からの青または青‐緑発光は白色光を生成する。また、他の例は青または青‐緑発光エレクトロルミネセント燐光体及び概略的に化学式Ｓｒ1-xＣａxＳ:Ｅｕ（ここで、０≦ｘ≦１）を有するユーロピウム活性アルカリ土類燐光体を含む燐光体ブレンドを使用する白色発光エレクトロルミネセントランプを開示している米国特許出願No.11/164153、並びに青または青‐緑発光ＥＬ燐光体をユーロピウム活性アルカリ土類窒化ケイ素燐光体と組み合わせることによって作製される高ＣＲＩエレクトロルミネセントランプを開示している米国特許出願No.10/711,682を含む。
米国特許第５００９８０８号明細書 米国特許第５７０２６４３号明細書 米国特許第６０９０３１１号明細書 米国特許第５６４３４９６号明細書 米国特許第５２２０２４３号明細書 米国特許第５２４４７５０号明細書 米国特許第６３０９７００号明細書 米国特許第６０６４１５０号明細書 中国特許出願公開第１３４０５９０Ａ号明細書
本発明の目的はＥＬランプのための黄色発光燐光体ブレンドを提供することによってＥＬランプ製造者に利用可能なカラーパレットを拡張する。
好まれるものとして、本発明のブレンドは電場によって刺激されたときに０.２２０〜０.３５０のｘ色座標、及び０.４５０〜０.４７５のｙ色座標を呈する。詳細に述べると、本発明人は多様な赤発光光ルミネセント燐光体を励起させるためにＥＬ燐光体からの緑発光を使用することができることを見出した。これらの燐光体をブレンドし、それらをＥＬランプに組み込むことにより、光ルミネセント燐光体と緑発光ＥＬ燐光体との組合わされた放射は黄色光を生成する。
好まれるものとして、緑発光ＥＬ燐光体は４７０ｎｍ〜５５０ｎｍの間で放射する銅によって活性化された硫化亜鉛（ＺｎＳ:Ｃｕ,Ｃｌ）燐光体である。好ましい光ルミネセント燐光体はＳｒ1-xＣａxＳ:Ｅｕ（ここで、０≦ｘ≦１）（以降、（Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ:Ｅｕと記す）及び（Ｍ1-xＭ'x）Ｓｉ5Ｎ8:Ｅｕ（ここで、Ｍ及びＭ'はＣａ、Ｓｒ、及びＢａのうちの少なくとも１つであり、かつ０≦ｘ≦１）である。好まれるものとして、光ルミネセント燐光体は０.５７０〜０.６９５のｘ色座標、及び０.３２５〜０.４３０のｙ色座標を有する赤色発光を有する。
好まれるものとして、緑発光ＥＬ燐光体は重量パーセントで全ブレンド中の８５〜９６％であり、光ルミネセント燐光体は４〜１５％である。さらに好まれるものとして、本発明のブレンドは電場によって刺激されたときに０.２３５〜０.３３５のｘ色座標、及び０.４６０〜０.４６５のｙ色座標を呈する。
本発明の他の目的、長所、能力とともに本発明をより理解するために付随する図面への参照とともに本発明を詳細に説明する。
図１及び２には、通常の緑発光ＺｎＳ:Ｃｕ,Ｃｌエレクトロルミネセント燐光体（例えば、OSRAM SYLVANIA Type 728）の発光が示されている。電場によって刺激されたとき、これらの燐光体は約５００ｎｍでピーク放射を呈する。図１において、この放射は（Ｓｒ,Ｃａ）Ｓ:Ｅｕ燐光体の吸収及び放射曲線と比較されている。重ねられた曲線は、ＥＬ燐光体の緑発光が（Ｓｒ,Ｃａ）Ｓ:Ｅｕの比較的強い吸収領域にあることを示している。すなわち、（Ｓｒ,Ｃａ）Ｓ:Ｅｕ燐光体は緑発光の一部を吸収し、それを約６１５ｎｍにピークを有する赤色発光に変換する能力を有する。燐光体が適当な比率でブレンドされた場合、緑発光の残りの部分は赤色発光と組合わさり、全体として黄色の発光を生成するだろう。
同様に、図２において、ＺｎＳ:Ｃｕ,Ｃｌ燐光体の緑発光は（Ｓｒ,Ｃａ）Ｓｉ5Ｎ8:Ｅｕ燐光体の吸収及び放射曲線上に重ねられている。図１の場合と同様に、ＥＬ燐光体の緑発光は約６００ｎｍのピーク放射を呈する（Ｓｒ,Ｃａ）Ｓｉ5Ｎ8:Ｅｕ燐光体の比較的強い吸収領域にある。したがって、これらの燐光体を適当な比率でブレンドすることにより、これらの燐光体から黄色発光を生成することができる。
実施例
緑発光ＺｎＳ:Ｃｕ,Ｃｌ燐光体（OSRAM SYLVANIA Type 728）及び赤色発光（Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ:Ｅｕを使用した。燐光体は米国特許No.5,220,243に開示されている方法に従って加水分解されたトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）被膜によって被膜されていた。これらの燐光体の多様な量をプラスチック容器に加え、攪拌器で２０分間ブレンドすることによって、これらの燐光体の複数のブレンドを準備した。被膜された（Ｓｒ,Ｃａ）Ｓ:Ｅｕ燐光体の量は重量比で４〜１５％の間で変化させた。ブレンドの残りの部分は被膜された緑発光ＥＬ燐光体から成る。これらの燐光体とともに通常の厚膜構造を有する試験用ランプを作製し、１００Ｖ、４００Ｈｚで動作させた。以下の表にランプ試験の結果を示す。ここで使用されているｘ,ｙ色座標は１９３１年のCommission Internationale de I'Eclairage (CIE) Standard Observer (2°)に対するものである。
Figure 2008038148
ここまで、現在のところ好まれる実施例として考えられている本発明の実施例を説明してきたが、付随する請求の範囲によって規定される本発明の範囲から外れることなく多様な変更及び改良を実施することができることは当業者にとって明白であるだろう。
（Ｓｒ,Ｃａ）Ｓ:Ｅｕ及びＺｎＳ:Ｃｕ,Ｃｌ燐光体の発光スペクトル上に重ねられた（Ｓｒ,Ｃａ）Ｓ:Ｅｕの吸収スペクトルを示している。 （Ｓｒ,Ｃａ）Ｓｉ5Ｎ8:Ｅｕ及びＺｎＳ:Ｃｕ,Ｃｌ燐光体の発光スペクトル上に重ねられた（Ｓｒ,Ｃａ）Ｓｉ5Ｎ8:Ｅｕの吸収スペクトルを示している。

Claims (8)

  1. 緑発光エレクトロルミネセント燐光体及び赤色発光光ルミネセント燐光体を含むエレクトロルミネセントランプのための燐光体混合物であって、電場によって刺激されたときに０.２２０〜０.３５０のｘ色座標、及び０.４５０〜０.４７５のｙ色座標を呈する燐光体混合物。
  2. 電場によって刺激されたときに０.２３５〜０.３３５のｘ色座標、及び０.４６０〜０.４６５のｙ色座標を呈する、請求項１に記載の燐光体混合物。
  3. 前記緑発光エレクトロルミネセント燐光体がＺｎＳ:Ｃｕ,Ｃｌであり、前記赤色発光光ルミネセント燐光体が：
    （Ｓｒ,Ｃａ）Ｓ:Ｅｕ；
    （Ｍ1-xＭ'x）Ｓｉ5Ｎ8:Ｅｕ（ここで、Ｍ及びＭ'はＣａ、Ｓｒ、及びＢａのうちの少なくとも１つであり、かつ０≦ｘ≦１）；、または、
    それらの組み合わせから選択される、請求項１に記載の燐光体混合物。
  4. 前記緑発光エレクトロルミネセント燐光体が４７０ｎｍ〜５５０ｎｍの間で放射し、前記赤色発光光ルミネセント燐光体が前記緑発光エレクトロルミネセント燐光体からの前記放射によって刺激されたときに０.５７０〜０.６９５のｘ色座標及び０.３２５〜０.４３０のｙ色座標を有する赤色発光を呈する、請求項１に記載の燐光体混合物。
  5. 前記緑発光ＥＬ燐光体が重量比で全ブレンド中の８５〜９６％であり、赤色発光光ルミネセント燐光体が４〜１５％である、請求項１に記載の燐光体混合物。
  6. エレクトロルミネセントランプのための燐光体混合物であって：
    緑発光エレクトロルミネセント燐光体及び赤色発光光ルミネセント燐光体を含み、電場によって刺激されたときに０.２２０〜０.３５０のｘ色座標、及び０.４５０〜０.４７５のｙ色座標を呈し；
    前記緑発光エレクトロルミネセント燐光体がＺｎＳ:Ｃｕ,Ｃｌであり、前記赤色発光光ルミネセント燐光体が：
    （Ｓｒ,Ｃａ）Ｓ:Ｅｕ；
    （Ｍ1-xＭ'x）Ｓｉ5Ｎ8:Ｅｕ（ここで、Ｍ及びＭ'はＣａ、Ｓｒ、及びＢａのうちの少なくとも１つであり、かつ０≦ｘ≦１）；、または、
    それらの組み合わせから選択され；そして、
    前記緑発光ＥＬ燐光体が重量比で全ブレンド中の８５〜９６％であり、赤色発光光ルミネセント燐光体が４〜１５％である燐光体混合物。
  7. 電場によって刺激されたときに０.２３５〜０.３３５のｘ色座標、及び０.４６０〜０.４６５のｙ色座標を呈する、請求項６に記載の燐光体混合物。
  8. 前記赤色発光光ルミネセント燐光体が（Ｓｒ,Ｃａ）Ｓ:Ｅｕである、請求項７に記載の燐光体混合物。
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