白色光発光方法及び発光装置
【課題】本発明は、白色光発光方法及び発光装置に関する。使用時間が長く、カラーコーディネートの明らかな偏移及び光源の効率低下が生じ難い白色光発光方法及び発光装置を提供する。
【解決手段】本発明の白色光発光方法は、電界放出部品により青色陰極線発光材料を励起して青色光を発光させ、さらに発光された青色光により黄色フォトルミネッセンス材料を励起して黄色光を発光させ、黄色フォトルミネッセンス材料を励起しない残りの青色光と発光された黄色光とを複合して白色光を発光させる方法である
【解決手段】本発明の白色光発光方法は、電界放出部品により青色陰極線発光材料を励起して青色光を発光させ、さらに発光された青色光により黄色フォトルミネッセンス材料を励起して黄色光を発光させ、黄色フォトルミネッセンス材料を励起しない残りの青色光と発光された黄色光とを複合して白色光を発光させる方法である
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロエレクトロニクス技術分野に属し、白色光発光方法及び装置に関し、特に電界放出部品に基づく白色光発光方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
照明技術の急速な発展に連れて、従来の光源の代用品、即ち省エネルギー且つ環境に優しいグリーン照明光源に対する研究及び開発は、現在、各国において競争的に行われる重要な課題になっている。その上、真空マイクロエレクトロニクス分野で現れる電界放出部品は、グリーンエコロジー照明が得られる一つの新たな手段を示している。電界放出部品の動作原理は、真空雰囲気で陽極により電界放出陰極アレイ（ｆｉｅｌｄｅｍｉｓｓｉｖｅ ａｒｒａｙｓ、ＦＥＡｓ）に対して順電圧が印加され加速電界を形成することで、陰極から放出された電子が陽極板における発光材料へ加速度的に衝突して発光することである。当該部品は、動作温度の範囲が広く（−４０℃〜８０℃）、応答時間が短く（＜１ｍｓ）、構成が簡単であって且つ節電であるとともに、グリーン環境保護の要求に適うことができる。電界放出光源は、従来の蛍光灯管と比べると、蛍光灯管の効率的な省エネルギーという利点を維持するとともに、蛍光灯管による環境汚染及びパルスフラッシュによる視覚疲労等の欠点も避けられるため、グリーン且つ省エネルギーの照明光源である。しかも、ＬＥＤと比べると、電界放出光源は、広い面積で電界放出陰極を製造することができるため、高出力且つ広面積の照明を行う面で一層優勢を占め、大出力光源の面において、ＬＥＤの強力な競争者になる可能性がある。
【０００３】
従来の電界放出白色光照明技術において、主に所定の比例に応じて混合された赤、緑及び青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の三色蛍光粉末は電子ビームで励起されることによって白色光を得るという技術である。しかしながら、このようなＲ、Ｇ、Ｂ蛍光粉末の混合物を使用する場合、各種の蛍光材料はいずれも異なった老化特性を持つため、電子ビームで長期にわたって照射された後、白色光のカラーコーディネートが明らかに偏移する現象、及び光源の効率が低下する現象が起こることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、かかる従来技術に存在する発光方法において、蛍光粉末によって老化特性が異なるため、三色蛍光粉末は長期にわたって照射されてから現れた、白色光のカラーコーディネートが明らかに偏移して且つ光源の効率が低下するという問題について、使用時間が長く、カラーコーディネートの明らかな偏移及び光源の効率低下が生じ難い白色光発光方法を提供することである。
【０００５】
本発明がさらに解決しようとする課題は、かかる従来技術に存在する発光装置において、所定の比例に応じて混合された赤、緑及び青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の三色蛍光粉末を電子ビームで励起することによって白色光が得られる場合、蛍光粉末によって老化特性が異なるため、三色蛍光粉末は長期にわたって照射されてから現れた、白色光のカラーコーディネートが明らかに偏移して且つ光源の効率が低下するという問題について、使用時間が長く、カラーコーディネートの明らかな偏移及び光源の効率低下が生じ難い白色光発光装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の課題を解決するための技術的手段は、
白色光発光方法であって、電界放出部品により青色陰極線発光材料を励起して青色光を発光させ、さらに発光された青色光により黄色フォトルミネッセンス材料を励起して黄色光を発光させ、黄色フォトルミネッセンス材料を励起しない残りの青色光と発光された黄色光とを複合して白色光を発光させる方法である。
【０００７】
前記電界放出部品は、具体的に、青色光電界放出部品であり、前記青色光電界放出部品は、青色陰極線発光材料を励起してスペクトルピークが４２０ｎｍ〜４９０ｎｍにある青色光を発光させる。
【０００８】
好ましくは、前記青色陰極線発光材料は、Ｙ２ＳｉＯ５:Ｃｅ、ＳｒＧａ２Ｓ４:Ｃｅ、ＺｎＳ:Ａｇ、ＺｎＳ:Ｔｍ、Ｓｒ２ＣｅＯ４、ＺｎＳ:Ｚｎ及びＡｌＮ:Ｅｕからなる群から選択されるもの、
Ｌａ（１-ｘ）Ｇａ（１-ｙ）ＡｌｙＯ３:ｘＴｍ（ここで、０＜ｘ≦０.１、０≦ｙ≦１）で表されるもの、
又は、ＬａがＹ、Ｇｄ、Ｌｕ及びＳｃで部分的に又は完全に置換されたＬａ（１-ｘ）Ｇａ（１-ｙ）ＡｌｙＯ３:ｘＴｍ（ここで、０＜ｘ≦０.１、０≦ｙ≦１）で表されるものである。
【０００９】
好ましくは、前記黄色フォトルミネッセンス材料は、Ｃｅを活性剤とする希土類ガーネット系蛍光粉末である。
【００１０】
好ましくは、前記Ｃｅを活性剤とする希土類ガーネット系蛍光粉末は、ＲＥ３（Ａｌ１-ｘＧａｘ）５Ｏ１２：Ｃｅ（ここで、０≦ｘ≦１、ＲＥがＹ、Ｔｂ、Ｇｄ、Ｌｕ及びＬａから選ばれる少なくとも一種である。）である。
【００１１】
陰極板部品と、陰極板部品に対して間隔をおいて対向して配置される陽極板部品と、陰極板部品及び陽極板部品を密封して接続する支持体とを備える白色光発光装置であって、前記陽極板部品は透明基板を備え、透明基板の下面に上から下まで順に透明陽極と青色陰極線発光材料層とが設けられており、又は透明基板の下面に上から下まで順に青色陰極線発光材料層と金属陽極とが設けられている。
【００１２】
前記黄色フォトルミネッセンス材料層は、具体的に、黄色フォトルミネッセンス材料が分散された透明エポキシ樹脂層である。
【００１３】
前記黄色フォトルミネッセンス材料層は、透明基板の上面に付着しており、又は透明基板の上方に間隔をおいて設けられている。
【００１４】
前記黄色フォトルミネッセンス材料層は、Ｃｅを活性剤とする希土類ガーネット系蛍光粉末からなる。
【００１５】
前記Ｃｅを活性剤とする希土類ガーネット系蛍光粉末は、ＲＥ３（Ａｌ１-ｘＧａｘ）５Ｏ１２：Ｃｅ（ここで、０≦ｘ≦１、ＲＥがＹ、Ｔｂ、Ｇｄ、Ｌｕ及びＬａから選ばれる少なくとも一種である。）である。
【００１６】
前記青色陰極線発光材料層は、陰極線によって励起される場合、スペクトルピークが４２０ｎｍ〜４９０ｎｍにある青色光を発光する青色陰極線発光材料層である。
【００１７】
前記青色陰極線発光材料層は、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｃｅ、ＺｎＳ：Ａｇ、ＺｎＳ：Ｔｍ、Ｓｒ２ＣｅＯ４、ＺｎＳ：Ｚｎ及びＡｌＮ：Ｅｕからなる群から選択されるもの、
Ｌａ（１-ｘ）Ｇａ（１-ｙ）ＡｌｙＯ３:ｘＴｍ、（ここで、０＜ｘ≦０.１、０≦ｙ≦１）で表されるもの、
又は、ＬａがＹ、Ｇｄ、Ｌｕ及びＳｃで部分的に又は完全に置換されたＬａ（１-ｘ）Ｇａ（１-ｙ）ＡｌｙＯ３:ｘＴｍ（ここで、０＜ｘ≦０.１、０≦ｙ≦１）で表されるものからなる。
【００１８】
ここで、Ｙ２ＳｉＯ５：ＣｅとはＣｅを活性剤とするＹ２ＳｉＯ５発光材料のことであり、ほかのＳｒＧａ２Ｓ４：Ｃｅ、ＺｎＳ：Ａｇ、ＺｎＳ：Ｔｍ、ＺｎＳ：Ｚｎ及びＡｌＮ：Ｅｕの意味は、同じことを指す。また、Ｌａ（１-ｘ）Ｇａ（１-ｙ）ＡｌｙＯ３:ｘＴｍとは、Ｔｍを活性剤とするＬａ（１-ｘ）Ｇａ（１-ｙ）ＡｌｙＯ３発光材料のことである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、真新しい方法で電界放出部品により白色光を発光することが実現される。すなわち、電界放出部品により青色陰極線発光材料が励起されて青色光を発光し、さらに発光された青色光により黄色フォトルミネッセンス材料が励起されて黄色光を発光して、そして、黄色フォトルミネッセンス材料を励起しない残りの青色光と発光された黄色光とを複合して白色光を発光する。本発明における電界放出部品では、一種の青色陰極線発光材料のみが電子ビームによって直接に照射される。また、部品全体の老化特性はこの一種の材料の老化性質によってほぼ決まるものである。従って、安定性が良い青色陰極線発光材料を選びさえすれば、光源部品の老化という問題を効果的に低下させることができるようになっている。このようにして、光源部品は、長期にわたって使用される条件において、カラーコーディネートが明らかに偏移して且つ光源の効率が低下する確率を大幅に低下させることができる。
【００２０】
本発明に係る白色光発光装置は、従来の陰極板部品のほかに、さらにそれと異なる陽極板部品が設けられている。この陽極板部品は、陰極板に対向する透明基板の下面に陽極及び発光層が設けられている。当該発光層は青色陰極線発光材料層であり、電子ビームによって励起される場合、スペクトルピークが４２０ｎｍ〜４９０ｎｍの範囲にある青色光のみを発光する。しかも、透明基板の上面にも黄色光を発光できる黄色フォトルミネッセンス材料からなる発光層が設けられており、当該材料は４２０ｎｍ〜４９０ｎｍの青色光を効率的に吸収することができる。その青色光は透明基板を通った後、黄色フォトルミネッセンス材料層に照射してスペクトルピークが５４０ｎｍ〜５９０ｎｍの範囲にある黄色光を発光する。このようにして、残りの青色光と発光された黄色光とは複合されて白色光になっている。この発光装置は、従来の電界放出光源における陽極板モジュールの発光層の構成及び組成を変更することによって、安定性が良い一種の青色陰極線発光材料のみが選ばれて発光層を製造さえすれば、電界放出部品の老化という問題を効果的に低下させることができるようになっている。従って、電界放出部品は長期にわたって使用されるとともに、カラーコーディネートが明らかに偏移して且つ光源の効率が低下する確率を大幅に低下させるので、本発明に係る装置は高出力且つ広面積の白色光照明に用いられることが実現され易くなっている。
【００２１】
なお、本発明における青色陰極線発光材料の発光波長範囲に対する要求に応じて選ばれる、本発明に適用される青色陰極線発光材料は、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｃｅ、Ｓｒ２ＣｅＯ４、ＺｎＳ：Ａｇ、ＺｎＳ：Ｔｍ、ＺｎＳ：Ｚｎ、ＡｌＮ：Ｅｕ及びＬａ（１-ｘ）Ｇａ（１-ｙ）ＡｌｙＯ３：ｘＴｍ（ここで、０＜ｘ≦０.１、０≦ｙ≦１、また、ＬａがＹ、Ｇｄ、Ｌｕ及びＳｃで部分的に又は完全に置換されてもよい。）等を含む。このような材料は陰極線で励起される場合、優れた発光性能がある。
【００２２】
また、本発明において、黄色フォトルミネッセンス材料としては、一般式ＲＥ３（Ａｌ１-ｘＧａｘ）５Ｏ１２：Ｃｅ（ここで、０≦ｘ≦１、希土類元素ＲＥが、Ｙ、Ｔｂ、Ｇｄ、Ｌｕ及びＬａから選ばれる少なくとも一種である。）に応じるＣｅを活性剤とする希土類ガーネット系蛍光粉末を選んでもよい。特に、ＲＥ＝Ｙ又はＴｂの場合、黄色フォトルミネッセンス材料はそれぞれＹＡＧ：Ｃｅ及びＴＡＧ：Ｃｅである。このような材料は、約４５０ｎｍの青色光を吸収して５４０ｎｍ〜５９０ｎｍの範囲内にある黄色光を効率的に発光することができる。
【００２３】
なお、黄色フォトルミネッセンス材料は、そのまま透明エポキシ樹脂に分散させて玻璃基板の外面に直接にコーティングされることで、黄色フォトルミネッセンス材料層を形成することができるので、その製造は簡単で便利である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は本発明の実施例３に係る青色陰極線発光材料ＺｎＳ：Ａｇの陰極線発光スペクトル、並びに黄色フォトルミネッセンス材料ＹＡＧ：Ｃｅの励起及び発光スペクトログラムである。
【図２】図２は本発明の実施例７に係る青色陰極線発光材料Ｌａ０.９９ＧａＯ３：０.０１Ｔｍの陰極線発光スペクトル、並びに黄色フォトルミネッセンス材料ＹＡＧ：Ｃｅの励起及び発光スペクトログラムである。
【図３】図３は実施例１４に係る発光装置の構成図である。
【図４】図４は実施例１５に係る発光装置の構成図である。
【００２５】
なお、陰極線発光スペクトルの測定条件は、励起電圧が５ｋＶ、ビーム電流が８μＡである。
【００２６】
また、励起及び発光スペクトルは、島津ＲＦ−５３０１蛍光スペクトロメータで検出される。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態を図面及び実施例に基づいて詳細に説明する。
【００２８】
なお、実施例における原料は、いずれも販売されている商品として入手できるので、直接に使用されることが可能である。
【００２９】
実施例１：白色光発光方法
青色光電界放出部品によりＹ２ＳｉＯ５：Ｃｅ青色陰極線発光材料（日亜化学工業株式会社製の販売品）が励起されて４２０ｎｍ〜４９０ｎｍの青色光を発光した。Ｃｅを活性剤とするＹ３（Ａｌ０.８Ｇａ０.２）５Ｏ１２の黄色フォトルミネッセンス材料は、発光された青色光により励起されて黄色光を発光した。そして、黄色フォトルミネッセンス材料を励起しない残りの青色光と発光された黄色光とが複合されて白色光を発光した。
【００３０】
実施例２：白色光発光方法
青色光電界放出部品によりＳｒＧａ２Ｓ４：Ｃｅ青色陰極線発光材料が励起されて４２０ｎｍ〜４９０ｎｍの青色光を発光した。Ｃｅを活性剤とするＴｂ３（Ａｌ０.６Ｇａ０.４）５Ｏ１２の黄色フォトルミネッセンス材料は、発光された青色光により励起されて黄色光を発光した。そして、黄色フォトルミネッセンス材料を励起しない残りの青色光と発光された黄色光とが複合されて白色光を発光した。
【００３１】
実施例３：白色光発光方法
青色光電界放出部品によりＺｎＳ：Ａｇ青色陰極線発光材料（陝西彩虹蛍光材料有限公司製の製品）が励起されて４２０ｎｍ〜４９０ｎｍの青色光を発光した。Ｃｅを活性剤とするＹ３Ａｌ５Ｏ１２の黄色フォトルミネッセンス材料（陝西彩虹蛍光材料有限公司製の製品）は、発光された青色光により励起されて黄色光を発光した。そして、黄色フォトルミネッセンス材料を励起しない残りの青色光と発光された黄色光とが複合されて白色光を発光した。図１に示すように、ａは黄色フォトルミネッセンス材料Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ（ＹＡＧ：Ｃｅ）が５５０ｎｍのモニタリング波長で測定された励起スペクトルであり、ｂは黄色フォトルミネッセンス材料Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅが４５０ｎｍの励起波長で測定された発光スペクトルであり、ｃはＺｎＳ:Ａｇが５Ｋｖの加速電圧における陰極線発光スペクトルである。なお、上記のスペクトルは、いずれも正規化処理されたものである。図１から、ＺｎＳ:Ａｇの陰極線発光スペクトルは、ちょうどＹＡＧ：Ｃｅの有効励起範囲内になるように、約４５０ｎｍに位置することが分かる。このようにして、陰極線により励起される場合、ＺｎＳ:Ａｇから発光した青色光部分は、ＹＡＧ：Ｃｅに吸収され、ＹＡＧ：Ｃｅから約５５０ｎｍの黄色光を発光させるようになる。黄色フォトルミネッセンス材料ＹＡＧ：Ｃｅを励起しない残りの青色光と発光され黄色光とが複合されて白色光を発光した。
【００３２】
実施例４：白色光発光方法
青色光電界放出部品によりＡｌＮ：Ｅｕ青色陰極線発光材料が励起されて４２０ｎｍ〜４９０ｎｍの青色光を発光した。Ｃｅを活性剤とするＧｄ３Ｇａ５Ｏ１２の黄色フォトルミネッセンス材料は、発光された青色光により励起されて黄色光を発光した。そして、黄色フォトルミネッセンス材料を励起しない残りの青色光と発光された黄色光とが複合されて白色光を発光した。
【００３３】
実施例５：白色光発光方法
青色光電界放出部品によりＺｎＳ：Ｚｎ青色陰極線発光材料が励起されて４２０ｎｍ〜４９０ｎｍの青色光を発光した。Ｃｅを活性剤とする（Ｙ０.９、Ｇｄ０.１）３（Ａｌ０.８Ｇａ０.２）５Ｏ１２の黄色フォトルミネッセンス材料は、発光された青色光により励起されて黄色光を発光した。そして、黄色フォトルミネッセンス材料を励起しない残りの青色光と発光された黄色光とが複合されて白色光を発光した。
【００３４】
実施例６：白色光発光方法
青色光電界放出部品によりＺｎＳ：Ｔｍ青色陰極線発光材料が励起されて４２０ｎｍ〜４９０ｎｍの青色光を発光した。Ｃｅを活性剤とするＹ３Ｇａ５Ｏ１２の黄色フォトルミネッセンス材料は、発光された青色光により励起されて黄色光を発光した。そして、黄色フォトルミネッセンス材料を励起しない残りの青色光と発光された黄色光とが複合されて白色光を発光した。
【００３５】
実施例７：白色光発光方法
青色光電界放出部品によりＬａ０.９９ＧａＯ３：０.０１Ｔｍ青色陰極線発光材料が励起されて４２０ｎｍ〜４９０ｎｍの青色光を発光した。Ｃｅを活性剤とするＹ３Ａｌ５Ｏ１２の黄色フォトルミネッセンス材料（大連ルミングライト有限公司製の製品）は、発光された青色光により励起されて黄色光を発光した。そして、黄色フォトルミネッセンス材料を励起しない残りの青色光と発光された黄色光とが複合されて白色光を発光した。図２に示すように、ａ及びｂは、それぞれ黄色フォトルミネッセンス材料Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅの励起スペクトル及び発光スペクトルであり、ｄはＬａ０.９９ＧａＯ３：０.０１Ｔｍが５Ｋｖの加速電圧における陰極線発光スペクトルである。なお、上記のスペクトルは、いずれも正規化処理されたものである。図２から、Ｌａ０.９９ＧａＯ３：０.０１Ｔｍの陰極線発光スペクトルは、ちょうどＹＡＧ：Ｃｅの有効励起範囲内になるように、約４６０ｎｍに位置することが分かる。このようにして、陰極線により励起される場合、Ｌａ０.９９ＧａＯ３：０.０１Ｔｍから発光した青色光部分は、ＹＡＧ：Ｃｅに吸収され、ＹＡＧ：Ｃｅから約５５０ｎｍの黄色光を発光させるようになる。黄色フォトルミネッセンス材料ＹＡＧ：Ｃｅを励起しない残りの青色光と発光され黄色光とが複合されて白色光を発光した。
【００３６】
実施例８：白色光発光方法
青色光電界放出部品によりＬａ０.９９ＡｌＯ３：０.０１Ｔｍ青色陰極線発光材料が励起されて４２０ｎｍ〜４９０ｎｍの青色光を発光した。Ｃｅを活性剤とするＬｕ３Ｇａ５Ｏ１２の黄色フォトルミネッセンス材料は、発光された青色光により励起されて黄色光を発光した。黄色フォトルミネッセンス材料を励起しない残りの青色光と発光された黄色光とが複合されて白色光を発光した。
【００３７】
実施例９：白色光発光方法
青色光電界放出部品によりＬａ０.９９（Ｇａ０.８Ａｌ０.２）Ｏ３：０.０１Ｔｍ青色陰極線発光材料が励起されて４２０ｎｍ〜４９０ｎｍの青色光を発光した。Ｃｅを活性剤とするＬａ３Ｇａ５Ｏ１２の黄色フォトルミネッセンス材料は、発光された青色光により励起されて黄色光を発光した。そして、黄色フォトルミネッセンス材料を励起しない残りの青色光と発光された黄色光とが複合されて白色光を発光した。
【００３８】
実施例１０：白色光発光方法
青色光電界放出部品によりＹ０.９８（Ｇａ０.８Ａｌ０.２）Ｏ３：０.０２Ｔｍ青色陰極線発光材料が励起されて４２０ｎｍ〜４９０ｎｍの青色光を発光した。Ｃｅを活性剤とするＹ３Ａｌ５Ｏ１２の黄色フォトルミネッセンス材料は、発光された青色光により励起されて黄色光を発光した。そして、黄色フォトルミネッセンス材料を励起しない残りの青色光と発光された黄色光とが複合されて白色光を発光した。
【００３９】
実施例１１：白色光発光方法
青色光電界放出部品によりＳｃ０.９９（Ｇａ０.８Ａｌ０.２）Ｏ３：０.０１Ｔｍ青色陰極線発光材料が励起されて４２０ｎｍ〜４９０ｎｍの青色光を発光した。Ｃｅを活性剤とするＹ３Ａｌ５Ｏ１２の黄色フォトルミネッセンス材料は、発光された青色光により励起されて黄色光を発光した。そして、黄色フォトルミネッセンス材料を励起しない残りの青色光と発光された黄色光とが複合されて白色光を発光した。
【００４０】
実施例１２：白色光発光方法
青色光電界放出部品によりＬｕ０.９９（Ｇａ０.７Ａｌ０.３）Ｏ３：０.０１Ｔｍ青色陰極線発光材料が励起されて４２０ｎｍ〜４９０ｎｍの青色光を発光した。Ｃｅを活性剤とするＹ３Ａｌ５Ｏ１２の黄色フォトルミネッセンス材料は、発光された青色光により励起されて黄色光を発光した。そして、黄色フォトルミネッセンス材料を励起しない残りの青色光と発光された黄色光とが複合されて白色光を発光した。
【００４１】
実施例１３：白色光発光方法
青色光電界放出部品によりＳｒ２ＣｅＯ４青色陰極線発光材料が励起されて４２０ｎｍ〜４９０ｎｍの青色光を発光した。Ｃｅを活性剤とするＹ３Ａｌ５Ｏ１２の黄色フォトルミネッセンス材料は、発光された青色光により励起されて黄色光を発光した。そして、黄色フォトルミネッセンス材料を励起しない残りの青色光と発光された黄色光とが複合されて白色光を発光した。
【００４２】
実施例１４：白色光発光装置
図３に示すように、白色光発光装置は、陰極板部品１と、陰極板部品１に対して間隔をおいて対向配置される陽極板部品２と、陰極板部品１及び陽極板部品２を密封して接続する支持体３とを備える。ここで、陰極板部品１は、陰極板１０１と、陰極板１０１の表面に設けられる導電陰極及びグリッドワイヤ１０２と、電子発光源１０３とを備える。前記陽極板部品２は玻璃基板である透明基板２０３を備え、その透明基板２０３の下面には、上から下まで順に透明陽極２０２と青色陰極線発光材料層２０１とが設けられている。透明陽極２０２は、主にインジウムスズ酸化物ＩＴＯ又は酸化亜鉛ＺｎＯが含まれる原料を、マグネトロンスパッタリング法又は真空蒸着法で透明基板２０３にコーティングするように形成されている。青色陰極線発光材料層２０１は、スクリーン印刷法で透明陽極２０２の下面にコーティングされるＺｎＳ：Ａｇ陰極線発光材料層である。透明基板２０３の上方に黄色フォトルミネッセンス材料層２０４が設けられており、当該黄色フォトルミネッセンス材料層２０４は、Ｃｅを活性剤とするＹＡＧの黄色フォトルミネッセンス材料が透明エポキシ樹脂に分散された後、スピンコーティング法又はスプレー法等で透明基板２０３の上面に直接にコーティングするように形成されている。支持体３は陽極板部品２と陰極板部品１の間で所定の距離をおいてそれらの部品を密封することで、内部が真空になる空間を構成している。陰極板１０１と透明陽極２０２の間の電位差は、１ＫＶ〜２０ＫＶの範囲から選んでもよく、例えば、２ＫＶ、４ＫＶ、５ＫＶ、７ＫＶ、１０ＫＶ、１２ＫＶ、１５ＫＶ、１７ＫＶ、１８ＫＶ又は２０ＫＶであってもよい。好ましくは、４ＫＶ〜１５ＫＶである。
【００４３】
実施例１５：白色光発光装置
図４に示すように、白色光発光装置は、陰極板部品１と、陰極板部品１に対して間隔をおいて対向配置される陽極板部品４と、陰極板部品１及び陽極板部品４を密封して接続する支持体３とを備える。ここで、陰極板部品１は構成が実施例１４における陰極板部品１と同じであるので、その詳しい説明を省略する。
【００４４】
陽極板部品４は、透明基板４０３と、この透明基板４０３に形成される青色陰極線発光材料層４０２（青色発光材料としてＺｎＳ：Ａｇを用いる。）とを備える。青色陰極線発光材料層４０２に金属アルミニウム層を蒸着して金属陽極４０１とし、透明基板４０３の上方に黄色フォトルミネッセンス材料が分散された透明エポキシ樹脂層である黄色フォトルミネッセンス材料層４０４（黄色フォトルミネッセンス材料としてＹＡＧ：Ｃｅを用いる。）が設けられている。黄色フォトルミネッセンス材料層４０４と透明基板４０３との間に間隔を有し、その間隔が真空の空間を構成している。青色陰極線発光材料層４０２のコーティング方法は実施例１４と同じである。
【００４５】
青色蛍光材料は、さらに、ＬａＧａＯ３：Ｔｍ、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｃｅ、ＺｎＳ：Ａｇ、ＺｎＳ：Ｔｍ、Ｓｒ２ＣｅＯ４、ＺｎＳ：Ｚｎ及びＡｌＮ：Ｅｕ；Ｌａ０.９９Ｇａ０.５Ａｌ０.５Ｏ３:０.０１Ｔｍ、Ｌａ０.９ＧａＯ３:０.１Ｔｍ、Ｌａ０.９８ＡｌＯ３:０.０２Ｔｍ、Ｌａ０.９２Ｇａ０.６Ａｌ０.４Ｏ３:０.０８Ｔｍ、Ｌａ０.６Ｙ０.３３Ｇａ０.４Ａｌ０.６Ｏ３:０.０７Ｔｍ、Ｇｄ０９６Ｇａ０.３５Ａｌ０.６５Ｏ３:０.０４Ｔｍ及びＬａ０.２Ｌｕ０.７５Ｇａ０.８Ａｌ０.２Ｏ３:０.０５Ｔｍ等から選んでもよい。
【００４６】
黄色フォトルミネッセンス材料は、さらに、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｔｂ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｇｄ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｌａ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｙ３Ｇａ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｙ３（Ａｌ０.９、Ｇａ０.１）５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｙ３（Ａｌ０.５、Ｇａ０.５）５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｙ３（Ａｌ０.１、Ｇａ０.９）５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｙ３（Ａｌ０.９、Ｇａ０.１）５Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｙ０.９、Ｇｄ０.１）３（Ａｌ０.９、Ｇａ０.１）５Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｙ０.５、Ｇｄ０.５）３（Ａｌ０.９、Ｇａ０.１）５Ｏ１２：Ｃｅ及び（Ｙ０.１、Ｇｄ０.９）３（Ａｌ０.９、Ｇａ０.１）５Ｏ１２：Ｃｅ等から選んでもよい。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロエレクトロニクス技術分野に属し、白色光発光方法及び装置に関し、特に電界放出部品に基づく白色光発光方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
照明技術の急速な発展に連れて、従来の光源の代用品、即ち省エネルギー且つ環境に優しいグリーン照明光源に対する研究及び開発は、現在、各国において競争的に行われる重要な課題になっている。その上、真空マイクロエレクトロニクス分野で現れる電界放出部品は、グリーンエコロジー照明が得られる一つの新たな手段を示している。電界放出部品の動作原理は、真空雰囲気で陽極により電界放出陰極アレイ（ｆｉｅｌｄｅｍｉｓｓｉｖｅ ａｒｒａｙｓ、ＦＥＡｓ）に対して順電圧が印加され加速電界を形成することで、陰極から放出された電子が陽極板における発光材料へ加速度的に衝突して発光することである。当該部品は、動作温度の範囲が広く（−４０℃〜８０℃）、応答時間が短く（＜１ｍｓ）、構成が簡単であって且つ節電であるとともに、グリーン環境保護の要求に適うことができる。電界放出光源は、従来の蛍光灯管と比べると、蛍光灯管の効率的な省エネルギーという利点を維持するとともに、蛍光灯管による環境汚染及びパルスフラッシュによる視覚疲労等の欠点も避けられるため、グリーン且つ省エネルギーの照明光源である。しかも、ＬＥＤと比べると、電界放出光源は、広い面積で電界放出陰極を製造することができるため、高出力且つ広面積の照明を行う面で一層優勢を占め、大出力光源の面において、ＬＥＤの強力な競争者になる可能性がある。
【０００３】
従来の電界放出白色光照明技術において、主に所定の比例に応じて混合された赤、緑及び青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の三色蛍光粉末は電子ビームで励起されることによって白色光を得るという技術である。しかしながら、このようなＲ、Ｇ、Ｂ蛍光粉末の混合物を使用する場合、各種の蛍光材料はいずれも異なった老化特性を持つため、電子ビームで長期にわたって照射された後、白色光のカラーコーディネートが明らかに偏移する現象、及び光源の効率が低下する現象が起こることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、かかる従来技術に存在する発光方法において、蛍光粉末によって老化特性が異なるため、三色蛍光粉末は長期にわたって照射されてから現れた、白色光のカラーコーディネートが明らかに偏移して且つ光源の効率が低下するという問題について、使用時間が長く、カラーコーディネートの明らかな偏移及び光源の効率低下が生じ難い白色光発光方法を提供することである。
【０００５】
本発明がさらに解決しようとする課題は、かかる従来技術に存在する発光装置において、所定の比例に応じて混合された赤、緑及び青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の三色蛍光粉末を電子ビームで励起することによって白色光が得られる場合、蛍光粉末によって老化特性が異なるため、三色蛍光粉末は長期にわたって照射されてから現れた、白色光のカラーコーディネートが明らかに偏移して且つ光源の効率が低下するという問題について、使用時間が長く、カラーコーディネートの明らかな偏移及び光源の効率低下が生じ難い白色光発光装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の課題を解決するための技術的手段は、
白色光発光方法であって、電界放出部品により青色陰極線発光材料を励起して青色光を発光させ、さらに発光された青色光により黄色フォトルミネッセンス材料を励起して黄色光を発光させ、黄色フォトルミネッセンス材料を励起しない残りの青色光と発光された黄色光とを複合して白色光を発光させる方法である。
【０００７】
前記電界放出部品は、具体的に、青色光電界放出部品であり、前記青色光電界放出部品は、青色陰極線発光材料を励起してスペクトルピークが４２０ｎｍ〜４９０ｎｍにある青色光を発光させる。
【０００８】
好ましくは、前記青色陰極線発光材料は、Ｙ２ＳｉＯ５:Ｃｅ、ＳｒＧａ２Ｓ４:Ｃｅ、ＺｎＳ:Ａｇ、ＺｎＳ:Ｔｍ、Ｓｒ２ＣｅＯ４、ＺｎＳ:Ｚｎ及びＡｌＮ:Ｅｕからなる群から選択されるもの、
Ｌａ（１-ｘ）Ｇａ（１-ｙ）ＡｌｙＯ３:ｘＴｍ（ここで、０＜ｘ≦０.１、０≦ｙ≦１）で表されるもの、
又は、ＬａがＹ、Ｇｄ、Ｌｕ及びＳｃで部分的に又は完全に置換されたＬａ（１-ｘ）Ｇａ（１-ｙ）ＡｌｙＯ３:ｘＴｍ（ここで、０＜ｘ≦０.１、０≦ｙ≦１）で表されるものである。
【０００９】
好ましくは、前記黄色フォトルミネッセンス材料は、Ｃｅを活性剤とする希土類ガーネット系蛍光粉末である。
【００１０】
好ましくは、前記Ｃｅを活性剤とする希土類ガーネット系蛍光粉末は、ＲＥ３（Ａｌ１-ｘＧａｘ）５Ｏ１２：Ｃｅ（ここで、０≦ｘ≦１、ＲＥがＹ、Ｔｂ、Ｇｄ、Ｌｕ及びＬａから選ばれる少なくとも一種である。）である。
【００１１】
陰極板部品と、陰極板部品に対して間隔をおいて対向して配置される陽極板部品と、陰極板部品及び陽極板部品を密封して接続する支持体とを備える白色光発光装置であって、前記陽極板部品は透明基板を備え、透明基板の下面に上から下まで順に透明陽極と青色陰極線発光材料層とが設けられており、又は透明基板の下面に上から下まで順に青色陰極線発光材料層と金属陽極とが設けられている。
【００１２】
前記黄色フォトルミネッセンス材料層は、具体的に、黄色フォトルミネッセンス材料が分散された透明エポキシ樹脂層である。
【００１３】
前記黄色フォトルミネッセンス材料層は、透明基板の上面に付着しており、又は透明基板の上方に間隔をおいて設けられている。
【００１４】
前記黄色フォトルミネッセンス材料層は、Ｃｅを活性剤とする希土類ガーネット系蛍光粉末からなる。
【００１５】
前記Ｃｅを活性剤とする希土類ガーネット系蛍光粉末は、ＲＥ３（Ａｌ１-ｘＧａｘ）５Ｏ１２：Ｃｅ（ここで、０≦ｘ≦１、ＲＥがＹ、Ｔｂ、Ｇｄ、Ｌｕ及びＬａから選ばれる少なくとも一種である。）である。
【００１６】
前記青色陰極線発光材料層は、陰極線によって励起される場合、スペクトルピークが４２０ｎｍ〜４９０ｎｍにある青色光を発光する青色陰極線発光材料層である。
【００１７】
前記青色陰極線発光材料層は、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｃｅ、ＺｎＳ：Ａｇ、ＺｎＳ：Ｔｍ、Ｓｒ２ＣｅＯ４、ＺｎＳ：Ｚｎ及びＡｌＮ：Ｅｕからなる群から選択されるもの、
Ｌａ（１-ｘ）Ｇａ（１-ｙ）ＡｌｙＯ３:ｘＴｍ、（ここで、０＜ｘ≦０.１、０≦ｙ≦１）で表されるもの、
又は、ＬａがＹ、Ｇｄ、Ｌｕ及びＳｃで部分的に又は完全に置換されたＬａ（１-ｘ）Ｇａ（１-ｙ）ＡｌｙＯ３:ｘＴｍ（ここで、０＜ｘ≦０.１、０≦ｙ≦１）で表されるものからなる。
【００１８】
ここで、Ｙ２ＳｉＯ５：ＣｅとはＣｅを活性剤とするＹ２ＳｉＯ５発光材料のことであり、ほかのＳｒＧａ２Ｓ４：Ｃｅ、ＺｎＳ：Ａｇ、ＺｎＳ：Ｔｍ、ＺｎＳ：Ｚｎ及びＡｌＮ：Ｅｕの意味は、同じことを指す。また、Ｌａ（１-ｘ）Ｇａ（１-ｙ）ＡｌｙＯ３:ｘＴｍとは、Ｔｍを活性剤とするＬａ（１-ｘ）Ｇａ（１-ｙ）ＡｌｙＯ３発光材料のことである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、真新しい方法で電界放出部品により白色光を発光することが実現される。すなわち、電界放出部品により青色陰極線発光材料が励起されて青色光を発光し、さらに発光された青色光により黄色フォトルミネッセンス材料が励起されて黄色光を発光して、そして、黄色フォトルミネッセンス材料を励起しない残りの青色光と発光された黄色光とを複合して白色光を発光する。本発明における電界放出部品では、一種の青色陰極線発光材料のみが電子ビームによって直接に照射される。また、部品全体の老化特性はこの一種の材料の老化性質によってほぼ決まるものである。従って、安定性が良い青色陰極線発光材料を選びさえすれば、光源部品の老化という問題を効果的に低下させることができるようになっている。このようにして、光源部品は、長期にわたって使用される条件において、カラーコーディネートが明らかに偏移して且つ光源の効率が低下する確率を大幅に低下させることができる。
【００２０】
本発明に係る白色光発光装置は、従来の陰極板部品のほかに、さらにそれと異なる陽極板部品が設けられている。この陽極板部品は、陰極板に対向する透明基板の下面に陽極及び発光層が設けられている。当該発光層は青色陰極線発光材料層であり、電子ビームによって励起される場合、スペクトルピークが４２０ｎｍ〜４９０ｎｍの範囲にある青色光のみを発光する。しかも、透明基板の上面にも黄色光を発光できる黄色フォトルミネッセンス材料からなる発光層が設けられており、当該材料は４２０ｎｍ〜４９０ｎｍの青色光を効率的に吸収することができる。その青色光は透明基板を通った後、黄色フォトルミネッセンス材料層に照射してスペクトルピークが５４０ｎｍ〜５９０ｎｍの範囲にある黄色光を発光する。このようにして、残りの青色光と発光された黄色光とは複合されて白色光になっている。この発光装置は、従来の電界放出光源における陽極板モジュールの発光層の構成及び組成を変更することによって、安定性が良い一種の青色陰極線発光材料のみが選ばれて発光層を製造さえすれば、電界放出部品の老化という問題を効果的に低下させることができるようになっている。従って、電界放出部品は長期にわたって使用されるとともに、カラーコーディネートが明らかに偏移して且つ光源の効率が低下する確率を大幅に低下させるので、本発明に係る装置は高出力且つ広面積の白色光照明に用いられることが実現され易くなっている。
【００２１】
なお、本発明における青色陰極線発光材料の発光波長範囲に対する要求に応じて選ばれる、本発明に適用される青色陰極線発光材料は、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｃｅ、Ｓｒ２ＣｅＯ４、ＺｎＳ：Ａｇ、ＺｎＳ：Ｔｍ、ＺｎＳ：Ｚｎ、ＡｌＮ：Ｅｕ及びＬａ（１-ｘ）Ｇａ（１-ｙ）ＡｌｙＯ３：ｘＴｍ（ここで、０＜ｘ≦０.１、０≦ｙ≦１、また、ＬａがＹ、Ｇｄ、Ｌｕ及びＳｃで部分的に又は完全に置換されてもよい。）等を含む。このような材料は陰極線で励起される場合、優れた発光性能がある。
【００２２】
また、本発明において、黄色フォトルミネッセンス材料としては、一般式ＲＥ３（Ａｌ１-ｘＧａｘ）５Ｏ１２：Ｃｅ（ここで、０≦ｘ≦１、希土類元素ＲＥが、Ｙ、Ｔｂ、Ｇｄ、Ｌｕ及びＬａから選ばれる少なくとも一種である。）に応じるＣｅを活性剤とする希土類ガーネット系蛍光粉末を選んでもよい。特に、ＲＥ＝Ｙ又はＴｂの場合、黄色フォトルミネッセンス材料はそれぞれＹＡＧ：Ｃｅ及びＴＡＧ：Ｃｅである。このような材料は、約４５０ｎｍの青色光を吸収して５４０ｎｍ〜５９０ｎｍの範囲内にある黄色光を効率的に発光することができる。
【００２３】
なお、黄色フォトルミネッセンス材料は、そのまま透明エポキシ樹脂に分散させて玻璃基板の外面に直接にコーティングされることで、黄色フォトルミネッセンス材料層を形成することができるので、その製造は簡単で便利である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は本発明の実施例３に係る青色陰極線発光材料ＺｎＳ：Ａｇの陰極線発光スペクトル、並びに黄色フォトルミネッセンス材料ＹＡＧ：Ｃｅの励起及び発光スペクトログラムである。
【図２】図２は本発明の実施例７に係る青色陰極線発光材料Ｌａ０.９９ＧａＯ３：０.０１Ｔｍの陰極線発光スペクトル、並びに黄色フォトルミネッセンス材料ＹＡＧ：Ｃｅの励起及び発光スペクトログラムである。
【図３】図３は実施例１４に係る発光装置の構成図である。
【図４】図４は実施例１５に係る発光装置の構成図である。
【００２５】
なお、陰極線発光スペクトルの測定条件は、励起電圧が５ｋＶ、ビーム電流が８μＡである。
【００２６】
また、励起及び発光スペクトルは、島津ＲＦ−５３０１蛍光スペクトロメータで検出される。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態を図面及び実施例に基づいて詳細に説明する。
【００２８】
なお、実施例における原料は、いずれも販売されている商品として入手できるので、直接に使用されることが可能である。
【００２９】
実施例１：白色光発光方法
青色光電界放出部品によりＹ２ＳｉＯ５：Ｃｅ青色陰極線発光材料（日亜化学工業株式会社製の販売品）が励起されて４２０ｎｍ〜４９０ｎｍの青色光を発光した。Ｃｅを活性剤とするＹ３（Ａｌ０.８Ｇａ０.２）５Ｏ１２の黄色フォトルミネッセンス材料は、発光された青色光により励起されて黄色光を発光した。そして、黄色フォトルミネッセンス材料を励起しない残りの青色光と発光された黄色光とが複合されて白色光を発光した。
【００３０】
実施例２：白色光発光方法
青色光電界放出部品によりＳｒＧａ２Ｓ４：Ｃｅ青色陰極線発光材料が励起されて４２０ｎｍ〜４９０ｎｍの青色光を発光した。Ｃｅを活性剤とするＴｂ３（Ａｌ０.６Ｇａ０.４）５Ｏ１２の黄色フォトルミネッセンス材料は、発光された青色光により励起されて黄色光を発光した。そして、黄色フォトルミネッセンス材料を励起しない残りの青色光と発光された黄色光とが複合されて白色光を発光した。
【００３１】
実施例３：白色光発光方法
青色光電界放出部品によりＺｎＳ：Ａｇ青色陰極線発光材料（陝西彩虹蛍光材料有限公司製の製品）が励起されて４２０ｎｍ〜４９０ｎｍの青色光を発光した。Ｃｅを活性剤とするＹ３Ａｌ５Ｏ１２の黄色フォトルミネッセンス材料（陝西彩虹蛍光材料有限公司製の製品）は、発光された青色光により励起されて黄色光を発光した。そして、黄色フォトルミネッセンス材料を励起しない残りの青色光と発光された黄色光とが複合されて白色光を発光した。図１に示すように、ａは黄色フォトルミネッセンス材料Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ（ＹＡＧ：Ｃｅ）が５５０ｎｍのモニタリング波長で測定された励起スペクトルであり、ｂは黄色フォトルミネッセンス材料Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅが４５０ｎｍの励起波長で測定された発光スペクトルであり、ｃはＺｎＳ:Ａｇが５Ｋｖの加速電圧における陰極線発光スペクトルである。なお、上記のスペクトルは、いずれも正規化処理されたものである。図１から、ＺｎＳ:Ａｇの陰極線発光スペクトルは、ちょうどＹＡＧ：Ｃｅの有効励起範囲内になるように、約４５０ｎｍに位置することが分かる。このようにして、陰極線により励起される場合、ＺｎＳ:Ａｇから発光した青色光部分は、ＹＡＧ：Ｃｅに吸収され、ＹＡＧ：Ｃｅから約５５０ｎｍの黄色光を発光させるようになる。黄色フォトルミネッセンス材料ＹＡＧ：Ｃｅを励起しない残りの青色光と発光され黄色光とが複合されて白色光を発光した。
【００３２】
実施例４：白色光発光方法
青色光電界放出部品によりＡｌＮ：Ｅｕ青色陰極線発光材料が励起されて４２０ｎｍ〜４９０ｎｍの青色光を発光した。Ｃｅを活性剤とするＧｄ３Ｇａ５Ｏ１２の黄色フォトルミネッセンス材料は、発光された青色光により励起されて黄色光を発光した。そして、黄色フォトルミネッセンス材料を励起しない残りの青色光と発光された黄色光とが複合されて白色光を発光した。
【００３３】
実施例５：白色光発光方法
青色光電界放出部品によりＺｎＳ：Ｚｎ青色陰極線発光材料が励起されて４２０ｎｍ〜４９０ｎｍの青色光を発光した。Ｃｅを活性剤とする（Ｙ０.９、Ｇｄ０.１）３（Ａｌ０.８Ｇａ０.２）５Ｏ１２の黄色フォトルミネッセンス材料は、発光された青色光により励起されて黄色光を発光した。そして、黄色フォトルミネッセンス材料を励起しない残りの青色光と発光された黄色光とが複合されて白色光を発光した。
【００３４】
実施例６：白色光発光方法
青色光電界放出部品によりＺｎＳ：Ｔｍ青色陰極線発光材料が励起されて４２０ｎｍ〜４９０ｎｍの青色光を発光した。Ｃｅを活性剤とするＹ３Ｇａ５Ｏ１２の黄色フォトルミネッセンス材料は、発光された青色光により励起されて黄色光を発光した。そして、黄色フォトルミネッセンス材料を励起しない残りの青色光と発光された黄色光とが複合されて白色光を発光した。
【００３５】
実施例７：白色光発光方法
青色光電界放出部品によりＬａ０.９９ＧａＯ３：０.０１Ｔｍ青色陰極線発光材料が励起されて４２０ｎｍ〜４９０ｎｍの青色光を発光した。Ｃｅを活性剤とするＹ３Ａｌ５Ｏ１２の黄色フォトルミネッセンス材料（大連ルミングライト有限公司製の製品）は、発光された青色光により励起されて黄色光を発光した。そして、黄色フォトルミネッセンス材料を励起しない残りの青色光と発光された黄色光とが複合されて白色光を発光した。図２に示すように、ａ及びｂは、それぞれ黄色フォトルミネッセンス材料Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅの励起スペクトル及び発光スペクトルであり、ｄはＬａ０.９９ＧａＯ３：０.０１Ｔｍが５Ｋｖの加速電圧における陰極線発光スペクトルである。なお、上記のスペクトルは、いずれも正規化処理されたものである。図２から、Ｌａ０.９９ＧａＯ３：０.０１Ｔｍの陰極線発光スペクトルは、ちょうどＹＡＧ：Ｃｅの有効励起範囲内になるように、約４６０ｎｍに位置することが分かる。このようにして、陰極線により励起される場合、Ｌａ０.９９ＧａＯ３：０.０１Ｔｍから発光した青色光部分は、ＹＡＧ：Ｃｅに吸収され、ＹＡＧ：Ｃｅから約５５０ｎｍの黄色光を発光させるようになる。黄色フォトルミネッセンス材料ＹＡＧ：Ｃｅを励起しない残りの青色光と発光され黄色光とが複合されて白色光を発光した。
【００３６】
実施例８：白色光発光方法
青色光電界放出部品によりＬａ０.９９ＡｌＯ３：０.０１Ｔｍ青色陰極線発光材料が励起されて４２０ｎｍ〜４９０ｎｍの青色光を発光した。Ｃｅを活性剤とするＬｕ３Ｇａ５Ｏ１２の黄色フォトルミネッセンス材料は、発光された青色光により励起されて黄色光を発光した。黄色フォトルミネッセンス材料を励起しない残りの青色光と発光された黄色光とが複合されて白色光を発光した。
【００３７】
実施例９：白色光発光方法
青色光電界放出部品によりＬａ０.９９（Ｇａ０.８Ａｌ０.２）Ｏ３：０.０１Ｔｍ青色陰極線発光材料が励起されて４２０ｎｍ〜４９０ｎｍの青色光を発光した。Ｃｅを活性剤とするＬａ３Ｇａ５Ｏ１２の黄色フォトルミネッセンス材料は、発光された青色光により励起されて黄色光を発光した。そして、黄色フォトルミネッセンス材料を励起しない残りの青色光と発光された黄色光とが複合されて白色光を発光した。
【００３８】
実施例１０：白色光発光方法
青色光電界放出部品によりＹ０.９８（Ｇａ０.８Ａｌ０.２）Ｏ３：０.０２Ｔｍ青色陰極線発光材料が励起されて４２０ｎｍ〜４９０ｎｍの青色光を発光した。Ｃｅを活性剤とするＹ３Ａｌ５Ｏ１２の黄色フォトルミネッセンス材料は、発光された青色光により励起されて黄色光を発光した。そして、黄色フォトルミネッセンス材料を励起しない残りの青色光と発光された黄色光とが複合されて白色光を発光した。
【００３９】
実施例１１：白色光発光方法
青色光電界放出部品によりＳｃ０.９９（Ｇａ０.８Ａｌ０.２）Ｏ３：０.０１Ｔｍ青色陰極線発光材料が励起されて４２０ｎｍ〜４９０ｎｍの青色光を発光した。Ｃｅを活性剤とするＹ３Ａｌ５Ｏ１２の黄色フォトルミネッセンス材料は、発光された青色光により励起されて黄色光を発光した。そして、黄色フォトルミネッセンス材料を励起しない残りの青色光と発光された黄色光とが複合されて白色光を発光した。
【００４０】
実施例１２：白色光発光方法
青色光電界放出部品によりＬｕ０.９９（Ｇａ０.７Ａｌ０.３）Ｏ３：０.０１Ｔｍ青色陰極線発光材料が励起されて４２０ｎｍ〜４９０ｎｍの青色光を発光した。Ｃｅを活性剤とするＹ３Ａｌ５Ｏ１２の黄色フォトルミネッセンス材料は、発光された青色光により励起されて黄色光を発光した。そして、黄色フォトルミネッセンス材料を励起しない残りの青色光と発光された黄色光とが複合されて白色光を発光した。
【００４１】
実施例１３：白色光発光方法
青色光電界放出部品によりＳｒ２ＣｅＯ４青色陰極線発光材料が励起されて４２０ｎｍ〜４９０ｎｍの青色光を発光した。Ｃｅを活性剤とするＹ３Ａｌ５Ｏ１２の黄色フォトルミネッセンス材料は、発光された青色光により励起されて黄色光を発光した。そして、黄色フォトルミネッセンス材料を励起しない残りの青色光と発光された黄色光とが複合されて白色光を発光した。
【００４２】
実施例１４：白色光発光装置
図３に示すように、白色光発光装置は、陰極板部品１と、陰極板部品１に対して間隔をおいて対向配置される陽極板部品２と、陰極板部品１及び陽極板部品２を密封して接続する支持体３とを備える。ここで、陰極板部品１は、陰極板１０１と、陰極板１０１の表面に設けられる導電陰極及びグリッドワイヤ１０２と、電子発光源１０３とを備える。前記陽極板部品２は玻璃基板である透明基板２０３を備え、その透明基板２０３の下面には、上から下まで順に透明陽極２０２と青色陰極線発光材料層２０１とが設けられている。透明陽極２０２は、主にインジウムスズ酸化物ＩＴＯ又は酸化亜鉛ＺｎＯが含まれる原料を、マグネトロンスパッタリング法又は真空蒸着法で透明基板２０３にコーティングするように形成されている。青色陰極線発光材料層２０１は、スクリーン印刷法で透明陽極２０２の下面にコーティングされるＺｎＳ：Ａｇ陰極線発光材料層である。透明基板２０３の上方に黄色フォトルミネッセンス材料層２０４が設けられており、当該黄色フォトルミネッセンス材料層２０４は、Ｃｅを活性剤とするＹＡＧの黄色フォトルミネッセンス材料が透明エポキシ樹脂に分散された後、スピンコーティング法又はスプレー法等で透明基板２０３の上面に直接にコーティングするように形成されている。支持体３は陽極板部品２と陰極板部品１の間で所定の距離をおいてそれらの部品を密封することで、内部が真空になる空間を構成している。陰極板１０１と透明陽極２０２の間の電位差は、１ＫＶ〜２０ＫＶの範囲から選んでもよく、例えば、２ＫＶ、４ＫＶ、５ＫＶ、７ＫＶ、１０ＫＶ、１２ＫＶ、１５ＫＶ、１７ＫＶ、１８ＫＶ又は２０ＫＶであってもよい。好ましくは、４ＫＶ〜１５ＫＶである。
【００４３】
実施例１５：白色光発光装置
図４に示すように、白色光発光装置は、陰極板部品１と、陰極板部品１に対して間隔をおいて対向配置される陽極板部品４と、陰極板部品１及び陽極板部品４を密封して接続する支持体３とを備える。ここで、陰極板部品１は構成が実施例１４における陰極板部品１と同じであるので、その詳しい説明を省略する。
【００４４】
陽極板部品４は、透明基板４０３と、この透明基板４０３に形成される青色陰極線発光材料層４０２（青色発光材料としてＺｎＳ：Ａｇを用いる。）とを備える。青色陰極線発光材料層４０２に金属アルミニウム層を蒸着して金属陽極４０１とし、透明基板４０３の上方に黄色フォトルミネッセンス材料が分散された透明エポキシ樹脂層である黄色フォトルミネッセンス材料層４０４（黄色フォトルミネッセンス材料としてＹＡＧ：Ｃｅを用いる。）が設けられている。黄色フォトルミネッセンス材料層４０４と透明基板４０３との間に間隔を有し、その間隔が真空の空間を構成している。青色陰極線発光材料層４０２のコーティング方法は実施例１４と同じである。
【００４５】
青色蛍光材料は、さらに、ＬａＧａＯ３：Ｔｍ、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｃｅ、ＺｎＳ：Ａｇ、ＺｎＳ：Ｔｍ、Ｓｒ２ＣｅＯ４、ＺｎＳ：Ｚｎ及びＡｌＮ：Ｅｕ；Ｌａ０.９９Ｇａ０.５Ａｌ０.５Ｏ３:０.０１Ｔｍ、Ｌａ０.９ＧａＯ３:０.１Ｔｍ、Ｌａ０.９８ＡｌＯ３:０.０２Ｔｍ、Ｌａ０.９２Ｇａ０.６Ａｌ０.４Ｏ３:０.０８Ｔｍ、Ｌａ０.６Ｙ０.３３Ｇａ０.４Ａｌ０.６Ｏ３:０.０７Ｔｍ、Ｇｄ０９６Ｇａ０.３５Ａｌ０.６５Ｏ３:０.０４Ｔｍ及びＬａ０.２Ｌｕ０.７５Ｇａ０.８Ａｌ０.２Ｏ３:０.０５Ｔｍ等から選んでもよい。
【００４６】
黄色フォトルミネッセンス材料は、さらに、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｔｂ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｇｄ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｌａ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｙ３Ｇａ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｙ３（Ａｌ０.９、Ｇａ０.１）５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｙ３（Ａｌ０.５、Ｇａ０.５）５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｙ３（Ａｌ０.１、Ｇａ０.９）５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｙ３（Ａｌ０.９、Ｇａ０.１）５Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｙ０.９、Ｇｄ０.１）３（Ａｌ０.９、Ｇａ０.１）５Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｙ０.５、Ｇｄ０.５）３（Ａｌ０.９、Ｇａ０.１）５Ｏ１２：Ｃｅ及び（Ｙ０.１、Ｇｄ０.９）３（Ａｌ０.９、Ｇａ０.１）５Ｏ１２：Ｃｅ等から選んでもよい。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
白色光発光方法であって、
電界放出部品により青色陰極線発光材料を励起して青色光を発光させ、さらに発光された青色光により黄色フォトルミネッセンス材料を励起して黄色光を発光させ、黄色フォトルミネッセンス材料を励起しない残りの青色光と発光された黄色光とを複合して白色光を発光させる、
ことを特徴とする白色光発光方法。
【請求項２】
前記電界放出部品は、青色光電界放出部品であり、前記青色光電界放出部品は、青色陰極線発光材料を励起してスペクトルピークが４２０ｎｍ〜４９０ｎｍにある青色光を発光させる、
ことを特徴とする請求項１記載の白色光発光方法。
【請求項３】
前記青色陰極線発光材料は、
Ｙ２ＳｉＯ５:Ｃｅ、ＳｒＧａ２Ｓ４:Ｃｅ、ＺｎＳ:Ａｇ、ＺｎＳ:Ｔｍ、Ｓｒ２ＣｅＯ４、ＺｎＳ:Ｚｎ及びＡｌＮ:Ｅｕからなる群から選択されるもの、
Ｌａ（１-ｘ）Ｇａ（１-ｙ）ＡｌｙＯ３:ｘＴｍ（ここで、０＜ｘ≦０.１、０≦ｙ≦１）で表されるもの、
又は、ＬａがＹ、Ｇｄ、Ｌｕ及びＳｃで部分的に又は完全に置換されたＬａ（１-ｘ）Ｇａ（１-ｙ）ＡｌｙＯ３:ｘＴｍ（ここで、０＜ｘ≦０.１、０≦ｙ≦１）で表されるものである、
ことを特徴とする請求項２記載の白色光発光方法。
【請求項４】
前記黄色フォトルミネッセンス材料は、Ｃｅを活性剤とする希土類ガーネット系蛍光粉末である、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の白色光発光方法。
【請求項５】
前記Ｃｅを活性剤とする希土類ガーネット系蛍光粉末は、ＲＥ３（Ａｌ１-ｘＧａｘ）５Ｏ１２：Ｃｅ（ここで、０≦ｘ≦１、ＲＥがＹ、Ｔｂ、Ｇｄ、Ｌｕ及びＬａから選ばれる少なくとも一種である。）である、
ことを特徴とする請求項４記載の白色光発光方法。
【請求項６】
陰極板部品と、陰極板部品に対して間隔をおいて対向して配置される陽極板部品と、陰極板部品及び陽極板部品を密封して接続する支持体とを備える白色光発光装置であって、
前記陽極板部品は、黄色フォトルミネッセンス材料層が設けられる透明基板を備え、
透明基板の下面に上から下まで順に透明陽極と青色陰極線発光材料層とが設けられており、又は透明基板の下面に上から下まで順に青色陰極線発光材料層と金属陽極とが設けられている、
ことを特徴とする白色光発光装置。
【請求項７】
前記黄色フォトルミネッセンス材料層は、黄色フォトルミネッセンス材料が分散された透明エポキシ樹脂層である、
ことを特徴とする請求項６記載の白色光発光装置。
【請求項８】
前記黄色フォトルミネッセンス材料層は、透明基板の上面に付着しており、又は透明基板の上方に間隔をおいて設けられている、
ことを特徴とする請求項６記載の白色光発光装置。
【請求項９】
前記黄色フォトルミネッセンス材料層は、Ｃｅを活性剤とする希土類ガーネット系蛍光粉末からなる、
ことを特徴とする請求項６記載の白色光発光装置。
【請求項１０】
前記Ｃｅを活性剤とする希土類ガーネット系蛍光粉末は、ＲＥ３（Ａｌ１-ｘＧａｘ）５Ｏ１２：Ｃｅ（ここで、０≦ｘ≦１、ＲＥがＹ、Ｔｂ、Ｇｄ、Ｌｕ及びＬａから選ばれる少なくとも一種である。）である、
ことを特徴とする請求項９記載の白色光発光装置。
【請求項１１】
前記青色陰極線発光材料層は、陰極線によって励起される場合、スペクトルピークが４２０ｎｍ〜４９０ｎｍにある青色光を発光する青色陰極線発光材料層である、
ことを特徴とする請求項６〜１０のいずれかに記載の白色光発光装置。
【請求項１２】
前記青色陰極線発光材料層は、
Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｃｅ、ＺｎＳ：Ａｇ、ＺｎＳ：Ｔｍ、Ｓｒ２ＣｅＯ４、ＺｎＳ：Ｚｎ及びＡｌＮ：Ｅｕからなる群から選択されるもの、
Ｌａ（１-ｘ）Ｇａ（１-ｙ）ＡｌｙＯ３:ｘＴｍ、（ここで、０＜ｘ≦０.１、０≦ｙ≦１）で表されるもの、
又は、ＬａがＹ、Ｇｄ、Ｌｕ及びＳｃで部分的に又は完全に置換されたＬａ（１-ｘ）Ｇａ（１-ｙ）ＡｌｙＯ３:ｘＴｍ（ここで、０＜ｘ≦０.１、０≦ｙ≦１）で表されるものからなる、
ことを特徴とする請求項１１記載の白色光発光装置。
【請求項１】
白色光発光方法であって、
電界放出部品により青色陰極線発光材料を励起して青色光を発光させ、さらに発光された青色光により黄色フォトルミネッセンス材料を励起して黄色光を発光させ、黄色フォトルミネッセンス材料を励起しない残りの青色光と発光された黄色光とを複合して白色光を発光させる、
ことを特徴とする白色光発光方法。
【請求項２】
前記電界放出部品は、青色光電界放出部品であり、前記青色光電界放出部品は、青色陰極線発光材料を励起してスペクトルピークが４２０ｎｍ〜４９０ｎｍにある青色光を発光させる、
ことを特徴とする請求項１記載の白色光発光方法。
【請求項３】
前記青色陰極線発光材料は、
Ｙ２ＳｉＯ５:Ｃｅ、ＳｒＧａ２Ｓ４:Ｃｅ、ＺｎＳ:Ａｇ、ＺｎＳ:Ｔｍ、Ｓｒ２ＣｅＯ４、ＺｎＳ:Ｚｎ及びＡｌＮ:Ｅｕからなる群から選択されるもの、
Ｌａ（１-ｘ）Ｇａ（１-ｙ）ＡｌｙＯ３:ｘＴｍ（ここで、０＜ｘ≦０.１、０≦ｙ≦１）で表されるもの、
又は、ＬａがＹ、Ｇｄ、Ｌｕ及びＳｃで部分的に又は完全に置換されたＬａ（１-ｘ）Ｇａ（１-ｙ）ＡｌｙＯ３:ｘＴｍ（ここで、０＜ｘ≦０.１、０≦ｙ≦１）で表されるものである、
ことを特徴とする請求項２記載の白色光発光方法。
【請求項４】
前記黄色フォトルミネッセンス材料は、Ｃｅを活性剤とする希土類ガーネット系蛍光粉末である、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の白色光発光方法。
【請求項５】
前記Ｃｅを活性剤とする希土類ガーネット系蛍光粉末は、ＲＥ３（Ａｌ１-ｘＧａｘ）５Ｏ１２：Ｃｅ（ここで、０≦ｘ≦１、ＲＥがＹ、Ｔｂ、Ｇｄ、Ｌｕ及びＬａから選ばれる少なくとも一種である。）である、
ことを特徴とする請求項４記載の白色光発光方法。
【請求項６】
陰極板部品と、陰極板部品に対して間隔をおいて対向して配置される陽極板部品と、陰極板部品及び陽極板部品を密封して接続する支持体とを備える白色光発光装置であって、
前記陽極板部品は、黄色フォトルミネッセンス材料層が設けられる透明基板を備え、
透明基板の下面に上から下まで順に透明陽極と青色陰極線発光材料層とが設けられており、又は透明基板の下面に上から下まで順に青色陰極線発光材料層と金属陽極とが設けられている、
ことを特徴とする白色光発光装置。
【請求項７】
前記黄色フォトルミネッセンス材料層は、黄色フォトルミネッセンス材料が分散された透明エポキシ樹脂層である、
ことを特徴とする請求項６記載の白色光発光装置。
【請求項８】
前記黄色フォトルミネッセンス材料層は、透明基板の上面に付着しており、又は透明基板の上方に間隔をおいて設けられている、
ことを特徴とする請求項６記載の白色光発光装置。
【請求項９】
前記黄色フォトルミネッセンス材料層は、Ｃｅを活性剤とする希土類ガーネット系蛍光粉末からなる、
ことを特徴とする請求項６記載の白色光発光装置。
【請求項１０】
前記Ｃｅを活性剤とする希土類ガーネット系蛍光粉末は、ＲＥ３（Ａｌ１-ｘＧａｘ）５Ｏ１２：Ｃｅ（ここで、０≦ｘ≦１、ＲＥがＹ、Ｔｂ、Ｇｄ、Ｌｕ及びＬａから選ばれる少なくとも一種である。）である、
ことを特徴とする請求項９記載の白色光発光装置。
【請求項１１】
前記青色陰極線発光材料層は、陰極線によって励起される場合、スペクトルピークが４２０ｎｍ〜４９０ｎｍにある青色光を発光する青色陰極線発光材料層である、
ことを特徴とする請求項６〜１０のいずれかに記載の白色光発光装置。
【請求項１２】
前記青色陰極線発光材料層は、
Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｃｅ、ＺｎＳ：Ａｇ、ＺｎＳ：Ｔｍ、Ｓｒ２ＣｅＯ４、ＺｎＳ：Ｚｎ及びＡｌＮ：Ｅｕからなる群から選択されるもの、
Ｌａ（１-ｘ）Ｇａ（１-ｙ）ＡｌｙＯ３:ｘＴｍ、（ここで、０＜ｘ≦０.１、０≦ｙ≦１）で表されるもの、
又は、ＬａがＹ、Ｇｄ、Ｌｕ及びＳｃで部分的に又は完全に置換されたＬａ（１-ｘ）Ｇａ（１-ｙ）ＡｌｙＯ３:ｘＴｍ（ここで、０＜ｘ≦０.１、０≦ｙ≦１）で表されるものからなる、
ことを特徴とする請求項１１記載の白色光発光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公表番号】特表２０１２−５１９９４３（Ｐ２０１２−５１９９４３Ａ）
【公表日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５５３２５０（Ｐ２０１１−５５３２５０）
【出願日】平成２１年３月１０日（２００９．３．１０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＣＮ２００９／０７０７０８
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１０２４４２
【国際公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【出願人】（５１１２１５２３０）オーシャンズ キング ライティング サイエンスアンドテクノロジー カンパニー リミテッド (15)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１０日（２００９．３．１０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＣＮ２００９／０７０７０８
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１０２４４２
【国際公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【出願人】（５１１２１５２３０）オーシャンズ キング ライティング サイエンスアンドテクノロジー カンパニー リミテッド (15)
【Ｆターム（参考）】
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