[发明专利]荧光晶体及使用其的发光装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种荧光材料，特别涉及包括使用改荧光材料的发光装置。

背景技术

显示和照明技术的发展给人类的生活带来巨大的改变，尤其是白光LED的出现，是LED从标识功能向照明功能跨出的实质性一步。白光LED最接近日光，更能较好反映照射物体的真实颜色。由于它还具有无污染、长寿命、耐震动和抗冲击的鲜明特点，从技术角度看，白光LED无疑是LED最尖端的技术，将成为21世纪的新一代光源——第四代电光源，白光LED的应用市场将非常广泛。 

目前在现有技术领域，实现照明和显示的方式，以通过紫外芯片或蓝光芯片激发荧光材料的方法或者低压汞放电产生紫外线激发荧光粉的方法为主。但是，由于受到荧光材料的限制，这些方法都存在一定的局限性。 

已知的硫代镓酸盐荧光晶体，它在绿光范围内的光谱宽度小于用在例如阴极射线管的电子束激发发光装置中的荧光晶体(ZnS:Cu，Al)的光谱宽度，并且因此具有令人满意的色纯度。 

通常，随着发射中心波长接近该颜色区域中最大发光效能的波长，并且随着光谱宽度增大，荧光晶体的亮度增大。因此，硫代镓酸盐荧光晶体的亮度取决于光谱中心是否靠近发光效能为最大值的555nm波长，并取决于光谱的宽度。然而例如，从纯绿色光的发射光谱具有的中心波长约为520nm并且 具有较小的宽度来看，具有令人满意的色纯度的荧光晶体不可避免的趋向具有低亮度。例如，已知通过硫代镓酸盐荧光晶体电子束激发获得的荧光亮度比ZnS:Cu，Al荧光晶体低约23％。 

另一方面，在最近颇引人注意的包括有机电致发光(EL)元件的显示装置中，已经对蓝色发光层和颜色转换层相结合的结构进行了研究。在已知的显示装置中，由于构成颜色转换层的有机染料的耐久性并不令人满意，随着装置的持续使用，颜色转换的效率显著降低(随时间)。 

为了克服这一问题，提出了一种使用包括具有高耐久性的无机荧光晶体的颜色转换层的方法(例如，见日本未审专利申请公开No.2002-151268)。根据这一技术，通过使用无机荧光晶体作为颜色转换层，可抑制上述随时间的劣化。然而，这种结构仍然不具有足够的亮度。 

低亮度不仅在例如照明器的光学装置中是不利的，而且在包括荧光晶体的显示装置中也是不利的，因此需要提高亮度。 

通常，在荧光晶体的吸收波长范围内存在某一趋势，并根据吸收波长范围选择激发荧光晶体的辐射光的波长。然而，在某些显示装置中，不仅来自荧光晶体的发射光，而且上述辐射光本身也用于像素的一部分。因此，辐射光的选择还是受到了限制。 

鉴于上述情况，需要提供一种兼具高色纯度及提高的亮度的荧光晶体，所述荧光晶体通过具有所需波长范围的光辐射而受到激发，并提供一种包括上述荧光晶体的光学装置及显示装置。

发明内容

因此，本发明的目的是提供了一种荧光材料晶体；

本发明的另一目的是提供了一种使用该荧光材料晶体的发光装置；

所述荧光材料的化学组成表示式为：Mg_0.99Si₂O₅:La_0.01，该晶体属于斜方晶系，其空间群为P21，a=6.10 ?，b=7.70 ?，c=9.05 ?，β=89.1°，V=425.1 ?³。

在本发明中，通过精细调整荧光材料的碱土金属的含量与组合来实现荧光材料的宽激发峰和发射峰的波长。稀土离子能级间的跃迁特征与晶体结构有着明显的依赖关系，通过运用这种关系调节稀土离子的吸收或发射波长而形成不同颜色的发光。本发明中，所使用的La和其它激活剂离子，在晶体中所处的晶体场环境对其5d能态和4f-5d跃迁的影响非常明显，跃迁的最大吸收和发射中心的位置随着基质晶格环境的变化而发生明显的变化，发射波长可以从紫外到红光区域内精细调节变化。且通过精细调整荧光材料的碱土金属的含量与组合，使在某些异质同晶系列化合物中，使发射中心位置可以随基质化学组成的变化有规律的向长波或短波方向移动。在本发明中，利用电荷迁移(CTS)跃迁，即电子从配体(氧和Lv等)的充满的分子轨道迁移到稀土离子内部的部分填充的4f壳层时，在光谱中产生较宽的电荷迁移，使谱带的位置随着环境的变化而变化。

附图说明

图1是本发明实施例1制备的Mg_0.99Si₂O₅:La_0.01荧光粉(以2表示)与ZnSiO₄：Mn(以1表示)的发射光谱对比图。