DE112016003272T5 - Granatverbindung und Verfahren zu deren Herstellung, lichtemittierende Vorrichtung und Dekorgegenstand, bei denen die Granatverbindung verwendet wird, und Verfahren zur Verwendung der Granatverbindung - Google Patents

Granatverbindung und Verfahren zu deren Herstellung, lichtemittierende Vorrichtung und Dekorgegenstand, bei denen die Granatverbindung verwendet wird, und Verfahren zur Verwendung der Granatverbindung Download PDF

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Abstract

Eine Granatverbindung umfasst ein einzelnes Teilchen oder ein Aggregat von einzelnen Teilchen, wobei jedes einzelne Teilchen eine Teilchenform aufweist, die von einer Granat-Kristallstruktur abgeleitet ist. Die Granatverbindung weist eine Zusammensetzung auf, die durch die allgemeine Formel A'3B'2(C'X4)3 (1)dargestellt ist (wobei A', B' und C' Kationen sind, welche die Granatverbindung bilden, und X ein Anion ist, das die Granatverbindung bildet), wobei weder B' noch C' Eisen als Hauptkomponente enthält. Das einzelne Teilchen in der Granatverbindung weist eine Teilchengröße auf, die in der Geologie als Sand kategorisiert wird. Die Granatverbindung enthält Blei in einer Menge von 1000 ppm oder weniger.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Granatverbindung und ein Verfahren zu deren Herstellung, eine lichtemittierende Vorrichtung und einen Dekorgegenstand, bei denen die Granatverbindung verwendet wird, und ein Verfahren zur Verwendung der Granatverbindung.
  • STAND DER TECHNIK
  • Künstlich synthetisierte Verbindungen mit einer Granat-Kristallstruktur (Granatverbindungen) sind bekannt. Ein repräsentatives Beispiel dafür ist ein Leuchtstoff, der durch die allgemeine Formel Y3Al2(AlO4)3:Ce3+ dargestellt wird und für Leuchtdiodenbeleuchtungen (LED-Beleuchtungen) verwendet wird (vgl. z. B. das Patentdokument 1). Natürliche Granatverbindungen sind als Edelsteine bekannt.
  • In elektronischen Vorrichtungen, wie z. B. LED-Beleuchtungen, wird als Leuchtstoff eine Granatverbindung in einem Pulverzustand aus Einkristallteilchen verwendet, die durch eine Festkörperreaktion hergestellt worden ist. Bei LED-Beleuchtungen wird ein Leuchtstoff mit einer relativ großen Teilchengröße in einer Elektronenröhre und dergleichen verwendet und eine zentrale Teilchengröße des Leuchtstoffs beträgt z. B. 10 μm bis 30 μm. Zur weiteren Verbesserung der Emissionseffizienz des Leuchtstoffs muss eine Granatverbindung einen Einkristall mit einer größeren Teilchengröße umfassen.
  • Als Verfahren für ein Kristallwachstum einer Granatverbindung ist ein Flussmittelverfahren bekannt (vgl. z. B. das Nicht-Patentdokument 1). In dem Verfahren zum Wachsenlassen eines Einkristalls wird ein geeignetes Salz oder Oxid, das als Lösungsmittel (Flussmittel) dient, mit einem Material gemischt, das als gelöste Substanz dient, und dann erwärmt und miteinander verschmolzen. Nach dem Schmelzen wird das Gemisch in einen übersättigten Lösungszustand überführt, während das Gemisch allmählich gekühlt oder das Lösungsmittel allmählich verdampft wird, so dass der Kristall der Granatverbindung wachsen gelassen wird. Mit dem Flussmittelverfahren kann ein Einkristall mit einer relativ einfachen Vorrichtung wachsen gelassen werden.
  • Wenn eine Granatverbindung, die kein Eisen als Hauptkomponente enthält, insbesondere eine Verbindung des Aluminium-Granat-Typs, mit dem Flussmittelverfahren hergestellt wird, wird eine Bleiverbindung (wie z. B. PbO und PbF2) als Flussmittel verwendet.
  • DOKUMENTENLISTE
  • PATENTDOKUMENT
    • Patentdokument 1: Japanisches Patent Nr. 3503139
  • NICHT-PATENTDOKUMENT
    • Nicht-Patentdokument 1: The Japan Society of Applied Physics, „Handbook of Applied Physics”; Maruzen Publishing Co., Ltd., Seiten 335–337, 30. März 1990
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, kann das Kristallwachstum der Granatverbindung durch das Flussmittelverfahren gefördert werden, so dass ein Einkristall mit einer großen Teilchengröße erhalten wird. Das Flussmittelverfahren erfordert jedoch eine große Menge einer umweltschädigenden Substanz, insbesondere einer Bleiverbindung, die als Flussmittel verwendet wird. Das Flussmittelverfahren beeinträchtigt folglich die Herstellung einer Granatverbindung mit einem Einkristall mit einer größeren Teilchengröße, während die Schädigung der Umwelt ohne Eisen, das als Hauptkomponente enthalten ist, vermindert wird.
  • Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die herkömmlichen Probleme gemacht. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Granatverbindung und eines Verfahrens zur Herstellung der Granatverbindung, welche die Umwelt nur geringfügig schädigen, und die einen Einkristall mit einer großen Teilchengröße umfasst, ohne dass Eisen als Hauptkomponente enthalten ist, einer lichtemittierenden Vorrichtung und eines Dekorgegenstands, bei denen die Granatverbindung verwendet wird, und eines Verfahrens zur Verwendung der Granatverbindung.
  • Zum Lösen der herkömmlichen Probleme umfasst eine Granatverbindung gemäß eines ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung ein einzelnes Teilchen oder ein Aggregat von einzelnen Teilchen, wobei jedes einzelne Teilchen eine Teilchenform aufweist, die von einer Granat-Kristallstruktur abgeleitet ist. Die Granatverbindung weist eine Zusammensetzung auf, die durch die allgemeine Formel A'3B'2(C'X4)3 (1) dargestellt ist (wobei A', B' und C' Kationen sind, welche die Granatverbindung bilden, und X ein Anion ist, das die Granatverbindung bildet), wobei weder B' noch C' Eisen als Hauptkomponente enthält. Das einzelne Teilchen weist eine Teilchengröße auf, die in der Geologie als Sand kategorisiert wird. Die Granatverbindung umfasst Blei in einer Menge von 1000 ppm oder weniger.
  • Ein Verfahren zur Herstellung einer Granatverbindung gemäß eines zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst einen Schritt des Umsetzens mindestens einer Verbindung auf Seltenerdhalogenidbasis, die ein Seltenerdelement und Halogen enthält, mit einer Verbindung auf Oxidbasis, die Sauerstoff enthält.
  • Ein Verfahren zur Herstellung einer Granatverbindung gemäß eines dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst einen Schritt des Umsetzens mindestens eines Fluorids mit einer Alkalimetallverbindung.
  • Eine lichtemittierende Vorrichtung gemäß eines vierten Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst die Granatverbindung gemäß des ersten Aspekts.
  • Ein Dekorgegenstand gemäß eines fünften Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst die Granatverbindung gemäß des ersten Aspekts als Dekormaterial.
  • Ein Verfahren zur Verwendung einer Granatverbindung gemäß eines sechsten Aspekts nutzt die Granatverbindung gemäß des ersten Aspekts als Dekormaterial oder fluoreszierenden Sand.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Ansicht zum Erläutern einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch ein Beispiel für eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 3(a) ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A von 2 und 3(b) ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B von 2.
  • 4 ist eine Ansicht zum Erläutern eines Verfahrens zum Bilden eines Einkapselungselements in der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung.
  • 5 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch einen Dekorgegenstand gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die 5(a) zeigt einen Zustand, in dem Teilchen einer Granatverbindung an einer Oberfläche eines zu dekorierenden Körpers fixiert sind, und die 5(b) zeigt einen Zustand, in dem ein Teil der Teilchen der Granatverbindung in dem zu dekorierenden Körper eingebettet ist.
  • 6 ist ein Rasterelektronenmikrobild, das eine Granatverbindung von Beispiel 1 zeigt.
  • 7 ist ein Rasterelektronenmikrobild, das eine Granatverbindung von Beispiel 2 zeigt.
  • 8 ist ein Rasterelektronenmikrobild, das eine Granatverbindung von Beispiel 3 zeigt.
  • 9 ist ein Rasterelektronenmikrobild, das eine Granatverbindung von Vergleichsbeispiel 1 zeigt.
  • 10 ist eine Ansicht, die ein Röntgenbeugungsmuster der Granatverbindung von Beispiel 1 zeigt.
  • 11 ist eine Ansicht, die Emissionsspektren der Granatverbindungen von Beispiel 1 und von Vergleichsbeispiel 1 zeigt.
  • 12 ist ein Rasterelektronenmikrobild, das eine Granatverbindung von Beispiel 4 nach dem Waschen zeigt.
  • 13 ist ein Rasterelektronenmikrobild, das eine Granatverbindung von Beispiel 4 vor dem Waschen zeigt.
  • 14 ist ein Rasterelektronenmikrobild, das eine Granatverbindung von Beispiel 5 zeigt.
  • 15 ist ein Rasterelektronenmikrobild, das eine Granatverbindung von Beispiel 6 zeigt.
  • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Eine Granatverbindung und ein Verfahren zur Herstellung der Granatverbindung, eine lichtemittierende Vorrichtung und ein Dekorgegenstand, bei dem die Granatverbindung verwendet wird, sowie ein Verfahren, bei dem die Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, werden nachstehend detailliert beschrieben. Es sollte beachtet werden, dass die Merkmale in den Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet sind und beliebig vergrößert und angeordnet sein können, um die Lesbarkeit einer Zeichnung zu verbessern.
  • [Granatverbindung]
  • Die Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine Verbindung, die ein einzelnes Teilchen, das eine Teilchenform aufweist, die von einer Granat-Kristallstruktur abgeleitet ist, oder ein Aggregat von solchen einzelnen Teilchen umfasst. Die Granatverbindung weist eine Zusammensetzung auf, die durch die allgemeine Formel A'3B'2(C'X4)3 (1) dargestellt ist (wobei A', B' und C' Kationen sind, welche die Granatverbindung bilden, und X ein Anion ist, das die Granatverbindung bildet), wobei weder B' noch C' Eisen als Hauptkomponente enthält.
  • Die Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen einzelnen Kristall (ein Primärteilchen) mit einer Teilchenform, die von einer Granat-Kristallstruktur abgeleitet ist. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck „einzelnes Teilchen” auf einen Einkristall oder ein Teilchen, das einen Kristallgrad aufweist, der demjenigen des Einkristalls ähnlich ist. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck „Aggregat von einzelnen Teilchen” auf ein Teilchenaggregat, das eine große Menge von einzelnen Teilchen umfasst, wie z. B. abgeschiedenen Teilchen, und nicht auf ein Aggregat von etwa zehn kleinen Stücken oder Teilchen. Das „Aggregat von einzelnen Teilchen” ist kein Teilchenaggregat, das so erhalten wird, dass kleine Stücke oder Teilchen, die pro Charge hergestellt worden sind, lediglich angesammelt werden.
  • Die Granatverbindung weist die Zusammensetzung auf, die durch die allgemeine Formel (1) dargestellt ist. In der allgemeinen Formel (1) sind A', B' und C' Kationen, welche die Granatverbindung bilden, und X ist ein Anion, das die Granatverbindung bildet. Insbesondere kann A' mindestens ein Element sein, das aus der Gruppe, bestehend aus einem Alkalimetall (wie z. B. Li, Na und K), einem Erdalkalimetall (wie z. B. Ca, Sr und Ba), einem Seltenerdelement (wie z. B. Y, La, Gd, Tb und Lu), Mg, Mn, Fe, Co, Cu und Bi, ausgewählt ist. Insbesondere kann A' mindestens ein Element sein, das aus der Gruppe, bestehend aus Li, Na, K, Ca, Sr, Ba, Y, La, Gd, Tb, Lu, Mg, Mn, Fe, Co, Cu und Bi, ausgewählt ist. B' kann mindestens ein Element sein, das aus der Gruppe, bestehend aus einem Erdalkalimetall (wie z. B. Ca), einem Seltenerdelement (wie z. B. Sc und Y), Mg, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Al, V, Cr, Ga, Ru, In, Pt, Ti, Zr, Sn, Hf, Nb, Sb, Ta und W, ausgewählt ist. Insbesondere kann B' mindestens ein Element sein, das aus der Gruppe, bestehend aus Ca, Sc, Y, Mg, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Al, V, Cr, Ga, Ru, In, Pt, Ti, Zr, Sn, Hf, Nb, Sb, Ta und W, ausgewählt ist. C' kann mindestens ein Element sein, das aus der Gruppe, bestehend aus Li, Al, Fe, Ga, Si, Ge, P und V, ausgewählt ist. X kann mindestens ein Element sein, das aus der Gruppe, bestehend aus O, N und F, ausgewählt ist. Die Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann abhängig von der Zusammensetzung folglich auf verschiedene modifizierte Beispiele angewandt werden.
  • Weder B' noch C' in der allgemeinen Formel (1) der Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält Eisen als Hauptkomponente. Wie hier verwendet, bedeutet „weder B' noch C' enthält Eisen als Hauptkomponente”, dass der Atomprozentsatz von Eisen, der durch das Bestandteilselement von mindestens einem von B' und C' substituiert ist, weniger als 30 Atom-% beträgt. Der Atomprozentsatz von Eisen, der durch das Bestandteilselement von mindestens einem von B' und C' substituiert ist, beträgt vorzugsweise weniger als 10 Atom-%, besonders bevorzugt 0 Atom-%.
  • Die Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist z. B. eine sandartige anorganische Verbindung und weist eine Granat-Kristallstruktur auf. Die Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist besonders bevorzugt ein Aluminiumgranat. Die Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist vorzugsweise eine Zusammensetzung auf, die durch die allgemeine Formel A'3B'2(AlO4)3 (2) dargestellt wird (wobei A' und B' Kationen sind, welche die Granatverbindung bilden), wobei B' nicht Eisen als Hauptkomponente enthält.
  • Die Granatverbindung, die vorstehend beschrieben worden ist, ist vorzugsweise eine Seltenerdverbindung, wie z. B. (Y0,98Ce0,02)3Al2(AlO4)3, besonders bevorzugt ein Seltenerdaluminiumgranat. Mit anderen Worten, mindestens eines von A' und B' in der allgemeinen Formel (2) enthält vorzugsweise ein Seltenerdelement. Eine Seltenerdverbindung weist Eigenschaften auf, die es dreiwertigen Seltenerdionen, die als Emissionszentrum eines Leuchtstoffs wirken (wie z. B. Ce3+, Eu3+ und Tb3+), ermöglichen, in einem Kristallgitter enthalten zu sein. Eine solche Seltenerdverbindung kann einfach eine Granatverbindung bereitstellen, die eine Fluoreszenz emittieren kann. Die Granatverbindung, bei der es sich um einen Seltenerdaluminiumgranat handelt, kann einfach als Leuchtstoff mit einer hohen Effizienz wirken.
  • Das einzelne Teilchen in der Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist eine Teilchengröße auf, die in der Geologie als Sand kategorisiert wird. Insbesondere ist das einzelne Teilchen in der Granatverbindung, wie es in den Mikrobildern der 6 bis 8 und der 12 bis 15 gezeigt ist, ein Primärteilchen mit einer Teilchenform, die von einer Kristallstruktur von Granat abgeleitet ist. In der 6 bis 8 und der 12 bis 15 liegt die Teilchengröße des Primärteilchens in einem Bereich von 90 μm bis 1000 μm, was innerhalb eines Bereichs einer Teilchengröße liegt, die in der Geologie als Sand kategorisiert wird (62,5 μm bis 2 mm). Es sollte beachtet werden, dass das Primärteilchen in der Granatverbindung, das in der 6 bis 8 und der 12 bis 15 gezeigt ist, keiner künstlichen Verarbeitung, wie z. B. einem Schleifen oder Polieren, unterzogen worden ist.
  • Der in der Geologie kategorisierte Sand wird eingeteilt in: Sehr feinen Sand (62,5 μm bis 125 μm), feinen Sand (125 μm bis 250 μm), mittleren Sand (250 μm bis 500 μm), groben Sand (500 μm bis 1000 μm) und sehr groben Sand (1 mm bis 2 mm). Die Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist eine Teilchengröße auf, die Sand entspricht, der mindestens zwischen sehr feinem Sand und grobem Sand kategorisiert ist. Insbesondere weist die Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Teilchengröße in einem Bereich von 62,5 μm bis 2 mm, vorzugsweise in einem Bereich von 62,5 μm bis 1000 μm auf. Die Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann folglich als künstlicher Sand betrachtet werden. Die Teilchengröße (der Feret-Durchmesser) der Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann mit einem Rasterelektronenmikroskop oder einem Lichtmikroskop gemessen werden.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, umfasst die Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein einzelnes Teilchen mit einer Teilchenform, die von einer Granat-Kristallstruktur abgeleitet ist, oder ein Aggregat solcher einzelnen Teilchen. Es ist allgemein bekannt, dass Kristalle von Granatverbindungen einen Kristallhabitus eines Polyeders, wie z. B. eines Rhombendodekaeders oder eines Trapezoeders (insbesondere eines trapezförmigen Ikositetraeders) aufweisen. Folglich umfasst die Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform vorzugsweise ein einzelnes Teilchen mit einer polyedrischen Teilchenform, die von einer Granat-Kristallstruktur abgeleitet ist, oder ein Aggregat solcher einzelnen Teilchen. Der Ausdruck „polyedrische Teilchenform, die von einer Granat-Kristallstruktur abgeleitet ist”, soll ein Polyeder oder eine Form umfassen, die näherungsweise ein Polyeder ist. Das Primärteilchen als ein einzelnes Teilchen weist vorzugsweise eine Teilchenform auf, die eindeutige Facetten aufweist, wie es in der 7 und der 8 gezeigt ist. Der Begriff „Facetten” entspricht flachen Kristallflächen, wie sie in einem atomaren Maßstab sichtbar sind. Typischerweise liegen Facetten in Einkristallen mit einem hohen Kristallgrad vor. Da die Granatverbindung monodisperse Teilchen mit flacheren Facetten umfasst, wird ein Teilchenaggregat aus Einkristallen so betrachtet, dass es einen höheren Kristallgrad aufweist.
  • Selbst wenn das einzelne Teilchen in der Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform eindeutige Facetten aufweist, wie es in der 6 gezeigt ist, können Kanten zwischen angrenzenden Facetten abgerundet und folglich nicht eindeutig festgelegt sein. Der Ausdruck „polyedrische Teilchenform, die von einer Granat-Kristallstruktur abgeleitet ist”, umfasst eine Teilchenform, deren Facetten und Kanten zwischen den jeweiligen Facetten beide eindeutig festgelegt sind. Der Ausdruck „polyedrische Teilchenform, die von einer Granat-Kristallstruktur abgeleitet ist”, umfasst auch eine Teilchenform, deren Facetten eindeutig festgelegt sind, während Kanten zwischen den jeweiligen Facetten nicht eindeutig festgelegt sind.
  • Die Granatverbindung mit einer relativ großen Härte, wie z. B. Aluminat und Silikat, ist nicht brüchig, so dass das Teilchen einer künstlichen Verarbeitung (insbesondere einem Präzisionsverarbeiten, wie z. B. Polieren) unterzogen werden kann. Die Granatverbindung weist einen Kristallhabitus eines Rhombendodekaeders oder eines Trapezoeders auf, dessen Gesamtform ein Polyeder mit im Wesentlichen einer Kugelform (Pseudokugelform) ist. Daher kann das Teilchen der Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform einer künstlichen Verarbeitung unterzogen werden, so dass es eine Kugelform, eine plattenartige Form oder eine kubische Form aufweist, so dass der Wert in einer gewerblichen Anwendung relativ leicht erhöht wird. Die vorliegende Ausführungsform kann folglich die Granatverbindung, die ein solches Teilchen umfasst, das einer künstlichen Verarbeitung unterzogen worden ist, leicht bereitstellen.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben keinerlei Veröffentlichung gefunden, die ein Verfahren beschreibt, das eine Granatverbindung erzeugen kann, die einen Einkristall mit einer schönen polyedrischen Teilchenform und eine große Teilchengröße aufweist, die als Sand kategorisiert wird, während sie kein Eisen als Hauptkomponente oder kein Blei enthält.
  • Die Auflagen und Vorschriften in Bezug auf die Umwelt wurden in den letzten Jahren immer komplizierter und vielfältiger. Es besteht eine Tendenz dahingehend, dass die Umweltvorschriften immer strenger werden und die Menge von Verunreinigungen, die in Produkten enthalten sind, entsprechend minimiert werden muss. Unter diesen Umständen ist eine gewerbliche Herstellung durch ein umweltschädigendes Verfahren in den letzten Jahren nicht mehr erlaubt. Zusätzlich haben Unternehmen zur Herstellung von Produkten, wie z. B. elektrischen Haushaltsgeräten, im Allgemeinen Beschaffungsstrategien mit höheren Sicherheitsstandards als die rechtlichen Beschränkungen.
  • Im Gegensatz dazu soll bei dem in dem Nicht-Patentdokument 1 beschriebenen Flussmittelverfahren absichtlich eine große Menge einer umweltschädigenden Verbindung (insbesondere einer Pb-Verbindung) verwendet werden. Da darüber hinaus ein Flussmittel eine Ursache für das Einbringen von Verunreinigungen ist, kann das Flussmittelverfahren eine Kontamination mit Verunreinigungen aufgrund des Flussmittels nicht vermeiden. Das Flussmittelverfahren kann auch die Menge von eingebrachten Verunreinigungen nicht genau kontrollieren.
  • Metallionen (wie z. B. Pb2+), die in einen Kristall als Verunreinigungen eingebracht worden sind, üben einen Einfluss auf die Eigenschaften des Kristalls aus. Beispielsweise wenn Ionen, die auch als Emissionszentrum eines Leuchtstoffs dienen, als Verunreinigungen in einem Kristall enthalten sind, kann eine Peakwellenlänge der Emission verschoben werden oder in einem Anregungsspektrum erscheint eine neue Anregungsbande. Wenn eine Granatverbindung, die als Leuchtstoff verwendet wird, eine große Menge solcher Verunreinigungen enthält, können gewünschte Lichtemissionseigenschaften nicht erhalten werden. Beispiele für Ionen, welche die gewünschten Fluoreszenzeigenschaften stören, umfassen Pb2+, Hg0, Tl+, Bi3+, Sb3+, Sn2+, Fe3+, Mn2+, Mn4+ und Cr3+.
  • Bleiionen weisen Eigenschaften auf, welche die Wertigkeiten anderer Atome in einem Kristall variieren. Die Bleiionen können folglich Materialeigenschaften, wie z. B. optische Eigenschaften, verschlechtern und die Zuverlässigkeit des Kristalls vermindern, der ein Element enthält, das in Ionen mit unterschiedlichen Wertigkeiten umgewandelt werden kann (z. B. Ce: Ce3+ ↔ Ce4+, Fe: Fe2+ ↔ Fe3+). Wenn Ionen, die auch als Deaktivierungszentrum eines Leuchtstoffs dienen, wie z. B. Fe2+, Ni2+ und Co2+, in einem Kristall als Verunreinigungen enthalten sind, wird die Emissionseffizienz vermindert und demgemäß können gewünschte Lichtemissionseigenschaften nicht erhalten werden.
  • Die Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann, wie es nachstehend beschrieben ist, ohne die Verwendung eines Flussmittelverfahrens hergestellt werden, bei dem eine Verbindung eingesetzt wird, die Ionen enthält, welche die Fluoreszenzeigenschaften stören. Folglich kann die Menge der eingebrachten Verunreinigungen minimiert werden.
  • Die Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält Blei vorzugsweise in einer Menge von 1000 ppm oder weniger. Eine solche Granatverbindung verursacht eine geringe Schädigung der Umwelt und erhöht die Zuverlässigkeit der Sicherheit. Ferner können gewünschte Lichtemissionseigenschaften einfach erhalten werden, da der Bleigehalt niedrig ist. Um die Schädigung der Umwelt weiter zu vermindern und die Lichtemissionseigenschaften zu verbessern, enthält die Granatverbindung Blei vorzugsweise in einer Menge von 100 ppm oder weniger, mehr bevorzugt in einer Menge von 10 ppm oder weniger, besonders bevorzugt in einer Menge von weniger als 1 ppm.
  • Die Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält vorzugsweise sowohl Blei als auch Quecksilber in einer Menge von 1000 ppm oder weniger. Quecksilber ist auch ein umweltschädigendes Element, das einen Einfluss auf die Lichtemissionseigenschaften ausübt, wie dies bei Blei der Fall ist. Die Verminderung des Gehalts nicht nur von Blei, sondern auch von Quecksilber, auf 1000 ppm oder weniger kann die Schädigung der Umwelt vermindern und die Lichtemissionseigenschaften verbessern. Um die Schädigung der Umwelt weiter zu vermindern und die Lichtemissionseigenschaften zu verbessern, enthält die Granatverbindung sowohl Blei als auch Quecksilber vorzugsweise in einer Menge von 100 ppm oder weniger, mehr bevorzugt in einer Menge von 10 ppm oder weniger, besonders bevorzugt in einer Menge von weniger als 1 ppm.
  • Die Granatverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält vorzugsweise mindestens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hg, Bi, Tl, Sb, Sn, Fe, Mn, Cr, B, Ba, Cd, Te, Se, As, Be, In, Ni, Co und V jeweils in einer Menge von 1000 ppm oder weniger. Da Hg, Bi und Tl, die als Emissionszentrum dienen können, eine starke Umweltschädigung verursachen, kann eine umweltfreundliche Granatverbindung mit einem hohen Reproduktionsvermögen der Emission bereitgestellt werden, wenn der Gehalt dieser Elemente vermindert ist. Da Sb, Sn, Fe, Mn und Cr, die als Emissionszentrum dienen können, ebenfalls relativ umweltschädigende Elemente sind, kann eine umweltfreundliche Granatverbindung mit einem hohen Reproduktionsvermögen der Emission bereitgestellt werden, wenn der Gehalt dieser Elemente vermindert ist. Da B und Ba relativ umweltschädigende Elemente sind, kann eine umweltfreundliche Granatverbindung erhalten werden, wenn der Gehalt dieser Elemente vermindert ist. Da Cd, Te, Se, As, Be, In, Ni, Co und V einen relativ starken Einfluss auf die Umwelt oder den menschlichen Körper aufweisen, kann eine umweltfreundliche und eine die Gesundheit nicht beeinträchtigende Granatverbindung bereitgestellt werden, wenn der Gehalt dieser Elemente vermindert ist.
  • Zur weiteren Verminderung der Schädigung der Umwelt und des Einflusses auf den menschlichen Körper wird der Gehalt der vorstehend beschriebenen Elemente vorzugsweise so stark wie möglich vermindert. Die Granatverbindung enthält mindestens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hg, Bi, Tl, Sb, Sn, Fe, Mn, Cr, B, Ba, Cd, Te, Se, As, Be, In, Ni, Co und V, jeweils in einer Menge von 100 ppm oder weniger. Der Gehalt jedes Elements, das vorstehend beschrieben worden ist, in der Granatverbindung beträgt mehr bevorzugt 10 ppm oder weniger, besonders bevorzugt weniger als 1 ppm.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, können diese Elemente, die als Verunreinigungen enthalten sind, einen Einfluss nicht nur auf die Umwelt und den menschlichen Körper ausüben, sondern auch auf die Funktion als Leuchtstoff. Folglich ist die Untergrenze des Gehalts von mindestens einem Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Pb, Hg, Bi, Tl, Sb, Sn, Fe, Mn, Cr, B, Ba, Cd, Te, Se, As, Be, In, Ni, C und V, das in der Granatverbindung enthalten ist, 0 ppm.
  • Anorganische Verbindungen umfassen allgemein viele modifizierte Beispiele. Die Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist auch auf verschiedene modifizierte Beispiele abhängig von der Zusammensetzung innerhalb eines Bereichs anwendbar, der die Kristallstruktur des Granats nicht beeinträchtigt. Insbesondere kann die Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine feste Lösung mit einer Granatverbindung bilden, die aus den nachstehend angegebenen Verbindungen (insbesondere Y3Al2(AlO4)3) als Endelement ausgewählt ist, so dass eine von einem solchen Endelement verschiedene feste Lösung gebildet wird. Die feste Lösung, die erhalten werden soll, kann viele verschiedene Verbindungen mit Granat-Kristallstruktur enthalten. Beispiele für Granatverbindungen, die als Endelement dienen, umfassen Y3Al2(AlO4)3, Gd3Al2(AlO4)3, Tb3Al2(AlO4)3, Lu3Al2(AlO4)3, Y3Ga2(AlO4)3, Y3Ga2(GaO4)3, Ca3Sc2(SiO4)3, Lu2CaMg2(SiO4)3, Ca2NaMg2(VO4)3, Y3Mg2(AlO4)(SiO4)2, Ca2YZr2(AlO4)3, Ca2EuZr2(AlO4)3, Na3Al2(LiF4)3, Sr3Y2(GeO4)3, Fe3Al2(SiO4)3, Mg3Al2(SiO4)3, Mn3Al2(SiO4)3, Ca3Fe2(SiO4)3 und Ca3Cr2(SiO4)3.
  • Die Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann entweder einen transparenten Kristall oder einen farbigen Kristall umfassen. Eine transparente Granatverbindung kann eine Verbindung mit einer großen optischen Bandlücke sein, ohne dass sie ein Übergangsmetall oder ein Lanthanoid enthält, das einfach eine Absorption und eine Reflexion von sichtbarem Licht induziert. Eine farbige Granatverbindung kann eine Verbindung sein, die mindestens eines von einem Übergangsmetall und einem Lanthanoid enthält, das einfach eine Absorption und eine Reflexion von sichtbarem Licht induziert.
  • Beispiele für ein Übergangsmetall, das einfach eine Absorption und Reflexion von sichtbarem Licht induziert, umfassen Titan (Ti), Vanadium (V), Chrom (Cr), Mangan (Mn), Eisen (Fe), Kobalt (Co), Nickel (Ni) und Kupfer (Cu). Beispiele für ein Lanthanoid, das einfach eine Absorption und eine Reflexion von sichtbarem Licht induziert, umfassen Cer (Ce), Praseodym (Pr), Neodym (Nd), Samarium (Sm), Dysprosium (Dy), Holmium (Ho), Erbium (Er), Thulium (Tm) und Ytterbium (Yb).
  • Im Allgemeinen kann eine Granatverbindung abhängig von deren Zusammensetzung eine Funktion z. B. als Leuchtstoff, als magnetisches Material, als Halbleiter, als Isolator oder als dielektrische Substanz ausüben. Gleichzeitig kann verhindert werden, dass eine Granatverbindung eine Funktion als Leuchtstoff, als magnetisches Material, als Halbleiter, als Isolator oder als dielektrische Substanz ausübt, wenn deren Zusammensetzung verändert wird. Die Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann abhängig von der Zusammensetzung entweder eine dieser Funktionen ausüben, oder es kann verhindert werden, dass sie eine dieser Funktionen ausübt.
  • Wenn beispielsweise erforderlich ist, dass die Granatverbindung eine Fluoreszenzfunktion ausübt, kann die Granatverbindung eine Verbindung sein, die als Leuchtstoff dient (wie z. B. eine Granatverbindung aus Aluminat oder Silikat). Alternativ kann, wenn erforderlich ist, dass die Granatverbindung eine Fluoreszenzfunktion ausübt, die Granatverbindung eine Verbindung sein, die eine Funktion als Leuchtstoff nicht beeinträchtigt (wie z. B. eine Ferritzusammensetzung). Die Granatverbindung kann eine Verbindung umfassen, die als Matrix eines Leuchtstoffs dient, wenn die Granatverbindung so verwendet wird, dass eine Funktion als Leuchtstoff nicht beeinträchtigt wird.
  • Wenn die Granatverbindung als Leuchtstoff verwendet wird, der sichtbares Licht emittiert, enthält die Granatverbindung vorzugsweise nicht mindestens ein Element, das aus der Gruppe, bestehend aus Chrom, Eisen, Kobalt und Nickel ausgewählt ist, die jeweils als Ionen dienen, die eine Fluoreszenzkomponente im Infrarotbereich emittieren. Wenn die Granatverbindung keine Fluoreszenzfunktion ausüben soll, kann die Granatverbindung eine Verbindung sein, die eine Funktion als Leuchtstoff positiv beeinträchtigt, oder eine Verbindung, die Ionen enthält, die eine Funktion als Leuchtstoff beeinträchtigen.
  • Dasselbe technische Konzept wie in dem Fall der Festlegung, ob eine Funktion als Leuchtstoff vorliegen soll, kann auch auf den Fall des Festlegens angewandt werden, ob eine Funktion als magnetisches Material, als Halbleiter, als Isolator oder als dielektrische Substanz vorliegen soll.
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, ist die Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Verbindung, die ein einzelnes Teilchen mit einer Teilchenform, die von einer Granat-Kristallstruktur abgeleitet ist, oder ein Aggregat solcher einzelnen Teilchen umfasst. Die Granatverbindung weist eine Zusammensetzung auf, die durch die allgemeine Formel A'3B'2(C'X4)3 (1) dargestellt wird (wobei A', B' und C' Kationen sind, welche die Granatverbindung bilden können, und X ein Anion ist, das die Granatverbindung bilden kann), wobei weder B' noch C' Eisen als Hauptkomponente enthält. Das einzelne Teilchen in der Granatverbindung weist eine Teilchengröße auf, die in der Geologie als Sand kategorisiert wird. Die Granatverbindung enthält Blei in einer Menge von 1000 ppm oder weniger.
  • Die Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann eine Fluoreszenzfunktion mit einer großen Effizienz sicherstellen, so dass sie zur Bereitstellung einer emittierenden Hochleistungsvorrichtung beiträgt. Die Granatverbindung, die eine signifikant geringe Menge von Blei enthält, kann eine Schädigung der Umwelt verhindern, so dass die Sicherheit erhöht wird. Die Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist eine schöne polyedrische Teilchenform auf, die von einer Granat-Kristallstruktur abgeleitet ist, und weist inhärent eine große Härte auf. Jedes Teilchen der Granatverbindung weist auch einen Wert als Edelstein oder Poliermaterial auf. Folglich kann die Granatverbindung eine neue Nutzung und Anwendung zusätzlich zu verschiedenen Arten von Dekorgegenständen mit einer neuen Gestaltung bereitstellen.
  • [Verfahren zur Herstellung einer Granatverbindung]
  • Nachstehend wird ein Verfahren zur Herstellung der Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Die Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann derart hergestellt werden, dass eine Verbindung auf Halogenidbasis, die Halogen enthält, und eine Verbindung auf Oxidbasis, die Sauerstoff enthält, die als Ausgangsmaterialien verwendet werden, miteinander umgesetzt werden. Wenn die Granatverbindung ein Seltenerdelement enthält, kann die Granatverbindung derart hergestellt werden, dass mindestens eine Verbindung auf Seltenerdhalogenidbasis, die das Seltenerdelement und Halogen enthält, und eine Verbindung auf Oxidbasis, die Sauerstoff enthält, miteinander umgesetzt werden. Das Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Verfahren, bei dem als Hauptkomponente eine Verbindung verwendet wird, die herkömmlich als Flussmittel in einem Festkörperreaktionsverfahren verwendet wird, und das von dem herkömmlichen Festkörperreaktionsverfahren oder einem Flussmittelverfahren verschieden ist.
  • Insbesondere umfasst das Verfahren zur Herstellung der Granatverbindung mindestens einen Schritt des Mischens einer Verbindung auf Halogenidbasis, die ein Halogen enthält, mit einer Verbindung auf Oxidbasis, die Sauerstoff enthält, und einen Schritt des Erwärmens des durch den Mischschritt erhaltenen gemischten Ausgangsmaterials. Das Verfahren zur Herstellung der Granatverbindung umfasst vorzugsweise einen Schritt des Mischens einer Verbindung auf Seltenerdhalogenidbasis, die ein Seltenerdelement und Halogen enthält, mit der Verbindung auf Oxidbasis, und einen Schritt des Erwärmens des gemischten Ausgangsmaterials, das durch den Mischschritt erhalten worden ist. Das gemischte Ausgangsmaterial enthält mindestens alle Elemente, welche die Granatverbindung bilden.
  • In dem Mischschritt werden die Verbindung auf Halogenidbasis und die Verbindung auf Oxidbasis so hergestellt, dass sie für eine gewünschte Granatverbindung eine stöchiometrische oder näherungsweise stöchiometrische Zusammensetzung aufweisen, und mittels eines Mörsers oder einer Kugelmühle ausreichend gemischt. In dem Erwärmungsschritt wird das gemischte Ausgangsmaterial in einem Erwärmungsbehälter, wie z. B. einem Aluminiumoxidtiegel, angeordnet und z. B. mittels eines elektrischen Ofens erwärmt. Das gemischte Ausgangsmaterial wird vorzugsweise in einer Weise erwärmt, dass es bei einer Erwärmungstemperatur in einem Bereich von 900°C bis 1700°C, besonders bevorzugt in einem Bereich von 1000°C bis 1400°C für mehrere Stunden in Luft oder einer schwach reduzierenden Atmosphäre erwärmt wird.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, kann die Granatverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein einfaches Verfahren mittels einer Verbindung als Hauptkomponente hergestellt werden, die herkömmlich als Flussmittel in einem Festkörperreaktionsverfahren oder einem Flussmittelverfahren verwendet wird. Die Granatverbindung kann durch das vorstehend beschriebene einfache Herstellungsverfahren relativ einfach hergestellt werden, da das Verfahren keine speziellen Anlagen bzw. Einrichtungen oder Schritte erfordert.
  • Die Verbindung auf Halogenidbasis ist eine Verbindung, die mindestens Halogen umfasst, und es kann sich um verschiedene Typen eines Halogens oder eines Säurehalogenids handeln. Die Verbindung auf Halogenidbasis kann einzeln verwendet werden oder zwei oder mehr Arten davon können in einer Kombination verwendet werden.
  • Wenn die Verbindung auf Halogenidbasis die Verbindung auf Seltenerdhalogenidbasis ist, enthält die Verbindung auf Seltenerdhalogenidbasis mindestens Fluor, so dass die Herstellung der Granatverbindung erleichtert wird. Die Verbindung auf Seltenerdhalogenidbasis ist besonders bevorzugt ein Seltenerdfluorid.
  • Die Verbindung auf Halogenidbasis enthält vorzugsweise mindestens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Alkalimetall, einem Erdalkalimetall, einem Seltenerdelement und Aluminium. Die Verbindung auf Halogenidbasis ist besonders bevorzugt ein Fluorid, das mindestens ein Element enthält, das aus der Gruppe, bestehend aus einem Alkalimetall, einem Erdalkalimetall, einem Seltenerdelement und Aluminium, ausgewählt ist. Die Verbindung auf Seltenerdhalogenidbasis enthält vorzugsweise ein Seltenerdelement und mindestens ein Element, das aus der Gruppe, bestehend aus einem Alkalimetall, einem Erdalkalimetall und Aluminium, ausgewählt ist.
  • Wenn die Verbindung auf Halogenidbasis die Verbindung auf Seltenerdhalogenidbasis ist, kann die Verbindung auf Seltenerdhalogenidbasis ein komplexes Fluorid sein, das ein Seltenerdelement enthält. Ein solches komplexes Fluorid kann derart erhalten werden, dass mehrere Arten eines Fluorids miteinander umgesetzt werden. Die mehreren Arten eines Fluorids können entweder vor dem vorstehend genannten Mischschritt oder während des vorstehend genannten Erwärmungsschritts umgesetzt werden.
  • Beispiele für solche Verbindungen auf Halogenidbasis umfassen NH4F, LiF, NaF, KFMgF2, CaF2, SrF2, BaF2, ScF3, YF3, CeF3, GdF3, LuF3, ScOF, YOF, CeOF, GdOF, LuOF, AlF3 und GaF3. Ein weiteres Beispiel ist ein komplexes Fluorid, wie z. B. Li3AlF6, Na3AlF6, K3AlF6, LiYF4, NaYF4, KYF4, (Li0,5Na0,5)YF4 und (Li0,5K0,5)YF4. Die Verbindung auf Halogenidbasis kann eine Verbindung sein, die derart erhalten wird, dass ein Halogen, das von Fluor verschieden ist (wie z. B. Chlor), einen Teil des Fluors in den vorstehend genannten Verbindungen auf Halogenidbasis ersetzt. Die Verbindung auf Halogenidbasis kann auch eine Verbindung sein, die derart erhalten wird, dass ein Seltenerdelement, das von Yttrium verschieden ist (wie z. B. La, Gd, Tb und Lu), einen Teil des Yttriums in den vorstehend genannten Verbindungen auf Halogenidbasis ersetzt.
  • Die Verbindung auf Halogenidbasis enthält besonders bevorzugt mindestens ein Element, das aus der Gruppe, bestehend aus einem Seltenerdfluorid, einem Alkalimetallfluorid, Aluminiumfluorid und einem komplexen Fluorid, das Alkalimetall enthält, ausgewählt ist. Eine solche Verbindung auf Halogenidbasis erleichtert die Herstellung der Granatverbindung. Beispiele für komplexe Fluorid umfassen Li3AlF6 und NaYF4. Das Einbeziehen verschiedener Arten von Alkalimetallen neigt zu einer Erhöhung der Teilchengröße der Granatverbindung ist dadurch besonders bevorzugt, obwohl der Grund dafür nicht bestätigt ist.
  • Die Verbindung auf Oxidbasis ist eine Verbindung, die mindestens Sauerstoff enthält, und Beispiele dafür umfassen verschiedene Typen von Oxid, Hydroxid, Carbonat, Nitrat, Acetat und Säurehalogenid. Da ein Hydroxid, ein Carbonat, ein Nitrat, ein Acetat und ein Säurehalogenid durch Erwärmen in ein Oxid umgewandelt werden, kann die Granatverbindung diese Verbindungen als Ausgangsmaterial enthalten. Die Verbindung auf Oxidbasis kann einzeln verwendet werden oder zwei oder mehr Arten davon können in einer Kombination verwendet werden.
  • Die Verbindung auf Oxidbasis ist mindestens eine von einem Oxid oder einem Carbonat, so dass die Erzeugung der Granatverbindung erleichtert wird. Die Verbindung auf Oxidbasis kann mindestens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Alkalimetall, einem Erdalkalimetall, einem Seltenerdelement und Aluminium, enthalten.
  • Beispiele für solche Verbindungen auf Oxidbasis umfassen Li2O, Na2O, K2O, Li2CO3, Na2CO3, K2CO3, MgO, CaO, SrO, BaO, CaCO3, SrCO3, BaCO3, Sc2O3, Y2O3, Gd2O3, Lu2O3 und Al2O3. Die Verbindung auf Oxidbasis enthält besonders bevorzugt mindestens eine Alkalimetallverbindung.
  • In dem Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform neigt eine kalzinierte Substanz, die durch den Erwärmungsschritt erhalten wird, dazu, zu einem Gemisch aus der Granatverbindung und einem komplexen Halogenid zu führen. Das komplexe Halogenid enthält ein Alkalimetall oder Erdalkalimetall und ein Seltenerdelement. Das komplexe Halogenid weist Lösungseigenschaften auf, die sich bezüglich der Löslichkeit in Wasser und der Löslichkeit in Säure von denjenigen der Granatverbindung unterscheiden. Die Nutzung der Lösungseigenschaften kann die Trennung der Granatverbindung von der kalzinierten Substanz erleichtern.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, nutzt das Verfahren zur Herstellung der Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Verbindung als Hauptkomponente, die herkömmlich als Flussmittel verwendet wird, so dass Verbindungen synthetisiert werden, die zu dem Typ eines Aluminiumgranats gehören. Das Verfahren zur Herstellung der Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst besonders bevorzugt einen Schritt des Umsetzens mindestens eines Fluorids mit einer Alkalimetallverbindung. Das Verfahren umfasst auch vorzugsweise den Schritt des weiteren Zusetzens einer Aluminiumverbindung, die Sauerstoff im Kristallgitter enthält, zum Umsetzen der Verbindungen miteinander. Mit dem Verfahren kann folglich die Granatverbindung mit einer großen Teilchengröße, die mit Facetten versehen ist, in einer Weise einfach erhalten werden, bei der das Fluorid, die Alkalimetallverbindung und die Aluminiumverbindung je nach Erfordernis miteinander umgesetzt werden.
  • Beispiele für ein Fluorid umfassen ein Seltenerdfluorid (wie z. B. YF3 und GdF3), Aluminiumfluorid (AlF3), ein Alkalimetallfluorid (wie z. B. LiF, NaF und KF) und ein Erdalkalimetallfluorid (wie z. B. MgF2, CaF2, SrF2 und BaF2). Beispiele für Alkalimetallverbindungen umfassen ein Alkalimetallfluorid und ein Alkalimetallcarbonat (wie z. B. Li2CO3, Na2CO3, K2CO3, Li2O, Na2O und K2O). Beispiele für Aluminiumverbindungen, die Sauerstoff in Kristallgittern enthalten, umfassen Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid und Aluminiumnitrat. Das Herstellungsverfahren kann eine einzelne Art von jedem des Fluorids, der Alkalimetallverbindung und der Aluminiumverbindung oder zwei oder mehr Arten in einer Kombination nutzen.
  • Die Synthese der Aluminiumgranatverbindung ist z. B. durch die Reaktion nur von Yttriumfluorid und Aluminiumoxid bei 1400°C bis 1600°C für eine bis zwei Stunde(n) gemäß der folgenden Reaktionsformel 1 möglich. Die Teilchengröße der Granatverbindung kann weiter erhöht werden, wenn die Reaktion eines weiteren Fluorids und/oder einer weiteren Alkalimetallverbindung zusammen mit der Reaktion von Yttriumfluorid und Aluminiumoxid induziert wird.
  • [Chem. 1]
    • 3YF3 + 4Al2O3 → Y3Al5O12 + 3AlF3
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, erfordert das Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform nicht die Verwendung einer Verbindung, wie z. B. einer Bleiverbindung, als Flussmittel, die einen Einfluss auf die Umwelt hat. Die Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann folglich relativ einfach mittels der Reaktion einer Verbindung hergestellt werden, die als Hauptkomponente verwendet wird und die herkömmlich als Flussmittel verwendet wird.
  • [Leuchtstoff]
  • Als nächstes wird nachstehend ein Fall beschrieben, bei dem die Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform als Leuchtstoff verwendet wird. Die Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält vorzugsweise Ionen, die als Emissionszentrum bezeichnet werden, das eine Fluoreszenz emittiert. Die Granatverbindung wirkt demgemäß als Leuchtstoff, der eine Fluoreszenz emittiert.
  • Die Granatverbindung kann jedwede Ionen enthalten, die als Emissionszentrum wirken, das eine Fluoreszenz emittieren kann. Beispiele für Emissionszentren umfassen Übergangsmetallionen (Mn2+, Mn4+, Cr3+, Fe3+) und Seltenerdionen (Ce3+, Pr3+, Nd3+, Sm3+, Eu3+, Gd3+, Tb3+, Dy3+, Ho3+, Er3+, Tm3+, Yb3+, Eu2+). Die Granatverbindung, die ein solches Emissionszentrum enthält, kann sichtbares Licht und andere elektromagnetische Wellen emittieren.
  • Die Granatverbindung als Leuchtstoff ist vorzugsweise eine Verbindung, die sichtbares Licht mit einer kurzen Wellenlänge von 380 nm oder mehr und weniger als 480 nm absorbiert und das sichtbare Licht mit kurzer Wellenlänge in sichtbares Licht mit einer größeren Wellenlänge als das sichtbare Licht mit kurzer Wellenlänge umwandelt. Die Granatverbindung ist mehr bevorzugt eine Verbindung, die violettes oder blaues Licht mit einer Wellenlänge von 400 nm oder mehr und weniger als 470 nm emittiert und das Licht in sichtbares Licht mit einer größeren Wellenlänge als das sichtbare Licht mit kurzer Wellenlänge umwandelt. Eine solche Granatverbindung kann Licht abstrahlen, das ein lichtemittierendes Festkörper- bzw. Halbleiterelement, wie z. B. eine lichtemittierende Diode, emittiert, so dass eine Fluoreszenz visuell erkannt wird. Eine solche Granatverbindung kann auch eine Fluoreszenz emittieren, die unter natürlichem Licht visuell erkannt werden kann. Demgemäß kann die Granatverbindung als Leuchtstoff die gewerbliche Anwendbarkeit erweitern.
  • Granatverbindungen, die Ce3+ als Emissionszentrum enthalten, sind als Leuchtstoffe bekannt, die violettes oder blaues Licht mit einer Wellenlänge von 400 nm oder mehr und weniger als 470 nm absorbieren und das violette oder blaue Licht in sichtbares Licht (blaugrünes, grünes, gelbes, oranges oder rotes Licht) mit einer größeren Wellenlänge als das violette oder blaue Licht umwandeln. Die Granatverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung ist folglich vorzugsweise ein durch Ce3+ aktivierter Leuchtstoff. Ein solcher Leuchtstoff kann nicht nur für eine lichtemittierende Vorrichtung verwendet werden, wie sie nachstehend beschrieben ist, sondern kann auch die Granatverbindung mit einer Fluoreszenzfunktion versehen, so dass sie eine Dekoration mit einem höheren ästhetischen Wert bereitstellt.
  • Herkömmlich wurde ein Versuch zum Anregen von Leuchtstoffteilchen durch einen Laserstrahl gemacht. Da Leuchtstoffe von herkömmlichen Granatverbindungen jedoch typischerweise eine geringe Teilchengröße von etwa mehreren μm bis etwa 10 μm aufweisen, wurde selbst dann eine effiziente Anregung der Leuchtstoffe nicht erreicht, wenn das Anregungslicht zum Einstrahlen mit einer optischen Linse auf etwa ϕ 100 μm gebündelt wird.
  • Das einzelne Teilchen in der Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist eine Teilchengröße auf, die in der Geologie als Sand kategorisiert wird. Insbesondere liegt die Teilchengröße des einzelnen Teilchens in der Granatverbindung in einem Bereich von 62,5 μm bis 2 mm. Folglich kann gebündeltes Anregungslicht intensiv auf das einzelne Teilchen in der Granatverbindung eingestrahlt werden, so dass die Granatverbindung effizient angeregt wird, so dass ein sehr gutes Lichtemissionsvermögen sichergestellt wird.
  • Die Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann z. B. als fluoreszierender Sand für Forschungszwecke auf Treibsand verwendet werden. Ein herkömmlicher fluoreszierender Sand, der als Sand für Forschungszwecke bekannt ist, wird so hergestellt, dass ein fluoreszierendes Beschichtungsmittel auf Sand aufgebracht wird, der von einem Meeresforschungsbereich gewonnen worden ist. Ein solcher Sand weist ein Problem dahingehend auf, dass das fluoreszierende Beschichtungsmittel entfernt wird, was die Fluoreszenzintensität allmählich vermindert, wodurch eine Erfassung erschwert wird.
  • Die Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die als Leuchtstoff dient, weist eine große Härte und eine polyedrische Teilchenform auf, die etwa einer Kugel entspricht, und die von der Granat-Kristallstruktur abgeleitet ist. Die Granatverbindung erfordert keine Verwendung eines fluoreszierenden Beschichtungsmittels und die Fluoreszenzfunktion bleibt selbst dann erhalten, wenn sich die Oberfläche des Teilchens ablöst, so dass sie für einen langen Zeitraum für Forschungszwecke mit Treibsand verwendet werden kann. Die vorliegende Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Erforschen von Treibsand mittels der Granatverbindung, die als fluoreszierender Sand dient.
  • [Lichtemittierende Vorrichtung]
  • Nachstehend wird eine lichtemittierende Vorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Granatverbindung, die vorstehend beschrieben worden ist, als Leuchtstoff.
  • Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst breit elektronische Vorrichtungen mit einer lichtemittierenden Funktion und es kann sich um jedwede elektronische Vorrichtung handeln, die jedwedes Licht emittiert. Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform nutzt mindestens die Granatverbindung, die als Leuchtstoff dient, und nutzt eine Fluoreszenz, die durch den Leuchtstoff emittiert wird, als abgegebenes Licht oder Anregungslicht für andere Leuchtstoffe.
  • Insbesondere nutzt die lichtemittierende Vorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform den vorstehend beschriebenen Leuchtstoff in einer Kombination mit einer Anregungsquelle zum Anregen des Leuchtstoffs. Der Leuchtstoff absorbiert Energie, die von der Anregungsquelle emittiert wird, und wandelt die absorbierte Energie in eine farbgesteuerte Fluoreszenz um. Die Anregungsquelle kann je nach Eignung abhängig von den Anregungseigenschaften des Leuchtstoffs aus einer Entladungsvorrichtung, einer Elektronenkanone, einem lichtemittierenden Festkörper- bzw. Halbleiterelement und dergleichen ausgewählt werden.
  • Es sind viele verschiedene lichtemittierende Vorrichtungen, bei denen Leuchtstoffe verwendet werden, bekannt, und Beispiele dafür umfassen ein Fluoreszenzlicht, eine Elektronenröhre, ein Plasmaanzeigefeld (PDP), eine Weißlicht-emittierende Diode (eine weiße LED), eine Laserbeleuchtungsvorrichtung und eine Erfassungsvorrichtung, bei der ein Leuchtstoff verwendet wird. In einem weiteren Sinn sind auch eine Beleuchtungslichtquelle, eine Beleuchtungsvorrichtung und eine Anzeigevorrichtung, die jeweils einen Leuchtstoff nutzen, lichtemittierende Vorrichtungen und ein Projektor, der eine Laserdiode umfasst, und eine Flüssigkristallanzeige, die ein LED-Hintergrundlicht umfasst, werden ebenfalls als lichtemittierende Vorrichtung angesehen.
  • Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die 1 zeigt schematisch die lichtemittierende Vorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. In der 1(a) und der 1(b) ist eine Anregungslichtquelle 1 eine Lichtquelle zum Erzeugen von Primärlicht zum Anregen des Leuchtstoffs 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Die Anregungslichtquelle 1 kann eine Strahlungsvorrichtung sein, die einen Teilchenstrahl, wie z. B. einen α-Strahl, einen β-Strahl und einen Elektronenstrahl, und eine elektromagnetische Welle, wie z. B. einen γ-Strahl, einen Röntgenstrahl, einen Vakuumultraviolettstrahl, einen Ultraviolettstrahl und sichtbares Licht (insbesondere sichtbares Licht von Ultraviolettlicht mit einer kurzen Wellenlänge), abstrahlt. Bei der verwendeten Anregungsquelle 1 kann es sich um verschiedene Typen von strahlungsemittierenden Vorrichtungen, Elektronenstrahl-Strahlungsvorrichtungen, lichtemittierenden Entladungsvorrichtungen, lichtemittierenden Festkörper- bzw. Halbleiterelementen und lichtemittierenden Festkörper- bzw. Halbleitervorrichtungen handeln. Repräsentative Beispiele für die Anregungslichtquelle 1 umfassen eine Elektronenkanone, eine Röntgenröhre, eine Edelgasentladungsvorrichtung, eine Quecksilberentladungsvorrichtung, eine lichtemittierende Diode, eine Laserstrahl-emittierende Vorrichtung, einschließlich ein Halbleiterlaser, und ein anorganisches oder organisches Elektrolumineszenzelement.
  • In der 1(a) und der 1(b) ist das abgegebene Licht 4 eine Fluoreszenz, die von dem Leuchtstoff 2 emittiert wird, der durch das Anregungslicht 3 oder einen Anregungsstrahl angeregt wird, das oder der von der Anregungsquelle 1 emittiert wird. Das abgegebene Licht 4 wird als Beleuchtungslicht oder Anzeigelicht in der lichtemittierenden Vorrichtung verwendet.
  • Die 1(a) zeigt die lichtemittierende Vorrichtung, die einen Aufbau aufweist, bei dem das abgegebene Licht 4 von dem Leuchtstoff 2 in einer Abstrahlrichtung des Anregungsstrahls oder des Anregungslichts 3, das auf den Leuchtstoff 2 fällt, emittiert wird. Die in der 1(a) gezeigte lichtemittierende Vorrichtung kann z. B. eine weiße LED-Lichtquelle, eine Fluoreszenzlampe und eine Elektronenröhre sein. Die 1(b) zeigt die lichtemittierende Vorrichtung, die einen Aufbau aufweist, bei dem das abgegebene Licht 4 von dem Leuchtstoff 2 in der Richtung entgegengesetzt zu dem Anregungsstrahl oder dem Anregungslicht 3, das auf den Leuchtstoff 2 fällt, emittiert wird. Die in der 1(b) gezeigte lichtemittierende Vorrichtung kann z. B. eine Plasmaanzeigevorrichtung, eine Lichtquellenvorrichtung, bei der ein Leuchtstoffrad verwendet wird, das mit einem Reflektor versehen ist, und ein Projektor sein.
  • Bevorzugte Beispiele der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfassen eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung, eine Beleuchtungslichtquelle, eine Beleuchtungsvorrichtung, ein Flüssigkristallfeld, das mit einem LED-Hintergrundlicht versehen ist, einen LED-Projektor und einen Laserprojektor, die jeweils den Leuchtstoff nutzen. Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist vorzugsweise so ausgebildet, dass sie den Leuchtstoff durch sichtbares Licht mit kurzer Wellenlänge mit einem maximalen Intensitätswert in einem Bereich von 420 nm oder mehr und weniger als 470 nm, insbesondere in einem Bereich von 440 nm oder mehr und weniger als 465 nm anregt. Die lichtemittierende Vorrichtung umfasst vorzugsweise ferner ein lichtemittierendes Festkörper- bzw. Halbleiterelement, das sichtbares Licht mit kurzer Wellenlänge emittiert. Die Verwendung des lichtemittierenden Festkörper- bzw. Halbleiterelements als Anregungsquelle kann eine lichtemittierende Festkörper- bzw. Halbleitervorrichtung mit einer Stoßbeständigkeit, wie z. B. eine Festkörper- bzw. Halbleiterbeleuchtung, bereitstellen.
  • Eine Beleuchtungsvorrichtung, bei der ein lichtemittierendes Festkörper- bzw. Halbleiterelement als Laserdiode verwendet wird, ist ebenfalls eine bevorzugte Ausführungsform. Der Leuchtstoff gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist eine große Teilchengröße in einem Bereich von 62,5 μm bis 1000 μm auf. Die vorliegende Ausführungsform erleichtert folglich eine optische Gestaltung, die es dem einzelnen Teilchen des Leuchtstoffs ermöglicht, das gesamte Laserlicht zu absorbieren, wenn das Laserlicht mit einer optischen Linse auf ϕ 150 μm oder weniger gebündelt wird. Da der Leuchtstoff durch die Verwendung des gebündelten Laserlichts effizient angeregt werden kann, kann eine Hochleistungslaserbeleuchtungsvorrichtung bereitgestellt werden.
  • Ein spezifisches Beispiel der lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist nachstehend detailliert beschrieben. Wie es in der 2 gezeigt ist, umfasst eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Substrat 110, eine Mehrzahl von LEDs (lichtemittierenden Elementen) 120 und eine Mehrzahl von Einkapselungselementen 130. Das Substrat 110 weist eine Doppelschichtstruktur auf, die eine Isolierschicht, die aus einem Keramiksubstrat, einem wärmeleitenden Harz oder dergleichen ausgebildet ist, und eine Metallschicht umfasst, die aus einer Aluminiumplatte oder dergleichen ausgebildet ist. Das Substrat 110 weist eine viereckige plattenartige Form auf, deren Breite W1 in der seitlichen Richtung (der X-Achsenrichtung) des Substrats 110 in einem Bereich von 12 mm bis 30 mm liegt, und deren Breite W2 in der Längsrichtung (der Y-Achsenrichtung) in einem Bereich von 12 mm bis 30 mm liegt.
  • Wie es in der 3(a) und der 3(b) gezeigt ist, sind die LEDs 120 LEDs auf GaN-Basis, die in der Draufsicht jeweils eine rechteckige Form aufweisen. Jede der LEDs 120 weist eine Breite W3 in der seitlichen Richtung (der X-Achsenrichtung) in einem Bereich von 0,3 bis 1,0 mm, eine Breite W4 in der Längsrichtung (der Y-Achsenrichtung) in einem Bereich von 0,3 bis 1,0 mm und eine Dicke (eine Breite in der Z-Achsenrichtung) in einem Bereich von 0,08 mm bis 0,30 mm auf.
  • Die LEDs 120 sind so angeordnet, dass eine Elementzeile der LEDs 120 mit der Längsrichtung (der Y-Achsenrichtung) des Substrats 110 übereinstimmt. Die LEDs 120 bilden die Elementzeilen für jede Einheit der Mehrzahl der LEDs 120, die in einer Zeile angeordnet sind, und eine Mehrzahl dieser Elementzeilen wird dadurch montiert, dass sie entlang der seitlichen Richtung (der X-Achsenrichtung) des Substrats 110 gruppiert werden. Insbesondere werden fünfundzwanzig LEDs 120 zu einer Matrix angeordnet, die fünf Spalten und fünf Zeilen umfasst. Mit anderen Worten, fünf Elementzeilen, die jeweils fünf LEDs umfassen, werden parallel angeordnet.
  • Die LEDs 120 in jeder Elementzeile sind in der Längsrichtung (der Y-Achsenrichtung) angeordnet. Da die LEDs 120 in jeder Zeile gerade angeordnet sind, kann das Einkapselungselement 130, das die LEDs 120 einkapselt, gerade ausgebildet werden.
  • Wie es in der 3(b) gezeigt ist, ist jede Elementzeile einzeln mit dem länglichen Einkapselungselement 130 eingekapselt und bedeckt. Ein Satz aus der Elementzeile und dem Einkapselungselement 130 bildet eine einzelne lichtemittierende Gruppe 101. Die lichtemittierende Halbleitervorrichtung 100 umfasst folglich fünf lichtemittierende Gruppen 101.
  • Das Einkapselungselement 130 ist aus einem transparenten Harzmaterial ausgebildet, das einen Leuchtstoff umfasst. Beispiele für Harzmaterialien umfassen ein Silikonharz, ein Fluorharz, ein Hybridharz aus Silikon- und Epoxyharz, und ein Harnstoffharz. Der verwendete Leuchtstoff kann der Leuchtstoff aus der Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform sein. Der Leuchtstoff kann nicht nur der Leuchtstoff aus der Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform sein, sondern auch ein Leuchtstoff auf Oxidbasis, wie z. B. ein Oxid und ein Säurehalogenid, durch die mindestens eines von Eu2+, Ce3+, Tb3+ und Mn2+ aktiviert sind. Alternative Beispiele für den Leuchtstoff können ein Leuchtstoff auf Nitridbasis, wie z. B. ein Nitrid und Oxynitrid, das durch mindestens eines von Eu2+, Ce3+, Tb3+ und Mn2+ aktiviert ist, und ein Leuchtstoff auf Sulfidbasis, wie z. B. ein Sulfid und ein Oxysulfid, sein.
  • Das Einkapselungselement 130, wie es in der 3(a) gezeigt ist, weist vorzugsweise eine Breite W5 in der seitlichen Richtung (der X-Achsenrichtung) in einem Bereich von 0,8 bis 3,0 mm und eine Breite W6 in der Längsrichtung (der Y-Achsenrichtung) in einem Bereich von 3,0 mm bis 40,0 mm auf. Das Einkapselungselement 130 weist vorzugsweise die größte Dicke T1, welche die LED 120 umfasst (die Breite in der Z-Achsenrichtung), in einem Bereich von 0,4 mm bis 1,5 mm auf und die größte Dicke T2 ausschließlich die LED 120 in einem Bereich von 0,2 mm bis 1,3 mm auf. Die Breite W5 des Einkapselungselements 130 ist vorzugsweise zwei- bis siebenmal so groß wie die Breite W3 der LED 120, so dass die Zuverlässigkeit der Einkapselung sichergestellt wird.
  • Das Einkapselungselement 130 weist im Querschnitt in der seitlichen Richtung eine im Wesentlichen halbelliptische Form auf, wie es in der 3(a) gezeigt ist. Endabschnitte 131 und 132 auf beiden Seiten des Einkapselungselements 130 in der Längsrichtung sind in einer runden Form ausgebildet. Insbesondere weisen beide Endabschnitte 131 und 132 in der Draufsicht eine im Wesentlichen halbkreisförmige Form auf, wie es in der 2 gezeigt ist, und weisen im Querschnitt in der Längsrichtung eine im Wesentlichen sektorartige Form mit einem zentralen Winkel von etwa 90 Grad auf, wie es in der 3(b) gezeigt ist. Das Einkapselungselement 130, das die Endabschnitte 131 und 132 auf beiden Seiten mit einer runden Form umfasst, vermeidet eine Spannungskonzentration an den Endabschnitten 131 und 132 und erleichtert die Emission von Licht von den LEDs 120 von dem Einkapselungselement 130 nach außen.
  • Die jeweiligen LEDs 120 werden durch Montieren mit der Kontaktseite nach oben angeordnet. Die LEDs 120 werden mit einer Beleuchtungsstromzuführungsschaltungseinheit (nicht gezeigt) zum Zuführen von elektrischem Strom zu den LEDs 120 mittels einer Verdrahtungsstruktur 140, die auf dem Substrat 110 bereitgestellt ist, elektrisch verbunden. Die Verdrahtungsstruktur 140 umfasst ein Paar von Kontaktstellen 141 und 142 zum Zuführen von Strom und eine Mehrzahl von Kontaktstellen 143 zum Bonden, die angrenzend an die jeweiligen LEDs 120 angeordnet sind.
  • Wie es in der 3 gezeigt ist, werden die LEDs 120 mittels des Drahts (wie z. B. eines Golddrahts) 150 durch Drahtbonden elektrisch mit den Kontaktstellen 143 verbunden. Ein Ende 151 jedes Stücks des Drahts 150 wird mit der LED 120 verbunden und das andere Ende 152 wird mit der Kontaktstelle 143 verbunden. Jedes Stück des Drahts 150 ist entlang der Elementzeile ausgerichtet, zu der die LEDs, die gebondet werden sollen, gehören. Die beiden Enden 151 und 152 jedes Stücks des Drahts 150 sind auch entlang der Elementzeile ausgerichtet. Die Stücke des Drahts 150 werden zusammen mit den LEDs 120 und den Kontaktstellen 143 mit dem Einkapselungselement 130 eingekapselt und bedeckt, so dass sie vor einem Abbau bzw. einer Verschlechterung bewahrt werden, und sind isoliert, so dass die Sicherheit erhöht wird. Die LEDs 120 können anstatt durch eine Montage mit der Kontaktseite nach oben durch eine Flip-Chip-Montage auf dem Substrat 110 angeordnet werden.
  • Wie es in der 2 gezeigt ist, sind fünf LEDs 120 in Reihe in einer Elementzeile verbunden und fünf Elementzeilen sind parallel verbunden. Es sollte beachtet werden, dass die LEDs 120 nicht notwendigerweise in den jeweiligen Elementzeilen ausgerichtet sind und in jedweder Weise verbunden werden können. Die Kontaktstellen 141 und 142 sind mit einem Paar von Anschlussdrähten (nicht gezeigt) der Beleuchtungsstromzuführungsschaltungseinheit verbunden, durch die den jeweiligen LEDs 120 elektrischer Strom zugeführt wird, so dass diese Licht emittieren.
  • Das Einkapselungselement 130 kann durch die folgenden Schritte gebildet werden. Als erstes wird, wie es in der 2 gezeigt ist, das Substrat 110 hergestellt, auf dem eine Mehrzahl von Elementzeilen, die jeweils die ausgerichteten LEDs 120 umfassen, parallel in der X-Achsenrichtung angeordnet sind. Als nächstes wird, wie es in der 4 gezeigt ist, eine Harzpaste 135 entlang der jeweiligen Elementzeilen z. B. unter Verwendung einer Abgabevorrichtung linear auf das Substrat 110 aufgebracht. Danach wird die aufgebrachte Harzpaste 135 erstarren gelassen, so dass das Einkapselungselement 130 einzeln entlang jeder Elementzeile bereitgestellt wird.
  • Die lichtemittierende Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann für verschiedene Zwecke angewandt werden, wie z. B. eine Beleuchtungslichtquelle, ein Hintergrundlicht einer Flüssigkristallanzeige und eine Lichtquelle für eine Anzeigeeinheit.
  • Der Leuchtstoff gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist eine größere Teilchengröße auf als herkömmliche pulverförmige Leuchtstoffe, die für lichtemittierende Vorrichtungen verwendet werden, so dass es sich um ein Teilchen mit einer größeren optischen Absorptionstiefe handelt. Der Leuchtstoff, der einen hohen Absorptionsgrad aufweist, kann einen fluoreszierenden Film mit einer geringeren Reflexion oder Transmission von Anregungslicht bereitstellen. Der Leuchtstoff erleichtert folglich eine Verbesserung des Abgabevermögens eines Lichtquellenelements und einer lichtemittierenden Vorrichtung mit einem Aufbau, in dem das abgegebene Licht 4 in der Richtung entgegengesetzt zu dem Anregungsstrahl oder dem Anregungslicht 3 emittiert wird, das auf den Leuchtstoff 2 fällt, emittiert wird, wie es in der 1(b) gezeigt ist.
  • Der Leuchtstoff gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist eine polyedrische Teilchenform auf, die näherungsweise eine Kugel ist und von einer Granat-Kristallstruktur abgeleitet ist, so dass ein fluoreszierender Film mit einer hohen Lichtdurchlässigkeit bereitgestellt wird. Ein solcher fluoreszierender Film mit einer guten Effizienz der Lichtextraktion kann das Abgabevermögen der lichtemittierenden Vorrichtung verbessern. Der fluoreszierende Film mit einer guten Effizienz der Lichtabgabe wird insbesondere in einem Aufbau effizient verwendet, bei dem das abgegebene Licht 4 in der Richtung entgegengesetzt zu dem Anregungsstrahl oder dem Anregungslicht 3 emittiert wird, das auf den Leuchtstoff 2 fällt, wie es in der 1(b) gezeigt ist. Wenn in der lichtemittierenden Vorrichtung, die einen solchen Aufbau aufweist, ein reflektierendes Element verwendet wird, wird das abgegebene Licht 4 von dem Leuchtstoff 2 durch das reflektierende Element reflektiert, so dass das Abgabevermögen der lichtemittierenden Vorrichtung verbessert wird.
  • Die Verwendung der Granatverbindung als Leuchtstoff für eine Lichtquelle oder dergleichen kann eine Beleuchtungslichtquelle mit sehr guten Farbwiedergabeeigenschaften und einer hohen Effizienz sowie eine Anzeigeeinheit bereitstellen, die einen Bildschirm mit einem breiten Farbbereich mit einer großen Helligkeit umfasst. Die Beleuchtungslichtquelle kann so aufgebaut sein, dass die lichtemittierende Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform, eine Beleuchtungsstromzuführungsschaltung zum Betreiben der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung und eine Verbindungskomponente, wie z. B. eine Basis, die zum Verbinden mit einem Beleuchtungskörper verwendet wird, miteinander kombiniert werden. Die gegebenenfalls mit einem Beleuchtungskörper kombinierte Beleuchtungslichtquelle kann eine Beleuchtungsvorrichtung oder ein Beleuchtungssystem bereitstellen.
  • Die lichtemittierende Vorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist eine hohe Abgabeeffizienz auf, so dass sie für verschiedene Zwecke anwendbar ist, die von der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung und den Lichtquellenvorrichtungen, wie sie vorstehend beschrieben worden sind, verschieden sind.
  • [Dekorgegenstand]
  • Nachstehend wird ein Dekorgegenstand gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Der Dekorgegenstand gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Granatverbindung, die vorstehend beschrieben worden ist, als Dekormaterial.
  • Die 5(a) und die 5(b) zeigen schematisch den Dekorgegenstand 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. In der 5(a) und der 5(b) ist ein zu dekorierender Körper 201 ein Substrat, das mit Teilchen 202 der Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform dekoriert ist. Der verwendete zu dekorierende Körper 201 kann z. B. ein Baumaterial, ein Harzprodukt, ein Keramikprodukt, ein Metallprodukt, Holz, Papier und Beton sein.
  • Die 5(a) zeigt einen Fall, bei dem die Teilchen 202 der Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die als Dekormaterial verwendet werden, auf der Oberfläche des zu dekorierenden Körpers 201 fixiert sind, so dass der zu dekorierende Körper 201 dekoriert wird. Die 5(b) zeigt einen Fall, bei dem die Teilchen 202 der Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die als Dekormaterial verwendet werden, in dem zu dekorierenden Körper 201 eingebettet sind, so dass der zu dekorierende Körper 201 dekoriert wird. Wie es in der 5 gezeigt ist, wird der Dekorgegenstand gemäß der vorliegenden Ausführungsform so erhalten, dass der zu dekorierende Körper 201 mit den Teilchen 202 der als Dekormaterial verwendeten Granatverbindung, die auf dem zu dekorierenden Körper 201 fixiert sind oder teilweise in dem zu dekorierenden Körper 201 eingebettet sind, dekoriert wird. Die Teilchen 202 der Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind auch künstliche Edelsteine, welche die Größe von Sand aufweisen, so dass der zu dekorierende Körper 201 eine hohe Qualitätsanmutung und einen ästhetischen Wert aufweist.
  • Gemäß der 5(a) können die Teilchen 202 der Granatverbindung an der Oberfläche des zu dekorierenden Körpers 201 z. B. mit einem Haftmittel fixiert werden. Das für den Dekorgegenstand 200 verwendete Fixierverfahren kann jedwedes Verfahren sein, das die Teilchen 202 der Granatverbindung mindestens auf der Oberfläche des zu dekorierenden Körpers 201 fixieren kann.
  • Gemäß der 5(b) können die Teilchen 202 der Granatverbindung zuerst teilweise in eine weiche Oberfläche des zu dekorierenden Körpers 201 eingebettet werden und der zu dekorierende Körper 201 kann dann gegebenenfalls ausgehärtet werden. Alternativ kann der zu dekorierende Körper 201 mittels einer Vorstufe davon hergestellt werden, die im Vorhinein mit den Teilchen 202 der Granatverbindung gemischt wird, und die Oberfläche des so hergestellten, zu dekorierenden Körpers 201 kann einer Oberflächenbehandlung unterzogen werden, so dass ein Teil der Teilchen 202 auf der Oberfläche des zu dekorierenden Körpers 201 freiliegt. Das Einbettungsverfahren, das für den Dekorgegenstand 200 verwendet wird, kann jedwedes Verfahren sein, das die Teilchen 202 der Granatverbindung mindestens in dem zu dekorierenden Körper 201 teilweise einbetten kann.
  • Die 5(a) und die 5(b) zeigen jeweils den Fall, bei dem ein vorgegebener Teil der Oberfläche des zu dekorierenden Körpers 201 mit den Teilchen 202 der Granatverbindung dekoriert ist. Es sollte beachtet werden, dass die Oberfläche des zu dekorierenden Körpers 201 vollständig mit den Teilchen dekoriert sein kann, oder in mehreren Abschnitten lokal mit den Teilchen dekoriert sein kann. Die 5(a) und die 5(b) zeigen jeweils den Fall, bei dem ein vorgegebener Teil der Oberfläche des zu dekorierenden Körpers 201 mit den Teilchen 202 der Granatverbindung dekoriert ist, die in einer regelmäßigen Weise verteilt sind. Es sollte beachtet werden, dass die Oberfläche des zu dekorierenden Körpers 201 derart mit den Teilchen 202 der Granatverbindung dekoriert sein kann, dass die Teilchen 202 ungleichmäßig verteilt oder lokal konzentriert sind. Alternativ kann die Oberfläche des zu dekorierenden Körpers 201 mit einer Schicht der Teilchen 202 der Granatverbindung dekoriert sein, die darauf abgeschieden sind.
  • Die 5(b) zeigt den Fall, bei dem die Teilchen 202 der Granatverbindung ungleichmäßig von der Oberfläche des zu dekorierenden Körpers 201 vorragen. Alternativ können die Teilchen 202 der Granatverbindung mit einer konstanten Rate von der Oberfläche des zu dekorierenden Körpers 201 vorragen.
  • Der Dekorgegenstand 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann jedweder Gegenstand sein, der ein einzelnes Teilchen der Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform oder ein Aggregat solcher Teilchen als Dekormaterial nutzt. Der Dekorgegenstand gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann z. B. ein Baumaterial, ein Harzprodukt, ein Keramikprodukt und ein Metallprodukt sein, die jeweils mit einem einzelnen Teilchen der Granatverbindung oder einem Aggregat solcher Teilchen dekoriert sind. Andere Beispiele für den Dekorgegenstand, der mit der Granatverbindung dekoriert ist, umfassen eine Werkzeugmaschine, ein elektrisches Gerät, ein Transportgerät, ein Straßenelement, ein Verkehrselement, ein Beschichtungsmittel, ein Kunstwerk, ein kunsthandwerklicher Gegenstand, einen ortsfesten Gegenstand und persönliche Gegenstände. Der Dekorgegenstand kann ein urheberrechtlich geschütztes Werk sein, wie z. B. eine Sandmalerei, die mit der Granatverbindung geschaffen worden ist.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, weist die Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine schöne polyedrische Teilchenform auf, die von einer Granat-Kristallstruktur abgeleitet ist, und weist eine relativ große Teilchengröße auf. Die Granatverbindung weist auch einen Wert als künstlicher Edelstein auf. Folglich werden ein Baumaterial, ein Harzprodukt, ein Keramikprodukt, ein Metallprodukt, eine Werkzeugmaschine, ein elektrisches Gerät, ein Transportgerät, ein Beschichtungsmittel, ein Kunstwerk, ein kunsthandwerklicher Gegenstand, ein ortsfester Gegenstand, persönliche Gegenstände und dergleichen, die mit der Granatverbindung der vorliegenden Ausführungsform dekoriert sind, mit einem ästhetischen Wert versehen. Darüber hinaus ist die Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform auf eine Nagelverschönerung anwendbar, da Nägel und Teile des Körpers dekoriert werden können. Ferner können mehrere Arten von Granatverbindungen für einen Dekorgegenstand und ein Dekorationsverfahren verwendet werden, so dass der Dekorgegenstand mit einem höheren ästhetischen Wert versehen wird.
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, betrifft die vorliegende Ausführungsform ein Verfahren zur Verwendung der Granatverbindung als Dekormaterial oder fluoreszierender Sand. Die vorliegende Ausführungsform betrifft auch ein Verfahren zum Dekorieren eines zu dekorierenden Körpers mit einem einzelnen Teilchen der Granatverbindung oder einem Aggregat solcher Teilchen. Daher kann das Dekorverfahren als Verfahren zum Dekorieren von jedwedem eines Baumaterials, eines Harzprodukts, eines Keramikprodukts, eines Metallprodukts, einer Werkzeugmaschine, eines elektrischen Geräts, eines Transportgeräts, eines Beschichtungsmittels, eines Kunstwerks, eines kunsthandwerklichen Gegenstands, eines ortsfesten Gegenstands, von persönlichen Gegenständen und Nägeln betrachtet werden. Die vorliegende Ausführungsform erleichtert daher verschiedene Arten einer Dekoration, die einen ästhetischen Wert bereitstellen können.
  • BEISPIELE
  • Die vorliegende Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf Beispiele und ein Vergleichsbeispiel detaillierter beschrieben, ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt.
  • Ein Leuchtstoff als eine Granatverbindung wurde in jedem der Beispiele und des Vergleichsbeispiels durch ein Herstellungsverfahren mittels einer Festkörperreaktion synthetisiert und die Eigenschaften des so erhaltenen Leuchtstoffs wurden bewertet. In den jeweiligen Beispielen und dem Vergleichsbeispiel wurde das folgende chemische Pulver als Ausgangsmaterial oder als Reaktionsbeschleuniger verwendet und die jeweiligen Ausgangsmaterialien wurden in den in der Tabelle 1 gezeigten jeweiligen Verhältnissen abgewogen und gemischt.
    Yttriumoxid (Y2O3): Reinheit 4N, hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
    Yttriumfluorid (YF3): Reinheit 3N, hergestellt von Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd.
    Gadoliniumfluorid (GdF3): Reinheit 3N, hergestellt von Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd.
    Ceroxid (CeO2): Reinheit 4N, hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
    Cerfluorid (CeF3): Reinheit 3N, hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
    Aluminiumoxid (θ-Al2O3): Reinheit 4N5, hergestellt von Sumitomo Chemical Company, Limited
    Aluminiumfluorid (AlF3): Reinheit (keine Abgabe), hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
    Lithiumcarbonat (Li2CO3): Reinheit 3N5, hergestellt von Kanto Chemical Co., Inc.
    Natriumcarbonat (Na2CO3): Reinheit 2N8, hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
    Kaliumcarbonat (K2CO3): Reinheit 2N5, hergestellt von Kanto Chemical Co., Inc. [Tabelle 1]
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  • [Beispiel 1]
  • Eine Granatverbindung, die im Beispiel 1 erhalten werden soll, war „(Y0,98Ce0,02)3Al2(AlO4)3” mit einer Kristallstruktur des Granattyps.
  • Die Ausgangsmaterialien der Granatverbindung wurden in den in der Tabelle 1 gezeigten Mischungsverhältnissen abgewogen. Die abgewogenen Ausgangsmaterialien wurden in einem Trockenverfahren mittels eines Mörsers und eines Pistills gemischt, so dass ein zu erwärmendes Ausgangsmaterial erhalten wurde. Das so erhaltene Ausgangsmaterial wurde in einen Aluminiumoxidtiegel mit einem Deckel eingebracht und einem Haupterwärmen mit einem kastenförmigen elektrischen Ofen in Luft bei 1200°C für zwei Stunden unterzogen. Die Erwärmungsgeschwindigkeit und die Kühlgeschwindigkeit wurden beide auf 400°C eingestellt.
  • Wenn das erwärmte Produkt nach dem Haupterwärmen visuell untersucht wurde, waren gelbe fluoreszierende Teilchen mit der Größe von Sand in einem weißen erstarrten Produkt verteilt, obwohl die Angabe von deren Daten hier weggelassen ist. Wenn eine kristalline Substanz in dem erstarrten Produkt mittels Röntgenbeugung untersucht wurde, wurde die kristalline Substanz als Gemisch von mindestens der Granatverbindung, einem komplexen Halogenid eines Alkalimetalls und eines Seltenerdelements sowie Aluminiumoxid identifiziert. Die Granatverbindung war Y3Al2(AlO4)3, das Ce enthielt, und das komplexe Halogenid war eine Verbindung mit derselben Kristallstruktur wie NaYF4.
  • Das nach dem Haupterwärmen erhaltene erwärmte Produkt wurde dann mit dem Mörser und dem Pistill etwas gemahlen und dann einer Nachbehandlung unterzogen, so dass die Granatverbindung in dem erwärmten Produkt abgetrennt wurde.
  • Insbesondere wurden das erwärmte Produkt nach dem Haupterwärmen und reines Wasser in einen Glasbecher eingebracht und dann mit einem Magnetrührer für sechs Stunden gerührt. Die durch das Rühren erzeugte Suspension wurde durch mehrere Schritte vollständig entfernt, so dass die Granatverbindung als Niederschlag in dem Wasser erhalten wurde. Der so erhaltene Niederschlag wurde dann filtriert und getrocknet. Auf diese Weise wurde die Granatverbindung von Beispiel 1 erhalten.
  • [Beispiel 2]
  • Die Granatverbindung, die im Beispiel 2 erhalten werden soll, war ebenfalls „(Y0,98Ce0,02)3Al2(AlO4)3” mit einer Kristallstruktur des Granattyps. Die Granatverbindung wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass die Zeit für das Haupterwärmen auf 40 Minuten geändert wurde.
  • Wenn das erwärmte Produkt nach dem Haupterwärmen im Beispiel 2 visuell untersucht wurde, waren wie im Beispiel 1 gelbe fluoreszierende Teilchen mit einer Größe von Sand in einem weißen erstarrten Produkt verteilt. Wenn eine kristalline Substanz in dem erstarrten Produkt mittels Röntgenbeugung untersucht wurde, wurde die kristalline Substanz als Gemisch von mindestens der Granatverbindung, einem komplexen Halogenid eines Alkalimetalls und eines Seltenerdelements sowie Aluminiumoxid identifiziert. Die so erhaltene Granatverbindung war Y3Al2(AlO4)3, das Ce enthielt, und das komplexe Halogenid war eine Verbindung mit derselben Kristallstruktur wie NaYF4.
  • [Beispiel 3]
  • Eine Granatverbindung, die im Beispiel 3 erhalten werden soll, war ebenfalls „(Y0,98Ce0,02)3Al2(AlO4)3” mit einer Kristallstruktur des Granattyps.
  • Die fluoreszierenden Ausgangsmaterialien wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 abgewogen und gemischt, so dass ein zu erwärmendes Ausgangsmaterial erhalten wurde. Das so erhaltene Ausgangsmaterial wurde einem Haupterwärmen in Luft bei 1200°C für zwei Stunden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 unterzogen. Das erwärmte Produkt nach dem Haupterwärmen wurde dann einer Reduktionsbehandlung durch weiteres Erwärmen in einem elektrischen Röhrenofen in einer schwach reduzierenden Atmosphäre bei 1200°C für zwei Stunden unterzogen. Die schwach reduzierende Atmosphäre war eine Mischgasatmosphäre aus 96% Stickstoff und 4% Wasserstoff, wobei die Flussrate des Mischgases auf 100 ml/min eingestellt worden ist. Das erwärmte Produkt wurde dann in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 einer Nachbehandlung unterzogen, so dass die Granatverbindung von Beispiel 3 erhalten wurde.
  • Wenn das erwärmte Produkt nach der Reduktionsbehandlung im Beispiel 3 visuell untersucht wurde, waren wie im Beispiel 1 gelbe fluoreszierende Teilchen mit einer Größe von Sand in einem weißen erstarrten Produkt verteilt. Wenn eine kristalline Substanz in dem erstarrten Produkt mittels Röntgenbeugung untersucht wurde, wurde die kristalline Substanz als Gemisch von mindestens der Granatverbindung, einem komplexen Halogenid eines Alkalimetalls und eines Seltenerdelements sowie Aluminiumoxid identifiziert. Die so erhaltene Granatverbindung war Y3Al2(AlO4)3, das Ce enthielt, und das komplexe Halogenid war eine Verbindung mit derselben Kristallstruktur wie NaYF4.
  • [Vergleichsbeispiel 1]
  • Im Vergleichsbeispiel 1 wurde eine Granatverbindung von „(Y0,98Ce0,02)3Al2(AlO4)3” mit einer Kristallstruktur des Granattyps mit einem Verfahren mittels einer herkömmlichen Festkörperreaktion hergestellt.
  • Die jeweiligen Ausgangsmaterialien (Yttriumoxid, Ceroxid und Aluminiumoxid) und ein Reaktionsbeschleuniger (Aluminiumfluorid und Kaliumcarbonat) wurden in den in der Tabelle 1 gezeigten Verhältnissen abgewogen. Diese Ausgangsmaterialien und der Reaktionsbeschleuniger wurden mit einer geeigneten Menge von reinem Wasser durch ein Nassverfahren mit einer Kugelmühle ausreichend gemischt. Das gemischte Ausgangsmaterial wurde in einen Behälter eingebracht und mittels eines Trockners bei 120°C über Nacht getrocknet. Das getrocknete Ausgangsmaterial wurde mit dem Mörser und dem Pistill gemahlen, so dass ein zu erwärmendes Ausgangsmaterial hergestellt wurde.
  • Das zu erwärmende Ausgangsmaterial wurde in einen Aluminiumoxidtiegel mit Deckel eingebracht und in einem elektrischen Röhrenofen in einer schwach reduzierenden Atmosphäre bei 1500°C für zwei Stunden erwärmt. Die schwach reduzierende Atmosphäre war eine Mischgasatmosphäre aus 96% Stickstoff und 4% Wasserstoff, wobei die Flussrate des Mischgases auf 100 ml/min eingestellt worden ist. Auf diese Weise wurde die Granatverbindung von Vergleichsbeispiel 1 erhalten.
  • [Untersuchung mittels Elektronenmikroskopie]
  • Die in den Beispielen 1 bis 3 und im Vergleichsbeispiel 1 erhaltenen Granatverbindungen wurden mit einem Elektronenmikroskop untersucht (Handelsbezeichnung: VE-9800, erhältlich von Keyence Corporation). Die 6 zeigt die Granatverbindung nach dem Waschen im Beispiel 1, die 7 zeigt die Granatverbindung nach dem Waschen im Beispiel 2, die 8 zeigt die Granatverbindung nach dem Waschen im Beispiel 3 und die 9 zeigt die Granatverbindung im Vergleichsbeispiel 1.
  • Wie es aus den Elektronenmikrobildern der Beispiele 1 bis 3, die in der 6 bis 8 gezeigt sind, und dem Elektronenmikrobild von Vergleichsbeispiel 1 ersichtlich ist, wiesen die Granatverbindungen der Beispiele 1 bis 3 eine Teilchengröße von 200 μm bis 300 μm auf, während die Granatverbindung von Vergleichsbeispiel 1 eine Teilchengröße von mehreren μm bis 10 μm aufwies.
  • Wie es aus der 6 bis 8 ersichtlich ist, waren die Granatverbindungen der Beispiele 1 bis 3 Teilchen mit einer Teilchenform, die näherungsweise ein Rhombendodekaeder ist, wobei es sich um einen Kristallhabitus einer Granatverbindung handelt und der eindeutige Facetten aufweist. Die Granatverbindungen der Beispiele 1 bis 3 waren jeweils ein Aggregat von monodispersen einzelnen Teilchen.
  • [Analyse der Kristallstruktur]
  • Die Kristallstrukturen der Granatverbindungen der Beispiele 1 bis 3 wurden mit einem Röntgendiffraktometer (Handelsbezeichnung: MultiFlex, erhältlich von Rigaku Corporation) analysiert. Die 10 zeigt die Messergebnisse. Da die Analyse der Kristallstrukturen der Granatverbindungen der Beispiele 1 bis 3 keinen signifikanten Unterschied zwischen den jeweiligen Röntgenbeugungsmustern aufwies, zeigt die 10 das Röntgenbeugungsmuster (a) von Beispiel 1. Die 10 zeigt auch ein Muster (b) von Y3Al5O12, das eine Kristallstruktur des Granattyps aufweist und das in der Pulverbeugungsdatei (PDF) registiert ist (PDF Nr. 33-0040).
  • Wie es aus einem Vergleich zwischen den Mustern (a) und (b), die in der 10 gezeigt sind, ersichtlich ist, stimmt das Röntgenbeugungsmuster der Granatverbindung von Beispiel 1 mit dem Muster von Y3Al5O12, das eine Granat-Kristallstruktur aufweist, überein. Die Analyse zeigte, dass mindestens die Granatverbindung von Beispiel 1 vorwiegend die Verbindung mit einer Kristallstruktur des Granattyps enthält.
  • [Messung des Emissionsspektrums]
  • Ein Emissionsspektrum, wenn die Granatverbindung von Beispiel 1 durch blaues Licht angeregt wurde, wurde mit einem unverzögerten Mehrkanalphotodetektorsystem (QE-1100, erhältlich von Otsuka Electronics Co., Ltd.) bewertet. Die Anregungswellenlänge während der Messung des Emissionsspektrums wurde auf 450 nm eingestellt. Die 11 zeigt ein Emissionsspektrum (a) als Messergebnis. Die 11 zeigt auch ein Emissionsspektrum (b) der Granatverbindung von Vergleichsbeispiel 1, das gleichzeitig gemessen wurde.
  • Wie es in der 11 gezeigt ist, weist das Emissionsspektrum des Leuchtstoffs von Beispiel 1 eine Emissionspeakwellenlänge auf, die bei etwa 536 nm erscheint, und weist aufgrund von Ce3+ eine breite Fluoreszenzkomponente auf. Das Emissionsspektrum von Vergleichsbeispiel 1 weist eine Emissionspeakwellenlänge auf, die bei etwa 550 nm erscheint, was zu einer Differenz von 14 nm bezüglich der Emissionspeakwellenlänge von Beispiel 1 führt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Ce3+-Aktivierungsmenge, die tatsächlich in der Granatverbindung verwendet wird, in Bezug auf die hergestellte Ce3+-Aktivierungsmenge (2 Atom-% auf der Basis der Y-Substitutionsrate) im Beispiel 1 um etwa eine Stelle vermindert ist, obwohl entsprechende Details hier weggelassen sind.
  • [Analyse von Verunreinigungen]
  • Verunreinigungen in der Granatverbindung von Beispiel 1 wurden mittels ICP-Massenspektrometrie (ICP-MS) gemessen. Das Analyseverfahren ist wie folgt und die Tabelle 2 fasst die Analyseergebnisse zusammen.
  • <Probenvorbehandlung>
  • Eine Mischflüssigkeit, wie z. B. Schwefelsäure, wird 0,1 g einer Probe zugesetzt und mit Mikrowellen unter hohem Druck wird ein E wärmen und ein Zersetzen durchgeführt und danach wird das Volumen mit reinem Wasser festgelegt.
  • <Analyse der qualitativen Reihenfolge>
    • Verwendetes Gerät: Agilent 7700-Reihe (erhältlich von Agilent Technologies)
    • Messmodus: Heliumkollisionsmodus
    • Messverfahren: Quantitative Konzentrationsberechnung mittels relativer Empfindlichkeitsfaktoren von Software, die zu dem Gerät gehört
  • Wie es aus der Tabelle 2 ersichtlich ist, betrug die Menge der jeweiligen umweltschädigenden Elemente, die in der Granatverbindung von Beispiel 1 enthalten waren, weniger als 1 ppm, was unterhalb der quantativen Untergrenze in der ICP-Massenspektrometrie liegt. Insbesondere betrug die Menge von jedem von Pb und Hg, die in der Granatverbindung von Beispiel 1 enthalten waren, weniger als 1 ppm. [Tabelle 2]
    Figure DE112016003272T5_0003
  • In der Tabelle 2 sind die Elemente, die mit dem Symbol „*” bezeichnet sind, Hauptkomponenten oder Säurekomponenten, die für die Zersetzung verwendet werden, und nicht die zu analysierenden Daten. Das Zeichen „<” gibt an, dass die Zahlenwerte neben dem Zeichen weniger als die quantitative Untergrenze sind.
  • [Beispiel 4]
  • Eine Granatverbindung, die im Beispiel 4 erhalten werden soll, war ebenfalls „(Y0,98Ce0,02)3Al2(AlO4)3” mit einer Kristallstruktur des Granattyps. Die Granatverbindung wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass die Temperatur für das Haupterwärmen auf 1400°C geändert wurde.
  • Die Granatverbindung von Beispiel 4 wurde in der gleichen Weise wie die Beispiele 1 bis 3 ebenfalls mit dem Elektronenmikroskop untersucht. Die 12 zeigt die Granatverbindung nach dem Waschen und die 13 zeigt die Granatverbindung vor dem Waschen. Wie es in der 12 gezeigt ist, weist die Granatverbindung von Beispiel 4 eine Teilchengröße von etwa 860 μm auf. Die Granatverbindung von Beispiel 4 weist eine Teilchenform auf, die näherungsweise ein Rhombendodekaeder ist, der eindeutige Facetten aufweist. Wie es in der 13 gezeigt ist, umfasst die Granatverbindung von Beispiel 4 vor dem Waschen ein einzelnes Teilchen, das eine Teilchenform aufweist, die von einer Granat-Kristallstruktur abgeleitet ist, und umfasst ein Aggregat, in dem solche einzelnen Teilchen aggregiert sind.
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, ist das Primärteilchen in der Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein großes monodisperses Teilchen und weist Facetten auf, wie es in der 12 gezeigt ist. Folglich kann die Granatverbindung gemäß der vorliegenden Ausführungsform als Teilchenaggregat von Einkristallen mit einem hohen Kristallgrad angesehen werden. Die Analyse zeigte ferner, dass gemäß dem Beispiel 4 die Zunahme der Temperatur für das Haupterwärmen (die Synthesetemperatur) die Teilchengröße erhöhen kann, so dass mindestens etwa millimetergroße Verbindungsteilchen synthetisiert werden.
  • Die Kristallstruktur der Granatverbindung von Beispiel 4 wurde ebenfalls in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 analysiert. Bei der Messung des Emissionsspektrums von Beispiel 4 wurde dasselbe Ergebnis wie im Beispiel 1 erhalten.
  • [Beispiel 5]
  • Eine Granatverbindung, die im Beispiel 5 erhalten werden soll, war „(Y0,68Gd0,30Ce0,02)3Al2(AlO4)3” mit einer Kristallstruktur des Granattyps. Die Granatverbindung von Beispiel 5 wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass die jeweiligen Ausgangsmaterialien in den Mischungsverhältnissen für das Beispiel 5 abgewogen wurden, das in der Tabelle 1 gezeigt ist.
  • Die Granatverbindung von Beispiel 5 wurde in der gleichen Weise wie die Beispiele 1 bis 3 mit dem Elektronenmikroskop untersucht. Wie es in der 14 gezeigt ist, umfasst die Granatverbindung von Beispiel 5 nach dem Waschen ebenfalls ein monodisperses Teilchen, das Facetten aufweist, die von einer Kristallstruktur einer Granatverbindung abgeleitet sind. Die Teilchengröße der Granatverbindung betrug etwa 260 μm. Die Granatverbindung von Beispiel 5 führte ebenfalls zu einem großen monodispersen Teilchen, auf dem Facetten festgestellt wurden.
  • [Beispiel 6]
  • Die Granatverbindung, die im Beispiel 6 erhalten werden soll, war „(Y0,98Ce0,02)3Al2(AlO4)3” mit einer Kristallstruktur des Granattyps. Die Granatverbindung von Beispiel 6 wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass die jeweiligen Ausgangsmaterialien in den Mischungsverhältnissen für das Beispiel 6 abgewogen wurden, das in der Tabelle 1 gezeigt ist, und die Erwärmungstemperatur auf 1000°C geändert wurde.
  • Die Granatverbindung von Beispiel 6 wurde mit dem Elektronenmikroskop in der gleichen Weise wie die Beispiele 1 bis 3 untersucht. Wie es in der 15 gezeigt ist, umfasst die Granatverbindung von Beispiel 6 nach dem Waschen ebenfalls ein monodisperses Teilchen, das Facetten aufweist, die von einer Kristallstruktur einer Granatverbindung abgeleitet sind. Die Teilchengröße der Granatverbindung betrug etwa 90 μm. Die Granatverbindung von Beispiel 6, bei der Al2O3 als Ausgangsmaterial ausgeschlossen war, führte ebenfalls zu einem großen monodispersen Teilchen, auf dem Facetten festgestellt wurden.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, wurde bei den Granatverbindungen der Beispiele 1 bis 6 kein herkömmlich bekanntes Flussmittelverfahren oder eine Bleiverbindung (wie z. B. PbO und PbF2), die als Flussmittel dient, verwendet. Die Granatverbindungen umfassen nicht einmal eine Bleiverbindung als Ausgangsmaterial. Folglich beträgt die Menge der Bleiverbindung in den Granatverbindungen der Beispiele 1 bis 6, die durch eine wellenlängendispersive Röntgenfluoreszenzspektroskopie gemessen worden ist, weniger als 1 ppm.
  • Der Bleigehalt der mit einem herkömmlich bekannten Flussmittelverfahren erzeugten Y3Al2(AlO4)3-Verbindung wurde ebenfalls gemessen und als Ergebnis wurden etwa 0,5 Massen-% (etwa 5000 ppm) erhalten.
  • Der gesamte Inhalt der japanischen Patentanmeldung Nr. P2015-144595 (am 22. Juli 2015 eingereicht) ist hierin unter Bezugnahme einbezogen.
  • Während die vorliegende Ausführungsform vorstehend unter Bezugnahme auf Beispiele und ein Vergleichsbeispiel beschrieben worden ist, soll die vorliegende Erfindung nicht auf deren Beschreibung beschränkt sein, und innerhalb des Umfangs des vorliegenden Ausführungsform können verschiedene Modifizierungen durchgeführt werden.
  • GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
  • Die vorliegende Erfindung kann eine Granatverbindung bereitstellen, die nur eine geringe Schädigung der Umwelt bewirkt und die einen Einkristall mit einer großen Teilchengröße umfasst, ohne dass Eisen als Hauptkomponente enthalten ist. Das Verfahren zur Herstellung der Granatverbindung kann die Schädigung der Umwelt vermindern, da das Verfahren keine Bleiverbindung erfordert, die als Flussmittel verwendet wird. Die lichtemittierende Vorrichtung, welche die Granatverbindung umfasst, kann Lichtemissionseigenschaften mit einer hohen Effizienz sicherstellen. Die Verwendung der Granatverbindung als Dekormaterial für einen Dekorgegenstand kann dessen Aussehen verbessern. Die Granatverbindung kann als fluoreszierender Sand verwendet werden, der mit einer hohen Zuverlässigkeit für einen langen Zeitraum als erfasster Gegenstand dient.
  • Bezugszeichenliste
    • 2
    LEUCHTSTOFF
    100
    LICHTEMITTIERENDE HALBLEITERVORRICHTUNG (LICHTEMITTIERENDE VORRICHTUNG)
    200
    DEKORGEGENSTAND

Claims (14)

  1. Granatverbindung, die ein einzelnes Teilchen oder ein Aggregat von einzelnen Teilchen umfasst, wobei jedes einzelne Teilchen eine Teilchenform aufweist, die von einer Granat-Kristallstruktur abgeleitet ist, und eine Zusammensetzung aufweist, die durch die allgemeine Formel A'3B'2(C'X4)3 (1) dargestellt ist (wobei A', B' und C' Kationen sind, welche die Granatverbindung bilden, und X ein Anion ist, das die Granatverbindung bildet), wobei weder B' noch C' Eisen als Hauptkomponente enthält, wobei das einzelne Teilchen eine Teilchengröße aufweist, die in der Geologie als Sand kategorisiert wird, und der Bleigehalt 1000 ppm oder weniger beträgt.
  2. Granatverbindung nach Anspruch 1, bei der mindestens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hg, Bi, Tl, Sb, Sn, Fe, Mn, Cr, B, Ba, Cd, Te, Se, As, Be, In, Ni, Co und V, in einer Menge von 1000 ppm oder weniger enthalten ist.
  3. Granatverbindung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das einzelne Teilchen eine Facette aufweist.
  4. Granatverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Granatverbindung eine Seltenerdverbindung ist.
  5. Granatverbindung nach Anspruch 4, wobei die Granatverbindung ein Seltenerdaluminiumgranat ist.
  6. Granatverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Granatverbindung eine Fluoreszenz emittiert.
  7. Granatverbindung nach Anspruch 6, wobei die Granatverbindung sichtbares Licht mit einer kurzen Wellenlänge von 380 nm oder mehr und weniger als 480 nm absorbiert und das sichtbare Licht mit kurzer Wellenlänge in sichtbares Licht mit einer längeren Wellenlänge als das sichtbare Licht mit kurzer Wellenlänge umwandelt.
  8. Granatverbindung nach Anspruch 7, wobei die Granatverbindung ein Leuchtstoff ist, der durch Ce3+ aktiviert ist.
  9. Verfahren zur Herstellung der Granatverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Verfahren einen Schritt des Umsetzens mindestens einer Verbindung auf Seltenerdhalogenidbasis, die ein Seltenerdelement und Halogen enthält, mit einer Verbindung auf Oxidbasis, die Sauerstoff enthält, umfasst.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Verbindung auf Seltenerdhalogenidbasis ein Seltenerdfluorid ist und die Verbindung auf Oxidbasis mindestens eine Alkalimetallverbindung enthält.
  11. Verfahren zur Herstellung der Granatverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Verfahren einen Schritt des Umsetzens von mindestens einem Fluorid mit einer Alkalimetallverbindung umfasst.
  12. Lichtemittierende Vorrichtung, welche die Granatverbindung nach einem der Ansprüche 6 bis 8 umfasst.
  13. Dekorgegenstand, der die Granatverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 als Dekormaterial umfasst.
  14. Verfahren zur Verwendung der Granatverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 als Dekormaterial oder fluoreszierender Sand.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6871665B2 (ja) * 2016-02-02 2021-05-12 株式会社タムラ製作所 蛍光体含有部材及びその製造方法、及び発光装置又はプロジェクター
CN108603956B (zh) 2016-03-10 2021-02-09 松下知识产权经营株式会社 发光装置
KR102486037B1 (ko) * 2017-05-17 2023-01-06 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 발광 소자, 발광 소자 패키지 및 이를 포함하는 발광 장치
US11394176B2 (en) * 2017-07-24 2022-07-19 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Light emitting device
WO2021199890A1 (ja) * 2020-03-31 2021-10-07 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 ハロゲン化物の製造方法
WO2021199889A1 (ja) * 2020-03-31 2021-10-07 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 ハロゲン化物の製造方法
JP7345141B2 (ja) * 2020-04-17 2023-09-15 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 蛍光体およびそれを使用した発光装置
JP7111995B2 (ja) * 2020-05-18 2022-08-03 日亜化学工業株式会社 蛍光体組成物およびその製造方法
KR102619834B1 (ko) * 2021-09-03 2024-01-02 세종대학교산학협력단 Sm이 도핑된 주황색 발광 산화물 형광체
KR102584281B1 (ko) * 2021-09-03 2023-10-04 세종대학교산학협력단 Dy가 도핑된 가넷 결정 구조를 갖는 형광체
CN116903358A (zh) * 2023-08-10 2023-10-20 上海阖煦微波技术有限公司 一种微波旋磁铁氧体材料及其制备方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62195078A (ja) * 1986-02-21 1987-08-27 Nichia Kagaku Kogyo Kk 希土類ガ−ネツト螢光体及びその製造方法
US5284705A (en) * 1990-09-06 1994-02-08 Garland Floor Co. Antistatic coating comprising tin-oxide-rich pigments and process and coated substrate
JP3738454B2 (ja) * 1993-08-11 2006-01-25 住友化学株式会社 複合金属酸化物粉末およびその製造方法
TW383508B (en) * 1996-07-29 2000-03-01 Nichia Kagaku Kogyo Kk Light emitting device and display
JP2003027057A (ja) * 2001-07-17 2003-01-29 Hitachi Ltd 光源およびそれを用いた画像表示装置
US6884514B2 (en) * 2002-01-11 2005-04-26 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Method for forming ceramic layer having garnet crystal structure phase and article made thereby
CN101061263B (zh) * 2004-11-19 2011-03-23 Tdk株式会社 磁性石榴石单晶及使用其的光学元件和单晶的制造方法
JP4972957B2 (ja) * 2005-04-18 2012-07-11 三菱化学株式会社 蛍光体、及びそれを用いた発光装置、並びに画像表示装置、照明装置
CN101358133B (zh) * 2008-09-27 2012-12-12 罗文渊 白光发光二极管及其硫化物荧光粉
WO2011073871A2 (en) * 2009-12-17 2011-06-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light emitting diode device with luminescent material
JP2012012283A (ja) * 2010-05-31 2012-01-19 Namiki Precision Jewel Co Ltd Ｂｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶とその製造方法及び光デバイス
JP2012036367A (ja) * 2010-07-14 2012-02-23 Nippon Electric Glass Co Ltd 蛍光体複合部材
CN102660284B (zh) * 2012-04-18 2013-11-27 烟台建塬光电技术有限公司 一种led用氮化物红色荧光粉的制造方法
CN102660283B (zh) * 2012-04-18 2013-11-27 烟台建塬光电技术有限公司 一种掺杂稀土元素的钇铝石榴石荧光粉的制造方法
CN104080886B (zh) * 2012-06-27 2017-05-24 国立研究开发法人物质·材料研究机构 荧光体及其制备方法、发光装置及图像显示装置
KR101762818B1 (ko) * 2013-04-09 2017-07-28 대주전자재료 주식회사 백색 발광다이오드용 형광체 및 이의 제조방법
CN103305219A (zh) * 2013-07-08 2013-09-18 常州化学研究所 一种白光led用钇铝石榴石荧光粉及其制备方法
CN103666471A (zh) * 2013-08-31 2014-03-26 仪征市森泰化工有限公司 一种合成高性能YAG:Ce荧光粉的新方法
CN103980902A (zh) * 2014-05-21 2014-08-13 烟台建塬光电技术有限公司 掺杂Ga、Bi的铝酸盐绿色荧光粉及其制备方法
CN104403668B (zh) * 2014-12-10 2017-02-01 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种硅酸盐绿色荧光粉及其制备方法

Also Published As

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CN107848830B (zh) 2020-03-03

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