JP2013533358A - カルボジイミド発光物質 - Google Patents
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Abstract
Description
近年では、カルボジイミドベースの蛍光物質に関するますます多くの文献が発表されている。具体的には、これらはカルボジイミドアニオン(CN2)2−をセントラルユニットとして含有する化合物であり、Ce3+、Eu3+またはTb3+でドープされてもよい。これらの例としては、Gd2(CN2)3:Ce3+およびGd2(CN2)3:Tb3+(J. Glaser et al., Inorg. Chem. 2008, 47, 10455-10460ならびにY2O2(CN2):Eu3+ (J. Sindlinger et al., Z. Anorg. Allg. Chem. 2007, 633, 1686-1690) である。
しかしながら、かかる蛍光物質の欠点は、青色LEDの発光波長(すなわち、440〜460nm)で励起されることができないことにあり、これらが白色光LEDのための蛍光物質として適切でない理由である。
さらには、いわゆるシリコカルボジイミドが知られており(J. Glaser and H.-J. Meyer, Angew. Chem. 2008, 120, 7658-7661)、これらは今まではドープされない形態においてのみ入手可能であったため、蛍光物質として好適ではなかった。
EA2−ySi(CN2)4−xOx:Euy (I)
式中、
EAは、Mg、Ca、Sr、BaまたはZnから選択される1種または2種以上の元素を示し、
xは、0から3.9までの範囲からの値を示し、
yは、0.01から0.4までの範囲からの値を示す、
で表される化合物である。
yは、好ましくは、0.02から0.35までの範囲からの、とくに好ましくは、0.04から0.30までの範囲からの値を示す。
上述した全ての量は、当業者にとって公知である方法により、光源の発光スペクトルにより計算される。
そのため、ステップa)においては、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、マグネシウム、亜鉛、シリコンおよび/またはユウロピウム含有材料から選択される少なくとも3種の出発材料を混合し、ステップb)においては、無機または有機物質を任意に混合物に添加し、次いで、ステップc)においては、混合物が、好ましくは還元条件下で、熱後処理の対象となる。
オキシド類、モリブデート類、タングステート類、バナデート類、ガーネット類、シリケート類、アルミネート類、ニトリド類およびオキシニトリド類、各場合において、個別にまたは、Ce、Eu、Mn、Crおよび/またはBiなどの1つまたは2つ以上の活性体イオンとのそれらの混合物。これは、ある色空間が達成された場合にとくに利点がある。
それは、一般に、1:1から400:1、およびとくに3:1から100:1のアスペクト比(直径の粒子厚さに対する比)を有する。
薄片の寸法(長さ×幅)は、配置に依存する。薄片はまた、とくに小さな寸法を有する場合にはとくに、変換層内での散乱の中心としても好適である。
LEDチップに面する本発明にかかる薄片形態蛍光物質の表面には、LEDチップにより放射された一次放射線に対する反射防止作用を有するコーティングを提供することができる。これは、一次放射線の背面散乱における低減をもたらし、それが本発明にかかる蛍光体とよりよく結合することを可能とする。
代替的に、無電解金属化プロセスもまた好適であり、例えば、Hollemann-Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie [Textbook of inorganic Chemistry], Walter de Gruyter Verlag or Ullmanns Enzyklopadie der chemischen Technologie [Ullmann's Encyclopaedia of Chemical Technology]を参照されたい。
セラミック蛍光体は、必要であれば、水−ガラス溶液を用いてLEDチップの基板に固定することができる。
IniGajAlkN、
式中0≦i、0≦j、0≦k、およびi+j+k=1である、
で表されるもの、である。
これは、半導体が中央の位置に配置され、例えば、光学ファイバーなどの導光性デバイスを用いて蛍光物質に光学的に結合されることを可能とする。そうすると、光スクリーンおよび、半導体に結合される光学導波路を形成するために配置することができる1種または種々の蛍光物質のみからなる照明の要望に適応した照明器具を達成することが可能となる。このようにして、強力な一次光源を、電気的設置に好ましい位置に位置させ、光伝導体に結合した蛍光体を含むランプを、さらなる電気的配線を伴わずにしかし代わりに単に光学導波路を取り付けることによって、任意の所望の位置に設置することが、可能である。
さらに、好適なものは、青色または近UV放射の可視白色放射線への変換のための、本発明にかかる蛍光物質の使用に及ぶ。さらに、好適なものは、「カラーオンデマンド」コンセプトに従った、一次放射線の特定のカラーポイントへの変換のための、本発明にかかる蛍光物質の使用に及ぶ。
0.8gのNH4Clを、6.16gのBa(CN2)、0.46gのSr(CN2)、1.2gのSiO2および0.28gのEu2O3に添加し、乳鉢中でよく混合する。結果物である混合物を、オーブンへ移動し、そこでこれを窒素/水素雰囲気(90:10)下で6時間1200℃でか焼する。冷却後、結果物である蛍光物質を乳鉢粉砕機で粉砕し、20μ篩で分類する。
測定されたCIE色度:x=0.294;y=0.631
0.75gのNH4Clを、3.0gのBa(CN2)、2.68gのSr(CN2)、1.2gのSiO2および0.35gのEu2O3に添加し、乳鉢中でよく混合する。結果物である混合物を、オーブンへ移動し、そこでこれを窒素/水素雰囲気(90:10)下で6時間1200℃でか焼する。冷却後、結果物である蛍光物質を乳鉢粉砕機で粉砕し、20μ篩で分類する。
測定されたCIE色度:x=0.499;y=0.537
0.6gのNH4Clを、2.54gのSr(CN2)、1.28gのCa(CN2)1.2gのSiO2および0.70gのEu2O3に添加し、乳鉢中でよく混合する。結果物である混合物を、オーブンへ移動し、そこでこれを窒素/水素雰囲気(90:10)下で6時間1200℃でか焼する。冷却後、結果物である蛍光物質を乳鉢粉砕機で粉砕し、20μ篩で分類する。
測定されたCIE色度:x=0.621;y=0.378
例1からの蛍光物質を、等量の蛍光物質がシリコーンの2つの成分において分散されるように、回転混合機で2成分のシリコーン(Dow Corning社製OE6550)とともに混合する;シリコーンにおける蛍光物質の総濃度は、8重量%である。
例1によるLEDの発光スペクトルは、図1に表示されている。
上述した全ての量は、当業者にとって公知である方法により、光源の発光スペクトルにより計算される。
Claims (12)
- 式I
EA2−ySi(CN2)4−xOx:Euy (I)
式中、
EAは、Mg、Ca、Sr、BaまたはZnから選択される1種または2種以上の元素を示し、
xは、0から3.9までの範囲からの値を示し、
yは、0.01から0.4までの範囲からの値を示す、
で表される化合物。 - xが、0から3.0までの範囲からの、好ましくは、0から2.5までの範囲からの値を示すことを特徴とする、請求項1に記載の化合物。
- yが、0.02から0.35までの範囲からの、好ましくは、0.04から0.30までの範囲からの値を示すことを特徴とする、請求項1または2に記載の化合物。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の化合物を製造するためのプロセスであって、以下のプロセスステップ:
a)カルシウム、ストロンチウム、バリウム、マグネシウム、亜鉛、シリコンおよび/またはユウロピウム含有材料から選択される少なくとも3種の出発材料を混合すること、
b)少なくとも1種のさらなる無機または有機物質の任意の添加、
c)化合物の熱後処理、
を含む、前記プロセス。 - 無機または有機物質(プロセスステップb)が、アンモニウムハライド類、好ましくはアンモニウムクロリド、アルカリ土類金属フルオリド類、例えばカルシウムフルオリド、ストロンチウムフルオリドまたはバリウムフルオリドなど、ボレート類、ホウ酸、カーボネート類、例えば、炭酸水素アンモニウムなど、アルコラート類、オキサラート類および/またはシリケート類、例えばテトラエチルオルトシリケート(TEOS)などの群から選択されることを特徴とする、請求項4に記載のプロセス。
- 少なくとも1つの半導体および請求項1〜3のいずれか一項に記載の式Iで表される少なくとも1つの蛍光物質を含むことを特徴とする光源。
- 半導体が、発光性窒化インジウムアルミニウムガリウム、とくに式IniGajAlkN、式中0≦i、0≦j、0≦k、およびi+j+k=1である、で表されるものであることを特徴とする、請求項6に記載の光源。
- 請求項6または7に記載の少なくとも1つの光源を含むことを特徴とする、とくにディスプレイデバイスの背面照明のための、照明ユニット。
- 蛍光物質および半導体の間の光学結合が導光性配置により達成されることを特徴とする、請求項8に記載の照明ユニット。
- 請求項8または9に記載の少なくとも1つの照明ユニットを含むことを特徴とする、背面照明を有するディスプレイデバイス、とくに液晶ディスプレイデバイス(LCディスプレイ)。
- 発光ダイオードからの青色または近UV放射の部分的なまたは完全な変換のための、変換蛍光物質としての、請求項1〜3のいずれか一項に記載の少なくとも1つの化合物の使用。
- カラーオンデマンドコンセプトに従った一次放射線の特定のカラーポイントへの変換のための、変換蛍光物質としての、請求項1〜3のいずれか一項に記載の少なくとも1つの化合物の使用。
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