JP2013541828A - 表面改質されたシリケート発光体を有する発光装置 - Google Patents

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Abstract

本発明の典型的な各実施例は、発光ダイオードと、表面改質された発光体とを含む発光装置に関する。前記表面改質された発光体は、シリケート発光体、及び前記シリケート発光体上に配置されたフッ素化コーティングを含む。
【選択図】図１

Description

本発明の典型的な各実施例は、高エネルギー一次放射線、すなわち、例えば、紫外線（ＵＶ）放射線又は青色光を、可視光スペクトル領域内のより長波長の二次放射線に変換させることができ、有色又は白色の光を発光する発光ダイオード（ＬＥＤ）などの各発光装置で放射線変換器として使用可能な、ドーピングされたアルカリ土金属シリケート化合物を基盤にした無機発光体（Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｌｕｍｉｎｏｐｈｏｒｅ）を有する発光装置に関する。また、本発明の典型的な各実施例は、空気中の湿度及びその他の環境要因に対して改善された安定性、そして、延長された動作寿命を有し得るシリケート無機発光体を有する発光装置に関する。
発光体は、有色又は白色の光を放出するＬＥＤなどの光源に使用することができる。ＬＥＤにおいて、発光体は、他の発光体と組み合わせて使用でき、ＬＥＤから発散する紫外線又は青色１次放射を、より長波長の２次放射、特に白色光に変換させる際に使用される。
アルカリ土金属シリケート発光体は、ユウロピウム（ｅｕｒｏｐｉｕｍ）ドーピングされたアルカリ土金属オルトシリケート（ｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ）、対応する（ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ）オキシオルトシリケート、及びＢａ（Ｓｒ）３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ形態のジシリケートを含むアルカリ土金属シリケート発光体が知られている。アルカリ土金属シリケート化合物の分類に関する概要は、文献［Ｈｏｌｌｅｍａｎｎ-Ｗｉｂｅｒｇ、「Ｌｅｈｒｂｕｃｈ ｄｅｒ Ａｎｏｒｇａｎｉｓｃｈｅｎ Ｃｈｅｍｉｅ」、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、１０２ｎｄ ｅｄｉｔｉｏｎ（Ｗａｌｔｅｒ ｄｅ Ｇｒｕｙｔｅｒ ＆ Ｃｏ.，Ｂｅｒｌｉｎ２００７）］に記載されている。その製造及び本質的な発光特性は、多様な特許及び文献に記載されており、例えば、Ｔｅｗｓ他に許与されたＵ.Ｓ.特許第６，４８９，７１６号、Ｏｕｗｅｒｋｅｒｋ他によって出願されたＥＰ出願公開公報第０５５０９３７号、Ｈａｓｅ他によって出願されたＥＰ出願公開公報第０８７７０７０号、及び［Ｗ，Ｍ.Ｙｅｎ他、「Ｐｈｏｓｐｈｏｒ Ｈａｎｄｂｏｏｋ」、２ｎｄ Ｅｄ.，ＣＲＣ Ｐｒｅｓｓ（２００７）］に詳細に記述されている。これらの文献は、発光体が高エネルギー放射線の可視光線への変換のために、高い量子収率及び放射線収率を有し、このような特性により、この発光体部類のうち数多くの代表物質が照明（ｌｉｇｈｔｉｎｇ、ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ）及びディスプレイ技術のための製品に使用可能であることを示している。
しかし、アルカリ土金属シリケート系発光体は、様々な不利な特性も有している。いくつかの短所としては、発光体は、相対的に低い放射線安定性（ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ）と、水、空気中の湿度及び他の環境的要因に対して高い感度（ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ）を有することである。感度は、発光体の特定の組成、構造的条件、及び活性剤（ａｃｔｉｖａｔｏｒ）のイオンの性質によって左右される。波長変換発光体の現在の応用品のうち、一部については、これらの特性が問題となる。高寿命に対する要求を考慮すると、これらはＬＥＤ応用品に適用することができる。一つの公知な解決策としては、適切な技術及び物質を使用して、（粉末状の無機発光体の表面に）水蒸気の影響を減少させるためのバリア（ｂａｒｒｉｅｒ）層を生成することである。
これらの各工程は、有機重合体を用いたカプセル化、ＳｉＯ２又はＡｌ２Ｏ３などのナノスケール酸化物を用いたコーティング、又はこのような酸化物の化学気相蒸着（ＣＶＤ）を含むことができる。しかし、特にシリケート発光体に関連し、達成され得る保護（ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）は、対応するＬＥＤランプの寿命を所望の程度まで改善するには不十分であることがあった。また、コーティングされた発光体の場合は、明るさの損失、色相位置の変化及びその他の品質の損失を受け入れる必要があった。気相（ｇａｓ ｐｈａｓｅ）工程による発光体粒子の微細カプセル化（ｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）の工程は、不便且つ高価であることがあった。
本発明の典型的な各実施例は、水分安定性、放射線及び他の環境的影響に対する安定性、及び改善された動作寿命を提供することができるシリケート発光体を用いた発光装置を提供する。
また、本発明の典型的な各実施例は、フッ素化無機又は有機製剤（ａｇｅｎｔ）で表面処理された発光体を用いた発光装置を提供する。
また、本発明の典型的な各実施例は、発光体表面に微細に分散されたフッ化物（ｆｌｕｏｒｉｄｅ）又はフッ素化合物の検出可能な（ｄｅｔｅｃｔａｂｌｅ）固定（ｆｉｘｉｎｇ）を提供したり、又は発光体の表面を疎水性化することができ、表面の欠陥を解決することができる、このような化合物の表面ネットワーク（ｓｕｒｆａｃｅ ｎｅｔｗｏｒｋｓ）の形成を提供する。
本発明の追加的な特徴は、以下の詳細な説明で言及されており、部分的には、その説明から明らかになるか、本発明の実施によって理解され得るだろう。
本発明の典型的な実施例は発光装置を開示するが、この発光装置は、第１の発光ダイオード及び前記発光装置から放出された光を吸収し、前記吸収された光と異なる波長を有する光を放出するように構成された表面改質された発光体を含み、前記表面改質された発光体は、シリケート発光体、及び前記シリケート発光体上に配置されたフッ素化コーティングを含む。
前記の一般的な説明及び以下の詳細な説明は、いずれも典型的で且つ説明のためのものであって、請求されたような本発明の追加説明を提供するために意図されたものと理解しなければならない。本発明の追加的な特徴は以下の詳細な説明で言及しており、部分的には、その説明から明らかになるか、本発明の実施によって理解できるだろう。
本発明の典型的な実施例に係る発光装置１００の断面図である。 本発明の典型的な実施例に係る発光装置２００の断面図である。 本発明の典型的な実施例に係る発光装置３００の断面図である。 本発明の典型的な実施例に係る発光装置４００の断面図である。 本発明の典型的な実施例に係る発光装置５００の断面図である。 参照物質Ｓｒ２．９Ｂａ０．０１Ｃａ０．０５Ｅｕ０．０４ＳｉＯ５、市販のＳｒ３ＳｉＯ５：Ｅｕ発光体、及び本発明の典型的な各実施例に係るオキシオルトシリケート発光体Ｆ-１０３、Ｆ-２０２、Ｆ-２０２Ｔ、Ｆ-３２０及びＦ-ＴＳ-６００の放出スペクトルである。 参照物質Ｓｒ０.８７５Ｂａ１.０２４Ｅｕ０.１ＳｉＯ４、及び本発明の典型的な各実施例に係る２個のアルカリ土金属オルトシリケート発光体である発光体Ｆ-４０１及びＦ-４０１ＴＳの放出スペクトルである。 非フッ素化及びフッ素化アルカリ土金属オキシオルトシリケート発光体の電子顕微鏡写真であって、左側は、発光体Ｓｒ２.９Ｂａ０.０１Ｃａ０.０５ＳｉＯ５の処理されていない粒子を示し、右側は、本発明の典型的な実施例に係る発光体Ｆ-２０２のフッ素化粒子を示す。 本発明の典型的な実施例に係る発光体Ｆ-２０２の表面の拡大された電子顕微鏡写真である。 基底格子（ｂａｓｅ ｌａｔｔｉｃｅ）組成Ｓｒ０．８７６Ｂａ１．０２４ＳｉＯ４：Ｅｕ０．１のコーティングされていない、フッ素化及びＳｉＯ２コーティングされたアルカリ土金属オルトシリケートの電子顕微鏡写真であって、左側は、コーティングされていない出発物質を示し、中間は、フッ素化発光体の表面を示し、右側は、付加的にＳｉＯ２でコーティングされた発光体試料の走査電子顕微鏡写真を示す。 本発明の典型的な実施例に係る表出されたフッ素化表面構造を有する発光体Ｆ-１０３のエネルギー分散Ｘ線（ＥＤＸ）分光イメージである。 本発明の典型的な実施例に係る発光体Ｆ-１０３のＸ線光電子スペクトル（ＸＰＳ）である。 異なる発光体試料に対する代表的なフッ素ＸＰＳピークを示すグラフであって、曲線１は、実施例Ａ１に係る組成Ｓｒ２．９Ｂａ０．０１Ｃａ０．０５Ｅｕ０．０４ＳｉＯ５を有する発光体と一定量のＮＨ４Ｆとの機械的混合物（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｍｉｘｔｕｒｅ）に関するもので、曲線２は、本発明の典型的な実施例に係るフッ素化発光体Ｆ-１０３のフッ素１-ｓピークに関するものである。
以下、本発明を、本発明の典型的な各実施例が図示された添付の各図面を参照してより詳細に説明する。しかし、本発明は、多様な形態で具体化することができ、ここに記載された典型的な各実施例に制限されるものと理解してはならない。むしろ、これらの典型的な各実施例は、本開示を十分に提供し、当該分野で熟練した者に本発明の思想を完全に伝達することができるだろう。各図面において、大きさ及び各層と各領域の相対的な大きさは、明確性のために誇張して図示する場合がある。各図面における同一の参照番号は同一の構成要素を示す。
一つの要素又は層が他の要素又は層“上に”あるか、又は他の要素又は層“に接続”されると言及されるとき、それは、前記の他の要素又は層上に直接あったり、それに直接連結されたり、又はそれらの間に介在する各要素又は各層が存在し得る。これとは対照的に、一つの要素が他の要素又は層“上に直接”あるか、又は他の要素又は層“に直接連結”されると言及されるとき、それらの間に介在する要素や層は存在しない。本開示のために、“Ｘ、Ｙ及びＺの少なくとも一つ”は、Ｘのみ、Ｙのみ、Ｚのみ、又は、Ｘ、Ｙ及びＺの二つ以上の任意の組合せ（例えば、ＸＹＺ、ＸＹＹ，ＹＺ、ＺＺ）と解釈することができる。
本発明の典型的な各実施例によると、発光装置は、ＵＶ又は可視範囲の光を放出する発光ダイオード、及び前記発光ダイオードの周囲に配置され、前記発光ダイオードから放出された光の少なくとも一部を吸収し、前記の吸収された光と異なる波長を有する光を放出する表面改質された発光体を含む。
高エネルギーＵＶ放射線、青色光、電子ビーム、Ｘ-線又はガンマ線で励起するとき、特定の化学組成及び活性剤の性質により、本発明の典型的な各実施例に係る発光体は、先行技術に比べて、高い放射線収率と、Ｈ２Ｏ、空気湿度、及び他の環境的要因に対して著しく改善された安定性とを有し、可視光及び赤外線放射線を放出する。このような理由により、それらは、放射線変換器として、寿命の長い産業製品、例えば、陰極線管及び他の映像生成システム（走査レーザービームシステム）、Ｘ-線映像変換器、高性能光源、室内及び室外照明のための全ての色相のＬＥＤ、及びＬＣＤディスプレイのバックライト、太陽電池、温室フィルム及びガラスに有用に使用することができる。
本発明の典型的な各実施例に係る発光体は、表面改質されたシリケート発光体を含むが、その表面が疎水性表面サイトの生成のためのフッ素化無機又は有機製剤のコーティングを有したり、又は、前記フッ素化コーティングと酸化物ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、Ｌｎ２Ｏ３（Ｌｎ＝Ｙ、Ｌａ、Ｇｄ又はＬｕ）及びＳｉＯ２のうち少なくとも一つ又は対応する前駆物質のような層形成材料で構成された一つ以上の水分バリア層との組合せを有することを特徴とし、ゾル-ゲル（sol-gel）技術を用いて形成することができる。
本発明の典型的な各実施例に係る表面改質されたシリケート発光体を含む発光体は、粉末状のアルカリ土金属シリケート発光体を含むことができる。前記の表面改質されたシリケート発光体は、次の一般式を有することができる：
（Ｍｅ１＋Ｍｅ２＋Ｍｅ３＋）ｘ・（Ｓｉ，Ａｌ，Ｂ，Ｐ，Ｖ，Ｎ，Ｃ，Ｇｅ）ｙ・（Ｏ，Ｎ）ｚ：（Ａ，Ｆ，Ｓ）
ここで、Ａは、ランタノイド（ｌａｎｔｈａｎｏｉｄ）又はマンガン族より選ばれる活性剤であり、Ｆは、表面に固定及び任意に交差結合（cross-linked）されたフッ素又はフッ素化合物であり、Ｓは、非フッ素化層形成物質による任意の追加コーティングである。Ｍｅ＋１は１価金属で、Ｍｅ２＋は２価金属で、Ｍｅ３＋は周期律表のIII族又はランタノイドより選ばれる３価金属である。シリコンの一部は、Ｐ、Ａｌ、Ｂ、Ｖ、Ｎ、Ｇｅ又はＣに置き換えることができる。比率ｘ、ｙ及びｚは次の範囲を有することができる：０＜ｘ＜５、０＜ｙ＜１２、０＜ｚ＜２４
本発明の典型的な各実施例によると、発光特性及び安定性能を最適化できるが、前記の表面改質されたシリケート発光体（surface-modified silicate luminophores）の、いくつかのアルカリ土金属イオンは、追加の２価イオン、例えば、Ｍｇ、Ｚｎにより、又は、電荷均衡のための適切な手段の移行とともに、アルカリ金属又は希土類から１価又は３価の陽イオンに置き換えることができる。さらに、Ｐ、Ｂ、Ｖ、Ｎ、Ｇｅ又はＣは、少しのシリコンの代わりに、前記の表面改質されたシリケート発光体の陽イオンサブ格子に含有させることができる。
本発明の典型的な各実施例によると、前記アルカリ土金属シリケート発光体は、Ｓｉ（ＯＲ）３Ｘ形態、ここで、Ｒ＝ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５、…、及びＸ＝ａ Ｆ官能基化有機リガンド(F-functionalized organic ligand)である、フッ素官能基化（fluorine-functionalized）された有機シラン（ｏｒｇａｎｏｓｉｌａｎｅ）を用いてフッ素化することができ、制御された加水分解及び凝縮は、シリケート発光体マトリックス上へのフッ素化バリア層の形成を達成することができ、前記フッ素化バリア層は、障壁であるとともに、疎水性特性を有することができる。
本発明の典型的な各実施例に係る前記の表面改質されたシリケート発光体は、次の化学式で特徴づけることができる：
Ｓｒ３−ｘ−ｙ−ｚＣａｘＢａｙＳｉＯ５：Ｅｕｚ，Ｆ，Ｓ
ここで、０≦ｘ≦２、０≦ｙ≦２及び０＜ｚ＜０.５である。また、本発明の典型的な各実施例に係る前記の表面改質されたシリケート発光体は、次の化学式で特徴づけることができる：
Ｓｒ３−ｘ−ｙ−ｚＣａｘＢａｙＳｉＯ５：Ｅｕｚ，Ｆ，Ｓ
ここで、０≦ｘ≦０.０５、０≦ｙ≦０.５及び０＜ｚ＜０.２５である。
本発明の典型的な各実施例に係る前記発光装置は、前記発光ダイオード及び前記発光体から放出された光の組合せを通して白色光又は所望の色相の光を放出することができる。さらに、他の発光体を、更に他の所望の色相の光を放出するために前記発光装置に追加することができる。前記発光体は、前記発光ダイオードの側面、上面及び下面のうち少なくともいずれか一方に配置することができる。また、前記発光体は、接着剤又はモールディング材に混合し、前記発光ダイオードの周囲に配置することができる。
前記発光ダイオード及び前記発光体は、一つのパッケージ（packages）内にすべてを含めることができる。本発明の典型的な実施例によると、前記発光装置は、前記パッケージ内に更に他の発光ダイオードを含むことができる。前記他の発光ダイオードは、前記発光ダイオードから放出される光と同一又は異なる波長を有する光を放出することができる。例えば、前記他の発光ダイオードは、前記発光体の発光ピーク波長より長波長を有する光を放出することができる。
前記パッケージは、前記発光ダイオードが実装される印刷回路ボード又はリードフレームなどの基板を含む。本発明の典型的な実施例によると、前記パッケージは、前記発光ダイオードから放出された光を反射させるリフレクタをさらに含むんでもよい。本典型的な実施例において、前記発光ダイオードは前記リフレクタ内に実装される。
前記発光装置は、前記基板上に前記発光ダイオードを封止するモールディング部をさらに含んでいてもよい。前記発光物質は前記モールディング部内に分布されるが、これに限定されることはない。前記パッケージはヒートシンクをさらに含んでいてもよく、前記発光ダイオードは前記ヒートシンク上に実装してもよい。
本発明の典型的な各実施例によると、前記発光ダイオードは、（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）Ｎ系列の化合物半導体で形成することができる。前記発光ダイオードは、ｎ型半導体層とｐ型半導体層との間に単一の活性領域を有する、例えば、ダブルヘテロ構造、単一量子井戸構造又は多重量子井戸構造を有していてもよい。
前記発光ダイオードは、単一基板上に互いに離隔して配置された複数の発光セルを含んでいてもよい。前記発光セルのそれぞれは活性領域を有することができる。前記各発光セルは、配線を介して電気的に直列及び／又は並列に接続される。これらの発光セルを用いることにより、交流電源下で直接駆動することのできる交流（ＡＣ）発光ダイオードを提供することができる。このようなＡＣ発光ダイオードは、単一基板上に互いに接続されたブリッジ整流器と各発光セルの直列アレイを形成することによって、又は、単一基板上に互いに逆並列に接続された各発光セルの各直列アレイを形成することによって、追加のＡＣ／ＤＣ変換器がなくても交流電源に接続して駆動することができる。
図１は、本発明の典型的な実施例に係る発光装置１００の断面図である。前記発光装置１００は、チップ型パッケージと言ってもよい。図１を参照すると、電極５を基板１の両側端部にそれぞれ形成することができ、１次光を発生させる発光ダイオード６を一方の電極５上に実装することができる。前記発光ダイオード６は、銀（Ａｇ）エポキシなどの導電性接着剤９を介して電極パターン５に実装することができ、導電性ワイヤ２を介して他方の電極５に電気的に接続することができる。
前記発光ダイオード６は、紫外線又は可視光線領域の光を放出し、窒化ガリウム系列の化合物半導体で形成することができる。前記発光ダイオード６は紫外線又は青色光を放出することができる。
発光体３は、前記発光ダイオード６の上面及び側面にドッティング（dotting）され得る。モールディング部１０、例えば、硬化性樹脂（thermosetting resin）が前記発光ダイオード６を封止する。前記発光体３が前記発光ダイオード６の付近にドッティングされるが、特定の構成に限定されることはない。例えば、前記発光体３は、前記モールディング部１０内に全体的に均一に分布させることができる。前記発光体３は、前記発光ダイオード６から放出された光の少なくとも一部を吸収し、前記の吸収された光と異なる波長の光を放出する。
前記発光ダイオード６は、前記電極５を通して外部電源に接続され、これによって、１次光を放出することができる。前記発光体３は、１次光の少なくとも一部を吸収し、前記１次光に比べて長波長の２次光を放出する。その結果、前記１次光と前記２次光とが混合されて混合光を形成し、この混合光が前記発光装置１００から放出される。望ましい色相の光、例えば、白色光をこの方式で具現することができる。
前記発光装置１００は、１個以上の追加的な発光ダイオードを含んでもよい。これらの発光ダイオードは、互いに同一の発光ピーク又は互いに異なる発光ピークを有する光を放出することができる。例えば、前記発光装置１００は、紫外線又は青色光を放出する互いに同一又は互いに異なる発光ダイオードを含むことができる。また、前記発光装置１００は、前記発光体の発光ピーク波長より長波長の光を放出する発光ダイオードを含むことができる。このような長波長の発光ダイオードは、発光装置１００の演色評価数(color rendering index)を向上させるために用いることができる。さらに、前記発光装置１００は、前記発光体３に加えて他の発光体をさらに含んでもよい。前記他の発光体の例としては、オルトシリケート発光体、ＹＡＧ系列の発光体及びチオガレート発光体を含むが、これらに限定されることはない。従って、望ましい色相の光を発光ダイオード６及び発光体の適切な選択によって達成することができる。
図２は、本発明の更に他の典型的な実施例に係る発光装置２００の断面図である。前記発光装置２００は、トップビュー型のパッケージと言ってもよい。図２を参照すると、前記発光装置２００は、前記発光装置１００と類似した構造を有し、基板１上にリフレクタ２１をさらに含む。発光ダイオード６が前記リフレクタ２１内に実装される。前記リフレクタ２１は、前記発光ダイオード６から放出された光を反射させ、特定の指向角内の輝度を増加させる。
発光体３は、前記発光ダイオード６の周囲に配置され、前記発光ダイオード６から放出された光の少なくとも一部を吸収し、前記吸収された光と異なる波長を有する光を放出する。前記発光体３は、前記発光ダイオード６上にドッティングされたり、硬化性樹脂モールディング部１０内に均一に分布させることができる。
また、前記発光装置２００は、放出波長が互いに同一又は互いに異なる一つ以上の追加的な発光ダイオードを含むことができ、前記発光体３に加えて他の発光体をさらに含むことができる。
一方、各発光装置１００、２００は、熱伝導性に優れた金属性材料の基板１、例えば、メタルＰＣＢを含んでもよい。このような基板は、発光ダイオード６で生成された熱を容易に放出することができる。また、各リード端子を含むリードフレームを前記基板１として使用することができる。このようなリードフレームは、発光ダイオードを封止するモールディング部１０によって取り囲まれて支持され得る。
発光装置２００において、前記リフレクタ２１は、基板１と異なる材質で形成され得るが、これに限定されるものではない。例えば、前記リフレクタ２１は、前記基板１と同一の材質で形成することができる。各リード端子を有するリードフレームを、ＰＰＡなどのプラスチックをインサート成形（insert molding）し、基板１とリフレクタ２１をともに形成することができる。その後、前記各リード端子が折り曲げられて電極５が形成され得る。
図３は、本発明の更に他の典型的な実施例に係る発光装置３００の断面図である。前記発光装置３００は、発光ダイオードランプと言ってもよい。図３を参照すると、発光装置３００は、一対のリード電極３１、３２を含み、一方のリード電極３１の上端部に、カップ形状のカップ部（cup portion）３３が形成されている。カップ部３３内には少なくとも一つの発光ダイオード６が、導電性接着剤９を介して実装され、導電性ワイヤ２を介して他方のリード電極３２に電気的に接続される。複数の発光ダイオードがカップ部３３内に実装される場合、各発光ダイオードは、互いに同一又は互いに異なる波長の光を放出することができる。
発光体（luminophores）３は、前記発光ダイオード６の周囲に配置される。発光体３は、発光ダイオード６から放出された光の少なくとも一部を吸収し、吸収光と異なる波長の光を放出する。前記発光体３は、カップ部３３内で発光ダイオード６上にドッティングされたり、前記カップ部３３の内部に形成された硬化性樹脂モールディング部３４内に均一に分布させることができる。
モールディング部１０は、前記発光ダイオード６、発光体３及び前記一対のリード電極３１、３２の部分を封止する。前記モールディング部１０は、例えば、エポキシ又はシリコンで形成してもよい。本典型的な実施例において、前記発光装置３００は、一対のリード電極３１、３２を含む。しかし、前記発光装置３００は、一対のリード電極３１、３２よりも多いリード電極を有してもよい。
図４は、本発明の更に他の典型的な実施例に係る発光装置４００の断面図である。前記発光装置４００は、高出力発光ダイオードパッケージ（high-power light emitting diode package）と言ってもよい。図４を参照すると、発光装置４００は、ハウジング４３内に収容されたヒートシンク４１を含む。前記ヒートシンク４１は外部に露出した底面を有する。各リード電極４４がハウジング４３内に露出しており、ハウジング４３を通して外部に延長される。ヒートシンク４１の上面には少なくとも一つの発光ダイオード６が導電性接着剤９を介して実装され、前記発光ダイオード６は、導電性ワイヤ２を介して各リード端子４４のうち一つに電気的に接続される。また、更に他の導電性ワイヤ２が、各リード端子４４のうち他の一つとヒートシンク４１とを接続し、その結果、前記発光ダイオード６が二つのリード電極４４にそれぞれ電気的に接続される。
前記ヒートシンク４１上の発光ダイオード６の周囲に発光体３が配置される。発光体３は、発光ダイオード６から放出された光の少なくとも一部を吸収し、吸収された光と異なる波長の光を放出する。前記発光体３は、ヒートシンク４１上で発光ダイオード６上にドッティングされたり、前記発光ダイオードを覆うモールディング部（図示せず）内に均一に分布させることができる。
図５は、本発明の更に他の典型的な実施例に係る発光装置５００の断面図である。図５を参照すると、発光装置５００は、ハウジング５３、及び前記ハウジングに結合され、互いに絶縁された複数のヒートシンク５１、５２を含む。前記各ヒートシンク５１、５２上には各発光ダイオード６、７がそれぞれ導電性接着剤を介して実装され、前記各発光ダイオード６、７は、導電性ワイヤ（図示せず）を介してリード電極５４に電気的に接続される。前記各リード電極５４はハウジングの内部から外部に延長される。各発光ダイオード６、７がそれぞれ二つのリード電極５４に接続されるが、より多い数のリード電極を設けてもよい。発光体３は、図４を参照して説明したように、前記各発光ダイオード６、７のうち少なくとも一つの周囲に配置することができる。
上述した典型的な各実施例において、前記発光ダイオード６は、導電性接着剤９を介して基板１又はヒートシンク４１上に実装され、導電性ワイヤ２を介して電極又はリード電極に電気的に接続される。前記発光ダイオード６が、上部側に二つの電極を有する"２ボンドダイ（two-bond die）"である場合、前記発光ダイオード６は、二つの導電性ワイヤによってそれぞれ各電極又は各リード電極に電気的に接続することができる。従って、前記接着剤は導電性である必要がない。
いくつかの典型的な各実施例において、前記発光ダイオード６は、（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）Ｎ系列の化合物半導体で形成することができる。前記発光ダイオード６は、例えば、ダブルヘテロ構造、単一量子井戸構造、又は多重量子井戸構造を有することができ、ｎ型半導体層とｐ型半導体層との間に配置された単一の活性領域を有することができる。
本発明の典型的な各実施例に係る表面改質された発光体３の製造のための基剤として使用される発光体粉末（luminophore powders）は、出発物質として使用可能なアルカリ土金属カーボネート又は対応する金属酸化物とＳｉＯ２との間の、１０００℃超過の温度での多段階高温固相反応（multistage high-temperature solid-state reactions）によって合成することができる。付加的に、無機化（ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ）添加剤（例えば、ＮＨ４Ｃｌ、ＮＨ４Ｆ又はアルカリ金属又はアルカリ土金属ハロゲン化物又は３価金属のハロゲン化物）が反応混合物に添加されることによって、反応性を促進させ、得られる発光体の粒子サイズの分布を調節することができる。特定の化学量論比（ｓｔｏｃｈｉｏｍｅｔｒｉｃ ｒａｔｉｏ）の選択により、所望の組成のドーピングされたアルカリ土金属シリケート発光体、より詳細には、対応するオルト-及びオキシオルトシリケート発光体を生成することが可能である。
したがって、計算された量の各出発物質を強制的に（vigorously）混合した後、所望の温度範囲内で非活性又は還元雰囲気で、多段階か焼工程（ｍｕｌｔｉｓｔａｇｅ ｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ）を行う。また、発光体特性を最適化するために、主要なか焼工程は、任意の異なる温度範囲内でいくつかのか焼段階を有してもよい。か焼工程が終了した後、試料を室温で冷却し、例えば、フラックス残留物を除去したり、表面欠陥を最小化したり、又は、その他の粒子サイズ分布を微細に調節することと関連した適切な後処理工程を行う。シリコン酸化物の代わりに、使用されたアルカリ土金属化合物との反応のための反応物としてシリコン窒化物（Ｓｉ３Ｎ４）又は他のシリコンを含有した前駆物質を使用することも代案的に可能である。前記発光体の典型的な各実施例の製造のために使用される多結晶発光体粉末の合成は、ここで説明した製造工程に制限されない。
本発明に係る粉末状のアルカリ土金属シリケート発光体表面のフッ素化のために、異なる無機フッ素化合物、例えば、アルカリ金属フッ化物（例えば、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ）、アルカリ土金属フッ化物（ＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＳｒＦ２、ＢａＦ２）、ＡｌＦ３及び希土類のフッ化物（例えば、ＹＦ３、ＬａＦ３又はＧｄＦ３）、ＮＨ４Ｆ及びＮＨ４ＨＦ２、及び他の無機又は有機フッ素化合物（例えば、フッ化物を含有したアミン）を使用することができる。選択された前記物質は、シリケート発光体粉末と混合され、この場合、水性懸濁液（ａｑｕｅｏｕｓ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｓ）を用いてもよい。添加されるフッ素化剤の望ましい比率は、化合物の溶解度及び反応条件（ｐＨ、温度、混合強度（intensity of mixing）、滞留時間など）によって左右され、実験的に容易に決定することができる。
表面処理が完了した後、前記フッ素化発光体は、懸濁液から除去され、適当な溶媒で洗浄された後、８０℃〜２００℃の温度で乾燥される。冷却及びスクリーニング後、これらは使用可能な形態になる。
最適な発光体特性を達成するために、本発明の発光体の特定組成、使用されたフッ素化剤の類型と量及び追加要因により、本発明によって生成された発光体には、付加的に又は乾燥工程の代わりに還元雰囲気で３００℃〜６００℃の温度範囲内で熱的後処理（熱処理）を行うことができる。
本発明の典型的な各実施例に係る発光体の製造と関連した細部情報について、以下、いくつかの実施例によって提示する。
（実施例）
実施例Ａ１
実施例Ａ１は、本発明の典型的な実施例によってフッ素化表面層が提供され、基底（ｂａｓｅ）格子組成Ｓｒ２.９Ｂａ０.０１Ｃａ０.０５ＳｉＯ５：Ｅｕ０.０４を有する発光体の製造を説明するものであり、この発光体は、表１で光学データ（optical data）と共に試料Ｆ-１０３と記載され、前記発光体の発光スペクトルは、図１ａで番号“３”と示される。
表１は、異なる量のＮＨ４Ｆで処理されたユウロピウム活性ストロンチウムオキシオルトシリケート発光体試料の光学及び水分安定性データを含む。対応する発光体マトリックスを合成するために、化学量論量（stoichiometric amounts）のＳｒＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＣａＣＯ３、Ｅｕ２Ｏ３及びＳｉＯ２と０.２ｍｏｌのＮＨ４Ｃｌを強制的に混合した後、２％水素を含有するＮ２／Ｈ２雰囲気で１４００℃で５時間のか焼工程をコランダムるつぼ（corundum crucibles）で行う。か焼工程が終了した後、か焼された物質を均一化及び粉砕し、Ｈ２Ｏで洗浄する。その後、１００ｇの乾燥及びスクリーニングされた発光体を、１.１ｇのＮＨ４Ｆ、２００ｇのガラス玉及び１リットルの水とともに適当なプラスチック容器に入れ、３０分間低スピードでジャーミル（ｊａｒ ｍｉｌｌ）で強制的に混合する。何分かの沈澱時間後、まず、上清液を移し（decant）、その後、ブフナー（Ｂｕｃｈｎｅｒ）漏斗を通した吸入（suction）によりろ過する。その後、最終生成物の乾燥及びスクリーニングを行う。
実施例Ａ２
光学データが表２に示され、発光スペクトルは図６ａで番号“４”と示された、本発明の典型的な実施例に係る試料Ｆ―２０２を含有する発光体を製造するために、実施例Ａ１に記載された１００ｇの発光体マトリックスを、２.４７４ｇのＮＨ４ＨＦ２と混合する。表２は、異なる量のＮＨ４ＨＦ２で処理されたユウロピウム活性ストロンチウムオキシオルトシリケート発光体試料の、光学及び水分安定性データを含む。この場合、フッ素化表面層は、ロールミル上で４００ｇのガラス玉と１Ｌの脱イオン水に混合物を入れ、湿性化学沈澱によって塗布される。１時間の処理後、溶液からコーティングされた発光体が除去され、実施例Ａ１と類似する後処理が行われる。
実施例Ａ３
ここで、実施例Ａ２によって生産された３０ｇの発光体は、６０分間３５％水素を含有したＮ２／Ｈ２雰囲気で４００℃でコランダムるつぼで熱処理される。冷却後、表２に示される光学データ及び図６ａで番号“５”と示される発光スペクトルである試料Ｆ-２０２Ｔは、スクリーニングによって均一化され、本発明の典型的な実施例を製造する。
実施例Ａ４
本発明の典型的な実施例に係る基底格子組成Ｓｒ２.９４８Ｂａ０.０１Ｃｕ０.００２ＳｉＯ５：Ｅｕ０.０４を有するオキシオルトシリケート発光体は、実施例Ａ１によって固相状態で合成され、前駆体物質テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）を用いてＳｉＯ２ネットワークでコーティングされる。このため、５０ｇの発光体は、１Ｌのエタノール、１８.２ｇのＴＥＯＳ及び１００ｍｌの３２％アンモニア水の、溶液５００ｍｌと混合され、反応容器で２時間撹拌される。その後、コーティングされた発光体は、吸入によりろ過され、エタノールで洗浄された後、１６０℃で２４時間乾燥される。
このような予備表面処理後、発光体には、実施例Ａ１と同様に、フッ素化剤としてＮＨ４Ｆを使用してフッ素化が行われる。そのために、８０ｇの予備コーティングされた発光体は、実施例Ａ１の条件下で１.９８ｇのＮＨ４Ｆと反応される。従って、本発明の典型的な各実施例に係る発光体は、試料Ｆ-ＴＳ-６００の形態で製造される。前記発光体の光学データは表６に記載されており、発光スペクトルは図６ａに番号“７”と表示され、実施例Ａ１、Ａ２及びＡ３に記載された発光体と同様に、従来のオキシオルトシリケート発光体、及び未コーティング基底発光体と同一の基底格子組成に比べて相当改善された耐湿性を有することができる。本発明の典型的な各実施例に係るこれら発光体の性能特性は、表１、２及び６にまとめた。
実施例Ｂ１
試料Ｆ-３２０の形態の本発明の典型的な実施例に係る発光体の製造のために、組成Ｓｒ２.９４８５Ｂａ０.０１Ｃｕ０.００１５ＳｉＯ５：Ｅｕ０.０４の基底格子が合成される。このために、化学量論量のＳｒＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＣｕＯ、Ｅｕ２Ｏ３、６５ｇのＳｉＯ２及び０.３ｍｏｌのＮＨ４Ｃｌが混合され、適当なか焼るつぼに入れて高温炉（ｆｕｒｎａｃｅ）で２４時間か焼される。か焼プログラムは、それぞれ３時間で１２００℃及び１３５０℃での２個の主要なか焼区域を有する。第１のか焼フェーズの間、か焼は水素濃度５％のフォーミングガス（forming gas）下で達成され、水素濃度は、その後の第２のか焼フェーズで２０％に増加する。
マトリックス物質の冷却、洗浄及び均一化後、発光体表面のフッ素化が行われる。このために使用されたフッ素化剤は、ＮＨ４Ｆ又はＮＨ４ＨＦ２の代わりにアルミニウムフルオライドＡ１Ｆ３である。発光体粒子の表面との相互作用のために、１.２ｇのＡｌＦ３は、６０℃の１ＬのＨ２Ｏに取り込まれ、混合物は１時間強制的に撹拌される。その後、１００ｇの合成された発光体マトリックスは、懸濁液に添加される。反応時間は６０分であり得る。試料Ｆ-３２０の形態にあるコーティングされた発光体は、実施例Ａ１、Ａ２、Ａ３及びＡ４と類似する形で後処理される。その光学データは表３に示され、その発光スペクトルは図１ａに番号“６”と示されている。表３は、更に（further）フッ素化されたＥｕ２＋ドーピングされたストロンチウムオキシオルトシリケート発光体(fluorinated EU2+-doped strontium oxyorthosilicate luminophores)の光学及び安定性データを含む。
実施例Ｃ１
下記の実施例は、本発明の典型的な各実施例によってコーティングされ、組成Ｓｒ０.８７６Ｂａ１.０２４ＳｉＯ４：Ｅｕ０.１を有するアルカリ土金属オルトシリケート発光体に関する。本実施例において、ベース物質は高温固相反応によって製造され、ここで、開始混合物は、化学量論量のＳｒＣＯ３、ＢａＣＯ３、Ｅｕ２Ｏ３、ＳｉＯ２、及び０.２ｍｏｌのＮＨ４Ｃｌを含む。
か焼工程は、窒素雰囲気で開始混合物が充填されたるつぼを１２７５℃で加熱し、１０時間にわたって前記温度を維持した後、室温に冷却することを含む。高温上昇の達成時に、２０％水素が保護ガスに添加される。冷却後、収得した物質には、フラックス残留物を除去するために洗浄が行われた後、乾燥・スクリーニングされる。
ベース物質のフッ素化のために、１５０ｇの発光体粉末及び４.２６８ｇのＮＨ４Ｆが３ＬのＨ２Ｏで懸濁され、２時間にわたって撹拌される。コーティング手順が完了した後、フッ素化発光体は試料Ｆ-４０１の形態で吸入によりろ過され、吸入フィルター上でエタノールで洗浄され、１３０℃で２４時間乾燥される。試料Ｆ-４０１の光学データは表４に示され、その発光スペクトルは図１ｂで番号“３”と示されている。表４は、付加的にＳｉＯ２でコーティングされたフッ素化緑色波長放出アルカリ土金属オルトシリケート発光体の光学及び安定性データを含む。
追加の段階として、試料Ｆ-４０１の形態の本発明の典型的な実施例に係る発光体には、追加でＳｉＯ２コーティングを提供することができる。このために、５０ｇのフッ素化Ｓｒ０.８７６Ｂａ１.０２４ＳｉＯ４：Ｅｕ０.１発光体粉末は、１Ｌのエタノール、２５ｇのＴＥＯＳ及び１５０ｍｌの３２％アンモニア水からなる５００ｍｌのＴＥＯＳ溶液に添加されるが、この溶液は、２４時間前に予め準備された。５時間の撹拌後、反応が完了する。試料Ｆ-４０１ＴＳの形態の表面コーティングされた発光体は吸入でろ過され、エタノールで再び洗浄されて乾燥される。試料Ｆ-４０１ＴＳの光学データは表４に示されている。試料Ｆ-４０１ＴＳの発光スペクトルは図１ｂで番号“４”と示されている。
各場合について、未処理の発光体に備えて、多様なマトリックス組成のフッ素化発光体の放出スペクトルが、図１ａ及び図６ｂに例示されているが、これら図面は、本発明の典型的な各実施例に係るフッ素化表面構造を有する発光体の発光強度(luminescence intensities)が参照物質のものと少し異なっていることを示す。また、これは、表１、表２、表３、表４、表５、表６及び表７にまとめた本発明の典型的な各実施例に係る発光体試料の発光データによって確認できるが、ある程度低い発光強度が、フッ素化及び任意に付加的にＳｉＯ２コーティングされた試料に対して一部の場合に測定される。発光効率が少し増加する表面処理に対する各例は、参照された表に示されている。後者の効果として、コーティングされた物質の場合に、ある程度のより良い光の放出の結果であると考えられる。
図７ａ及び図７ｂにおいて、本発明の典型的な各実施例に係るフッ素化Ｓｒ３ＳｉＯ５：Ｅｕ発光体の電子顕微鏡写真と、未処理の開始物質の電子顕微鏡写真とが比較される。これらの顕微鏡写真は、実施例に記載された適当なフッ素化剤による表面処理により、走査電子顕微鏡写真の助けによって可視化され得る特定の表面構造を形成することを明示する。
この状況は、緑色発光アルカリ土金属オルトシリケート発光体に対して、図８に示す電子顕微鏡写真と対比することができる。図８に示す顕微鏡写真は、未処理の発光体試料の特徴的な粒子表面、本発明の典型的な各実施例によって製造されたフッ素化物質の表面、及び追加のＳｉＯ２でコーティングされた開始物質から誘導された追加試料の表面を示す。
併せて、表面構造がフッ素を含有することが、図９に示した対応するエネルギー分散Ｘ線分光（ＥＤＸ）分析の結果から明らかになる。発光体マトリックスの特徴を示すストロンチウム（Ｓｒ）、珪素（Ｓｉ）及び酸素（Ｏ）に対するピークに加えて、相当なピーク高さを有する明らかな特異的反射が、本発明に係るフッ素化発光体のＥＤＸスペクトルで見られるが、これは、ピークのエネルギー位置を基にしてフッ素元素（Ｆ）に明らかに割り当てられているためである。さらに、図示したスペクトルは、金（Ａｕ）及びパラジウム（Ｐｄ）によって指定される反射を含むが、これは、分析方法と関連する理由のため、発光体試料が金及びパラジウムでコーティングされたことに起因する。
本発明の典型的な各実施例に係る発光体の表面上に微細に分散されたフッ化物又はフッ素化合物の固着又はこのような化合物のネットワークの形成に対する追加証拠は、Ｘ-線光電子分光（ＸＰＳ）分析の結果によって、図１０及び図１１に示される。固着(fixing)は、吸着(adsorption)を含んでもよく、化学吸着(chemisorption)又は物理吸着(physisorption)と類似する方法である。図１０に示したように、実施例１によってＮＨ４Ｆで処理された基底格子組成Ｓｒ２.９Ｂａ０.０１Ｃａ０.０５Ｅｕ０.０４ＳｉＯ５の発光体のＸＰＳスペクトルは、この固相分析方法でフッ素化発光体の表面構造の要素としてフッ素元素（Ｆ）を検出することが可能であることを示す。また、追加的な結論が前記ＸＰＳスペクトルから出る。例えば、ＮＨ４Ｆフッ素化オキシオルトシリケート発光体の内部補正されたＸＰＳスペクトル（図１１の曲線２）を、対応する発光体マトリックスと同等量のＮＨ４Ｆとの機械的混合物のスペクトル（図１１の曲線１）と比較することによって、各場合に測定されたＦ １ｓピークが、図１１に示したように、互いに結合エネルギー（binding energy）において異なる強度及びエネルギーシフト（ｓｈｉｆｔ）を有することは明らかである。
曲線２として示される試料のＦ １ｓピークの低い強度は、工程の間に添加されたフッ素が発光体表面からやや損失されると解釈することができる。曲線１のＦ １ｓピークでの低い結合エネルギーへのシフトは、適用されたフッ素化剤と発光体マトリックス表面との間の化学結合形成を示し得る。
表１、表２、表３、表４、表５及び表６において、本発明の典型的な各実施例によって構成された異なるシリケート発光体のいくつかの発光パラメーター及び安定性テストの結果がまとめられており、変更されていない（すなわち、非フッ素化表面）発光体粉末のパラメーター及びいくつかの場合には市販の(commercial)比較対象発光体（comparative luminophores)のパラメーターと比較されている。表５は、フッ素化されたＥｕ２＋コーティングされたストロンチウムオキシオルトシリケート発光体及びフッ素化されてＳｉＯ２コーティングされたＥｕ２＋コーティングされたストロンチウムオキシオルトシリケート発光体の光学及び安定性データを含む。表６は、フッ素化されたＳｉＯ２コーティングされたストロンチウムオキシオルトシリケート発光体の光学及び安定性データを含む。
材料の水分安定性（moisture stability）は、気候が制御されたキャビネットで対応する発光体試料を貯蔵して評価し、前記キャビネットは、７日間８５℃の温度及び８５％の空気湿度で作動された。その後、発光体は１５０℃で２４時間乾燥された後、ルミネセンス収率（luminescence yield）の比較測定が行われた。
比較発光測定の結果は、本発明の典型的な各実施例に係る発光体の発光効率とその温度依存性がいずれも市販のユウロピウム活性アルカリ土金属オキシオルトシリケート又は対応するオルトシリケート発光体と同一であるか、むしろ、これらより優れるという事実を証明する。第二に、安定性テストの結果は、表４、表５及び表６で示したように、フッ素化表面構造及び任意の付加的なＳｉＯ２コーティングを有する本発明の典型的な各実施例に係る発光体が、同一のマトリックス組成の変更されていない（非フッ素化表面）発光体と比較して相当改善された耐湿性を有することを示す。
本発明の思想又は範囲を逸脱しない限り、多様な変形及び変化が本発明にもたらされ得ることは当業者にとって明らかであろう。従って、本発明の変形及び変化が添付の特許請求の範囲及びその均等物の範囲内にある場合、本発明が前記変形及び変化を包括するように意図される。
実施例Ａ１は、本発明の典型的な実施例によってフッ素化表面層が提供され、基底（ｂａｓｅ）格子組成Ｓｒ２.９Ｂａ０.０１Ｃａ０.０５ＳｉＯ５：Ｅｕ０.０４を有する発光体の製造を説明するものであり、この発光体は、表１で光学データ（optical data）と共に試料Ｆ-１０３と記載され、前記発光体の発光スペクトルは、図６ａで番号“３”と示される。
マトリックス物質の冷却、洗浄及び均一化後、発光体表面のフッ素化が行われる。このために使用されたフッ素化剤は、ＮＨ４Ｆ又はＮＨ４ＨＦ２の代わりにアルミニウムフルオライドＡ１Ｆ３である。発光体粒子の表面との相互作用のために、１.２ｇのＡｌＦ３は、６０℃の１ＬのＨ２Ｏに取り込まれ、混合物は１時間強制的に撹拌される。その後、１００ｇの合成された発光体マトリックスは、懸濁液に添加される。反応時間は６０分であり得る。試料Ｆ-３２０の形態にあるコーティングされた発光体は、実施例Ａ１、Ａ２、Ａ３及びＡ４と類似する形で後処理される。その光学データは表３に示され、その発光スペクトルは図６ａに番号“６”と示されている。表３は、更に（further）フッ素化されたＥｕ２＋ドーピングされたストロンチウムオキシオルトシリケート発光体(fluorinated EU2+-doped strontium oxyorthosilicate luminophores)の光学及び安定性データを含む。
ベース物質のフッ素化のために、１５０ｇの発光体粉末及び４.２６８ｇのＮＨ４Ｆが３ＬのＨ２Ｏで懸濁され、２時間にわたって撹拌される。コーティング手順が完了した後、フッ素化発光体は試料Ｆ-４０１の形態で吸入によりろ過され、吸入フィルター上でエタノールで洗浄され、１３０℃で２４時間乾燥される。試料Ｆ-４０１の光学データは表４に示され、その発光スペクトルは図６ｂで番号“３”と示されている。表４は、付加的にＳｉＯ２でコーティングされたフッ素化緑色波長放出アルカリ土金属オルトシリケート発光体の光学及び安定性データを含む。
追加の段階として、試料Ｆ-４０１の形態の本発明の典型的な実施例に係る発光体には、追加でＳｉＯ２コーティングを提供することができる。このために、５０ｇのフッ素化Ｓｒ０.８７６Ｂａ１.０２４ＳｉＯ４：Ｅｕ０.１発光体粉末は、１Ｌのエタノール、２５ｇのＴＥＯＳ及び１５０ｍｌの３２％アンモニア水からなる５００ｍｌのＴＥＯＳ溶液に添加されるが、この溶液は、２４時間前に予め準備された。５時間の撹拌後、反応が完了する。試料Ｆ-４０１ＴＳの形態の表面コーティングされた発光体は吸入でろ過され、エタノールで再び洗浄されて乾燥される。試料Ｆ-４０１ＴＳの光学データは表４に示されている。試料Ｆ-４０１ＴＳの発光スペクトルは図６ｂで番号“４”と示されている。
各場合について、未処理の発光体に備えて、多様なマトリックス組成のフッ素化発光体の放出スペクトルが、図６ａ及び図６ｂに例示されているが、これら図面は、本発明の典型的な各実施例に係るフッ素化表面構造を有する発光体の発光強度(luminescence intensities)が参照物質のものと少し異なっていることを示す。また、これは、表１、表２、表３、表４、表５、表６及び表７にまとめた本発明の 典型的な各実施例に係る発光体試料の発光データによって確認できるが、ある程度低い発光強度が、フッ素化及び任意に付加的にＳｉＯ２コーティングされた試料に対して一部の場合に測定される。発光効率が少し増加する表面処理に対する各例は、参照された表に示されている。後者の効果として、コーティングされた物質の場合に、ある程度のより良い光の放出の結果であると考えられる。
表１、表２、表３、表４、表５及び表６において、本発明の典型的な各実施例によって構成された異なるシリケート発光体のいくつかの発光パラメーター及び安定性テストの結果がまとめられており、変更されていない（すなわち、非フッ素化表面）発光体粉末のパラメーター及びいくつかの場合には市販の (commercial)比較対象発光体（comparative luminophores)のパラメーターと比較されている。表５は、フッ素化されたＥｕ２＋ ドーピングされたストロンチウムオキシオルトシリケート発光体及びフッ素化されてＳｉＯ２コーティングされたＥｕ２＋ ドーピングされたストロンチウムオキシオルトシリケート発光体の光学及び安定性データを含む。表６は、フッ素化されたＳｉＯ２コーティングされたストロンチウムオキシオルトシリケート発光体の光学及び安定性データを含む。

Claims (16)

  1. 第１の発光ダイオード、及び
    前記第１の発光ダイオードから放出された光を吸収するように構成され、前記吸収された光と異なる波長を有する光を放出するように構成された表面改質された発光体を含み、
    前記表面改質された発光体は、
    シリケート発光体、及び
    前記シリケート発光体上に配置されたフッ素化コーティングを含む発光装置。
  2. 前記フッ素化コーティングは疎水化表面サイトを生成するように構成され、
    前記フッ素化コーティングは、フッ素化無機製剤、フッ素化有機製剤、又はフッ素化無機製剤及びフッ素化有機製剤のいずれをも含む、請求項１に記載の発光装置。
  3. 前記表面改質された発光体は、
    前記フッ素化コーティング上に又は前記フッ素化コーティングと前記シリケート発光体との間に配置された酸化物を含む水分バリア層をさらに含む、請求項１に記載の発光装置。
  4. 前記酸化物は、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３及びＳｉＯ２の少なくとも一つを含む、請求項３に記載の発光装置。
  5. 前記シリケート発光体は、アルカリ土金属シリケート発光体を含み、
    前記フッ素化コーティングは、Ｓｉ（ＯＲ）３Ｘ形態、ここで、Ｒ＝ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５又はより高い次数のアルカンで、Ｘがフッ素官能基化された有機リガンドを含む、フッ素官能基化された有機シラン（ｏｒｇａｎｏｓｉｌａｎｅ）を用いて、前記アルカリ土金属シリケート発光体をフッ素化することによって形成されたフッ素化バリア層を含む、請求項１に記載の発光装置。
  6. 前記表面改質された発光体は、一般式（Ｍｅ１＋Ｍｅ２＋Ｍｅ３＋）ｘ・（Ｓｉ，Ｐ，Ａｌ，Ｂ，Ｖ，Ｎ，Ｃ，Ｇｅ）ｙ・（Ｏ，Ｎ）ｚ：（Ａ，Ｆ，Ｓ）を含み、ここで、Ａは、ランタノイド（ｌａｎｔｈａｎｏｉｄ）及びマンガン族より選ばれる活性剤であり、Ｆは、表面に固定又は交差結合されたフッ素又はフッ素化合物で、Ｓは、非フッ素化層形成物質の追加コーティングであり、Ｍｅ＋１は１価金属で、Ｍｅ２＋は２価金属であり、Ｍｅ３＋は、周期律表のIII族又はランタノイドより選ばれる３価金属であり、Ｓｉの一部はＰ、Ａｌ、Ｂ、Ｖ、Ｎ、Ｇｅ、又はＣに置き換えられ、０＜ｘ＜５、０＜ｙ＜１２、０＜ｚ＜２４である、請求項１に記載の発光装置。
  7. 前記の表面改質された発光体は、化学式Ｓｒ３-ｘ-ｙ-ｚＣａｘＢａｙＳｉＯ５：Ｅｕｚ、Ｆ、Ｓを含み、ここで、Ｆは、表面に固定又は交差結合されたフッ素又はフッ素化合物で、Ｓは非フッ素化物質を含む追加コーティングであり、０≦ｘ≦２、０≦ｙ≦２及び０＜ｚ＜０.５である、請求項１に記載の発光装置。
  8. ０≦ｘ≦０.０５、０≦ｙ≦０.５及び０＜ｚ＜０.２５である、請求項７に記載の発光装置。
  9. 前記シリケート発光体はアルカリ土金属シリケート発光体を含み、
    前記アルカリ土金属シリケート発光体は、
    前記シリケート発光体内でアルカリ土金属イオンの一部を置き換え、Ｍｇ及びＺｎより選ばれた２価イオン、アルカリ金属より選ばれた１価イオン又は希土類より選ばれた３価イオンを含む第１の置換元素、及び
    シリコンの一部を置き換え、Ｐ、Ｂ、Ｖ、Ｎ、Ｇｅ及びＣからなる群より選ばれた少なくとも一つを含む第２の置換元素を含む、請求項１に記載の発光装置。
  10. 前記第１の発光ダイオード及び前記発光体はパッケージ内に結合されている、請求項１に記載の発光装置。
  11. 前記パッケージ内に第２の発光ダイオードをさらに含み、前記第２の発光ダイオードは、前記発光体の発光ピーク波長より長波長の発光ピーク波長を有する光を放出する、請求項１０に記載の発光装置。
  12. 前記パッケージは基板をさらに含み、
    前記第１の発光ダイオードは前記基板上に実装される、請求項１０に記載の発光装置。
  13. 前記基板は印刷回路ボード又はリードフレームを含む、請求項１２に記載の発光装置。
  14. 前記第１の発光ダイオードを封止するモールディング部をさらに含み、
    前記の表面改質された発光体は前記モールディング部内に配置される、請求項１３に記載の発光装置。
  15. 前記パッケージはヒートシンクをさらに含み、
    前記第１の発光ダイオードは前記ヒートシンク上に実装される、請求項１０に記載の発光装置。
  16. 前記第１の発光ダイオードは複数の発光セルを含む、請求項１に記載の発光装置。
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