JP2016526071A - 蛍光体 - Google Patents
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Abstract
本発明は、シリケート蛍光体、その製造方法および変換蛍光体としてのその使用に関する。本発明はまた、少なくとも本発明による変換蛍光体を含む発光変換材料、および光源、特にｐｃ−ＬＥＤ（蛍光体変換発光デバイス）におけるその使用に関する。本発明はさらに、光源、特にｐｃ−ＬＥＤ、ならびに一次光源および本発明による発光変換材料を含む照明ユニットに関する。
Description
本発明は、シリケート蛍光体（phosphors）、その製造方法、および変換蛍光体としてのその使用に関する。本発明はまた、本発明による変換蛍光体を含む発光変換材料、および光源、特にｐｃ−ＬＥＤ（蛍光体変換発光デバイス）におけるその使用に関する。本発明はさらに、光源、特にｐｃ−ＬＥＤ、ならびに一次光源および本発明による発光変換材料を含む照明ユニットに関する。
１００年超の間、無機蛍光体が、それらが可能な限り最適な方法かつ同時に可能な限り少ないエネルギー消費でそれぞれの用途の分野の要件を満たすように、発光ディスプレイ画面、Ｘ線増幅器および放射または光源のスペクトルを適合するために開発されてきた。励起の種類、すなわち一次放射源の性質および必要な発光スペクトルは、ホスト格子およびアクチベーターの選択のために本明細書で非常に重要である。
特に、一般的な照明、すなわち低圧放電ランプおよび発光ダイオードの蛍光光源について、新規な蛍光体が、エネルギー効率、色再現および安定性をさらに増大させるために、恒常的に開発されている。
原則として、付加的な色の混合によって白色発光無機ＬＥＤ（発光ダイオード）を得るための３つの異なるアプローチがある：
（１）ＲＧＢ ＬＥＤ（赤色＋緑色＋青色ＬＥＤ）、これにおいては白色光が、赤色、緑色および青色スペクトル領域で発光する３つの異なる発光ダイオードからの光を混合することによって生成される。
（２）補完システム、これにおいては発光半導体（一次光源）が、例えば黄色領域で発光する１または２以上の蛍光体（変換蛍光体）を励起する、例えば青色光を発光する。青色および黄色光を混合することによって、白色光が次いで生成される。代替的に、例えば、緑色または黄色および橙色または赤色光を発光する、２または３以上の蛍光体を使用することが可能である。
（３）ＵＶ−ＬＥＤ＋ＲＧＢ蛍光体、これにおいてはＵＶ領域で発光する半導体（一次光源）が周囲に光を発し、ここにおいて３つの異なる変換蛍光体が励起されて赤色、緑色および青色スペクトル領域で発光する。代替的に、黄色または橙色および青色を発する２つの異なる蛍光体を使用することが可能である。
原則として、付加的な色の混合によって白色発光無機ＬＥＤ（発光ダイオード）を得るための３つの異なるアプローチがある：
（１）ＲＧＢ ＬＥＤ（赤色＋緑色＋青色ＬＥＤ）、これにおいては白色光が、赤色、緑色および青色スペクトル領域で発光する３つの異なる発光ダイオードからの光を混合することによって生成される。
（２）補完システム、これにおいては発光半導体（一次光源）が、例えば黄色領域で発光する１または２以上の蛍光体（変換蛍光体）を励起する、例えば青色光を発光する。青色および黄色光を混合することによって、白色光が次いで生成される。代替的に、例えば、緑色または黄色および橙色または赤色光を発光する、２または３以上の蛍光体を使用することが可能である。
（３）ＵＶ−ＬＥＤ＋ＲＧＢ蛍光体、これにおいてはＵＶ領域で発光する半導体（一次光源）が周囲に光を発し、ここにおいて３つの異なる変換蛍光体が励起されて赤色、緑色および青色スペクトル領域で発光する。代替的に、黄色または橙色および青色を発する２つの異なる蛍光体を使用することが可能である。
バイナリー補完システムは、１つの一次光源のみでおよび、最も単純な場合においては１つの変換蛍光体のみで、白色光を生成することができるという利点を有する。これらのシステムの最もよく知られたものは、青色スペクトル領域で発光する一次光源として窒化インジウムアルミニウムガリウムチップ、および青色領域で励起され黄色スペクトル領域で発光する変換蛍光体としてセリウムをドープしたイットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ：Ｃｅ）からなる。窒化インジウムガリウムＬＥＤは、長寿命、小さな物理的な深さ（small physical depth）、および高い内部および外部量子収率を有する。窒化インジウムガリウムＬＥＤまたはＩｎ３＋ガス放電などの青色の一次放射源の使用における主な利点は、白色光へ変換する際の低ストークス損失にある。しかしながら、多くのアクチベーターまたは蛍光体は、青色スペクトル領域で十分に強くは吸収しないため、青色発光窒化インジウムガリウムＬＥＤの使用もまた、蛍光体層の厚さに対する色点の強い依存性、小ストークスシフトのための発光団間の強いスペクトル相互作用、および発光団の限定された選択などの多くの困難をもたらす。
これらの困難は、近ＵＶで発光する窒化インジウムガリウム半導体の使用によって回避することができる。特に、ここで白色スペクトルへの変換におけるストークス損失が依然としてあまり優れたものではないことから、３７０〜４２０ｎｍの発光範囲は興味深いものである。さらに、半導体は、このスペクトル領域においてエレクトロルミネセンスのかなり高い外部量子収率を有し、これは、それに基づくＬＥＤのいわゆる「ウォールプラグ効率」もまたかなり高いことを意味する。
したがって、白色発光ＬＥＤの基礎としての近ＵＶのＬＥＤは、ＬＥＤ光源の多くの開発の焦点であり、ＵＶ−ＬＥＤの新規な変換蛍光体の研究開発は近年強化されている。このため、スペクトルの近ＵＶ領域で励起することができる無機蛍光粉末もまた、光源のための、特にｐｃ−ＬＥＤのための変換蛍光体として特に今日益々重要性を増している。
したがって、白色発光ＬＥＤの基礎としての近ＵＶのＬＥＤは、ＬＥＤ光源の多くの開発の焦点であり、ＵＶ−ＬＥＤの新規な変換蛍光体の研究開発は近年強化されている。このため、スペクトルの近ＵＶ領域で励起することができる無機蛍光粉末もまた、光源のための、特にｐｃ−ＬＥＤのための変換蛍光体として特に今日益々重要性を増している。
本発明の目的は、近ＵＶ領域で励起することができる新規な化合物を提供することである。本発明のさらなる目的は、複数の発光極大を有する蛍光体の提供であり、これは、ＵＶ領域での励起の際に、より少数の別異の蛍光体が白色光の生成のために必要であることを意味する。
驚くべきことに、下記のシリケート蛍光体がこの目的を達成することを見出した。これらの蛍光体は、近ＵＶ領域において励起することができ、青色ならびに赤色スペクトル領域の両方において発光を示す。
驚くべきことに、下記のシリケート蛍光体がこの目的を達成することを見出した。これらの蛍光体は、近ＵＶ領域において励起することができ、青色ならびに赤色スペクトル領域の両方において発光を示す。
したがって本発明は、以下の式（１）
（ＥＡ１）１-ｘ（ＥＡ２）２-ｙＳｉ３Ｏ９：Ｅｕｘ，Ｍｎｙ （１）
式中、以下のものが、使用される符号および添え字に適用される：
ＥＡ１は、Ｂａ、または２０原子％までのＳｒを含むＢａおよびＳｒの混合物であり；
ＥＡ２は、ＣａまたはＳｒまたはこれらの元素の混合、ここでこれらの元素の２０原子％までがＭｇによって置き換えられてもよい、からなる群から選択される；
０．０１≦ｘ≦０．２５；
０．０１＜ｙ≦０．２０
で表される化合物に関する。
（ＥＡ１）１-ｘ（ＥＡ２）２-ｙＳｉ３Ｏ９：Ｅｕｘ，Ｍｎｙ （１）
式中、以下のものが、使用される符号および添え字に適用される：
ＥＡ１は、Ｂａ、または２０原子％までのＳｒを含むＢａおよびＳｒの混合物であり；
ＥＡ２は、ＣａまたはＳｒまたはこれらの元素の混合、ここでこれらの元素の２０原子％までがＭｇによって置き換えられてもよい、からなる群から選択される；
０．０１≦ｘ≦０．２５；
０．０１＜ｙ≦０．２０
で表される化合物に関する。
本発明による化合物は、近ＵＶスペクトル領域、好ましくは約３７０〜４２０ｎｍで励起することができ、青色スペクトル領域において、および橙色または赤色スペクトル領域において発光極大を通常示すため、結果として生じる発光色はマゼンタとして記載することができる。
本願の文脈において、青色光はその発光極大が４００〜４５９ｎｍである光を示し、シアン色光はその発光極大が４６０〜５０５ｎｍである光を示し、緑色光はその発光極大が５０６〜５４５ｎｍである光を示し、黄色光はその発光極大が５４６〜５６５ｎｍである光を示し、橙色光はその発光極大が５６６〜６００ｎｍである光を示し、赤色光はその発光極大が６０１〜６７０ｎｍの光を示す。
本願の文脈において、青色光はその発光極大が４００〜４５９ｎｍである光を示し、シアン色光はその発光極大が４６０〜５０５ｎｍである光を示し、緑色光はその発光極大が５０６〜５４５ｎｍである光を示し、黄色光はその発光極大が５４６〜５６５ｎｍである光を示し、橙色光はその発光極大が５６６〜６００ｎｍである光を示し、赤色光はその発光極大が６０１〜６７０ｎｍの光を示す。
本発明の好ましい態様において、ＥＡ１は、Ｂａ、または最大１０原子％のＳｒを含むＢａおよびＳｒの混合から選択される。ＥＡ１は特に好ましくはＢａを意味する。
本発明のさらに好ましい態様において、ＥＡ２は、ＣａまたはＳｒまたはＣａおよびＳｒの混合または最大２０原子％のＭｇを含むＣａおよびＭｇの混合または最大２０原子％のＭｇを含むＳｒおよびＭｇの混合から選択される。
本発明のさらに好ましい態様において、ＥＡ２は、ＣａまたはＳｒまたはＣａおよびＳｒの混合または最大２０原子％のＭｇを含むＣａおよびＭｇの混合または最大２０原子％のＭｇを含むＳｒおよびＭｇの混合から選択される。
したがって式（１）で表される化合物の好ましい態様は、以下の式（２）〜（４）
（Ｂａ１-ｚＳｒｚ）１-ｘ（Ｃａ１-ｗＳｒｗ）２-ｙＳｉ３Ｏ９：Ｅｕｘ，Ｍｎｙ (２)
（Ｂａ１-ｚＳｒｚ）１-ｘ（Ｃａ１-ｖＭｇｖ）２-ｙＳｉ３Ｏ９：Ｅｕｘ，Ｍｎｙ (３)
（Ｂａ１-ｚＳｒｚ）１-ｘ（Ｓｒ１-ｖＭｇｖ）２-ｙＳｉ３Ｏ９：Ｅｕｘ，Ｍｎｙ (４)
式中、添え字ｘおよびｙは、上記の意味を有し、以下のものが使用されるその他の添え字に適用される：
０≦ｚ≦０．２０；
０≦ｗ≦１；
０≦ｖ≦０．２０
で表される化合物である。
（Ｂａ１-ｚＳｒｚ）１-ｘ（Ｃａ１-ｗＳｒｗ）２-ｙＳｉ３Ｏ９：Ｅｕｘ，Ｍｎｙ (２)
（Ｂａ１-ｚＳｒｚ）１-ｘ（Ｃａ１-ｖＭｇｖ）２-ｙＳｉ３Ｏ９：Ｅｕｘ，Ｍｎｙ (３)
（Ｂａ１-ｚＳｒｚ）１-ｘ（Ｓｒ１-ｖＭｇｖ）２-ｙＳｉ３Ｏ９：Ｅｕｘ，Ｍｎｙ (４)
式中、添え字ｘおよびｙは、上記の意味を有し、以下のものが使用されるその他の添え字に適用される：
０≦ｚ≦０．２０；
０≦ｗ≦１；
０≦ｖ≦０．２０
で表される化合物である。
本発明の好ましい態様において、０≦ｚ≦０．１０である。本発明のさらに好ましい態様において、０≦ｗ≦０．１０である。本発明のなおさらなる態様において、０≦ｖ≦０．１０である。これらの好ましいものは、好ましくは同時に生じ、したがって好ましくは以下のものが適用される：０≦ｚ≦０．１０および同時に０≦ｗ≦０．１０、または以下のものが適用される：０≦ｚ≦０．１０および同時に０≦ｖ≦０．１０。
式（２）、（３）および（４）で表される化合物の特に好ましい態様は、以下の 式（２ａ）〜（２ｃ）、（３ａ）および（４ａ）
Ｂａ１-ｘＣａ２-ｙＳｉ３Ｏ９：Ｅｕｘ，Ｍｎｙ （２ａ）
Ｂａ１-ｘＳｒ２-ｙＳｉ３Ｏ９：Ｅｕｘ，Ｍｎｙ （２ｂ）
Ｂａ１-ｘ（Ｃａ１-ｗＳｒｗ）２-ｙＳｉ３Ｏ９：Ｅｕｘ，Ｍｎｙ （２ｃ）
Ｂａ１-ｘ（Ｃａ１-ｖＭｇｖ）２-ｙＳｉ３Ｏ９：Ｅｕｘ，Ｍｎｙ （３ａ）
Ｂａ１-ｘ（Ｓｒ１-ｖＭｇｖ）２-ｙＳｉ３Ｏ９：Ｅｕｘ，Ｍｎｙ （４ａ）
式中、使用される添え字は、上記の意味を有する
で表される化合物である。
式（２）、（３）および（４）で表される化合物の特に好ましい態様は、以下の 式（２ａ）〜（２ｃ）、（３ａ）および（４ａ）
Ｂａ１-ｘＣａ２-ｙＳｉ３Ｏ９：Ｅｕｘ，Ｍｎｙ （２ａ）
Ｂａ１-ｘＳｒ２-ｙＳｉ３Ｏ９：Ｅｕｘ，Ｍｎｙ （２ｂ）
Ｂａ１-ｘ（Ｃａ１-ｗＳｒｗ）２-ｙＳｉ３Ｏ９：Ｅｕｘ，Ｍｎｙ （２ｃ）
Ｂａ１-ｘ（Ｃａ１-ｖＭｇｖ）２-ｙＳｉ３Ｏ９：Ｅｕｘ，Ｍｎｙ （３ａ）
Ｂａ１-ｘ（Ｓｒ１-ｖＭｇｖ）２-ｙＳｉ３Ｏ９：Ｅｕｘ，Ｍｎｙ （４ａ）
式中、使用される添え字は、上記の意味を有する
で表される化合物である。
本発明の好ましい態様において、以下のものが式（１）〜（４）で表される化合物および上記の好ましい態様における添え字ｘに適用される：０．０５≦ｘ≦０．１５。
本発明のさらに好ましい態様において、以下のものが式（１）〜（４）で表される化合物および上記の好ましい態様における添え字ｙに適用される：０．０５≦ｙ≦０．１５。
本発明の特に好ましい態様において、上記の好ましいものは同時に適用される。
本発明のさらに好ましい態様において、以下のものが式（１）〜（４）で表される化合物および上記の好ましい態様における添え字ｙに適用される：０．０５≦ｙ≦０．１５。
本発明の特に好ましい態様において、上記の好ましいものは同時に適用される。
本発明はさらに、以下のステップ：
ａ）ＥＡ１、ＥＡ２、Ｅｕ、ＭｎおよびＳｉを含む混合物の調製；および
ｂ）高温での該混合物のか焼
を含む、式（１）で表される化合物または好ましい態様の製造方法に関する。
本明細書のイオンＥＡ１およびＥＡ２はここでは、好ましくは対応する炭酸塩、酸化物またはシュウ酸塩の形態で用いる。好ましいのは炭酸塩の使用である。
好ましいのはさらには、酸化物Ｅｕ２Ｏ３の形態でのＥｕの使用である。
好ましいのはさらには、シュウ酸塩の形態での、特に水和物ＭｎＣ２Ｏ４・２Ｈ２Ｏとしての、Ｍｎの使用である。代替的に、Ｍｎはまた、炭酸塩ＭｎＣＯ３の形態で用いることもできる。
好ましいのはさらには、酸化物ＳｉＯ２の形態でのＳｉの使用である。これは非晶質ＳｉＯ２であり、好ましくはマイクロ粒子の形態において、またはより好ましくはナノ粒子の形態においてである。
ａ）ＥＡ１、ＥＡ２、Ｅｕ、ＭｎおよびＳｉを含む混合物の調製；および
ｂ）高温での該混合物のか焼
を含む、式（１）で表される化合物または好ましい態様の製造方法に関する。
本明細書のイオンＥＡ１およびＥＡ２はここでは、好ましくは対応する炭酸塩、酸化物またはシュウ酸塩の形態で用いる。好ましいのは炭酸塩の使用である。
好ましいのはさらには、酸化物Ｅｕ２Ｏ３の形態でのＥｕの使用である。
好ましいのはさらには、シュウ酸塩の形態での、特に水和物ＭｎＣ２Ｏ４・２Ｈ２Ｏとしての、Ｍｎの使用である。代替的に、Ｍｎはまた、炭酸塩ＭｎＣＯ３の形態で用いることもできる。
好ましいのはさらには、酸化物ＳｉＯ２の形態でのＳｉの使用である。これは非晶質ＳｉＯ２であり、好ましくはマイクロ粒子の形態において、またはより好ましくはナノ粒子の形態においてである。
本発明による方法のステップａ）における混合物中のＥＡ１、ＥＡ２、Ｅｕ、ＭｎおよびＳｉの比率は、反応生成物の望ましい化学量論から生じ、すなわち出発材料は、生成物の望ましい比率に従って用いる。
ステップａ）における混合物は好ましくは、乳鉢において、好ましくは溶媒中で調製する。用いる溶媒は、好ましくはアセトンまたはアルコール、特にエタノール、プロパノールまたはイソプロパノールである。工業的規模においては、ステップａ）の混合物は好ましくは、自動乳鉢粉砕機中で製造する。
混合物はか焼前に乾燥させる。これは好ましくは空気中で、まず室温で、次いで乾燥キャビネット中で高温、好ましくは６０〜１２０℃、特に約８０℃で行う。
ステップａ）における混合物は好ましくは、乳鉢において、好ましくは溶媒中で調製する。用いる溶媒は、好ましくはアセトンまたはアルコール、特にエタノール、プロパノールまたはイソプロパノールである。工業的規模においては、ステップａ）の混合物は好ましくは、自動乳鉢粉砕機中で製造する。
混合物はか焼前に乾燥させる。これは好ましくは空気中で、まず室温で、次いで乾燥キャビネット中で高温、好ましくは６０〜１２０℃、特に約８０℃で行う。
混合物に融剤を添加することは本明細書で好ましいことでもあり得る。好適な融剤は、例えば、ホウ酸Ｈ３ＢＯ３、フッ化アンモニウムＮＨ４Ｆ、フッ化バリウムＢａＦ２またはフッ化カルシウムＣａＦ２である。好ましいのはホウ酸である。融剤の残渣も生成物中に残存し得る。
本発明による方法のステップｂ）の混合物のか焼は、好ましくは還元条件下または少なくとも非酸化条件下で行う。本明細書で好ましいのは５〜２４ｈ、特に好ましくは８〜１６ｈの反応時間、および１１００〜１３００℃の範囲、特に好ましくは１２００〜１２５０℃の範囲の温度である。
非酸化または還元条件は、例えば、不活性ガスまたは一酸化炭素、フォーミングガスまたは水素または真空または酸素欠乏雰囲気を使用して、本明細書で確立される。好ましいのは、特にはＮ２におけるＨ２の５〜１０容量％の含有量を有する、フォーミングガス雰囲気である。
本発明による方法のステップｂ）の混合物のか焼は、好ましくは還元条件下または少なくとも非酸化条件下で行う。本明細書で好ましいのは５〜２４ｈ、特に好ましくは８〜１６ｈの反応時間、および１１００〜１３００℃の範囲、特に好ましくは１２００〜１２５０℃の範囲の温度である。
非酸化または還元条件は、例えば、不活性ガスまたは一酸化炭素、フォーミングガスまたは水素または真空または酸素欠乏雰囲気を使用して、本明細書で確立される。好ましいのは、特にはＮ２におけるＨ２の５〜１０容量％の含有量を有する、フォーミングガス雰囲気である。
か焼は、例えば、結果として生じた混合物を窒化ホウ素中またはコランダム容器内の高温炉内へ導入することによって行うことができる。高温炉は、好ましい態様において、管状炉である。
本発明による化合物は、か焼ステップ後に、例えば乳鉢中で粉砕することにより、粉砕することが好ましい。
ＬＥＤにおける使用のための本発明による蛍光体の体積分布の平均粒子サイズｄ５０は、通常は５０ｎｍ〜３０μｍ、好ましくは１μｍ〜２０μｍである。本明細書で粒子サイズは好ましくは、コールターカウンター測定によって決定する。
本発明による化合物は、か焼ステップ後に、例えば乳鉢中で粉砕することにより、粉砕することが好ましい。
ＬＥＤにおける使用のための本発明による蛍光体の体積分布の平均粒子サイズｄ５０は、通常は５０ｎｍ〜３０μｍ、好ましくは１μｍ〜２０μｍである。本明細書で粒子サイズは好ましくは、コールターカウンター測定によって決定する。
なおさらなる態様において、本発明による化合物をコーティングしてもよい。先行技術から当業者に知られており、蛍光体に使用されるすべてのコーティング方法が、この目的に好適である。コーティングに好適な材料は、特に金属酸化物および窒化物、特にＡｌ２Ｏ３などのアルカリ土類金属酸化物、およびＡｌＮなどのアルカリ土類金属窒化物、ならびにＳｉＯ２である。本明細書でコーティングは、例えば、流動床法または湿式化学的方法によって行うことができる。好適なコーティング方法は、例えば、JP 04-304290、WO 91/10715、WO 99/27033、US 2007/0298250、WO 2009/065480およびWO 2010/075908に開示されている。コーティングの目的は一方では、例えば空気または湿気に対する、蛍光体のより高い安定性であり得る。しかしながら、目的は、コーティングの表面およびコーティング材料の屈折率の好適な選択による、光の改善されたカップリングインおよびカップリングアウトでもあり得る。無機コーティングの代替として、または無機コーティングに加えて、化合物はまた、有機材料、例えばシロキサン類でコーティングしてもよい。これは、ＬＥＤの製造時の樹脂の分散性に関して利点を有し得る。
本発明はまたさらに、特には発光ダイオードの近ＵＶ発光のより長い波長を有する光への部分的または完全な変換のための、蛍光体または変換蛍光体としての本発明による化合物の使用に関する。
本発明による化合物は、以下において蛍光体とも呼ばれる。
したがって、本発明はさらに、本発明による化合物を含む発光変換材料に関する。発光変換材料は、本発明による化合物からなっていてもよく、この場合、上記で定義された用語「変換蛍光体」に等価であろう。本発明による発光変換材料が、本発明による化合物の他にさらなる変換蛍光体もまた含むことが好ましいことがある。この場合、本発明による発光変換材料は、好ましくは、少なくとも２つの変換蛍光体の混合を含み、その少なくとも１つが本発明による化合物である。少なくとも２つの変換蛍光体が、相互に補完的である波長の光を発光する蛍光体であることが特に好ましい。
本発明による化合物は、以下において蛍光体とも呼ばれる。
したがって、本発明はさらに、本発明による化合物を含む発光変換材料に関する。発光変換材料は、本発明による化合物からなっていてもよく、この場合、上記で定義された用語「変換蛍光体」に等価であろう。本発明による発光変換材料が、本発明による化合物の他にさらなる変換蛍光体もまた含むことが好ましいことがある。この場合、本発明による発光変換材料は、好ましくは、少なくとも２つの変換蛍光体の混合を含み、その少なくとも１つが本発明による化合物である。少なくとも２つの変換蛍光体が、相互に補完的である波長の光を発光する蛍光体であることが特に好ましい。
本発明による化合物は、良好なＬＥＤ品質を生じさせる。ＬＥＤ品質は、例えば、演色評価数（ＣＲＩ）、相関色温度（ＣＣＴ）、ルーメン当量または絶対的ルーメン、またはＣＩＥｘおよびｙ座標における色点などの従来のパラメータにより本明細書に記載されている。
演色評価数（ＣＲＩ）は、人工光源の色再現忠実性を太陽光またはフィラメント光源のものと比較する（後者の２つは１００のＣＲＩを有する）、当業者によく知られている無次元照明量である。
演色評価数（ＣＲＩ）は、人工光源の色再現忠実性を太陽光またはフィラメント光源のものと比較する（後者の２つは１００のＣＲＩを有する）、当業者によく知られている無次元照明量である。
相関色温度（ＣＣＴ）は、単位ケルビンを有する、当業者によく知られている照明量である。数値が高いほど光の青色内容が高く、より寒色の白色光が、人工放射線源から観測者に現れる。ＣＣＴは黒体放射体の概念に従い、その色温度がＣＩＥダイアグラムのいわゆるプランク曲線を記載する。
ルーメン当量は、所定の放射測定の放射電力における、単位ワットを有する光源の、ルーメンでの測光の光束の大きさを記載する、単位ｌｍ／Ｗを有する当業者によく知られている照明量である。ルーメン当量が高いほど、光源はより効率的になる。
ルーメンは、当業者によく知られている測光の照明量であり、光源の光束を記載し、これは放射源によって発光される総可視放射の測定である。光束が大きいほど、光源は観測者にはより明るく見える。
ルーメン当量は、所定の放射測定の放射電力における、単位ワットを有する光源の、ルーメンでの測光の光束の大きさを記載する、単位ｌｍ／Ｗを有する当業者によく知られている照明量である。ルーメン当量が高いほど、光源はより効率的になる。
ルーメンは、当業者によく知られている測光の照明量であり、光源の光束を記載し、これは放射源によって発光される総可視放射の測定である。光束が大きいほど、光源は観測者にはより明るく見える。
ＣＩＥｘおよびＣＩＥｙは、当業者によく知られている標準的なＣＩＥ色チャート（本明細書では標準観測者１９３１）の座標を意味し、これによって光源の色が記載される。
上述のすべての量は、当業者によく知られている方法によって、光源の発光スペクトルから計算することができる。
本発明による蛍光体の励起性は、約２５０ｎｍ〜４２０ｎｍ、好ましくは３５０ｎｍ〜約４２０ｎｍにわたる、広い範囲にわたる。本発明による蛍光体の励起曲線の極大は、通常約３５０ｎｍである。
本発明はさらに、少なくとも１つの一次光源および本発明による少なくとも１種の化合物を含む光源に関する。本明細書において一次光源の発光極大は、通常３５０ｎｍ〜４２０ｎｍ、好ましくは３７０ｎｍ〜約４２０ｎｍの範囲にあり、ここで一次放射は、本発明による蛍光体によってより長い波長の放射へ部分的にまたは完全に変換される。
本発明による光源の好ましい態様において、一次光源は発光窒化インジウムアルミニウムガリウム、特に式ＩｎｉＧａｊＡｌｋＮ、式中０≦ｉ、０≦ｊ、０≦ｋ、およびｉ＋ｊ＋ｋ＝１、で表されるものである。
上述のすべての量は、当業者によく知られている方法によって、光源の発光スペクトルから計算することができる。
本発明による蛍光体の励起性は、約２５０ｎｍ〜４２０ｎｍ、好ましくは３５０ｎｍ〜約４２０ｎｍにわたる、広い範囲にわたる。本発明による蛍光体の励起曲線の極大は、通常約３５０ｎｍである。
本発明はさらに、少なくとも１つの一次光源および本発明による少なくとも１種の化合物を含む光源に関する。本明細書において一次光源の発光極大は、通常３５０ｎｍ〜４２０ｎｍ、好ましくは３７０ｎｍ〜約４２０ｎｍの範囲にあり、ここで一次放射は、本発明による蛍光体によってより長い波長の放射へ部分的にまたは完全に変換される。
本発明による光源の好ましい態様において、一次光源は発光窒化インジウムアルミニウムガリウム、特に式ＩｎｉＧａｊＡｌｋＮ、式中０≦ｉ、０≦ｊ、０≦ｋ、およびｉ＋ｊ＋ｋ＝１、で表されるものである。
このタイプの光源の可能な形態は当業者に知られている。これらは様々な構造の発光ＬＥＤチップであり得る。
本発明による光源のさらに好ましい態様において、一次光源は、ＺｎＯ、ＴＣＯ（透明導電性酸化物）またはＳｉＣに基づく発光アレンジメントである。
本発明による光源のさらに好ましい態様において、一次光源はエレクトロルミネセンスおよび／またはフォトルミネセンスを示す源である。一次光源は、さらにプラズマまたは放電源であってもよい。
本発明による対応する光源もまた、発光ダイオードまたはＬＥＤとして知られている。
本発明による光源のさらに好ましい態様において、一次光源は、ＺｎＯ、ＴＣＯ（透明導電性酸化物）またはＳｉＣに基づく発光アレンジメントである。
本発明による光源のさらに好ましい態様において、一次光源はエレクトロルミネセンスおよび／またはフォトルミネセンスを示す源である。一次光源は、さらにプラズマまたは放電源であってもよい。
本発明による対応する光源もまた、発光ダイオードまたはＬＥＤとして知られている。
本発明による蛍光体は、単独で、または当業者によく知られている以下の蛍光体との混合物として用いることができる。本発明による蛍光体は、青色および赤色スペクトル領域で発光を示すことから、それらは特に好ましくは黄色または緑色のスペクトル領域で発光する１または２以上の蛍光体と組み合わせて用いられる。
原則として混合物に好適な対応する蛍光体は、例えば：
本発明による化合物と組み合わせることができる特に好適な黄色および緑色発光蛍光体は、例えば、Ｌｕ３（Ａｌ１−ｘＧａｘ）５Ｏ１２：Ｃｅ、ＬｉＴｂ（Ｍｏ１−ｘＷｘ）２Ｏ８、Ｔｂ２（Ｍｏ１−ｘＷｘ）Ｏ６、Ｔｂ２（Ｍｏ１−ｘＷｘ）２Ｏ９、Ｔｂ２（Ｍｏ１−ｘＷｘ）３Ｏ１２、Ｔｂ２（Ｍｏ１−ｘＷｘ）４Ｏ１５、（Ｂａ１−ｘＳｒｘ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ、（Ｂａ１−ｘＳｒｘ）２ＳｉＯ５：Ｅｕ、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：ＣｅＴｂ、Ｙ２ＳｉＯ５：ＣｅＴｂ、Ｙ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅ，Ｔｂ、Ｃａ３Ｙ２［Ｓｉ３Ｏ９］２：ＣｅＴｂ、［Ｔｂ（ベンゾアート）３］、［Ｔｂ（ピコリナート）３］、［Ｔｂ（アミノフェノラート）３］、およびＴｂ［Ｎ（ＣＮ）２］３からなる群から選択される。本明細書で添え字ｘは、０〜１である。
本発明による蛍光体または蛍光体の組み合わせは、用途に依存して、樹脂（例えばエポキシまたはシリコン樹脂）中に分散させるか、または好適なサイズ比率の場合、一次光源上に直接的に配置するか、または代替的にそこから遠隔に配置することができる（後者の配置は「遠隔蛍光体技術」もまた含む）。遠隔蛍光体技術の利点は、当業者に知られており、例えば以下の刊行物によって明らかにされている： Japanese J. of Appl. Phys. Vol. 44, No. 21 (2005). L649-L651.
さらなる態様において、蛍光体と一次光源との間の光結合を導光アレンジメントによって達成することが好ましい。これによって一次光源を中央箇所に設置し、例えば光ファイバーなどの導光デバイスによって蛍光体に光学的に結合させることが可能となる。このようにして、単に１つまたは種々の蛍光体からなり、光スクリーンを形成するように配置することができる、照明の願望に適合させたランプ、および一次光源に結合された光導波路を、達成することが可能である。このようにして、電気設備に好ましい箇所に強力な一次光源を設置し、さらなる電気ケーブル接続なしで、代わりに光導波管を敷設することのみによって、光導波管に結合された蛍光体を含むランプをあらゆる望ましい箇所に設置することが可能である。
本発明はさらに、本発明による少なくとも１つの光源を含むことを特徴とする、特にはディスプレイデバイスのバックライト照明のための、照明ユニットに、および本発明による少なくとも１つの照明ユニットを含むことを特徴とする、バックライト照明を有するディスプレイデバイス、特には液晶ディスプレイデバイス（ＬＣディスプレイ）に関する。
ＬＥＤにおける使用のために、蛍光体はまた、球状粒子、プレートレットおよび構造化材料およびセラミックなど、あらゆる望ましい形状に変換することができる。これらの形状は本発明に従っては、用語「成形体（shaped bodies）」の下でまとめられる。成形体は、好ましくは、「蛍光体ボディ（phosphor body）」である。したがって、本発明はさらに、本発明による蛍光体を含む成形体に関する。対応する成形体の製造および使用は多数の刊行物から当業者によく知られている。
Ｍｎ２＋は、本明細書で記載されるシリケート中に低濃度でのみ用いられることから、セラミック発光変換画面における光路長、すなわちセラミック層の厚さは、粉末層と比較して低減した散乱のために増大することができるため、半透明セラミックの形態で本発明による蛍光体を使用することも有利である。したがって本発明はさらに、本発明による少なくとも１種の化合物を含むセラミックに関する。セラミックは、次いで、本発明による化合物のみからなり得る。しかしながら、それはまた、マトリックス材料および／またはさらなる蛍光体を含んでもよい。好適なマトリックス材料は、例えば、ＳｉＯ２、Ｙ２Ｏ３またはＡｌ２Ｏ３である。
本発明による化合物は、以下の有利な特性を有する：
１）本発明による化合物は、高いフォトルミネセンス量子効率を有する。
２）本発明による化合物は、青色スペクトル領域において、および赤色のスペクトル領域においての両方で発光を示し、したがって黄色または緑色のスペクトル領域で発光するただ１つのさらなる蛍光体とともに使用する際に良好な色再現を有する白色光をもたらす。
３）本発明による化合物は、高い化学的安定性を有する。
１）本発明による化合物は、高いフォトルミネセンス量子効率を有する。
２）本発明による化合物は、青色スペクトル領域において、および赤色のスペクトル領域においての両方で発光を示し、したがって黄色または緑色のスペクトル領域で発光するただ１つのさらなる蛍光体とともに使用する際に良好な色再現を有する白色光をもたらす。
３）本発明による化合物は、高い化学的安定性を有する。
本明細書に記載される本発明の全ての変形は、それぞれの態様が相互に排他的でない限り、互いに組み合わせることができる。特に、特定の特に好ましい態様を得るために、本明細書に記載の様々な変形を正確に組み合わせることは、定常的な最適化の一部分として本明細書の教示に基づく明らかな操作である。以下の例は、本発明を説明し、特に、かかる本発明の変形の例示的な組み合わせの結果を示すことを意図している。しかしながら、それらは決して限定するものとみなされるべきでなく、代わりに一般化を促すことを意図している。製造で使用されるすべての化合物または構成成分は、知られていて商業的に入手可能であるか、または既知の方法により合成することができる。例に示す温度は常に℃である。説明および例の両方において、組成物に添加される構成成分の量が常に１００％の合計まで添加されることは、さらに言うまでもない。パーセントデータは常に、所定の関連で考慮されるべきである。
例
サンプルの相形成は、Ｘ線回折法によって各場合で確認した。この目的のために、Bragg-Brentanoジオメトリーを有するRigaku Miniflex II Ｘ線回折計を使用した。使用した放射源はＣｕ−Ｋα放射のＸ線管（λ＝０．１５４１８ｎｍ）であった。管は１５ｍＡの電流強さおよび３０ｋＶの電圧で操作した。測定は１０°・ｍｉｎ−１で１０〜８０°の角度範囲で行った。
サンプルの相形成は、Ｘ線回折法によって各場合で確認した。この目的のために、Bragg-Brentanoジオメトリーを有するRigaku Miniflex II Ｘ線回折計を使用した。使用した放射源はＣｕ−Ｋα放射のＸ線管（λ＝０．１５４１８ｎｍ）であった。管は１５ｍＡの電流強さおよび３０ｋＶの電圧で操作した。測定は１０°・ｍｉｎ−１で１０〜８０°の角度範囲で行った。
反射スペクトルは、Edinburgh Instruments Ltd.の蛍光分光計を使用して決定した。この目的のために、ＢａＳＯ４でコーティングされたUlbricht球中にサンプルを設置して測定した。反射スペクトルを２５０〜８００ｎｍの範囲で記録した。使用した白色標準はＢａＳＯ４（Alfa Aesar ９９．９９８％）であった。４５０Ｗ Ｘｅランプを励起源として使用した。
励起スペクトルおよび発光スペクトルを、粉末サンプルのためのミラー光学系を備えたEdinburgh Instruments Ltd.の蛍光分光計を使用して記録した。使用した励起源は４５０Ｗ Ｘｅランプであった。
例１： Ｂａ０．９９Ｅｕ０．０１Ｃａ１．９０Ｍｎ０．１０Ｓｉ３Ｏ９の製造
３ｇ（６．７０５９ｍｍｏｌ）のＢａ０．９９Ｅｕ０．０１Ｃａ１．９０Ｍｎ０．１０Ｓｉ３Ｏ９の合成のために、１．３１０１ｇ（６．６３８９ｍｍｏｌ）のＢａＣＯ３、０．０１１８ｇ（０．０３３５ｍｍｏｌ）のＥｕ２Ｏ３、１．２７５２ｇ（１２．７４１２ｍｍｏｌ）のＣａＣＯ３、０．１２００ｇ（０．６７０６ｍｍｏｌ）のＭｎＣ２Ｏ４・２Ｈ２Ｏ、１．２０８８ｇ（２０．１１７ｍｍｏｌ）のＳｉＯ２および０．００８３ｇ（０．１３４１ｍｍｏｌ）のＨ３ＢＯ３をめのう乳鉢においてアセトン中で互いに混合する。混合物をまず空気中で室温で乾燥させ、続いて乾燥キャビネット中で８０℃で乾燥させる。続いて乾燥した出発材料混合物をフォーミングガス雰囲気（５％のＨ２／９５％のＮ２）中で１２００℃で８ｈか焼する。
３ｇ（６．７０５９ｍｍｏｌ）のＢａ０．９９Ｅｕ０．０１Ｃａ１．９０Ｍｎ０．１０Ｓｉ３Ｏ９の合成のために、１．３１０１ｇ（６．６３８９ｍｍｏｌ）のＢａＣＯ３、０．０１１８ｇ（０．０３３５ｍｍｏｌ）のＥｕ２Ｏ３、１．２７５２ｇ（１２．７４１２ｍｍｏｌ）のＣａＣＯ３、０．１２００ｇ（０．６７０６ｍｍｏｌ）のＭｎＣ２Ｏ４・２Ｈ２Ｏ、１．２０８８ｇ（２０．１１７ｍｍｏｌ）のＳｉＯ２および０．００８３ｇ（０．１３４１ｍｍｏｌ）のＨ３ＢＯ３をめのう乳鉢においてアセトン中で互いに混合する。混合物をまず空気中で室温で乾燥させ、続いて乾燥キャビネット中で８０℃で乾燥させる。続いて乾燥した出発材料混合物をフォーミングガス雰囲気（５％のＨ２／９５％のＮ２）中で１２００℃で８ｈか焼する。
Ｂａ０．９９Ｅｕ０．０１Ｃａ１．９０Ｍｎ０．１０Ｓｉ３Ｏ９のＣＩＥ色点は、ｘ＝０．２６２およびｙ＝０．１５３である。
例２： Ｂａ０．９５Ｅｕ０．０５Ｃａ１．９０Ｍｎ０．１０Ｓｉ３Ｏ９の製造
４ｇ（８．９２９５ｍｍｏｌ）のＢａ０．９５Ｅｕ０．０５Ｃａ１．９０Ｍｎ０．１０Ｓｉ３Ｏ９の合成のために、１．６７４０ｇ（８．４８３１ｍｍｏｌ）のＢａＣＯ３、０．０７８６ｇ（０．２２３２ｍｍｏｌ）のＥｕ２Ｏ３、１．６９８１ｇ（１６．９６６１ｍｍｏｌ）のＣａＣＯ３、０．１５９８ｇ（０．８９３０ｍｍｏｌ）のＭｎＣ２Ｏ４・２Ｈ２Ｏ、１．６０９６ｇ（２６．７８８６ｍｍｏｌ）のＳｉＯ２および０．０１１０ｇ（０．１７８６ｍｍｏｌ）のＨ３ＢＯ３をめのう乳鉢においてアセトン中で互いに混合する。混合物をまず空気中で室温で乾燥させ、続いて乾燥キャビネット中で８０℃で乾燥させる。続いて乾燥した出発材料混合物をフォーミングガス雰囲気（５％のＨ２／９５％のＮ２）中で１２００℃で８ｈか焼する。
４ｇ（８．９２９５ｍｍｏｌ）のＢａ０．９５Ｅｕ０．０５Ｃａ１．９０Ｍｎ０．１０Ｓｉ３Ｏ９の合成のために、１．６７４０ｇ（８．４８３１ｍｍｏｌ）のＢａＣＯ３、０．０７８６ｇ（０．２２３２ｍｍｏｌ）のＥｕ２Ｏ３、１．６９８１ｇ（１６．９６６１ｍｍｏｌ）のＣａＣＯ３、０．１５９８ｇ（０．８９３０ｍｍｏｌ）のＭｎＣ２Ｏ４・２Ｈ２Ｏ、１．６０９６ｇ（２６．７８８６ｍｍｏｌ）のＳｉＯ２および０．０１１０ｇ（０．１７８６ｍｍｏｌ）のＨ３ＢＯ３をめのう乳鉢においてアセトン中で互いに混合する。混合物をまず空気中で室温で乾燥させ、続いて乾燥キャビネット中で８０℃で乾燥させる。続いて乾燥した出発材料混合物をフォーミングガス雰囲気（５％のＨ２／９５％のＮ２）中で１２００℃で８ｈか焼する。
Ｂａ０．９５Ｅｕ０．０５Ｃａ１．９０Ｍｎ０．１０Ｓｉ３Ｏ９のＣＩＥ色点はｘ＝０．３５７およびｙ＝０．２４７である。
例３： Ｂａ０．９０Ｅｕ０．１０Ｃａ１．９０Ｍｎ０．１０Ｓｉ３Ｏ９の製造
４ｇ（８．９１５０ｍｍｏｌ）のＢａ０．９０Ｅｕ０．１０Ｃａ１．９０Ｍｎ０．１０Ｓｉ３Ｏ９の合成のために、１．５８３３ｇ（８．０２３５ｍｍｏｌ）のＢａＣＯ３、０．１５６９ｇ（０．４４５７ｍｍｏｌ）のＥｕ２Ｏ３、１．６９５３ｇ（１６．９３８４ｍｍｏｌ）のＣａＣＯ３、０．１５９６ｇ（０．８９１５ｍｍｏｌ）のＭｎＣ２Ｏ４・２Ｈ２Ｏ、１．６０６９ｇ（２６．７４４９ｍｍｏｌ）のＳｉＯ２および０．０１１０ｇ（０．１７８３ｍｍｏｌ）のＨ３ＢＯ３をめのう乳鉢においてアセトン中で互いに混合する。混合物をまず空気中で室温で乾燥させ、続いて乾燥キャビネット中で８０℃で乾燥させる。乾燥した出発材料混合物を続いてフォーミングガス雰囲気（５％のＨ２／９５％のＮ２）中で１２００℃で８ｈか焼する。
４ｇ（８．９１５０ｍｍｏｌ）のＢａ０．９０Ｅｕ０．１０Ｃａ１．９０Ｍｎ０．１０Ｓｉ３Ｏ９の合成のために、１．５８３３ｇ（８．０２３５ｍｍｏｌ）のＢａＣＯ３、０．１５６９ｇ（０．４４５７ｍｍｏｌ）のＥｕ２Ｏ３、１．６９５３ｇ（１６．９３８４ｍｍｏｌ）のＣａＣＯ３、０．１５９６ｇ（０．８９１５ｍｍｏｌ）のＭｎＣ２Ｏ４・２Ｈ２Ｏ、１．６０６９ｇ（２６．７４４９ｍｍｏｌ）のＳｉＯ２および０．０１１０ｇ（０．１７８３ｍｍｏｌ）のＨ３ＢＯ３をめのう乳鉢においてアセトン中で互いに混合する。混合物をまず空気中で室温で乾燥させ、続いて乾燥キャビネット中で８０℃で乾燥させる。乾燥した出発材料混合物を続いてフォーミングガス雰囲気（５％のＨ２／９５％のＮ２）中で１２００℃で８ｈか焼する。
Ｂａ０．９０Ｅｕ０．１０Ｃａ１．９０Ｍｎ０．１０Ｓｉ３Ｏ９のＣＩＥ色点はｘ＝０．４２７およびｙ＝０．３１３である。
例４： Ｂａ０．７９Ｓｒ０．２０Ｅｕ０．０１Ｃａ１．９０Ｍｎ０．１０Ｓｉ３Ｏ９の製造
５．２４９１ｇ（１２ｍｍｏｌ）のＢａ０．７９Ｓｒ０．２０Ｅｕ０．０１Ｃａ１．９０Ｍｎ０．１０Ｓｉ３Ｏ９の合成のために、１．８７０７ｇ（９．４８ｍｍｏｌ）のＢａＣＯ３、０．３５４３ｇ（２．４０ｍｍｏｌ）のＳｒＣＯ３、０．０２１１ｇ（０．０６ｍｍｏｌ）のＥｕ２Ｏ３、２．２８２０ｇ（２２．８０ｍｍｏｌ）のＣａＣＯ３、０．２１４８ｇ（１．２０ｍｍｏｌ）のＭｎＣ２Ｏ４・２Ｈ２Ｏ、２．１６３０ｇ（３６．００ｍｍｏｌ）のＳｉＯ２および０．０５２５ｇ（０．８４８９ｍｍｏｌ）のＨ３ＢＯ３をめのう乳鉢においてアセトン中で互いに混合する。続いて乾燥した出発材料混合物をフォーミングガス雰囲気（５％のＨ２／９５％のＮ２）中で１２００℃で８ｈか焼する。
５．２４９１ｇ（１２ｍｍｏｌ）のＢａ０．７９Ｓｒ０．２０Ｅｕ０．０１Ｃａ１．９０Ｍｎ０．１０Ｓｉ３Ｏ９の合成のために、１．８７０７ｇ（９．４８ｍｍｏｌ）のＢａＣＯ３、０．３５４３ｇ（２．４０ｍｍｏｌ）のＳｒＣＯ３、０．０２１１ｇ（０．０６ｍｍｏｌ）のＥｕ２Ｏ３、２．２８２０ｇ（２２．８０ｍｍｏｌ）のＣａＣＯ３、０．２１４８ｇ（１．２０ｍｍｏｌ）のＭｎＣ２Ｏ４・２Ｈ２Ｏ、２．１６３０ｇ（３６．００ｍｍｏｌ）のＳｉＯ２および０．０５２５ｇ（０．８４８９ｍｍｏｌ）のＨ３ＢＯ３をめのう乳鉢においてアセトン中で互いに混合する。続いて乾燥した出発材料混合物をフォーミングガス雰囲気（５％のＨ２／９５％のＮ２）中で１２００℃で８ｈか焼する。
例５： Ｂａ０．９９Ｅｕ０．０１Ｃａ１．５０Ｓｒ０．４０Ｍｎ０．１０Ｓｉ３Ｏ９の製造
５．５９６６ｇ（１２ｍｍｏｌ）のＢａ０．９９Ｅｕ０．０１Ｃａ１．５０Ｓｒ０．４０Ｍｎ０．１０Ｓｉ３Ｏ９の合成のために、２．３４４４ｇ（１１．８８ｍｍｏｌ）のＢａＣＯ３、０．７０８６ｇ（４．８０ｍｍｏｌ）のＳｒＣＯ３、０．０２１１ｇ（０．０６ｍｍｏｌ）のＥｕ２Ｏ３、１．８０１６ｇ（１８．００ｍｍｏｌ）のＣａＣＯ３、０．２１４８ｇ（１．２０ｍｍｏｌ）のＭｎＣ２Ｏ４・２Ｈ２Ｏ、２．１６３０ｇ（３６．００ｍｍｏｌ）のＳｉＯ２および０．０５６０ｇ（０．９０５１ｍｍｏｌ）のＨ３ＢＯ３をめのう乳鉢においてアセトン中で互いに混合する。混合物をまず空気中で室温で乾燥させ、続いて乾燥キャビネット中で８０℃で乾燥させる。乾燥した出発材料混合物を続いてフォーミングガス雰囲気（５％のＨ２／９５％のＮ２）中で１２００℃で８ｈか焼する。
５．５９６６ｇ（１２ｍｍｏｌ）のＢａ０．９９Ｅｕ０．０１Ｃａ１．５０Ｓｒ０．４０Ｍｎ０．１０Ｓｉ３Ｏ９の合成のために、２．３４４４ｇ（１１．８８ｍｍｏｌ）のＢａＣＯ３、０．７０８６ｇ（４．８０ｍｍｏｌ）のＳｒＣＯ３、０．０２１１ｇ（０．０６ｍｍｏｌ）のＥｕ２Ｏ３、１．８０１６ｇ（１８．００ｍｍｏｌ）のＣａＣＯ３、０．２１４８ｇ（１．２０ｍｍｏｌ）のＭｎＣ２Ｏ４・２Ｈ２Ｏ、２．１６３０ｇ（３６．００ｍｍｏｌ）のＳｉＯ２および０．０５６０ｇ（０．９０５１ｍｍｏｌ）のＨ３ＢＯ３をめのう乳鉢においてアセトン中で互いに混合する。混合物をまず空気中で室温で乾燥させ、続いて乾燥キャビネット中で８０℃で乾燥させる。乾燥した出発材料混合物を続いてフォーミングガス雰囲気（５％のＨ２／９５％のＮ２）中で１２００℃で８ｈか焼する。
例６： Ｂａ０．９９Ｅｕ０．０１Ｃａ１．５０Ｍｇ０．４０Ｍｎ０．１０Ｓｉ３Ｏ９の製造
５．２９２７ｇ（１２ｍｍｏｌ）のＢａ０．９９Ｅｕ０．０１Ｃａ１．５０Ｍｇ０．４０Ｍｎ０．１０Ｓｉ３Ｏ９の合成のために、２．３４４４ｇ（１１．８８ｍｍｏｌ）のＢａＣＯ３、０．４６６２ｇ（０．９６ｍｍｏｌ）の４ＭｇＣＯ３・Ｍｇ（ＯＨ）２・５Ｈ２Ｏ、０．０２１１ｇ（０．０６ｍｍｏｌ）のＥｕ２Ｏ３、１．８０１６ｇ（１８．００ｍｍｏｌ）のＣａＣＯ３、０．２１４８ｇ（１．２０ｍｍｏｌ）のＭｎＣ２Ｏ４・２Ｈ２Ｏ、２．１６３０ｇ（３６．００ｍｍｏｌ）のＳｉＯ２および０．０５６０ｇ（０．９０５１ｍｍｏｌ）のＨ３ＢＯ３をめのう乳鉢においてアセトン中で互いに混合する。混合物をまず空気中で室温で乾燥させ、続いて乾燥キャビネット中で８０℃で乾燥させる。続いて乾燥した出発材料混合物をフォーミングガス雰囲気（５％のＨ２／９５％のＮ２）中で１２００℃で８ｈか焼する。
５．２９２７ｇ（１２ｍｍｏｌ）のＢａ０．９９Ｅｕ０．０１Ｃａ１．５０Ｍｇ０．４０Ｍｎ０．１０Ｓｉ３Ｏ９の合成のために、２．３４４４ｇ（１１．８８ｍｍｏｌ）のＢａＣＯ３、０．４６６２ｇ（０．９６ｍｍｏｌ）の４ＭｇＣＯ３・Ｍｇ（ＯＨ）２・５Ｈ２Ｏ、０．０２１１ｇ（０．０６ｍｍｏｌ）のＥｕ２Ｏ３、１．８０１６ｇ（１８．００ｍｍｏｌ）のＣａＣＯ３、０．２１４８ｇ（１．２０ｍｍｏｌ）のＭｎＣ２Ｏ４・２Ｈ２Ｏ、２．１６３０ｇ（３６．００ｍｍｏｌ）のＳｉＯ２および０．０５６０ｇ（０．９０５１ｍｍｏｌ）のＨ３ＢＯ３をめのう乳鉢においてアセトン中で互いに混合する。混合物をまず空気中で室温で乾燥させ、続いて乾燥キャビネット中で８０℃で乾燥させる。続いて乾燥した出発材料混合物をフォーミングガス雰囲気（５％のＨ２／９５％のＮ２）中で１２００℃で８ｈか焼する。
例７：例３からのＢａ０．９０Ｅｕ０．１０Ｃａ１．９０Ｍｎ０．１０Ｓｉ３Ｏ９を使用するｐｃ−ＬＥＤの製造
組成Ｂａ０．９０Ｅｕ０．１０Ｃａ１．９０Ｍｎ０．１０Ｓｉ３Ｏ９の蛍光体１ｇを量り分け、４ｇの光学的に透明なシリコーンを添加し、続いて混合物をプラネタリ遠心ミキサーにおいて均質に混合し、全質量における蛍光体濃度を２０重量％とする。このようにして得たシリコン／蛍光体混合物を、自動分注機を用いて近ＵＶ半導体ＬＥＤのチップに適用し、熱を供給して硬化させる。ＬＥＤ特性評価のために本例で使用される近ＵＶ半導体ＬＥＤは３９５ｎｍの発光波長を有し、３５０ｍＡの電流の強さで操作される。ＬＥＤの照明特性評価は、Instrument Systems CAS 140分光計およびそれに接続したISP 250積分球を使用して行う。ＬＥＤは、波長依存性スペクトルパワー密度の決定により特性評価する。ＬＥＤによって発光される光の、結果として生じるスペクトルは、色点座標ＣＩＥｘおよびｙを計算するために使用する。
組成Ｂａ０．９０Ｅｕ０．１０Ｃａ１．９０Ｍｎ０．１０Ｓｉ３Ｏ９の蛍光体１ｇを量り分け、４ｇの光学的に透明なシリコーンを添加し、続いて混合物をプラネタリ遠心ミキサーにおいて均質に混合し、全質量における蛍光体濃度を２０重量％とする。このようにして得たシリコン／蛍光体混合物を、自動分注機を用いて近ＵＶ半導体ＬＥＤのチップに適用し、熱を供給して硬化させる。ＬＥＤ特性評価のために本例で使用される近ＵＶ半導体ＬＥＤは３９５ｎｍの発光波長を有し、３５０ｍＡの電流の強さで操作される。ＬＥＤの照明特性評価は、Instrument Systems CAS 140分光計およびそれに接続したISP 250積分球を使用して行う。ＬＥＤは、波長依存性スペクトルパワー密度の決定により特性評価する。ＬＥＤによって発光される光の、結果として生じるスペクトルは、色点座標ＣＩＥｘおよびｙを計算するために使用する。
例８：例４からのＢａ０．７９Ｓｒ０．２０Ｅｕ０．０１Ｃａ１．９０Ｍｎ０．１０Ｓｉ３Ｏ９を使用するｐｃ−ＬＥＤの製造
組成Ｂａ０．７９Ｓｒ０．２０Ｅｕ０．０１Ｃａ１．９０Ｍｎ０．１０Ｓｉ３Ｏ９の蛍光体１ｇを量り分け、４ｇの光学的に透明なシリコンを添加し、続いて混合物をプラネタリ遠心ミキサーにおいて均質に混合し、全質量における蛍光体濃度を２０重量％とする。このようにして得たシリコン／蛍光体混合物を、自動分注機を用いて近ＵＶ半導体ＬＥＤのチップに適用し、熱を供給して硬化させる。ＬＥＤ特性評価のために本例で使用される近ＵＶ半導体ＬＥＤは３９５ｎｍの発光波長を有し、３５０ｍＡの電流の強さで操作される。ＬＥＤの照明特性評価は、Instrument Systems CAS 140分光計およびそれに接続したISP 250積分球を使用して行う。ＬＥＤは、波長依存性スペクトルパワー密度の決定により特性評価する。ＬＥＤによって発光される光の、結果として生じるスペクトルは、色点座標ＣＩＥｘおよびｙを計算するために使用する。
組成Ｂａ０．７９Ｓｒ０．２０Ｅｕ０．０１Ｃａ１．９０Ｍｎ０．１０Ｓｉ３Ｏ９の蛍光体１ｇを量り分け、４ｇの光学的に透明なシリコンを添加し、続いて混合物をプラネタリ遠心ミキサーにおいて均質に混合し、全質量における蛍光体濃度を２０重量％とする。このようにして得たシリコン／蛍光体混合物を、自動分注機を用いて近ＵＶ半導体ＬＥＤのチップに適用し、熱を供給して硬化させる。ＬＥＤ特性評価のために本例で使用される近ＵＶ半導体ＬＥＤは３９５ｎｍの発光波長を有し、３５０ｍＡの電流の強さで操作される。ＬＥＤの照明特性評価は、Instrument Systems CAS 140分光計およびそれに接続したISP 250積分球を使用して行う。ＬＥＤは、波長依存性スペクトルパワー密度の決定により特性評価する。ＬＥＤによって発光される光の、結果として生じるスペクトルは、色点座標ＣＩＥｘおよびｙを計算するために使用する。
例９：例５からのＢａ０．９９Ｅｕ０．０１Ｃａ１．５０Ｓｒ０．４０Ｍｎ０．１０Ｓｉ３Ｏ９を使用するｐｃ−ＬＥＤの製造
組成物Ｂａ０．９９Ｅｕ０．０１Ｃａ１．５０Ｓｒ０．４０Ｍｎ０．１０Ｓｉ３Ｏ９の蛍光体１ｇを量り分け、４ｇの光学的に透明なシリコンを添加し、続いて混合物をプラネタリ遠心ミキサーにおいて均質に混合し、全質量における蛍光体濃度を２０重量％とする。ここのようにして得たシリコン／蛍光体混合物を、自動分注機を用いて近ＵＶ半導体ＬＥＤのチップに適用し、熱を供給して硬化させる。ＬＥＤ特性評価のために本例で使用される近ＵＶ半導体ＬＥＤは３９５ｎｍの発光波長を有し、３５０ｍＡの電流の強さで操作される。ＬＥＤの照明特性評価は、Instrument Systems CAS 140分光計およびそれに接続したISP 250積分球を使用して行う。ＬＥＤは、波長依存性スペクトルパワー密度の決定により特性評価する。ＬＥＤによって発光される光の、結果として生じるスペクトルは、色点座標ＣＩＥｘおよびｙを計算するために使用する。
組成物Ｂａ０．９９Ｅｕ０．０１Ｃａ１．５０Ｓｒ０．４０Ｍｎ０．１０Ｓｉ３Ｏ９の蛍光体１ｇを量り分け、４ｇの光学的に透明なシリコンを添加し、続いて混合物をプラネタリ遠心ミキサーにおいて均質に混合し、全質量における蛍光体濃度を２０重量％とする。ここのようにして得たシリコン／蛍光体混合物を、自動分注機を用いて近ＵＶ半導体ＬＥＤのチップに適用し、熱を供給して硬化させる。ＬＥＤ特性評価のために本例で使用される近ＵＶ半導体ＬＥＤは３９５ｎｍの発光波長を有し、３５０ｍＡの電流の強さで操作される。ＬＥＤの照明特性評価は、Instrument Systems CAS 140分光計およびそれに接続したISP 250積分球を使用して行う。ＬＥＤは、波長依存性スペクトルパワー密度の決定により特性評価する。ＬＥＤによって発光される光の、結果として生じるスペクトルは、色点座標ＣＩＥｘおよびｙを計算するために使用する。
上記のすべての量は、当業者によく知られた方法によって光源の発光スペクトルから計算する。
Claims (15)
- 式（１）
（ＥＡ１）１-ｘ（ＥＡ２）２-ｙＳｉ３Ｏ９：Ｅｕｘ，Ｍｎｙ （１）
式中、以下のものが使用される符号および添え字に適用される：
ＥＡ１は、Ｂａ、または２０原子％までのＳｒを含むＢａおよびＳｒの混合であり；
ＥＡ２は、Ｃａ、またはＳｒ、またはこれらの元素の混合、ここで２０原子％までのこれらの元素がＭｇによって置き換えられてもよい、からなる群から選択され；
０．０５≦ｘ≦０．１５；
０．０１＜ｙ≦０．２０
で表される化合物。 - ＥＡ１が、Ｂａ、または最大１０原子％のＳｒを含むＢａおよびＳｒの混合から選択される、特にＢａであることを特徴とする、請求項１に記載の化合物。
- ＥＡ２がＣａ、またはＳｒ、またはＣａおよびＳｒの混合、または最大２０原子％のＭｇを含むＣａおよびＭｇの混合、または最大２０原子％のＭｇを含むＳｒおよびＭｇの混合から選択されることを特徴とする、請求項１または２に記載の化合物。
- 式（２）〜（４）
（Ｂａ１-ｚＳｒｚ）１-ｘ（Ｃａ１-ｗＳｒｗ）２-ｙＳｉ３Ｏ９：Ｅｕｘ，Ｍｎｙ（２）
（Ｂａ１-ｚＳｒｚ）１-ｘ（Ｃａ１-ｖＭｇｖ）２-ｙＳｉ３Ｏ９：Ｅｕｘ，Ｍｎｙ（３）
（Ｂａ１-ｚＳｒｚ）１-ｘ（Ｓｒ１-ｖＭｇｖ）２-ｙＳｉ３Ｏ９：Ｅｕｘ，Ｍｎｙ（４）
式中、添え字ｘおよびｙは請求項１で示した意味を有し、以下のものが使用されるその他の添え字に適用される：
０≦ｚ≦０．２０；
０≦ｗ≦１；
０≦ｖ≦０．２０
で表される化合物から選択される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の化合物。 - 式（２ａ）〜（２ｃ）、（３ａ）および（４ａ）
Ｂａ１-ｘＣａ２-ｙＳｉ３Ｏ９：Ｅｕｘ，Ｍｎｙ （２ａ）
Ｂａ１-ｘＳｒ２-ｙＳｉ３Ｏ９：Ｅｕｘ，Ｍｎｙ （２ｂ）
Ｂａ１-ｘ（Ｃａ１-ｗＳｒｗ）２-ｙＳｉ３Ｏ９：Ｅｕｘ，Ｍｎｙ （２ｃ）
Ｂａ１-ｘ（Ｃａ１-ｖＭｇｖ）２-ｙＳｉ３Ｏ９：Ｅｕｘ，Ｍｎｙ （３ａ）
Ｂａ１-ｘ（Ｓｒ１-ｖＭｇｖ）２-ｙＳｉ３Ｏ９：Ｅｕｘ，Ｍｎｙ （４ａ）
式中、使用される添え字は、請求項１および４で示した意味を有する、
で表される化合物から選択される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の化合物。 - 以下のものが添え字ｘに適用される：０．０５≦ｘ≦０．１５、請求項１〜５のいずれか一項に記載の化合物。
- 以下のものが添え字ｙに適用される：０．０５≦ｙ≦０．１５、請求項１〜６のいずれか一項に記載の化合物。
- ステップ：
ａ）ＥＡ１、ＥＡ２、Ｅｕ、ＭｎおよびＳｉを含む混合物の調製；および
ｂ）高温での混合物のか焼
を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の化合物の製造方法。 - 化合物が、別の化合物で表面をコーティングされることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の化合物。
- 近ＵＶ発光の、より長い波長を有する光への部分的または完全な変換のための蛍光体または変換蛍光体としての、請求項１〜９のいずれか一項に記載の化合物の使用。
- 請求項１〜９のいずれか一項に記載の化合物および１または２以上のさらなる変換蛍光体を含む発光変換材料。
- 請求項１１に記載の発光変換材料であって、さらなる変換蛍光体が、Ｌｕ３（Ａｌ１−ｘＧａｘ）５Ｏ１２：Ｃｅ、ＬｉＴｂ（Ｍｏ１−ｘＷｘ）２Ｏ８、Ｔｂ２（Ｍｏ１−ｘＷｘ）Ｏ６、Ｔｂ２（Ｍｏ１−ｘＷｘ）２Ｏ９、Ｔｂ２（Ｍｏ１−ｘＷｘ）３Ｏ１２、Ｔｂ２（Ｍｏ１−ｘＷｘ）４Ｏ１５、（Ｂａ１−ｘＳｒｘ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ、（Ｂａ１−ｘＳｒｘ）２ＳｉＯ５：Ｅｕ、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：ＣｅＴｂ、Ｙ２ＳｉＯ５：ＣｅＴｂ、Ｙ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅ，Ｔｂ、Ｃａ３Ｙ２［Ｓｉ３Ｏ９］２：ＣｅＴｂ、［Ｔｂ（ベンゾアート）３］、［Ｔｂ（ピコリナート）３］、［Ｔｂ（アミノフェノラート）３］およびＴｂ［Ｎ（ＣＮ）２］３、式中ｘは０〜１の値を採る、からなる群から選択されることを特徴とする、前記発光変換材料。
- 少なくとも１つの一次光源、および請求項１〜９のいずれか一項に記載の少なくとも１種の化合物または請求項１１もしくは１２に記載の発光変換材料を含む、光源。
- 請求項１３に記載の少なくとも１つの光源を含む、照明ユニット。
- 請求項１〜９のいずれか一項に記載の少なくとも１種の化合物または請求項１１もしくは１２に記載の少なくとも１種の発光変換材料、および任意に１または２以上のマトリックス材料を含む、セラミック。
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