JP2020515062A

JP2020515062A - コンバーター系

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Publication number: JP2020515062A
Application number: JP2019550630A
Authority: JP
Inventors: クラメス、マイケル; ファン・デ・ハール、マリー・アンネ
Original assignee: Seaborough IP I BV
Current assignee: Seaborough IP I BV
Priority date: 2017-03-17
Filing date: 2018-03-16
Publication date: 2020-05-21
Anticipated expiration: 2038-03-16
Also published as: CN110431673A; EP3596758A1; JP7263247B2; US11879085B2; US11162026B2; CN110431673B; US20220049159A1; WO2018167266A1; US20200063031A1; EP3596758B1

Abstract

本発明は、例えば、発光デバイス用の、コンバーター系に関し、−第１の材料、これは、好ましくは、本質的に、対象となる色を発する発光材料からなり、本質的に増感剤材料を含まない、−第２の増感剤材料、これは、本質的に第１の材料を含まず、対象となる波長範囲において光を吸収し（励起可能であり）、その発光スペクトルが、第１の材料の１つ又は複数の励起帯と少なくとも部分的に重なる、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、発光デバイス用のコンバーター系及びそのための好適な材料の分野に関し、より具体的には、発光ダイオード（ＬＥＤ）及びレーザーダイオード（ＬＤ）に関する。

これらのデバイスは、通常、青色、紫色、及び／又はＵＶ発光半導体材料をベースとし、ほとんどの場合、（Ａｌ，Ｉｎ，Ｇａ）Ｎ材料系をベースとしており、その場合、一次放射線は、好適なダウンコンバージョン媒体（例えば、蛍光体）によって、（用途に依存して）青色、緑色、黄色、及び／又は赤色あるいはその他の色に変換される。

特に関心の対象となるのが、ＵＶ−Ａ、紫色、青色、又は緑色のスペクトル領域（略３８０〜５８０ｎｍ）における吸収を介して励起可能であり、赤色、橙色、又は黄色を発する、ルミネセンスコンバージョン材料又はルミネセンスコンバージョン系である。しかしながら、潜在的に興味深い材料の多くは、今日の青色、紫色、及び／又はＵＶ発光半導体材料により発せられる波長領域における励起強度が低すぎるか、あるいは励起確率が低い他の原因が存在しているかのいずれかの点で、不適切な励起特性を有する。

一例を挙げると、特に関心の対象となるのが、Ｅｕ^３＋を用いる材料及び系であり、これは、このイオンが様々なホスト格子において優れたエミッタンス特性を示すためである。しかしながら、問題は、Ｅｕ^３＋蛍光体が、禁制遷移に関する量子力学的選択則により、通常、可視光の吸収性が低いということである。Ｅｕ^３＋の励起強度を増大させるために、多大な努力がなされてきた。

Ｅｕ^３＋蛍光体の励起強度を増大させる１つの可能な方法が、増感剤イオン（sensitizer ion）の使用である。しかしながら、これまでのところ、増感剤を介してＥｕ^３＋蛍光体の励起強度を増大させるアプローチは、今日のＬＥＤ及びＬＤ系において使用され得る材料及び／又は系には至っていない。

従って、目的は、これらの欠点を少なくとも部分的に解消することが可能な発光デバイス及び／又は好適な材料系を提供することである。この目的は、例えば、発光デバイス用の、コンバーター系によって達成され、前記コンバーター系は、下記を含む：
−第１の材料、これは、好ましくは、本質的に、対象となる色を発する発光材料からなり、本質的に増感剤材料を含まない、
−第２の増感剤材料、これは、本質的に第１の材料を含まず、対象となる波長範囲において光を吸収し（励起可能であり）、その発光スペクトルが、第１の材料の１つ又は複数の励起帯と少なくとも部分的に重なる。

第１の材料及び増感剤材料は、増感剤材料から第１の材料における発光材料へのエネルギー移動を可能にするように、互いに対して配置され得ることが見出されている。従って、下記を含む、発光デバイス用のコンバーター系が提案される：
−第１の材料、これは、好ましくは、本質的に、対象となる色を発する発光材料からなり、本質的に増感剤材料を含まない、
−第２の増感剤材料、これは、本質的に第１の材料を含まず、対象となる波長範囲において光を吸収し（励起可能であり）、その発光スペクトルが、第１の材料の１つ又は複数の励起帯と少なくとも部分的に重なる、
これにより、第１の材料及び増感剤材料は、増感剤材料から第１の材料における発光材料へのエネルギー移動を可能にするように、互いに対して配置される。

本発明の文脈において、「本質的に含まない」という用語は、特に、０．１ｗｔ％以下、好ましくは０．０１ｗｔ％以下の濃度を意味し、及び／又は０．１ｗｔ％以下、好ましくは０．０１ｗｔ％以下の濃度を含む。

本発明の語義において、「本質的に〜として提供される」又は「本質的に〜からなる」などの用語は、そのつど独立に、９５ｗｔ％以上、より好ましくは９８ｗｔ％以上、最も好ましくは９９ｗｔ％以上を意味する。

本発明によれば、「発光（light emitting、又はemitting）」という用語は、好適な励起時に、対象となる波長範囲において効率的な発光を示す材料を指し、及び／又は包含する。エミッタンスは、多くの用途において、好適な結晶に取り込まれた好適な発光イオンによるものである。

当業者であれば、増感剤材料から発光材料へのエネルギー移動（蛍光共鳴エネルギー移動、ＦＲＥＴ（Fluorescent Resonance Energy Transfer）と呼ばれることもある）が、増感剤材料における励起された増感剤イオンから、発光材料におけるアクセプタ（又はエミッタ）イオンへのエネルギーの非放射移動を伴うことを理解するであろう。これは、増感剤材料における増感剤イオンの選択励起の増大が、発光材料におけるエミッタイオンからの発光の増大をもたらすことから確認できる。

第１の材料及び増感剤材料は、任意の好適な方法において、増感剤材料から第１の材料における発光材料へのエネルギー移動を可能にするように、互いに対して配置され得る。当業者であれば、−共鳴エネルギー移動は、一次のオーダーでは、イオン間の距離の６乗に反比例するので−エネルギー移動を可能にするための配置は、増感剤材料における増感剤イオンと、発光材料におけるエミッタイオンとの間の実効距離の適正な設計によって達成され得ることを理解するであろう。

例えば、増感剤材料から第１の材料における発光材料へのエネルギー移動を可能にする配置は、第１の材料（好ましくは、ナノ粒子の形態である）及び第２の材料（好ましくは、ナノ粒子の形態である）を溶媒に溶解させ、この溶媒を蒸発させることによって達成され得る。結果として得られたナノ粒子のクラスターには、第１及び第２の材料らが、それらの間の著しいエネルギー移動を可能にするために、十分に近接して含まれることになる。

任意の好適な溶媒が使用され得る。当業者は、ナノ粒子の性質を考慮して、好ましい溶媒を選択することが可能である。疎水性ナノ粒子の場合、無極性溶媒が使用されることが好ましい。親水性ナノ粒子の場合、極性溶媒が使用されることが好ましい。例えば、溶媒は、例えば、イソプロパノールなどの、アルコールであり得る。

プロセスは、混合ナノ粒子を乾燥させる前に、ナノ粒子から配位子を除去することを伴い得る。配位子の除去は、ナノ粒子を酸と接触させることによって、例えば、ナノ粒子溶液にＨＣｌを添加することによって達成され得、オプションとして、１つ又は複数の洗浄工程が続く。エネルギー移動を可能にする配置は、例えば、以下で説明するように、図１〜図６のいずれか１つに示されるような配置を提供することによっても達成され得る。

エネルギー移動の程度は、混合比、粒子の形状及びサイズ分布、及び増感剤及びエミッタイオンのドーピングレベルを調整することによって、並びに、各材料のホスト格子の選択によって、最適化され得る。

本発明の好ましい実施形態によれば、対象となる色は赤色を含み、従って、発光材料は、赤色波長領域において発光し、及び／又は赤色発光である。本発明によれば、「赤色発光（red emitting）」という用語は、好適な励起時に、６００ｎｍから６５０ｎｍの間の１つ又は複数の発光帯を有する材料を指し、及び／又は包含する。本発明の代替の実施形態によれば、対象となる色は、琥珀色及び／又は橙色（５８０〜６００ｎｍ）、黄色（５６０〜５８０ｎｍ）、緑色（５１０〜５６０ｎｍ）、青緑色（４８０〜５１０ｎｍ）、又は青色（４４０〜４８０ｎｍ）さえも含み得る。

本発明の好ましい実施形態によれば、発光材料は、Ｅｕ^３＋、Ｔｂ^３＋及びＭｎ^４＋を含む群のイオンのうちの１つ又は複数を含む。特に好ましいのが、Ｅｕ^３＋である。

本発明によれば、「増感剤材料」という用語は、特に、好適な励起時に、第１の発光材料の、特に、この第１の材料における発光イオンの励起を増大させることが可能な材料又はその材料における１つ又は複数のイオンを意味し、及び／又は含む。

本発明の好ましい実施形態によれば、増感剤材料は、ランタニド及びビスマスの群の中から選択される１つ又は複数のイオン、特に、Ｅｕ^２＋、Ｐｂ^２＋、Ｔｂ^３＋、Ｂｉ^３＋及びＣｅ^３＋を含む群の中から選択される１つ又は複数のイオンを含む。

本発明の一実施形態による増感剤材料及び多くの用途が、実際には、コンバーター系が使用される発光デバイスの蛍光体材料でもあり得ることを留意されたい。ある特定の場合、特に、白色光が望ましいときには、増感剤材料によって発せられる光と、賦活剤イオン（activator ion）によって発せられる光とを組み合わせることが有利であり得る。

驚くべきことに、本発明のコンバーター系により、好ましくは、紫色／青色スペクトル領域における励起時に、及び合理的な材料密度及び厚さを使用すると、十分な発光強度が確保されるので、発光デバイスの特性は、多くの用途において大幅に改善され得、従って、Ｅｕ^３＋イオンが発光デバイスにおいて合理的に使用され得ることがわかった。

特に、本発明によるデバイスは、ほとんどの実施形態及び特定の形態において、下記の利点のうちの１つ又は複数を提供する：
−本発明のコンバーター系は、励起光の効率的な吸収と、Ｅｕ^３＋を含有している材料へのこのエネルギーの著しい移動を可能にし、Ｅｕ^３＋イオンの励起をもたらす。
−増感剤イオンとＥｕ^３＋が、それらが同じ材料に組み込まれている場合のように、近接しすぎているときに、通常、ある特定のエミッタ／増感剤ペアについて発生する電荷移動消光による損失が、回避されるか、又は少なくとも大幅に低減され得る。
−このコンバーター系は、既存のデバイスにおいて使用され得、高度に複雑なセットアップを必要としない。
−増感剤材料の使用は、デバイスの有効性（efficacy）の大幅な向上を可能にし、そしてまた、ある程度、独立して発光デバイスの励起及び発光波長を「調整する（tune）」より高い自由度を可能にする。

本発明によれば、第１の材料のホスト材料と増感剤イオンのホスト材料は、互いに異なっている必要がないことに留意されたい。実際、本発明の好ましい実施形態によれば、第１の材料及び増感剤材料は、同じホスト材料を有するか、又は同じホスト材料の一体部分（integral part）を形成し得るが、第１の材料が、ホスト材料内に１つ又はいくつかのゾーンを形成する一方で、増感剤材料は、ホスト材料内に１つ又はいくつかの他の異なるゾーンを形成する。

本発明の好ましい実施形態によれば、第１の材料が提供され、好ましくは、本質的にナノ蛍光体（nanophosphor）として提供される。

本発明によれば、本発明の文脈において、「ナノ蛍光体（nanophosphor）」という用語は、特に、その少なくとも１つの寸法がナノメートルスケール、好ましくは１００ｎｍ以下であるトポロジを意味し、及び／又は含む。

第１の材料は、第２の材料と共に、はるかに大きい構造を備え得ることに留意されたい。

このようなナノ蛍光体を製造する方法は、特に、Development of nanophosphors-A review, H. Chander, Materials Science and Engineering, 49, 113-155 (2005)に説明されている。

本発明の好ましい実施形態によれば、第１の材料が提供され、好ましくは、本質的にナノ粒子として提供される。

この点に関して、少なくとも１つの寸法、好ましくは、ナノ粒子の平均直径が、１ｎｍ以上、５０ｎｍ以下、好ましくは２ｎｍ以上、１０ｎｍ以下であることが特に好ましい。そうすることにより、ほとんどの用途にとって、これは、電荷移動消光による損失を防ぎながら、増感剤材料から第１の材料へのエネルギー移動を可能にすることと、再現性のある合成法を可能にすることとの間の良好な妥協点である。

好ましい実施形態によれば、ナノ粒子は、ドープされていない材料がコアを形成し、第１の材料がコアの周りのシェルを形成する、コアシェル型構造を有することに留意されたい。利点としては、使用されるＥｕ^３＋の量を減らすことと、全体的なエネルギー移動効率を高めることとが可能になることが含まれる。

この実施形態が使用される場合、本質的に第１の材料から作製されるシェルの厚さは、０．５ｎｍ以上、５ｎｍ以下であることが特に好ましい。

本発明の好ましい実施形態によれば、第１の材料が提供され、好ましくは、本質的にナノ層として提供され、即ち、層の厚さが、ナノメートルスケール、好ましくは１００ｎｍ以下、好ましくは０．５ｎｍ以上、１０ｎｍ以下である一方で、幅（width）及び横幅（breadth）は、より大きい場合がある層である。

好ましい実施形態によれば、増感剤材料が提供され、好ましくは、本質的にナノ蛍光体（又はナノ粒子）として提供され、これにより、第１の材料に必要な変更を加えて、及びそれとは独立に、上記の説明がここでも適用され得る。

ナノ粒子を使用する多くの用途では、これらのナノ粒子は、多くの場合、不安定問題（量子ドットなど）により、一般に使用が難しいことに留意されたい。しかしながら、第１の材料と増感剤材料の両方が、ナノ粒子の形態で提供される場合、それらは、それらのルミネセンス特性を失うことなく、乾燥するとマイクロ粒子にクラスター化し、その後、それは、通常の粉末として処理され得ることが観察されている。

このクラスター化を促進するために、本発明の好ましい実施形態によれば、両方の材料は互いに別々に、嵩高い有機分子などの表面キャッピング分子を使用して、溶液中で安定に保たれる。その後、第２の工程において、両方の材料を混合し、次いで、キャッピング分子を除去し、その結果、マイクロ粒子のクラスター化が生じた。

本発明の好ましい実施形態によれば、増感剤材料が提供され、好ましくは、本質的にバルク材料として提供されると共に、第１の材料が、増感剤材料上に提供される。この文脈において、「バルク」という用語は、特に、ナノスケールより大きい、例えば、１００ｎｍより大きい直径を意味し、及び／又は含み、マイクロサイズスケールを含む。

本発明の更なる実施形態によれば、第１の材料及び／又は増感剤材料が提供され、好ましくは、本質的にセラミックとして提供される。

本発明による「セラミック」という用語は、特に、制御された量の細孔を含むか、又は無孔質（non-porous）である、密な結晶材料又は多結晶材料を指し、及び／又は包含する。

本発明による「多結晶材料」という用語は、特に、個々の結晶ドメインの８０％超からなり、各結晶ドメインが０．１〜１０μｍの直径及び異なる結晶学的な方位を有する、主成分の９０パーセント超のバルク密度を有する材料を指し、及び／又は包含する。個々の結晶ドメインは、互いに結合しているか、又はアモルファス若しくはガラス質材料を介して又は追加の結晶相（crystalline phase）によって希釈され得る。

本発明の好ましい実施形態によれば、結晶材料は、理論密度の９０％以上、１００％以下の密度を有する。これは、本発明の多くの用途にとって有利であることがわかった。

好ましい実施形態によれば、第１の材料及び増感剤材料が提供され、好ましくは、本質的にナノ蛍光体及び／又はナノ粒子材料のいくつかのシェルとして提供される。この点に関して、本発明内では、いくつかのトポロジが好ましい：

ａ）コアシェル型トポロジ
一実施形態によれば、第１の材料がコアを形成し、一方、増感剤材料がシェルとして提供され、代替によれば、第１の材料がシェルを形成し、一方、増感剤材料がコアを形成する。両方の実施形態について、コア並びにシェルの両方が、独立に１ｎｍ以上、２０ｎｍ以下の厚さを有することが有利である。

ｂ）複数のシェル
上記トポロジは、複数のシェルを有する構造を持つように拡張され得る。ここでは、下記の構造が、それら自体特に興味深いことが分かった：
−第１の材料をコアとし、コアの周りに増感剤材料、及び増感剤材料の周りに第１の材料の第２の層
−増感剤材料をコアとし、コアの周りに第１の材料、及び第１の材料の周りに増感剤材料の第２の層
−ドープされていない材料をコアとし、コアの周りに増感剤材料、及び増感剤材料の周りに第１の材料の第２の層（又はその逆）
−例えば、ドープされていないコア、次いで、コアの周りに、第１の材料の層、増感剤材料の層、及び第１材料の層が続くか、又は、ドープされていないコア、次いで、コアの周りに、第２の材料の層、第１の材料の層、及び第２の材料の層が続く、４層構造
これらの全てのトポロジでは、各シェル及び／又はコアの厚さが、互いに独立に、０．５ｎｍ以上、２０ｎｍ以下であることが好ましい。

好ましい実施形態によれば、第１の材料は、好ましくは、本質的に、（Ｃａ，Ｓｒ）Ｇａ２Ｏ６：Ｅｕ，（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）Ｌａ２Ｂｉ２（ＳｉＯ４）３Ｏ：Ｅｕ，（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＳｎＯ３：Ｅｕ，（Ｃａ，Ｙ，Ｇｄ）ＭｏＯ４：Ｅｕ，（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３（疑バテライト）：Ｅｕ，（Ｙ，Ｔｂ）ＳｉＯ５：Ｅｕ，Ａ−Ｌａ２Ｏ３：Ｅｕ，Ｂａ２（ＳｉＯ４）：Ｏ２−：Ｅｕ，Ｂａ２ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｅｕ，Ｂａ２Ｙ（ＢＯ３）２Ｃｌ：Ｅｕ，Ｂａ３（ＰＯ４）２：Ｅｕ，Ｂａ３Ｃａ３（ＰＯ４）４：Ｅｕ，Ｂａ３Ｇｄ（ＢＯ３）３：Ｅｕ，Ｂａ３Ｇｄ２（ＢＯ３）４：Ｅｕ，Ｂａ３Ｌａ２（ＢＯ３）４：Ｅｕ，Ｂａ３Ｖ２Ｏ８：Ｅｕ，Ｂａ３Ｙ２（ＢＯ３）４：Ｅｕ，ＢａＢ８Ｏ１３：Ｅｕ，ＢａＢＰＯ５：Ｅｕ，ＢａＦＣｌ：Ｅｕ，ＢａＧｄ２Ｏ４：Ｅｕ，ＢａＧｄ４Ｓｉ５Ｏ１７：Ｓｍ：Ｅｕ，ＢａＧｄＢ９Ｏ１６：Ｅｕ，ＢａＬａＢ９Ｏ１６：Ｅｕ，ＢａＳＯ４：Ｅｕ，ＢａＹ２Ｆ８：Ｙｂ：Ｅｕ，ＢａＹ２Ｓｉ３Ｏ１０：Ｅｕ，ＢａＹＢ９Ｏ１６：Ｅｕ，ＢａＺｒ（ＢＯ３）２：Ｅｕ，ＢａＺｒＯ３：Ｅｕ，ＢａＺｒＯ３：Ｅｕ，ｂ−ＢａＢ２Ｏ４：Ｅｕ，Ｂ−Ｇｄ２Ｏ３：Ｅｕ，Ｃａ２Ａｌ（ＡｌＳｉＯ７）：Ｅｕ，Ｃａ２Ｇｄ２（ＧｅＯ４）２Ｏ：Ｅｕ，Ｃａ２Ｇｄ８（ＳｉＯ４）６Ｏ２：Ｅｕ，Ｃａ２Ｇｄ８Ｓｉ６Ｏ２６：Ｅｕ，Ｃａ２Ｌａ８（ＳｉＯ４）６Ｏ２：Ｅｕ，Ｃａ３（ＢＯ３）２：Ｅｕ，Ｃａ３Ａｌ２Ｏ６：Ｅｕ，Ｃａ３Ｇｄ２（ＢＯ３）４：Ｅｕ，Ｃａ３Ｌａ２（ＢＯ３）４：Ｅｕ，Ｃａ３Ｙ２（ＢＯ３）４：Ｅｕ，Ｃａ４ＧｄＯ（ＢＯ３）３：Ｅｕ，Ｃａ５（ＰＯ１１）３Ｆ：Ｅｕ，Ｃａ５（ＰＯ４）３Ｂｒ：Ｅｕ，Ｃａ５（ＰＯ４）３Ｆ：（４ｆ−サイト）：Ｅｕ，Ｃａ５（ＰＯ４）３Ｆ：（６ｈ−サイト）：Ｅｕ，Ｃａ５（ＰＯ４）３ＯＨ：Ｅｕ，ＣａＢＰＯ５：Ｅｕ，ＣａＦ２：Ｅｕ，ＣａＬａＢ７Ｏ１３：Ｅｕ，カルサイト−ＣａＣＯ３：Ｅｕ，ＣａＯ：Ｅｕ，ＣａＳＯ４：Ｅｕ，ＣａＹＯ（ＢＯ３）：Ｅｕ，Ｃ−Ｇｄ２Ｏ３：Ｅｕ，Ｃ−Ｌｕ２Ｏ３：（Ｃ２）：Ｅｕ，Ｃ−Ｌｕ２Ｏ３：（Ｃ３ｉ）：Ｅｕ，Ｃｓ２ＮａＹＦ６：Ｔｍ：Ｅｕ，Ｃ−Ｓｃ２Ｏ３：Ｙｂ：Ｅｕ，Ｃ−Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ，Ｅｕ［（ｔｔｆａ）３（ｐｈｅｎ）］０：Ｅｕ，Ｇｄ１７．３３（ＢＯ３）４（Ｂ２Ｏ５）２Ｏ１６：Ｅｕ，Ｇｄ２ＢａＺｎＯ５：Ｅｕ，Ｇｄ２Ｏ２（ＳＯ４）：Ｅｕ，Ｇｄ２Ｐ４Ｏ１３：Ｅｕ，Ｇｄ３Ｏ４Ｂｒ：Ｅｕ，Ｇｄ３ＰＯ７：Ｅｕ，Ｇｄ３Ｔｅ２Ｌｉ３Ｏ１２：Ｅｕ，Ｇｄ８Ｐ２Ｏ１７：Ｅｕ，ＧｄＡｌ３（ＢＯ３）４：Ｅｕ，ＧｄＡｌＯ３：Ｅｕ，ＧｄＡｌＯ３：Ｅｕ，ＧｄＢ３Ｏ６：Ｅｕ，ＧｄＢＯ３：Ｅｕ，ＧｄＧａＯ３：Ｅｕ，ＧｄＯＢｒ：Ｅｕ，ＧｄＯＣｌ：Ｅｕ，ＧｄＰ３Ｏ９：Ｅｕ，ＧｄＰＯ４：Ｅｕ，Ｉ−ＣａＢ２Ｏ４：Ｅｕ，ＩｎＢＯ３：Ｅｕ，Ｉ−ＳｒＢ２Ｏ４：Ｅｕ，ＫＣａＧｄ（ＰＯ４）２：Ｅｕ，Ｌａ２６Ｏ２７（ＢＯ３）８：Ｅｕ，Ｌａ２ＢａＺｎＯ５：Ｅｕ，Ｌａ２Ｈｆ２Ｏ７：Ｅｕ，Ｌａ２Ｏ２（ＳＯ４）：Ｅｕ，Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ，Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ，Ｌａ２Ｗ３Ｏ１２：Ｅｕ，Ｌａ２Ｚｒ３（ＭｏＯ４）９：Ｅｕ，Ｌａ３ＴａＯ４Ｃｌ６：Ｅｕ，Ｌａ３ＴａＯ４Ｃｌ６：Ｅｕ，Ｌａ３ＷＯ６Ｃｌ３：Ｅｕ，Ｌａ３ＷＯ６Ｃｌ３：Ｅｕ，ＬａＡｌＯ３：Ｅｕ，ＬａＡｌＯ３：Ｅｕ，ＬａＢ３Ｏ６：Ｅｕ，ＬａＢＯ３：Ｅｕ，ＬａＦ３：Ｅｕ，ＬａＦ３：Ｅｕ，ＬａＧａＯ３：Ｅｕ，ＬａＭｇＢ５Ｏ１０：Ｅｕ，ＬａＯＢｒ：Ｅｕ，ＬａＯＣｌ：Ｅｕ，ＬａＯＦ：Ｅｕ，ＬａＯＩ：Ｅｕ，ＬａＰ３Ｏ９：Ｅｕ，ＬａＰＯ４：Ｅｕ，ＬａＹＯ３：Ｅｕ，Ｌｉ２Ｌｕ５Ｏ４（ＢＯ３）３：Ｅｕ，Ｌｉ３Ｂａ２Ｌａ３（ＭｏＯ４）８：Ｅｕ，Ｌｉ３Ｌａ２（ＢＯ３）３：Ｅｕ，Ｌｉ６Ｇｄ（ＢＯ３）３：Ｅｕ，Ｌｉ６Ｙ（ＢＯ３）３：Ｅｕ，ＬｉＣａＡｌＦ６：Ｅｕ，ＬｉＥｕＭｏ２Ｏ８：Ｅｕ，ＬｉＧｄ６Ｏ５（ＢＯ３）３：Ｅｕ，ＬｉＧｄＦ４：Ｅｕ，ＬｉＧｄＧｅＯ４：Ｅｕ，ＬｉＧｄＯ２：Ｅｕ，ＬｉＧｄＳｉＯ４：Ｅｕ，ＬｉＬａ２Ｏ２ＢＯ３：Ｅｕ，ＬｉＬａＧｅＯ４：Ｅｕ，ＬｉＬａＯ２：Ｅｕ，ＬｉＬａＰ４Ｏ１２：Ｅｕ，ＬｉＬａＳｉＯ４：Ｅｕ，ＬｉＬｕＧｅＯ４：Ｅｕ，ＬｉＬｕＯ２：Ｅｕ，ＬｉＬｕＳｉＯ４：Ｅｕ，ＬｉＳｃＯ２：Ｅｕ，ＬｉＳｒ２ＹＯ４：Ｅｕ，ＬｉＳｒＡｌＦ６：Ｅｕ，ＬｉＳｒＡｌＦ６：Ｅｕ，ＬｉＹ６Ｏ５（ＢＯ３）３：Ｅｕ，ＬｉＹＦ４：Ｅｕ，ＬｉＹＧｅＯ４：Ｅｕ，ＬｉＹＯ２：Ｅｕ，ＬｉＹＳｉＯ４：Ｅｕ，Ｌｕ２Ｏ２（ＳＯ４）：Ｅｕ，Ｌｕ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ，Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｅｕ，Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｙｂ：Ｅｕ，ＬｕＢＯ３：Ｅｕ，ＬｕＢＯ３（カルサイト）：Ｅｕ，ＬｕＯＣｌ：Ｅｕ，ＬｕＰＯ４：Ｅｕ，Ｍｇ２Ｇｄ８（ＳｉＯ４）６Ｏ２：Ｅｕ，Ｍｇ２Ｌａ８（ＳｉＯ４）６Ｏ２：Ｅｕ，ＭｇＯ：Ｅｕ，ＭｇＳｉＯ３：Ｅｕ，Ｎａ３ＹＳｉ３Ｏ９：Ｅｕ，Ｎａ６Ｇｄ（ＢＯ３）３：Ｅｕ，ＮａＧｄＧｅＯ４：Ｅｕ，ＮａＧｄＯ２：Ｅｕ，ＮａＧｄＳｉＯ４：Ｅｕ，ＮａＧｄＳｉＯ４：Ｅｕ，ＮａＬａＧｅＯ４：Ｅｕ，ＮａＬａＯ２：Ｅｕ，ＮａＬａＳｉＯ４：Ｅｕ，ＮａＬｕＧｅＯ４：Ｅｕ，ＮａＬｕＳｉＯ４：Ｅｕ，ＮａＳｃＯ２：Ｅｕ，ＮａＳｒＬａ（ＶＯ４）２：Ｅｕ，ＮａＹＧｅＯ４：Ｅｕ，ＮａＹＳｉＯ４：Ｅｕ，ＳｃＢＯ３：Ｅｕ，ＳｃＯＣｌ：Ｅｕ，ＳｃＰＯ４：Ｅｕ，Ｓｒ２Ｂ２Ｏ５：Ｅｕ，Ｓｒ２Ｇｄ８（ＳｉＯ４）６Ｏ２：Ｅｕ，Ｓｒ２Ｌａ２Ｚｎ２Ｏ７：Ｅｕ，Ｓｒ２Ｌａ２Ｚｎ２Ｏ７：Ｅｕ，Ｓｒ２ＬａＡｌＯ５：Ｅｕ，Ｓｒ３（ＢＯ３）２：Ｅｕ，Ｓｒ３（ＰＯ４）２：Ｅｕ，Ｓｒ３（ＰＯ４）２：Ｓｍ：Ｅｕ，Ｓｒ３Ｇｄ２（ＢＯ３）４：Ｅｕ，Ｓｒ３Ｌａ２（ＢＯ３）４：Ｅｕ，Ｓｒ３Ｌａ６（ＳｉＯ４）６：Ｅｕ，Ｓｒ３Ｙ２（ＢＯ３）４：Ｅｕ，Ｓｒ５（ＰＯ４）３Ｆ：Ｅｕ，Ｓｒ９Ｌｎ（ＶＯ４）７：Ｅｕ，ＳｒＡｌ２Ｂ２Ｏ７：Ｅｕ，ＳｒＢ４Ｏ７：Ｅｕ，ＳｒＢ６Ｏ１０：Ｅｕ，ＳｒＣＯ３：Ｅｕ，ＳｒＧｄＡｌＯ４：Ｅｕ，ＳｒＨｆＯ３：Ｔｍ：Ｅｕ，ＳｒＬａ２ＢｅＯ５：（４ｃ）：Ｅｕ，ＳｒＬａ２ＢｅＯ５：（８ｄ）：Ｅｕ，ＳｒＬａＡｌＯ４：Ｅｕ，ＳｒＬａＧａ３Ｏ７：Ｅｕ，ＳｒＬａＯ（ＢＯ３）：Ｅｕ，ＳｒＯ：Ｅｕ，ＳｒＹ２Ｏ４：（Ｓｒ−サイト）：Ｅｕ，ＳｒＹ２Ｏ４：（Ｙ−サイト１）：Ｅｕ，ＳｒＹ２Ｏ４：（Ｙ−サイト２）：Ｅｕ，Ｔｂ２Ｍｏ３Ｏ１２：Ｅｕ，Ｔｂ２Ｗ３Ｏ１２：Ｅｕ，ＴｂＢＯ３：Ｅｕ，ＴｈＯ２：Ｅｕ，Ｘ１−Ｇｄ２ＳｉＯ５：Ｅｕ，Ｘ１−Ｙ２ＳｉＯ５：Ｅｕ，Ｘ２−Ｙ２ＳｉＯ５：Ｅｕ，Ｙ１７．３３（ＢＯ３）４（Ｂ２Ｏ５）２Ｏ１６：Ｅｕ，Ｙ２Ｇｅ２Ｏ７：Ｅｕ，Ｙ２ＧｅＯ５：Ｅｕ，Ｙ２Ｏ２（ＳＯ４）：Ｅｕ，Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ，Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ，Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ，Ｙ２Ｐ４Ｏ１３：Ｅｕ，Ｙ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ，Ｙ２ＳｉＯ５：Ｅｕ，Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｅｕ，Ｙ３Ｇａ５Ｏ１２：Ｅｕ，Ｙ３Ｏ４Ｂｒ：Ｅｕ，Ｙ３Ｏ４Ｃｌ：Ｅｕ，Ｙ３ＰＯ７：Ｅｕ，Ｙ４ＧｅＯ８：Ｅｕ，Ｙ８Ｐ２Ｏ１７：Ｅｕ，ＹＡｌ３（ＢＯ３）４：Ｅｕ，ＹＡｌＯ３：Ｅｕ，ＹＡｌＯ３：Ｅｕ，ＹＢＯ３：Ｅｕ，ＹｂＯＢｒ：Ｙｂ：Ｅｕ，ＹＦ３：Ｅｕ，ＹＯＢｒ：Ｅｕ，ＹＯＣｌ：Ｅｕ，ＹＯＣｌ：Ｅｕ，ＹＯＦ：Ｅｕ，ＹＯＦ：Ｅｕ，ＹＰ３Ｏ９：Ｅｕ，ＹＰＯ４：Ｅｕ，ＹＰＯ４：Ｅｕ，ＹＴａＯ４：Ｅｕ，ＹＶＯ４：Ｅｕ，ＺｒＰ２Ｏ７：Ｅｕ、又はこれらの混合物を含む群の中から選択された材料から作製される。

好ましい実施形態によれば、増感剤材料は、好ましくは、本質的に、（Ｓｒ_ｎ，Ｃａ_１−ｎ）_１０（ＰＯ_４）_６ ^＊Ｂ_２Ｏ_３：Ｅｕ^２＋（ここで、０≦ｎ≦１），（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）_５（ＰＯ_４）_３（Ｃｌ，Ｆ，Ｂｒ，ＯＨ）：Ｅｕ^２＋，Ｍｎ^２＋，（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＢＰＯ_５：Ｅｕ^２＋，Ｍｎ^２＋，Ｓｒ_２Ｓｉ_３Ｏ_８ ^＊２ＳｒＣｌ_２：Ｅｕ^２＋，（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）_３ＭｇＳｉ_２Ｏ_８：Ｅｕ^２＋，Ｍｎ^２＋，ＢａＡｌ_８Ｏ_１３：Ｅｕ^２＋，２ＳｒＯ^＊０．８４Ｐ_２Ｏ_５ ^＊０．１６Ｂ_２Ｏ_３：Ｅｕ^２＋，（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ^２＋，Ｍｎ^２＋，Ｋ_２ＳｉＦ_６：Ｍｎ^４＋，（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ａｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ^２＋，（Ｙ，Ｇｄ，Ｌｕ，Ｓｃ，Ｌａ）ＢＯ_３：Ｃｅ^３＋，Ｔｂ^３＋，（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）_２（Ｍｇ，Ｚｎ）Ｓｉ_２Ｏ_７：Ｅｕ^２＋，（Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｎ）_２Ｓｉ_１−ｘＯ_４−２ｘ：Ｅｕ^２＋（ここで、０≦ｘ≦０．２），（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）（Ａｌ，Ｇａ）_２Ｓ_４：Ｅｕ^２＋，（Ｃａ，Ｓｒ）_８（Ｍｇ，Ｚｎ）（ＳｉＯ_４）_４Ｃｌ_２：Ｅｕ^２＋，Ｍｎ^２＋，Ｎａ_２Ｇｄ_２Ｂ_２Ｏ_７：Ｃｅ^３＋，Ｔｂ^３＋，（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ，Ｚｎ）_２Ｐ_２Ｏ_７：Ｅｕ^２＋，Ｍｎ^２＋，（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ^２＋，Ｃｅ^３＋，（Ｙ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｌａ，Ｓｍ，Ｐｒ，Ｌｕ）_３（Ｓｃ，Ａｌ，Ｇａ）_５−ｎＯ_{１２−３／２ｎ}：Ｃｅ^３＋（ここで、０≦ｎ≦０．５），ＺｎＳ：Ｃｕ＋，Ｃｌ−，（Ｙ，Ｌｕ，Ｔｈ）_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋，ＺｎＳ：Ｃｕ＋，Ａｌ３＋，ＺｎＳ：Ａｇ＋，Ａｌ３＋，ＺｎＳ：Ａｇ＋，Ｃｌ−，（Ｃａ，Ｓｒ）Ｇａ_２Ｓ_４：Ｅｕ^２＋，ＳｒＹ_２Ｓ_４：Ｅｕ^２＋，ＣａＬａ_２Ｓ_４：Ｃｅ^３＋，（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇＰ_２Ｏ_７：Ｅｕ^２＋，Ｍｎ^２＋，ＣａＷＯ_４，（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）_ｎＳｉ_ｎＮ_ｎ：Ｅｕ^２＋（ここで、２ｎ＋４＝３ｎ），Ｃａ_３（ＳｉＯ_４）Ｃｌ_２：Ｅｕ^２＋，（Ｙ，Ｌｕ，Ｇｄ）_２−ｎＣａ_ｎＳｉ_４Ｎ_６＋ｎＣ_１−ｎ：Ｃｅ^３＋，（ここで、０≦ｎ≦０．５），Ｅｕ^２＋及び／又はＣｅ^３＋でドープされた（Ｌｕ，Ｃａ，Ｌｉ，Ｍｇ，Ｙ）アルファ−ＳｉＡｌＯＮ，（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＳｉＯ_２Ｎ_２：Ｅｕ^２＋，Ｃｅ^３＋，（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ^２＋，ＣａＡｌＳｉ（ＯＮ）_３：Ｅｕ^２＋，Ｓｒ_１０（ＰＯ_４）_６Ｃｌ_２：Ｅｕ^２＋，（ＢａＳｉ）Ｏ_１２Ｎ_２：Ｅｕ^２＋，ＳｒＳｉ_２（Ｏ，Ｃｌ）_２Ｎ_２：Ｅｕ^２＋，（Ｂａ，Ｓｒ）Ｓｉ_２（Ｏ，Ｃｌ）_２Ｎ_２：Ｅｕ^２＋、又はこれらの混合物を含む群の中から選択された材料から作製される。

本発明によるコンバーター系は、それに限定されるものではないが、下記を含む、様々な特定のトポロジカル構造又は用途に使用され得る：

１．「直接堆積蛍光体粉末」：
コンバーター系材料を、（上記で説明したように、ナノサイズ及び／又はマイクロサイズいずれかで、及びより大きい材料粒子のサイズ分布に依存して）粉末状に合成し、それに限定されるものではないが、バインダ（例えば、シリコーン）内にディスペンシングすること、スクリーン印刷、電気泳動、又は固形バインダに組み込み、ＬＥＤチップ又はＬＥＤウエハ上に積層する（laminated）ことを含む、任意の数の手段によって、ＬＥＤチップ又はパッケージに直接付着（applied）させる。

２．「直接堆積蛍光体セラミック」：
蛍光体セラミックを、ＬＥＤダイス上の薄板として直接付着させる。

３．「リモート蛍光体」システム：
「リモート蛍光体」システムは、具体的には、蛍光体（発光団（luminophore）、英語では：蛍光体（phosphor））が、狭い波長範囲で発光している発光光源から離れて配置され、通常、ポリマー、ガラス又はセラミックマトリックス内に埋め込まれているか、又はこれらと連結されている、デバイスを意味する。従って、リモート蛍光体システムは、基本的に、蛍光体を発光ダイス上に直接付着させたＬＥＤ光源などのように、蛍光体を光源上に直接又は光源において付着させたシステムとは異なる。通常、２つの基本構造間で区別がなされ、それらから多くの変形を誘導し得る：

ａ）「透過モードのリモート蛍光体」：蛍光体マトリックスを、ＬＥＤが配置されている反射チャンバー上に設置する。光は、蛍光体マトリックスを通してのみ出ることができる（透過）。

ｂ）「反射モードのリモート蛍光体」：蛍光体マトリックスを反射キャリア上に付着させるか又は背面上に反射材料とともにコーティングし、ＬＥＤ光源を、発光方向に又はそれからわずかに横方向に配置し、蛍光体マトリックス上に照射する。変換された光を光源の方向又は放射方向に再発光させ、蛍光体マトリックスを通した光を、背面反射層によって蛍光体マトリックスを通して発光方向に向け直す。従って、光は反射方向にのみ出ることができる。

本発明はまた、本発明によるコンバーター系と、青色発光材料とを含む、発光デバイスに関する。

この青色発光材料は、一次光源として機能し、好ましくは、青色発光ＬＥＤチップである。

好ましくは、この青色発光材料は、コンバーター系に向かって、４７０ｎｍ未満、好ましくは４３０ｎｍ以上、４６５ｎｍ以下の波長をもつ光を発光する。驚くべきことに、本発明における第２の材料が４６５ｎｍで最大励起を有しているにもかかわらず、これは、本発明内の多くの用途にとって有利であることが見出された。

本発明による発光デバイス及び／又はコンバーター系蛍光体は、幅広い種類のシステム及び／又は用途に用いられ得、それらの中には、下記のうちの１つ又は複数がある：
−オフィス照明システム
−家庭用アプリケーションシステム
−店舗照明システム、
−家庭用照明システム、
−アクセント照明システム、
−スポット照明システム、
−劇場照明システム、
−光ファイバアプリケーションシステム、
−投影システム、
−自己点灯表示システム、
−ピクセル表示システム、
−セグメント化ディスプレイシステム、
−警告サインシステム、
−医療用照明アプリケーションシステム、
−インジケータサインシステム、及び
−装飾照明システム
−携帯用システム
−自動車アプリケーション
−温室照明システム

上述され、請求項に記載され、例示的な実施形態において説明される、本発明に従って使用されることになるデバイスは、応用分野でよく知られている選択基準が制限なく適用され得るように、それらのサイズ、形状、材料選択及び技術的概念に関して、いかなる特別な例外も受けない。

本発明の目的の更なる詳細、特徴及び利点は、従属請求項から、及び添付の図面（その中で例として、本発明によるデバイスのいくつかの実施形態が示される）の以下の説明から、並びに実施例に関して得ることができるが、これらは単に例示的であり、非限定的であると解釈されるべきである。

図１は、本発明によるコンバーター系の第１の実施形態を示す。図２は、本発明によるコンバーター系の第２の実施形態を示す。図３は、本発明の第３の実施形態によるナノ粒子の非常に概略的な断面図を示す。図４は、本発明の第４の実施形態によるナノ粒子の非常に概略的な断面図を示す。図５は、本発明の第５の実施形態によるナノ粒子の非常に概略的な断面図を示す。図６は、本発明の第６の実施形態によるナノ粒子の非常に概略的な断面図を示す。図７は、３００ｎｍの波長でのＵＶ光による励起時の、本発明によるコンバーター系と、比較目的用の混合物との発光スペクトルを示す。

以下、本発明を実施例によって説明するが、これらは単に例示的であり、限定的ではないと解釈されるべきである。

図１は、第１の材料１０と増感剤材料２０との両方がナノ粒子の形態で提供される、本発明によるコンバーター系の第１の実施形態を（非常に概略的に）示す。図１から分かるように、粒子間の表面間距離は、増感剤材料２０から第１の材料１０へのエネルギー移動を可能にするのに十分な小ささである。しかしながら、ここでは、増感剤材料と第１の材料のＥｕ^３＋との間の距離が通常は大きすぎるので、望ましくない電荷移動消光は、通常発生しないか、又はめったに発生しない。

図２は、本発明によるコンバーター系の第２の実施形態を（非常に概略的に）示す。
この実施形態では、増感剤材料２０は、バルク材料として提供されると共に、第１の材料１０は、増感剤材料を取り囲むナノ粒子として提供される。このアプローチは、増感剤の発光がまた、デバイスのスペクトルにおいて望ましい場合、例えば、増感剤材料が、ＹＡＧ：Ｃｅなどを含む場合に、特に有望であることが示されている。

図３〜図６は、本発明の第３〜第６の実施形態によるナノ粒子の非常に概略的な断面図を示す。

図３では、ナノ粒子は、ドープされていない材料３０から形成されたコアを有すると共に、第１の材料１０がその周りにシェルを形成している。言うまでもなく、増感剤材料がシェルを形成する代替の実施形態もまた、本発明の一実施形態である。

図４では、増感剤材料２０がコアを形成すると共に、第１の材料１０が、コアの周りのシェルとして提供され、図５では、その逆であり、即ち、第１の材料１０がコアを形成し、増感剤材料２０がシェルを形成する。

図６の実施形態は、第１の材料１０が、図５の実施形態の粒子の周りにもう１つ別のシェルを形成する、より複雑な構造を示す。言うまでもなく、ここでも役割は逆にされ得（即ち、増感剤材料が、コアと外側シェルとを形成すると共に、第１の材料がその間にある）、又は、ドープされていない材料がシェル又はコアを形成するトポロジもまた、本発明の一部である。

例示的な実施形態では、増感剤材料は、青色励起可能な黄色／緑色発光材料であり得、一方、第１の材料は、Ｅｕ^３＋を含有している材料であり得る。増感剤材料と第１の材料は、好ましくは、本明細書で上記に教示したように、混合されて混合物を形成し得、又は上記で説明したような、コアシェル型構造のうちの１つにまとめられ得る。混合物の青色励起下では、一部の増感剤イオンがそれらのエネルギーをＥｕ^３＋に移動させ、青色光によるＥｕ^３＋の励起確率を効果的に増大させる。多くの場合、全ての増感剤イオンが、Ｅｕ^３＋にエネルギーを移動させるわけではなく、代わりに、（黄色／緑色の）光を発することになる。従って、青色励起下では、混合物は、増感剤イオンからの、一部の残りの黄色／緑色発光（residual yellow/green emission）と共にではあるが、（Ｅｕ^３＋による）強い赤色発光を生じ得る。混合物は、従来のミクロンサイズの粉末の形態でさえも、追加の黄色／緑色発光蛍光体（例えば、ＹＡＧ：Ｃｅ、ＬｕＡＧ：Ｃｅ、ＢａＳｒＳｉＯ：Ｅｕ、等）と組み合わされて、高い放射のルーメン当量（ＬＥＲ：lumen equivalent of radiation）、相関色温度（ＣＣＴ）、及び演色評価数（ＣＲＩ）などの所望の光学特性を有する混合白色発光を生成し得る。

別の例示的な実施形態では、増感剤材料は、（例えば、J. Mater. Chem. C, 2017, 5, 12561において説明されているように）ナノサイズのＹＡＧ：Ｃｅ^３＋粒子であり、一方、エミッタ材料は、ナノサイズの（Ｙ，Ｖ）ＰＯ４：Ｅｕ^３＋粒子である。これら材料は、Ｃｅ^３＋からＥｕ^３＋へのエネルギー移動を促進するために、上記及び実施例において説明されているように、密接に接触せしめられ得る。混合物の青色励起下では、一部のＣｅ^３＋イオンがそれらのエネルギーをＥｕ^３＋に移動させ、青色光についてのＥｕ^３＋の励起確率を効果的に増大させ得る。多くの場合、全てのＣｅ^３＋イオンが、Ｅｕ^３＋にエネルギーを移動させるわけではなく、代わりに、（黄色の）光を発することになる。従って、青色励起下では、混合物は、（Ｃｅ^３＋からの）一部の残りの黄色発光と共にではあるが、（Ｅｕ^３＋による）強い赤色発光を生じ得る。混合物は、従来のミクロンサイズの粉末の形態でさえも、追加の黄色／緑色発光蛍光体（例えば、ＹＡＧ：Ｃｅ、ＬｕＡＧ：Ｃｅ、ＢａＳｒＳｉＯ：Ｅｕ、等）と組み合わされて、ＬＥＲ、ＣＣＴ、及びＣＲＩなどの所望の光学特性を有する混合白色発光を生成し得る。

前述の実施形態での混合物は、従来の他の蛍光体と組み合わされるか、又はそれらなしで組み合わされるかにかかわらず、当該技術分野において周知の様々な堆積技法を介して、一次発光ＬＥＤチップに付着され得る。一般的には、これら材料は、シリコンバインダで共に接合され、チップに直接付着される。一次ＬＥＤ発光（例えば、ＵＶ、紫色、青色）の組合せは、（１つ又は複数の）混合物及び他の蛍光体（提供される場合）のダウンコンバートされた発光と組み合わされて、例えば、所望の特性の白色光を発し得る。

上述した実施形態の個々の成分の組合せ及び特性は例示的であり、この公報に含まれる教示の、引用文献に含まれる他の教示による交換及び置換もまた明確に企図される。当業者であれば、本明細書に説明された実施形態及の変形及び修正、並びに他の実施形態が、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく実現され得ることを認識するであろう。従って、上記の説明は例示的であり、限定的ではないと解釈されるべきである。特許請求の範囲で使用される「含む」という用語は、他の要素又は工程を除外しない。不定冠詞「ａ」は、複数形の重要性を除外しない。ある特定の手段が相互に異なる請求項において記載されているという単なる事実は、これらの手段の組合せが有利に用いられ得ないことを示すわけではない。本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲及び関連する同等物で定義されている。

ここで、本発明を以下の実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。

実施例１
増感剤材料としてナノサイズのＬａＰＯ_４：Ｃｅ^３＋粒子（公称直径約５ｎｍ）及び第１の材料として公称直径約１０ｎｍのナノサイズのＹ（Ｖ，Ｐ）Ｏ_４：Ｅｕ^３＋粒子を用いて、コンバーター系を調製した。

ＬａＰＯ_４：Ｃｅ^３＋粒子（３％のＣｅドーピング）を、下記のとおり合成した：
− １００ｍＬの三つ口丸底フラスコ内で、ＬａＣｌ_３・６Ｈ_２Ｏ（９．８ｍｍｏｌ、３．４６２ｇ）、ＣｅＣｌ_３・７Ｈ_２Ｏ（０．２ｍｍｏｌ、７４．５２ｍｇ）を、略１０ｍＬのメタノールｐ．ａ．に溶解し、透明な溶液を得た
− １０．９ｍＬ、１０．６５０ｇ（４０ｍｍｏｌ）のリン酸トリブチルを添加した
− 真空に注意しながら、真空下（シュレンクライン）で溶液からメタノールを除去した
− ３０ｍＬ（３２ｇ）のジフェニルエーテルを添加した
− システムを解放し（Open system）、その後フラッシュ（flush）した
− 放出された水分を、１０５℃の真空下（シュレンクライン）で水和金属塩化物（hydrated metal chlorides）によって除去した−水分は、８０〜８５℃付近で蒸発するものとする
− 反応混合物を５０℃未満に冷却し、９．５ｍＬ、７．４１ｇ（４０ｍｍｏｌ）のトリブチルアミンを透明な溶液に添加した（窒素下）
− ７．０ｍＬの２Ｍリン酸溶液をジヘキシルエーテルに添加した（１．９６ｇのＨ_３ＰＯ_４を１０ｍＬのジヘキシルエーテルに超音波処理下で溶解させた）、大型バイアル（large vial）
− 混合物を２００℃に１６時間加熱し、反応混合物を室温に冷却した
− ナノ結晶を２０００ｒｐｍで５分間遠心分離機にかけることによって分離した
− メタノールの添加に注意しながら、ナノ結晶をトルエンで数回洗浄した
− 粉末を真空下で乾燥させた

ＹＶＰＯ_４：Ｅｕ^３＋ナノ粒子は、ハンブルグのＣＡＮＧｍｂｈから市販されているものであり（ｓｅｒｉｅｓＸＲｅｄＡｑｕａ：ドーピングレベル７％）、エチレングリコールでキャップされている。

ＬａＰＯ_４：Ｃｅ^３＋及びＹ（Ｖ，Ｐ）Ｏ_４：Ｅｕ^３＋のナノ粒子を、１５：１の重量比で混合し、４ｍＬのイソプロパノールに溶解し、約１．５時間撹拌し、次いで、１２０℃の空気中で攪拌しながら乾燥させ、その後、混合ナノ粒子（混合物）を白色粉末に一体化した（即ち、クラスター化した）。従って、異なるナノ粒子は、増感剤イオンとエミッタイオンとが、エネルギー移動が効率的に生じ得る距離で分離されるように、互いに密接に接触した状態にある。

得られたコンバーター系を、３００ｎｍのＵＶ光によって励起させた。励起及び発光スペクトルを、ＥｄｉｎｂｕｒｇｈＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製のＦＬＳ９２０蛍光分光計を使用して室温で記録した。４５０ＷＸｅランプを励起源として使用し、ここで、モノクロメーターを使用して対象となる励起波長を選択し、発光をＨａｍａｍａｔｓｕ社製のＲ９２８ＰＭＴ検出器を用いて検出した。乾燥粉末に対して反射モードで測定を行った。

結果として得られたスペクトルを図７に示す。

比較実験Ａ
実施例１で説明したように、ＬａＰＯ_４：Ｃｅ^３＋ナノ粒子及びＹＶＰＯ_４：Ｅｕ^３＋ナノ粒子を、それらを乾燥状態において１５：１の重量比で緩やかに混合する前に、別々に合成し乾燥させた。この場合、異なるナノ粒子は、増感剤イオンとエミッタイオンとが、エネルギー移動が生じるには大きすぎる距離で分離されるように、互いに密接に接触した状態にない。

結果として得られた混合物を、実施例１で説明したように、３００ｎｍのＵＶ光によって励起させた。結果として得られたスペクトルを図７に示す。

本発明（実施例１）によるコンバーター系を励起させた後に得られたスペクトルは、比較実験Ａで調製した混合物について得られたピークよりも約１０倍高いＥｕ^３＋発光ピークを示した。この１０倍高いＥｕ^３＋発光ピークは、本発明（実施例１）によるコンバーター系の励起が、結果としてエネルギー移動を生じさせたことを示す。特に、比較実験Ａの材料について得られたピークは、エネルギー移動の結果ではなく、３００ｎｍでのＥｕ^３＋の直接励起によるものであり、これはまた、Ｙ（Ｖ，Ｐ）Ｏ_４：Ｅｕ^３＋材料をそれだけで単純に励起させたときにも観測される。

本発明（実施例１）による混合物は、白色光を生成するために、任意の数の青色及び黄色／緑色発光ダウンコンバージョン材料と組み合わされ得る。

Claims

例えば発光デバイス用の、コンバーター系であって、第１の材料と第２の増感剤材料とを含み、
−第１の材料は、好ましくは、本質的に、対象となる色を発する発光材料からなり、本質的に増感剤材料を含まず、
−第２の増感剤材料は、本質的に前記第１の材料を含まず、対象となる波長範囲において光を吸収し（励起可能であり）、その発光スペクトルが、前記第１の材料の１つ又は複数の励起帯と少なくとも部分的に重なるものである、
コンバーター系。
前記第１の材料と前記第２の増感剤材料とは、前記第２の増感剤材料から前記第１の材料における前記発光材料へのエネルギー移動を可能にするように、互いに対して配置される、請求項１に記載のコンバーター系。
前記第１の材料は赤色発光材料を含む、請求項１又は２に記載のコンバーター系。
前記第１の材料の前記発光材料は、Ｅｕ^３＋、Ｔｂ^３＋及びＭｎ^４＋を含む群のイオンのうちの１つ又は複数を含む、請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載のコンバーター系。
前記第１の材料は、ナノ蛍光体として提供される、請求項１〜４のいずれか一項に記載のコンバーター系。
前記第１の材料は、ナノ粒子として提供される、請求項１〜５のいずれか一項に記載のコンバーター系。
前記第１の材料はナノ粒子として提供され、前記ナノ粒子の平均直径が、１ｎｍ以上、５０ｎｍ以下、好ましくは２ｎｍ以上、１０ｎｍ以下である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のコンバーター系。
前記第２の増感剤材料は、３８０ｎｍから５８０ｎｍまでの間の前記波長範囲において励起可能である、請求項１〜７のいずれか一項に記載のコンバーター系。
前記第２の増感剤材料は、ＵＶ−Ａ（３１５〜４００ｎｍ）、紫色（４００〜４４０ｎｍ）、青色（４４０〜４８０ｎｍ）又は緑色（５１０〜５６０ｎｍ）の波長範囲において、好ましくは、青色（４４０〜４８０ｎｍ）の波長範囲において、励起可能である、請求項１〜８のいずれか一項に記載のコンバーター系。
前記発光材料の前記対象となる色が、前記第２の増感剤材料の前記対象となる波長範囲より高い波長範囲にある、請求項１〜９のいずれか一項に記載のコンバーター系。
前記増感剤材料は、Ｅｕ^２＋、Ｐｂ^２＋、Ｂｉ^３＋及びＣｅ^３＋の群の中から選択される１つ又は複数のイオンを含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のコンバーター系。
前記増感剤材料は、ナノ蛍光体として提供される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のコンバーター系。
前記第１の材料（又は発光材料）及び前記第２の増感剤材料は、異なるホスト格子を有する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のコンバーター系。
請求項１〜１３のいずれかにおいて特定された、第１の材料及び第２の増感剤材料を提供することと、
前記第１の材料及び前記第２の増感剤材料を溶媒に溶解させることと、
前記溶媒を蒸発させることと
を含むプロセスによって得られる、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のコンバーター系。
前記プロセスは、溶解前に、前記第１の材料及び／又は前記第２の増感剤材料から、配位子を除去することを伴う、請求項１４に記載のコンバーター系。
請求項１〜１５のいずれかに記載のコンバーター系と、青色発光半導体材料とを含む、発光デバイス。
請求項１〜１５のいずれかに記載のコンバーター系及び／又は請求項１６に記載の発光デバイスを含むシステムであって、前記システムは、
−オフィス照明システム
−家庭用アプリケーションシステム
−店舗照明システム、
−家庭用照明システム、
−アクセント照明システム、
−スポット照明システム、
−劇場照明システム、
−光ファイバアプリケーションシステム、
−投影システム、
−自己点灯表示システム、
−ピクセル表示システム、
−セグメント化ディスプレイシステム、
−警告サインシステム、
−医療用照明アプリケーションシステム、
−インジケータサインシステム、及び
−装飾照明システム
−携帯用システム
−自動車アプリケーション
−温室照明システム
のうちの１つ又は複数である、システム。