JP2021185596A - 発光装置用の波長変換材料 - Google Patents
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Abstract
Description
発光材料であって、
三方晶カルシウムガロゲルマネート構造タイプに結晶化するホスト格子と、
前記ホスト格子に設置されたドーパントと、
を有し、
前記ドーパントは、
3価のクロムと、
当該発光材料中の全クロムの全濃度の1%未満の濃度の4価のクロムと、
を有する、発光材料が提供される。
4.805gの酸化ランタン(Auer Remy,4N)、4.589gの酸化ガリウム(Alfa,5N)、0.0149gの酸化クロム(III)(Alfa,99%)、0.591gのヒュームドシリカ(Evonik)、および0.1 gのホウ酸(Aldrich)の開始材料を、エタノール中で混合し、100℃で乾燥させ、一酸化炭素下、1300℃で4時間焼成した。ボールミル処理の後、粉末を水洗し、乾燥後、ふるい分けした。単相のLa3Ga4.98SiO14:Cr0.02が得られた。図6は、合成されたLa3Ga4.98SiO14:Cr0.02のX線回折(XRD)パターンであり、カルシウムガロゲルマネート構造における結晶化で、a0=8.163Å、c0=5.087Åである。
9.8182gの酸化ランタン(Auer Remy,4N)、8.4354gの酸化ガリウム(Molycorp,UHPグレード)、0.0314gの酸化クロム(III)(Alfa,99%)、1.208 gのヒュームドシリカ(Evonik)、0.5136gのアルミナ(Baikowski)、および0.2005gのホウ酸(Aldrich)の開始材料を、エタノール中で混合し、100℃で乾燥させ、一酸化炭素下、1320℃で4時間焼成し、形成ガス下、1000℃でさらに4時間焼成した。ボールミル処理後、粉末を水洗し、乾燥後、ふるい分けした。図7は、合成されたLa3Ga4.48Al0.5SiO14:Cr0.02のXRDパターンであり、カルシウムガロゲルマネート構造における結晶化で、a0=8.146Å、c0=5.075Åである。
59.262gの酸化ランタン(Auer Remy,4N)、54.769gの酸化ガリウム(Molycorp,UHPグレード)、0.369gの酸化クロム(III)(Materion,2N5)、7.6gのヒュームドシリカ(Evonik)、1.24gの酸化アルミニウム(Baikowski,SP-DBM)、および0.52gのフッ化ガドリニウム(Materion,>2N)の開始材料を、ボールミルによりエタノール中で混合し、100℃で乾燥させ、窒素下、1320℃で8時間焼成した(加熱および冷却ランプル:200 K/h)。ボールミル処理の後、粉末を水洗し、乾燥後、ふるい分けした。図14は、合成されたLa2.89Gd0.02Ga4.76Al0.2SiO14:Cr0.04のX線回折(XRD)パターンであり、カルシウムガロゲルマネート構造における結晶化で、a0=8.1595Å、c0=5.0871Åである。
5.148gの酸化ガドリニウム(Rhodia,スペラミックグレード)、1.189gの酸化スカンジウム(Alfa Aesar,4N)、0.404gの酸化ルテニウム(Rhodia)、2.852gの酸化ガリウム(Alfa Aesar,4N)、0.0771gの酸化クロム(III)(Alfa,99%)、0.3305gの酸化ランタン(Auer Remy,4N)、 および0.2gのフッ化バリウム(Alfa Aesar)の開始材料を混合し、大気雰囲気下、1500℃で4時間焼成した。粗粉砕およびボールミル処理の後、粉末を温水で洗浄し、乾燥後、ふるい分けした。図8は、合成されたGd2.8La0.2Sc1.7Lu0.2Ga3O12:Cr0.1のXRDパターンであり、ガーネット構造における結晶化で、a0=12.440Åである。
4.330gの酸化ガドリニウム(Rhodia,スペラミックグレード)、1.103gの酸化スカンジウム(Alfa Aesar,4N)、0.792gの酸化ルテニウム(Rhodia)、2.799gの酸化ガリウム(Alfa Aesar,4N)、0.0757gの酸化クロム(III)(Alfa,99%)、0.9730gの酸化ランタン(Auer Remy,4N)、および0.2gのフッ化バリウム(Alfa Aesar)の開始材料を混合し、大気雰囲気下、1550℃で4時間焼成した。ミル処理後、粉末を、一酸化炭素雰囲気下で、再度、1400℃で4時間焼成した。粗粉砕およびボールミル処理の後、粉末を温水で洗浄し、乾燥後、ふるい分けした。図9は、合成されたGd2.4La0.6Sc1.5Lu0.4Ga3O12:Cr0.1のXRDパターンであり、ガーネット構造における結晶化で、a0=12.604Åである。
61.404gの酸化ガドリニウム(Treibacher,>3N8)、14.888gの酸化スカンジウム
(Treibacher,4N)、7.291gの酸化ルテニウム(Solvay,4N)、34.638gの酸化ガリウム(Dowa,4N)、0.925gの酸化クロム(III)(Materion,>2N5)、および1.956gのフッ化ガドリミウム(Materion,>2N)の開始材料をボールミル処理により混合し、1550℃と1520℃において2回、焼成した。その間で、中間ミル処理を8時間実施した。粗粉砕およびミル処理の後、粉末を水洗し、乾燥後、ふるい分けした。図15は、合成されたGd2.85Sc1.75Lu0.3Ga3O12:Cr0.1のXRDパターンであり、ガーネット構造における結晶化で、a0=12.503Åである。
AlF3(99.99%,無水物)、LiF(99.999%)、SrF2(99.99%,乾燥)、およびCrF3(99.98%,無水物)の開始材料を、アルゴン下で混合し、白金るつぼに入れた。アルゴン雰囲気下、600℃で4時間焼成後、得られた粉末ケーキをエタノール下でミル処理し、乾燥させた。
NIR分光測定のような赤外照射用途では、しばしば、ブロードで、連続的な放射強度分布を有することが好ましい。従って、ある実施例では、例えば、例1)、2)、および2.1)に示されているCrドープカルシウムガロゲルマネートタイプの蛍光体の分類からの、1または2以上の長波長放射材料が、例えば、例3)、4)、および4.1)に示された、Crドープガーネットの分類からの、1または2以上の短波長放射材料、ならびに/または例5)に示されたCrドープコルキライト材料の分類からの材料、と組み合わされる。
密度が5.52g/cm3の例1)と、密度が6.80g/cm3の例3)の蛍光体粉末が、90:10および95:5の重量比で、シリコーン(Dow Corning OE-7662)中に懸濁された。懸濁液は、ニードルディスペンサを用いて、450nmの放射青色InGaN励起LEDを備えるパッケージに設置された。図12および13に示すように、シリコーンの硬化後、蛍光体変換LEDが異なる温度で測定された。例えば、350mAのパルス電流の場合、600−1050nm範囲において、全体の放射フラックス>50mWが得られた。
Claims (14)
- 光源と、
発光材料と、
クロムドープされたガーネット、クロムドープされたコルキライト、およびクロムドープされたタングステン酸塩からなる群から選定された、第2の発光材料と、
を有する装置であって、
前記発光材料は、
三方晶カルシウムガロゲルマネート構造タイプに結晶化するホスト格子と、
前記ホスト格子に設置されたドーパントと、
を有し、
前記ドーパントは、
3価のクロムと、
残光を抑制するため、前記発光材料中の全クロムの1モル%未満の4価のクロムと、
を有し、
前記ホスト格子は、Cr(IV)の有効イオン半径よりも、有効原子半径が少なくとも10%小さい4価のカチオンを有し、
前記発光材料は、RE3Ga5-x-yAxSiO14:Cry(RE=La,Nd,Gd,Yb,Tm;A=Al)、ここで0<x≦1、および0.005≦y≦0.1である、装置。 - 前記発光材料は、Gd3-x1Sc2-x2-yLux1+x2Ga3O12:Cry、ここで0.02≦x1≦0.25、0.05≦x2≦0.3、0.04≦y≦0.12である、請求項1に記載の装置。
- 前記発光材料は、Gd2.85Sc1.75Lu0.3Ga3O12:Cr0.1である、請求項1に記載の装置。
- 前記発光材料は、Gd2.8La0.2Sc1.7Lu0.2Ga3O12:Cr0.1である、請求項1に記載の装置。
- 前記発光材料は、Gd2.85Sc1.75Lu0.3Ga3O12:Cr0.1であり、前記第2の発光材料は、La2.98Gd0.02Ga4.76Al0.2SiO14:Cr0.04である、請求項1に記載の装置。
- 前記発光材料は、SrLiAl0.995F6:Cr0.005である、請求項1に記載の装置。
- 前記第2の発光材料は、三方晶カルシウムガロゲルマネート構造タイプに結晶化するホスト格子と、前記ホスト格子に設置されたドーパントと、を有し、
前記ドーパントは、
3価のクロムと、
前記発光材料中の全クロム濃度の10%未満の濃度の4価のクロムと、
を有する、請求項1に記載の装置。 - 前記光源は、青色励起(pump)LEDであり、
前記発光材料は、Gd2.8La0.2Sc1.7Lu0.2Ga3O12:Cr0.1であり、
前記第2の発光材料は、La3Ga4.98SiO14:Cr0.02である、請求項7に記載の装置。 - 前記青色励起LEDに設置されたシリコーンマトリクスに組み合わされた、前記発光材料は10質量%であり、前記第2の発光材料は90質量%である、請求項8に記載の装置。
- 前記光源は、青色励起LEDであり、
前記発光材料は、Gd2.85Sc1.75Lu0.3Ga3O12:Cr0.1であり、
前記第2の発光材料は、La2.98Gd0.02Ga4.76Al0.2SiO14:Cr0.04である、請求項7に記載の装置。 - シリコーンマトリクスに組み合わされた、前記発光材料は12質量%であり、前記第2の発光材料は88質量%である、請求項10に記載の装置。
- 前記発光材料および第2の発光材料は、マトリクス内に形成され、
該マトリクスは、ガラス、セラミック、およりシリコーンの少なくとも1つを有する、請求項1に記載の装置。 - 前記マトリクスは、タイルに成形される、請求項12に記載の装置。
- 前記マトリクスは、可撓性シートに成形される、請求項12に記載の装置。
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