JP2023520798A - 狭帯域緑色蛍光体 - Google Patents
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Abstract
蛍光体が提示される。該蛍光体は、一般組成式ＮａｖＫｘＲｂｙＬｉｚＣｓｗ（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅを有し、ここで、－ｖ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝４；－０＜ｖ＜４；－０＜ｘ＜４；－０＜ｙ＜４；－０＜ｚ＜４；－０＜ｗ＜４であり、かつ－Ｅ＝Ｅｕ、Ｃｅ、Ｙｂおよび／またはＭｎである。
Description
本発明は、蛍光体、および特に該蛍光体を備えた照明装置に関する。
コンシューマーエレクトロニクスの分野では、メーカーは、自社製品を販売するために独自のセールスポイントを見出そうと努力している。テレビ、パソコンのモニター、タブレット、スマートフォンなど、ディスプレイを搭載する多くの機器において、特に顧客にとっては明るく自然に忠実な色が重要である。
液晶ディスプレイや他の大半の種類のディスプレイのバックライトに使用される光源では、３原色（赤色、青色および緑色）を加えて色を再現している。そのため、このようなディスプレイで表現できる色の範囲（色空間）は、３原色の色点により形成可能な三角形に限定される。これらは、３つのカラーフィルターによってバックライトのスペクトルから抽出される。しかし、これらのフィルターを透過する波長域はかなり広い。そのため、最大の色空間を得るためには、３つの狭帯域発光ピークからなるスペクトルを有する光源が必要となる。
バックライト用ＬＥＤでは、通常、青色発光ＬＥＤチップに、発光ピークの幅ができるだけ狭い緑色および赤色の燐光体を組み合わせることで、適切な発光スペクトルが得られる。理想的には、発光ピークがカラーフィルターの透過帯域と完全に一致することで、光をできるだけ無駄にせずに最大限の効率が達成され、達成可能な色空間の縮小を招く異なるカラーチャネル間のオーバーラップ／クロストークが最小限に抑えられる。
緑色のスペクトル範囲で狭帯域の光を発する蛍光体が求められている。
本発明の課題の１つは、緑色のスペクトル範囲の放射線を放出し、かつ半値幅が狭い蛍光体を提示することである。さらに本発明の課題は、本明細書に記載された有利な蛍光体を備えた照明装置を提示することである。
これらの課題は、独立請求項に記載の蛍光体および照明装置によって解決される。本発明の有利な実施形態および発展形態は、それぞれの従属請求項の主題である。
蛍光体が提示される。本蛍光体には付活剤Ｅがドープされており、Ｅ＝Ｅｕ、Ｃｅ、Ｙｂおよび／またはＭｎである。特に、付活剤は蛍光体から放射線を放出する役割を担っている。蛍光体は、一般組成式ＮａｖＫｘＲｂｙＬｉｚＣｓｗ（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅを有し、ここで、
－ ｖ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝４；
－ ０＜ｖ＜４；
－ ０＜ｘ＜４；
－ ０＜ｙ＜４；
－ ０＜ｚ＜４；
－ ０＜ｗ＜４であり、
－ Ｅ＝Ｅｕ、Ｃｅ、Ｙｂおよび／またはＭｎであり、好ましくはＥ＝Ｅｕ単独であるか、またはＣｅ、Ｙｂおよび／もしくはＭｎとの組み合わせであり、特に好ましくはＥ＝Ｅｕである。
－ ｖ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝４；
－ ０＜ｖ＜４；
－ ０＜ｘ＜４；
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－ ０＜ｚ＜４；
－ ０＜ｗ＜４であり、
－ Ｅ＝Ｅｕ、Ｃｅ、Ｙｂおよび／またはＭｎであり、好ましくはＥ＝Ｅｕ単独であるか、またはＣｅ、Ｙｂおよび／もしくはＭｎとの組み合わせであり、特に好ましくはＥ＝Ｅｕである。
以下、蛍光体については組成式で記述する。与えられた組成式において、蛍光体がさらなる元素を例えば不純物の形で含むことが可能であり、これらの不純物は合計で、蛍光体中での重量割合がせいぜい１パーミルまたは１００ｐｐｍ（parts per million）または１０ｐｐｍであることが好ましい。
リチウムが２回記載されている組成式ＮａｖＫｘＲｂｙＬｉｚＣｓｗ（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅの表記は、無機化学の技術分野の当業者には一般的に知られているものである。特にこの組成式は、リチウムが蛍光体の結晶構造内で異なる位置を占め得ることを当業者に明らかに示している。一般組成式ＮａｖＫｘＲｂｙＬｉｚＣｓｗ（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅの代替表記として、ＮａｖＫｘＲｂｙＣｓｗＬｉ１２＋ｚＳｉ４Ｏ１６：Ｅがある。
本発明者らは、５種類のアルカリ金属を含む効率的な蛍光体の合成に成功した。
少なくとも１つの実施形態によれば、蛍光体は、一般組成式ＮａｖＫｘＲｂｙＬｉｚＣｓｗ（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅを有し、ここで、
－ ｖ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝４；
－ ０＜ｖ≦３；
－ ０＜ｘ≦３；
－ ０＜ｙ≦３；
－ ０＜ｚ≦３；
－ ０＜ｗ≦３であり、
－ Ｅ＝Ｅｕ、Ｃｅ、Ｙｂおよび／またはＭｎであり、好ましくはＥ＝Ｅｕ単独であるか、またはＣｅ、Ｙｂおよび／もしくはＭｎとの組み合わせであり、特に好ましくはＥ＝Ｅｕである。
－ ｖ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝４；
－ ０＜ｖ≦３；
－ ０＜ｘ≦３；
－ ０＜ｙ≦３；
－ ０＜ｚ≦３；
－ ０＜ｗ≦３であり、
－ Ｅ＝Ｅｕ、Ｃｅ、Ｙｂおよび／またはＭｎであり、好ましくはＥ＝Ｅｕ単独であるか、またはＣｅ、Ｙｂおよび／もしくはＭｎとの組み合わせであり、特に好ましくはＥ＝Ｅｕである。
驚くべきことに、５種類のアルカリ金属イオンを含む組成式ＮａｖＫｘＲｂｙＬｉｚＣｓｗ（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅの蛍光体は、一次放射線で励起すると緑色のスペクトル範囲の発光または二次放射線を示し、かつ半値幅が狭い。本発明による蛍光体は、有利なことに、発光帯を１つのみ、あるいは発光ピークを１つのみ有する。これにより、温度が変化しても、蛍光体が放出する放射線の色度座標がせいぜいわずかにしかシフトしないことを保証することができる。特に、色度座標のシフトは、消光挙動も異なる２つの発光帯を有する蛍光体の場合よりも大幅に小さい。
以下で、半値幅とは、発光ピークあるいは発光帯の最大値の半分の高さにおけるスペクトル幅であると理解され、略してＦＷＨＭまたは半値全幅（Full-width at half maximum）ともいう。
少なくとも１つの実施形態によれば、蛍光体は、一般組成式ＮａｖＫｘＲｂｙＬｉｚＣｓｗ（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅを有し、ここで、
－ ｖ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝４；
－ ０＜ｖ≦２；
－ ０＜ｘ≦２；
－ ０＜ｙ≦２；
－ ０＜ｚ≦２；
－ ０＜ｗ≦２であり、
－ Ｅ＝Ｅｕ、Ｃｅ、Ｙｂおよび／またはＭｎであり、好ましくはＥ＝Ｅｕ単独であるか、またはＣｅ、Ｙｂおよび／もしくはＭｎとの組み合わせであり、特に好ましくはＥ＝Ｅｕである。
－ ｖ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝４；
－ ０＜ｖ≦２；
－ ０＜ｘ≦２；
－ ０＜ｙ≦２；
－ ０＜ｚ≦２；
－ ０＜ｗ≦２であり、
－ Ｅ＝Ｅｕ、Ｃｅ、Ｙｂおよび／またはＭｎであり、好ましくはＥ＝Ｅｕ単独であるか、またはＣｅ、Ｙｂおよび／もしくはＭｎとの組み合わせであり、特に好ましくはＥ＝Ｅｕである。
少なくとも１つの実施形態によれば、蛍光体は、一般組成式ＮａｖＫｘＲｂｙＬｉｚＣｓｗ（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅを有し、ここで、
－ ｖ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝４；
－ ０．０５≦ｖ≦１．５０；
－ ０．０５≦ｘ≦１．５０；
－ ０．０５≦ｙ≦１．５０；
－ ０．０５≦ｚ≦１．５０；
－ ０．０５≦ｗ≦１．５０であり、
－ Ｅ＝Ｅｕ、Ｃｅ、Ｙｂおよび／またはＭｎであり、好ましくはＥ＝Ｅｕ単独であるか、またはＣｅ、Ｙｂおよび／もしくはＭｎとの組み合わせであり、特に好ましくはＥ＝Ｅｕである。
－ ｖ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝４；
－ ０．０５≦ｖ≦１．５０；
－ ０．０５≦ｘ≦１．５０；
－ ０．０５≦ｙ≦１．５０；
－ ０．０５≦ｚ≦１．５０；
－ ０．０５≦ｗ≦１．５０であり、
－ Ｅ＝Ｅｕ、Ｃｅ、Ｙｂおよび／またはＭｎであり、好ましくはＥ＝Ｅｕ単独であるか、またはＣｅ、Ｙｂおよび／もしくはＭｎとの組み合わせであり、特に好ましくはＥ＝Ｅｕである。
組成式ＮａｖＫｘＲｂｙＬｉｚＣｓｗ（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅの蛍光体は、有利には、ピーク波長が５２９ｎｍ～５３９ｎｍの範囲にあり、半値幅が４０ｎｍ～４５ｎｍである。特に、蛍光体の発光スペクトルは発光ピークを１つしか有しておらず、したがって特に二重発光を示さない。つまり、蛍光体の発光は、特に相対的な最大値を有しておらず、ピーク波長に対応する絶対的な最大値のみを有する。これにより、非常に高い色純度、および非常に高い発光効率（ＬＥＲ）が達成される。
本明細書における「ピーク波長」とは、蛍光体の発光スペクトルにおける波長であって、発光スペクトルあるいは発光帯において最大強度が存在するものをいう。
少なくとも１つの実施形態によれば、蛍光体は、一般組成式ＮａｖＫｘＲｂｙＬｉｚＣｓｗ（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅを有し、ここで、
－ ｖ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝４；
－ ０．５０≦ｖ≦１．５０；
－ ０．５０≦ｘ≦１．５０；
－ ０．５０≦ｙ≦１．５０；
－ ０．５０≦ｚ≦１．５０；
－ ０．０５≦ｗ≦０．５であり、
－ Ｅ＝Ｅｕ、Ｃｅ、Ｙｂおよび／またはＭｎであり、好ましくはＥ＝Ｅｕ単独であるか、またはＣｅ、Ｙｂおよび／もしくはＭｎとの組み合わせであり、特に好ましくはＥ＝Ｅｕである。
－ ｖ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝４；
－ ０．５０≦ｖ≦１．５０；
－ ０．５０≦ｘ≦１．５０；
－ ０．５０≦ｙ≦１．５０；
－ ０．５０≦ｚ≦１．５０；
－ ０．０５≦ｗ≦０．５であり、
－ Ｅ＝Ｅｕ、Ｃｅ、Ｙｂおよび／またはＭｎであり、好ましくはＥ＝Ｅｕ単独であるか、またはＣｅ、Ｙｂおよび／もしくはＭｎとの組み合わせであり、特に好ましくはＥ＝Ｅｕである。
組成式Ａ４（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅ［式中、Ａは、２種類のアルカリ金属イオンを表す］の既知の蛍光体もすでに、緑色のスペクトル範囲にピーク波長を有し、かつ半値幅が狭い。Ｒｂ２Ｌｉ２（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅｕ２＋およびＲｂ２Ｎａ２（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅｕ２＋は、発光ピークを１つのみ有し、ピーク波長が５３０ｎｍであり、半値幅が４２ｎｍである狭帯域緑色蛍光体の例である（Ming Zhao et al., Advanced Materials, 2018, 1802489, “Next-Generation Narrow-Band Green-Emitting RbLi(Li3SiO4)2:Eu2+ Phosphor for Backlight Display Application”; Hongxu Liao et al., Advanced Functional Materials 2019, 1901988, “Polyhedron Transformation toward Stable Narrow-Band Green Phosphors for Wide-Color-Gamut Liquid Crystal Display”）。
また、組成式Ａ４（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅ［式中、Ａは、２種類のアルカリ金属イオンを表す］の蛍光体が、青色のスペクトル範囲にピーク波長を有する狭帯域の発光をする例もある。そのような蛍光体の一例として、４７１ｎｍにピーク波長を有し、半値幅がわずか２２．４ｎｍであるＲｂＮａ３（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅｕ２＋が挙げられる（Hongxu Liao et al., Angewandte Chemie, 2018, 130, p 1-5, “Learning from a Mineral Structure toward an Ultra-Narrow-Band Blue-Emitting Silicate Phosphor RbNa3(Li3SiO4)4:Eu2+”）。
しかし、組成式Ａ４（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅ［式中、Ａは、２種類のアルカリ金属イオンを表す］を有する既知の蛍光体には、青色のスペクトル範囲に発光ピークを１つ有し、緑色のスペクトル範囲に発光ピークを１つ有する、好ましくない二重発光を示す例も存在する。例えば、４８６ｎｍに発光ピークを示すとともに５３０ｎｍにも発光ピークを示す（Ｎａ０．５Ｋ０．５）４（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅｕや、５１５ｎｍに発光ピークを示すとともに５９８ｎｍにも発光ピークを示すＮａＫ７（Ｌｉ３ＳｉＯ４）８：Ｅｕが挙げられる（Ming Zhao et al., Light: Science & Applications, 2019, “Emerging ultra-narrow-band cyan-emitting phosphor for white LEDs with enhanced color rendition”; Daniel Dutzler et al., Angewandte Chemie Int. Ed. 2018, 57, 1-6, “Alkali Lithosilicates: Renaissance of a Reputable Substance Class with Surprising Luminescence Properties”）。
組成式Ａ４（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅのアルカリ金属イオンＡの数を３種類または４種類に増やすと、蛍光体は専ら二重発光を示すようになる。例えば、蛍光体Ｃｓ４－ｘ－ｙ－ｚＲｂｘＮａｙＬｉｚ［Ｌｉ３ＳｉＯ４］４：Ｅｕは、４７３ｎｍに発光ピークを示すとともに、５３１ｎｍにも発光ピークを示し（F. Ruegenberg et al., Chemistry, A European Journal, 2020, 26, 1-8, “A Double-Band Emitter with Ultranarrow-Band Blue and Narrow-Band Green Luminescence”; Fig. 10）、蛍光体ＣｓＫＮａ１．９８－ｙＬｉｙ（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：０．０２Ｅｕ２＋（０≦ｙ≦１）は、４８５ｎｍに発光ピークを示すとともに、５２６ｎｍにも発光ピークを示し（Wei Wang et al., Chemistry of Materials 2019, “Photoluminescence Control of UCr4C4-Typed Phosphors with Superior Luminous Efficiency and High Color Purity via Controlling Site-Selection of Eu2+ Activators”）、蛍光体ＲｂＮａ２Ｋ（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅｕ２＋およびＣｓＮａ２Ｋ（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅｕ２＋はそれぞれ、約４８０ｎｍ／約４８５ｎｍに発光ピークを示すとともに、約５３１ｎｍにも発光ピークを示す(Ming Zhao et al., Advanced Optical Materials, 2018, “Discovery of New Narrow-Band Phosphors with the UCr4C4-Related Type Structure by Alkali Cation Effect”)。
組成式Ａ４（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅの既知の蛍光体から、蛍光体中に異なるアルカリ金属イオンが多く存在するほど、二重発光、ひいては青色のスペクトル範囲の発光が増加する傾向が明確に見て取れた。しかし、特にバックライト用途では、光をできるだけ無駄にせずに最大限の効率を達成し、異なるカラーチャネル間のオーバーラップ／クロストークを最小限に抑えるために、緑色のスペクトル範囲に発光ピークを１つのみ有する狭帯域蛍光体が必要とされる。
それだけに、本発明による一般式ＮａｖＫｘＲｂｙＬｉｚＣｓｗ（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅ［式中、Ａ４（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：ＥにおけるＡは、５種類のアルカリ金属イオン、すなわちリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウムおよびセシウムを表す］の蛍光体の発光スペクトルが、緑色のスペクトル範囲に発光ピークを１つしか有しておらず、したがって有利にも二重発光を示さないことは、なおさら驚くべきことである。つまり、蛍光体の発光は、特に相対的な最大値を有しておらず、ピーク波長に対応する絶対的な最大値のみを有する。
少なくとも１つの実施形態によれば、蛍光体は、一般組成式ＮａｖＫｘＲｂｙＬｉｚＣｓｗ（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅを有し、ここで、
－ ｖ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝４；
－ １．００≦ｖ≦１．４０；
－ ０．８０≦ｘ≦１．２０；
－ ０．８０≦ｙ≦１．２０；
－ ０．６０≦ｚ≦１．００；
－ ０．０５≦ｗ≦０．３０であり、
－ Ｅ＝Ｅｕ、Ｃｅ、Ｙｂおよび／またはＭｎであり、好ましくはＥ＝Ｅｕ単独であるか、またはＣｅ、Ｙｂおよび／もしくはＭｎとの組み合わせであり、特に好ましくはＥ＝Ｅｕである。
－ ｖ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝４；
－ １．００≦ｖ≦１．４０；
－ ０．８０≦ｘ≦１．２０；
－ ０．８０≦ｙ≦１．２０；
－ ０．６０≦ｚ≦１．００；
－ ０．０５≦ｗ≦０．３０であり、
－ Ｅ＝Ｅｕ、Ｃｅ、Ｙｂおよび／またはＭｎであり、好ましくはＥ＝Ｅｕ単独であるか、またはＣｅ、Ｙｂおよび／もしくはＭｎとの組み合わせであり、特に好ましくはＥ＝Ｅｕである。
少なくとも１つの実施形態によれば、蛍光体は、一般組成式ＮａｖＫｘＲｂｙＬｉｚＣｓｗ（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅを有し、ここで、
－ ｖ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝４；
－ １．０８≦ｖ≦１．２８；
－ ０．８６≦ｘ≦１．０６；
－ ０．８２≦ｙ≦１．０２；
－ ０．７２≦ｚ≦０．９２；
－ ０．０５≦ｗ≦０．２２であり、
－ Ｅ＝Ｅｕ、Ｃｅ、Ｙｂおよび／またはＭｎであり、好ましくはＥ＝Ｅｕ単独であるか、またはＣｅ、Ｙｂおよび／もしくはＭｎとの組み合わせであり、特に好ましくはＥ＝Ｅｕである。
－ ｖ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝４；
－ １．０８≦ｖ≦１．２８；
－ ０．８６≦ｘ≦１．０６；
－ ０．８２≦ｙ≦１．０２；
－ ０．７２≦ｚ≦０．９２；
－ ０．０５≦ｗ≦０．２２であり、
－ Ｅ＝Ｅｕ、Ｃｅ、Ｙｂおよび／またはＭｎであり、好ましくはＥ＝Ｅｕ単独であるか、またはＣｅ、Ｙｂおよび／もしくはＭｎとの組み合わせであり、特に好ましくはＥ＝Ｅｕである。
少なくとも１つの実施形態によれば、蛍光体は、一般組成式ＮａｖＫｘＲｂｙＬｉｚＣｓｗ（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅを有し、ここで、
－ ｖ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝４；
－ １．１６≦ｖ≦１．２０；
－ ０．９４≦ｘ≦０．９８；
－ ０．９０≦ｙ≦０．９４；
－ ０．８０≦ｚ≦０．８４；
－ ０．１０≦ｗ≦０．１４であり、
－ Ｅ＝Ｅｕ、Ｃｅ、Ｙｂおよび／またはＭｎであり、好ましくはＥ＝Ｅｕ単独であるか、またはＣｅ、Ｙｂおよび／もしくはＭｎとの組み合わせであり、特に好ましくはＥ＝Ｅｕである。
－ ｖ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝４；
－ １．１６≦ｖ≦１．２０；
－ ０．９４≦ｘ≦０．９８；
－ ０．９０≦ｙ≦０．９４；
－ ０．８０≦ｚ≦０．８４；
－ ０．１０≦ｗ≦０．１４であり、
－ Ｅ＝Ｅｕ、Ｃｅ、Ｙｂおよび／またはＭｎであり、好ましくはＥ＝Ｅｕ単独であるか、またはＣｅ、Ｙｂおよび／もしくはＭｎとの組み合わせであり、特に好ましくはＥ＝Ｅｕである。
好ましい一実施形態では、Ｅ＝ＥｕまたはＥｕ２＋である。Ｅｕ２＋を付活剤とした場合、特に効率の良い蛍光体が存在することが判明した。
一実施形態によれば、付活剤Ｅは、０．１モル％～２０モル％、１モル％～１０モル％、０．５モル％～５モル％、２モル％～５モル％のモル％量で存在することができる。Ｅの濃度が高すぎると、濃度消光による効率の低下を招くことがある。以下で、付活剤Ｅ、特にＥｕまたはＥｕ２＋のモル％のデータは、蛍光体中のＬｉ、Ｋ、Ｎａ、Ｒｂおよび／またはＣｓのモル割合に対するモル％データであると理解される。
少なくとも１つの実施形態によれば、蛍光体は、３３０ｎｍ～５００ｎｍ、好ましくは３４０ｎｍ～４６０ｎｍ、特に好ましくは３６０ｎｍ～４５０ｎｍの一次放射線で励起可能である。
少なくとも１つの実施形態によれば、蛍光体は、正方晶系で、あるいは正方晶系の結晶構造で結晶化する。
少なくとも１つの実施形態によれば、蛍光体は、空間群Ｉ４／ｍで結晶化する。好ましくは、格子定数ａ、ｂおよびｃにおいて、１０．９Å≦ａ≦１１．１Å、１０．９Å≦ｂ≦１１．１Å、および６．２Å≦ｃ≦６．４Åである。特に好ましくは、格子定数ａ、ｂ、ｃにおいて、ａ＝ｂ＝１１．００６３（５）Åであり、ｃ＝６．３３３６（３）Åである。
少なくとも１つの実施形態によれば、蛍光体は、組成式Ｎａ１．１８Ｋ０．９６Ｒｂ０．９２Ｌｉ０．８２Ｃｓ０．１２（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅｕを有する。
蛍光体Ｎａ１．１８Ｋ０．９６Ｒｂ０．９２Ｌｉ０．８２Ｃｓ０．１２（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅｕは、緑色のスペクトル範囲にある５３４ｎｍにピーク波長を有し、かつ半値幅が約４２ｎｍで狭帯域であることを特徴とする。この蛍光体は、半値幅が非常に狭く、また該蛍光体の発光スペクトルが発光ピークを１つしか有しないという特性から、既知の緑色蛍光体と比較して、極めて高い色純度および極めて高い発光効率を示す。蛍光体の主波長は、約５４３ｎｍである。
主波長とは、非スペクトル（多色）光混合を、同様の色調知覚をもたらすスペクトル（単色）光で表現する方法である。ＣＩＥ色空間では、ある色の点とＣＩＥ－ｘ＝０．３３３、ＣＩＥ－ｙ＝０．３３３の点とを結ぶ線を、２点の空間の輪郭に当たるように外挿することができる。当該の色に近い交点は、その交点における純粋なスペクトル色の波長として、その色の主波長を表す。したがって、主波長は、人間の目で知覚される波長である。
例えば、蛍光体ＲｂＮａ２Ｋ（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅｕ２＋およびＣｓＮａ２Ｋ（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅｕ２＋が青色のスペクトル範囲の発光と緑色のスペクトル範囲の発光との二重発光を示すのに対し、本発明による蛍光体Ｎａ１．１８Ｋ０．９６Ｒｂ０．９２Ｌｉ０．８２Ｃｓ０．１２（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅｕ２＋は、驚くべきことに発光ピークを１つしか示さず、したがって二重発光を示さない。
よって、本発明者らは、驚くほど有利な特性を有する新規な緑色蛍光体を提供できることを見出した。
本蛍光体の製造方法は、他の多くの蛍光体製造方法と比較して非常に簡便に実施することができる。合成は６５０℃～９００℃、特に７００℃～８５０℃または７５０℃～８００℃の範囲の適度な温度で行われるため、非常にエネルギー効率が高い。そのため、例えば使用するオーブンへの要求が少ない。出発物質は市販のものを安価に入手でき、毒性もない。
本発明はさらに、照明装置に関する。特に、本照明装置は、蛍光体を備えている。この点で、蛍光体のすべての実施形態および定義が本照明装置にも適用され、その逆も該当する。
照明装置が提示される。本照明装置は、一般組成式ＮａｖＫｘＲｂｙＬｉｚＣｓｗ（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅを有する蛍光体を備えており、ここで、
－ ｖ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝４；
－ ０＜ｖ＜４；
－ ０＜ｘ＜４；
－ ０＜ｙ＜４；
－ ０＜ｚ＜４；
－ ０＜ｗ＜４であり、
－ Ｅ＝Ｅｕ、Ｃｅ、Ｙｂおよび／またはＭｎであり、好ましくはＥ＝Ｅｕ単独であるか、またはＣｅ、Ｙｂおよび／もしくはＭｎとの組み合わせであり、特に好ましくはＥ＝Ｅｕである。
－ ｖ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝４；
－ ０＜ｖ＜４；
－ ０＜ｘ＜４；
－ ０＜ｙ＜４；
－ ０＜ｚ＜４；
－ ０＜ｗ＜４であり、
－ Ｅ＝Ｅｕ、Ｃｅ、Ｙｂおよび／またはＭｎであり、好ましくはＥ＝Ｅｕ単独であるか、またはＣｅ、Ｙｂおよび／もしくはＭｎとの組み合わせであり、特に好ましくはＥ＝Ｅｕである。
少なくとも１つの実施形態によれば、照明装置は、半導体層列を備えている。半導体層列は、一次電磁放射線を放出するように設定されている。
少なくとも１つの実施形態によれば、半導体層列は、少なくとも１つの第ＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体材料を有する。半導体材料は、例えばＡｌｎＩｎ１－ｎ－ｍＧａｍＮ（それぞれ０≦ｎ≦１、０≦ｍ≦１、およびｎ＋ｍ≦１である）のような窒化物系化合物半導体材料である。ここで、半導体層列は、ドーパントに加え、追加成分を有することも可能である。ただし、簡略化のため、半導体層列の必須成分、すなわちＡｌ、Ｇａ、ＩｎおよびＮについて、たとえこれらが少量のさらなる物質で部分的に置換および／または補足されていてもよい場合であっても、これらのみを示す。特に、半導体層列は、ＩｎＧａＮから形成されている。
半導体層列は、少なくとも１つのｐｎ接合を有する活性層および／または１つ以上の量子井戸構造を有する活性層を含む。照明装置の動作中、活性層で電磁放射線を発生させる。放射線の波長または発光極大は、特に３３０ｎｍ～５００ｎｍの波長、好ましくは３４０ｎｍ～４６０ｎｍの波長、特に好ましくは３６０ｎｍ～４５０ｎｍの波長の好ましくは紫外域および／または可視域にある。
少なくとも１つの実施形態によれば、一次放射線の波長または発光極大は、３３０ｎｍ～４００ｎｍ、好ましくは３６０ｎｍ～４００ｎｍの紫外域、または４００ｎｍ～４６０ｎｍ、好ましくは４００ｎｍ～４５０ｎｍの青色域にある。これらの領域の一次放射線で蛍光体を特に効率よく励起できることが判明した。
少なくとも１つの実施形態によれば、照明装置は、発光ダイオード、略してＬＥＤ、特に変換ＬＥＤである。照明装置は、白色または緑色の光を発するように設定されていることが好ましい。
照明装置は、照明装置中に存在する蛍光体と組み合わせて、完全変換で緑色光を発し、部分変換で白色光を発するように設定されていることが好ましい。
少なくとも１つの実施形態によれば、照明装置は、完全変換で緑色光を発するように設定されている。照明装置は、一般組成式ＮａｖＫｘＲｂｙＬｉｚＣｓｗ（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅを有する蛍光体を唯一の蛍光体として備えることができる。本実施形態の照明装置は、例えば映画館、オフィスまたは家庭におけるビデオ投影、ヘッドアップディスプレイ、演色評価数または色温度が調整可能な光源、店舗照明またはＦＣＩランプ（「Feeling of Contrast Index」）などの用途に適合したスペクトルを有する光源など、飽和した緑色の発光が必要な用途に特に好適である。ＦＣＩランプは、特にカラーコントラスト指数の高い白色光を発生するように設計された照明装置である。本実施形態の変換用発光ダイオードまたは照明装置は、特に舞台照明におけるカラースポットライト、壁面照明またはムービングヘッドライトにも好適である。少なくとも１つの実施形態によれば、照明装置は、変換素子を備えている。特に、変換素子は、蛍光体を備えているか、または蛍光体からなる。蛍光体は、一次電磁放射線を二次電磁放射線に少なくとも部分的または完全に変換する。
少なくとも１つの実施形態によれば、照明装置の全放射線は、白色混合放射線である。本実施形態の照明装置または変換素子は、本蛍光体に加えて赤色蛍光体を備えることができる。本実施形態の照明装置は、特にディスプレイなどの表示素子のバックライトに好適である。
少なくとも１つの実施形態によれば、蛍光体は、一次電磁放射線を二次電磁放射線に部分的に変換する。これは、部分変換とも称することができる。その場合、照明装置から出る全放射線は、一次放射線および二次放射線、特に白色混合放射線で構成されている。
少なくとも１つの実施形態によれば、変換素子は、本蛍光体に加えて、第２および／または第３の蛍光体を備えている。例えば、これらの蛍光体は母材に埋め込まれている。あるいはこれらの蛍光体は、コンバータセラミック中に存在していてもよい。
照明装置は、赤色のスペクトル範囲からの放射線を放出するための第２の蛍光体を備えることができる。
実施形態例
組成式Ｎａ１．１８Ｋ０．９６Ｒｂ０．９２Ｌｉ０．８２Ｃｓ０．１２（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅｕを有する実施形態例ＡＢを、以下のように製造した：Ｌｉ２ＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、Ｒｂ２ＣＯ３、Ｃｓ２ＣＯ３、ＳｉＯ２、およびＥｕ２Ｏ３を表１に示す量で混合し、この混合物を、開放型ニッケルるつぼでフォーミングガス雰囲気（Ｎ２：Ｈ２＝８０：２０）下に７５０℃の温度まで４時間加熱した。また、１００％Ｈ２雰囲気下、または最大２０％がＮ２であり残部はＨ２であるフォーミングガス雰囲気下で加熱することも可能である。冷却後に蛍光体の緑色単結晶の凝集体が得られ、これをメノウ乳鉢で互いに分離した。
組成式Ｎａ１．１８Ｋ０．９６Ｒｂ０．９２Ｌｉ０．８２Ｃｓ０．１２（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅｕを有する実施形態例ＡＢを、以下のように製造した：Ｌｉ２ＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、Ｒｂ２ＣＯ３、Ｃｓ２ＣＯ３、ＳｉＯ２、およびＥｕ２Ｏ３を表１に示す量で混合し、この混合物を、開放型ニッケルるつぼでフォーミングガス雰囲気（Ｎ２：Ｈ２＝８０：２０）下に７５０℃の温度まで４時間加熱した。また、１００％Ｈ２雰囲気下、または最大２０％がＮ２であり残部はＨ２であるフォーミングガス雰囲気下で加熱することも可能である。冷却後に蛍光体の緑色単結晶の凝集体が得られ、これをメノウ乳鉢で互いに分離した。
この蛍光体は、電磁スペクトルの緑色のスペクトル範囲の発光を示す。単結晶回折法により、この蛍光体を組成式Ｎａ１．１８Ｋ０．９６Ｒｂ０．９２Ｌｉ０．８２Ｃｓ０．１２（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅｕ２＋に割り当てることができる。使用した付活剤濃度ではＥｕの散乱寄与が無視できるため、Ｅｕは精密化で別途考慮しなかった。
本発明のさらなる有利な実施形態および発展形態は、図面に関連して以下に説明される実施形態例から明らかである。
図１は、組成式Ｎａ１．１８Ｋ０．９６Ｒｂ０．９２Ｌｉ０．８２Ｃｓ０．１２（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅｕ２＋を有する本発明による蛍光体の正方晶系の結晶構造を示している。塗りつぶされた円はＲｂ原子（８８．３％）およびＣｓ原子（１１．７％）、塗りつぶされていない円はＲｂ原子（４．１％）およびＫ原子（９５．９％）、線が引かれた塗りつぶされていない円はＬｉ原子（３３．０％）、線が引かれた塗りつぶされた円はＬｉ原子（７．８％）およびＮａ原子（５９．２％）を示している。斜線が引かれた大きな多面体はＬｉＯ４四面体であり、格子状の線が引かれた小さな多面体はＳｉＯ４四面体である。（Ｌｉ３ＳｉＯ４）単位は、ＳｉＯ４四面体およびＬｉＯ４四面体を有し、酸素が四面体の角を占め、ＬｉあるいはＳｉが四面体の中央を占めている。（Ｌｉ３ＳｉＯ４）単位は、（Ｌｉ３ＳｉＯ４）－部分構造を形成し、これは既知のリチウムケイ酸塩の（Ｌｉ３ＳｉＯ４）－部分構造に対応する（J.Hofmann, R. Brandes, R. Hoppe, Neue Silicate mit “Stuffed Pyrgoms”: CsKNaLi9{Li[SiO4]}4, CsKNa2Li8{Li[SiO4]}4, RbNa3Li8{Li[SiO4]}4, und RbNaLi4{Li[SiO4]}4, Z. Anorg. Allg.Chem., 1994, 620. 1495 - 1508.）が、この蛍光体は２種類のチャネルの占有が異なる点で既知のリチウムケイ酸塩と異なっている。（Ｌｉ３ＳｉＯ４）－部分構造は、結晶学的なｃ軸に沿って２種類のチャネルを形成している。第一の種類のチャネルは、重アルカリ金属であるＣｓ、ＲｂおよびＫが占有している。ここで、ＫおよびＲｂは交互に配置されており、Ｒｂの一部がＣｓで置換されているもの（１１．７％）と、Ｋの一部がＲｂで置換されているもの（４．１％）とがある。第二の種類のチャネルは、軽アルカリ金属であるＮａおよびＬｉが占有している。この第二の種類のチャネルでは、ＮａおよびＬｉの位置がすべて完全に占有されているわけではなく、Ｎａの位置は、５９．２％がＮａで、７．８％がＬｉで占有され、Ｌｉの位置は、３３％がＬｉで占有されている。電荷中性を確保するため、精密化の際に第二の種類のチャネルの占有率の合計を１００％に設定した。Ｎａ１．１８Ｋ０．９６Ｒｂ０．９２Ｌｉ０．８２Ｃｓ０．１２（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅｕ２＋の新規の結晶構造は、これまで知られていないものである。結晶構造は、ＣｓＮａＫＬｉ（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４およびＣｓＮａＲｂＬｉ（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４の結晶構造と同構造である（J.Hofmann, R. Brandes, R. Hoppe, Neue Silicate mit “Stuffed Pyrgoms”: CsKNaLi9{Li[SiO4]}4, CsKNa2Li8{Li[SiO4]}4, RbNa3Li8{Li[SiO4]}4, und RbNaLi4{Li[SiO4]}4, Z. Anorg. Allg.Chem., 1994, 620. 1495 - 1508.）。このように、Ｌｉは結晶構造において、第一に（Ｌｉ３ＳｉＯ４）－部分構造内、第二に（Ｌｉ３ＳｉＯ４）－部分構造が形成するチャネル内の位置を占め、そのため組成式の好ましい表記は、Ｎａ１．１８Ｋ０．９６Ｒｂ０．９２Ｌｉ０．８２Ｃｓ０．１２（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅｕ２＋であるが、ただし、Ｎａ１．１８Ｋ０．９６Ｒｂ０．９２Ｃｓ０．１２Ｌｉ１２．８２Ｓｉ４Ｏ１６：Ｅｕ２＋も使用可能である。この蛍光体は、空間群Ｉ４／ｍで結晶化する。結晶構造を、単結晶（詳細は下記表２、３および４）および粉末Ｘ線回折実験（図２）により求めた。
Ｎａ１．１８Ｋ０．９６Ｒｂ０．９２Ｌｉ０．８２Ｃｓ０．１２（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅｕ２＋の結晶学的データを表２に示す。
Ｎａ１．１８Ｋ０．９６Ｒｂ０．９２Ｌｉ０．８２Ｃｓ０．１２（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅｕ２＋の原子位置を表３に示す。
Ｎａ１．１８Ｋ０．９６Ｒｂ０．９２Ｌｉ０．８２Ｃｓ０．１２（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅｕ２＋の偏向異方性パラメーターを表４に示す。
図２に、Ｎａ１．１８Ｋ０．９６Ｒｂ０．９２Ｌｉ０．８２Ｃｓ０．１２（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：ＥｕのＸ線回折粉末回折像のリートベルト精密化を示す。測定されたＸ線粉末回折像から、蛍光体の高純度が明らかである。ここで、上図は、反射率の測定値と算出値とを重ね合わせたものである。下図は、反射率の測定値と算出値との差を示したものである。
図３に、Ｎａ１．１８Ｋ０．９６Ｒｂ０．９２Ｌｉ０．８２Ｃｓ０．１２（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅｕ２＋の発光スペクトルを示す。ｘ軸に波長（ナノメートル）、ｙ軸に相対強度（パーセント）をプロットしている。発光スペクトルを測定するために、本発明による蛍光体の粉末を、波長４００ｎｍの一次放射線で励起させた。この蛍光体は、ピーク波長が５３４ｎｍ、主波長が５４３ｎｍである。半値幅は４２．３ｎｍであり、ＣＩＥ色空間の色点は、座標ＣＩＥ－ｘ：０．２５９、ＣＩＥ－ｙ：０．６９７にある。このように、蛍光体の発光スペクトルは発光ピークを１つしか示さない。そのため、ピーク波長は絶対的な最大値であるだけでなく、発光スペクトル内の唯一の最大値でもある。
本発明による蛍光体の粉末を波長４６０ｎｍの一次放射線で励起させると（図示せず）、この蛍光体は、ピーク波長が５３４ｎｍ、主波長が５４２．７ｎｍである。半値幅は４３．５ｎｍであり、ＣＩＥ色空間の色点は、座標ＣＩＥ－ｘ：０．２５７、ＣＩＥ－ｙ：０．７０２にある。この場合も、蛍光体の発光スペクトルは発光ピークを１つしか示さず、ピーク波長は絶対的な唯一の最大値である。
一方、図１０に示す蛍光体Ｃｓ４－ｘ－ｙ－ｚＲｂｘＮａｙＬｉｚ［Ｌｉ３ＳｉＯ４］４：Ｅｕの発光スペクトルは、２つの発光ピークを示しており、したがって好ましくない二重発光を示していた。
蛍光体の発光は、標準的なグリーンフィルターの透過範囲と大きく重なるため、光の損失が少なく、実現可能な色空間が広い。したがって、蛍光体Ｎａ１．１８Ｋ０．９６Ｒｂ０．９２Ｌｉ０．８２Ｃｓ０．１２（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅｕ２＋は、特にディスプレイのバックライト用途の変換ＬＥＤに適している。
図４に、Ｎａ１．１８Ｋ０．９６Ｒｂ０．９２Ｌｉ０．８２Ｃｓ０．１２（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅｕ２＋について、規格化クベルカ・ムンク関数（ＫＭＦ）を波長λ（ｎｍ）に対してプロットしたものを示す。ここで、ＫＭＦを次のように算出した：
ＫＭＦ＝（１－Ｒｉｎｆ）２／２Ｒｉｎｆ、ここで、Ｒｉｎｆは、蛍光体の拡散反射（反射率）に相当する。
ＫＭＦ＝（１－Ｒｉｎｆ）２／２Ｒｉｎｆ、ここで、Ｒｉｎｆは、蛍光体の拡散反射（反射率）に相当する。
図４より、３３０ｎｍ～５００ｎｍの一次放射線で効率よく蛍光体を励起できることがわかる。ＫＭＦの値が高いということは、この範囲での吸収率が高いことを意味する。
図５に、既知の蛍光体Ｌｕ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ（Ｇ２）および（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ（ＯＳ２）の発光スペクトルを示す。
表５に、本発明による蛍光体Ｎａ１．１８Ｋ０．９６Ｒｂ０．９２Ｌｉ０．８２Ｃｓ０．１２（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅｕ２＋（ＡＢ）のスペクトルデータと既知の蛍光体Ｌｕ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ（Ｇ２）および（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ（ＯＳ２）のスペクトルデータとの比較を示す。
３つの蛍光体は、いずれも同様の主波長を示している。しかし、本発明による蛍光体ＡＢは、著しく高い発光効率（ＬＥＲ）および著しく高い色純度を示している。その結果、色純度が向上し、全体的な効率も良好となる。
図６に、本発明による蛍光体Ｎａ１．１８Ｋ０．９６Ｒｂ０．９２Ｌｉ０．８２Ｃｓ０．１２（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅｕ２＋の熱消光挙動を示す。この蛍光体を２５℃～２２５℃の異なる温度で波長４００ｎｍの一次放射線で励起させ、その際に、その発光強度を記録した。本発明による蛍光体は、変換ＬＥＤで一般的な温度、特に１４０℃以上の温度では、発光強度の損失をわずかにしか示さない。２００℃でも、この損失はわずか１０％である。よって、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅよりもさらに優れた熱消光挙動を示す。したがって好ましいことに、この蛍光体は、より高い動作温度でも変換ＬＥＤにも使用することができる。
図７～図９にそれぞれ、本明細書に記載の照明装置の異なる実施形態、特に変換ＬＥＤの概略側面図を示す。
図７～図９の変換ＬＥＤは、本明細書に記載の本発明による蛍光体を少なくとも１つ備えている。さらに、変換ＬＥＤには、さらなる蛍光体または蛍光体の組み合わせが存在していてもよい。追加の蛍光体は当業者に知られているため、ここでは明示的に言及しない。
図７による変換ＬＥＤは、基材１０上に配置された半導体層列２を備えている。基材１０は、例えば反射性を有するように形成されていてよい。半導体層列２の上方には、層状の変換素子３が配置されている。半導体層列２は、変換ＬＥＤの動作時に波長３４０ｎｍ～４６０ｎｍの一次放射線を放出する活性層（図示せず）を有する。変換素子３は、一次放射線Ｓのビーム経路に配置されている。変換素子３は、例えばシリコーン、エポキシ樹脂またはハイブリッド材料などの母材と、本発明による蛍光体４の粒子とを含む。
さらに蛍光体４は、一次放射線Ｓを、変換ＬＥＤの動作中に少なくとも部分的または完全に、特に５２９ｎｍ～５３９ｎｍのピーク波長を有する緑色のスペクトル範囲の二次放射線ＳＡに変換することが可能である。蛍光体４は、母材中の変換素子３に製造公差内で均一に分配されている。
あるいは蛍光体４は、母材中に濃度勾配を有して分配されていてもよい。
あるいは母材が欠落して、蛍光体４がセラミックコンバータとして形成されていてもよい。
変換素子３は、半導体層列２の放射線出射面２ａおよび半導体層列２の側面の全領域にわたって施与されており、かつ半導体層列２の放射線出射面２ａおよび半導体層列２の側面と機械的に直に接している。また、一次放射線Ｓは、半導体層列２の側面を通じて出射することもできる。
変換素子３は、例えば、射出成形法、射出圧縮成形法、またはスプレーコーティング法によって施与することができる。さらに、変換ＬＥＤは電気接点（ここでは図示せず）を備えており、その設計および配置は当業者に知られている。
あるいは変換素子は、プレハブであってもよく、いわゆるピックアンドプレースプロセスによって半導体層列２に施与することもできる。
図８に、変換ＬＥＤ１のさらなる実施形態例を示す。変換ＬＥＤ１は、基材１０上に半導体層列２を備えている。半導体層列２上に変換素子３が形成されている。変換素子３はプレートレットとして形成されている。プレートレットは、まとめて焼結された本発明による蛍光体４の粒子からなることができ、したがってセラミックプレートレットであってよく、またプレートレットが、例えば、ガラス、シリコーン、エポキシ樹脂、ポリシラザン、ポリメタクリレートまたはポリカーボネートを母材として有し、そこに蛍光体４の粒子が埋め込まれていてもよい。
変換素子３は、半導体層列２の放射線出射面２ａの全領域にわたって施与されている。特に、一次放射線Ｓは、半導体層列２の側面を経てではなく、主に放射線出射面２ａを経て出射する。変換素子３は、例えばシリコーン製の接着層（図示せず）を用いて半導体層列２に施与されていてよい。
図９による変換ＬＥＤ１は、凹部を有する筐体１１を備えている。凹部内には、活性層（図示せず）を備えた半導体層列２が配置されている。変換ＬＥＤの動作中、活性層は、３４０ｎｍ～４６０ｎｍの波長を有する一次放射線Ｓを放出する。
変換素子３は、凹部内の層列のポッティング体として形成されており、例えばシリコーンなどの母材と、蛍光体４、例えばＮａ１．１８Ｋ０．９６Ｒｂ０．９２Ｌｉ０．８２Ｃｓ０．１２（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅｕとを含む。蛍光体４は、変換ＬＥＤ１の動作中に、一次放射線Ｓを二次放射線ＳＡに少なくとも部分的に変換する。あるいは蛍光体は、一次放射線Ｓを完全に二次放射線ＳＡに変換する。
また、図７～図９の実施形態例における蛍光体４が、半導体層列２または放射線出射面２ａから空間的に離間して変換素子３内に配置されていることも可能である。これは、例えば、沈殿させるか、または筐体に変換層を施与することによって達成することができる。
例えば、図９の実施形態とは対照的に、ポッティング体は、母材、例えばシリコーンのみからなることができ、その際、変換素子３は、ポッティング体上に、半導体層列２から離間して筐体１１上およびポッティング体上の層として施与される。
図面に関連して説明した実施形態例およびその特徴は、たとえそのような組み合わせが図面に明示されていなくても、さらなる実施形態例に従って互いに組み合わせることも可能である。さらに、図面に関連して説明した実施形態例は、一般部の説明に従って追加的または代替的な特徴を有することができる。
１ 照明装置または変換ＬＥＤ
２ 半導体層列または半導体チップ
２ａ 放射線出射面
３ 変換素子
４ 蛍光体
１０ 基材
１１ 筐体
Ｓ 一次放射線
ＳＡ 二次放射線
ＬＥＤ 発光ダイオード
ＬＥＲ 発光効率
Ｗ ワット
ｌｍ ルーメン
λｄｏｍ 主波長
ｐｐｍ 百万分率
ＡＢ 実施形態例
ｇ グラム
ＩＲ 相対強度
Ｍｏｌ％ モル％
ＫＭＳ クベルカ・ムンク関数
Ｋ ケルビン
ｃｍ センチメートル
ｎｍ ナノメートル
°２Θ ２シータ度
Ｔ 温度
℃ セルシウス度
２ 半導体層列または半導体チップ
２ａ 放射線出射面
３ 変換素子
４ 蛍光体
１０ 基材
１１ 筐体
Ｓ 一次放射線
ＳＡ 二次放射線
ＬＥＤ 発光ダイオード
ＬＥＲ 発光効率
Ｗ ワット
ｌｍ ルーメン
λｄｏｍ 主波長
ｐｐｍ 百万分率
ＡＢ 実施形態例
ｇ グラム
ＩＲ 相対強度
Ｍｏｌ％ モル％
ＫＭＳ クベルカ・ムンク関数
Ｋ ケルビン
ｃｍ センチメートル
ｎｍ ナノメートル
°２Θ ２シータ度
Ｔ 温度
℃ セルシウス度
Claims (14)
- 一般組成式ＮａｖＫｘＲｂｙＬｉｚＣｓｗ（Ｌｉ３ＳｉＯ４）４：Ｅを有する蛍光体（４）であって、ここで、
－ ｖ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝４；
－ ０＜ｖ＜４；
－ ０＜ｘ＜４；
－ ０＜ｙ＜４；
－ ０＜ｚ＜４；
－ ０＜ｗ＜４であり、かつ
－ Ｅ＝Ｅｕ、Ｃｅ、Ｙｂおよび／またはＭｎである、蛍光体（４）。 - － ０＜ｖ≦３；
－ ０＜ｘ≦３；
－ ０＜ｙ≦３；
－ ０＜ｚ≦３であり、かつ
－ ０＜ｗ≦３である、請求項１記載の蛍光体（４）。 - － ０＜ｖ≦２；
－ ０＜ｘ≦２；
－ ０＜ｙ≦２；
－ ０＜ｚ≦２であり、かつ
－ ０＜ｗ≦２である、請求項１または２記載の蛍光体（４）。 - － ０．０５≦ｖ≦１．５０；
－ ０．０５≦ｘ≦１．５０；
－ ０．０５≦ｙ≦１．５０；
－ ０．０５≦ｚ≦１．５０であり、かつ
－ ０．０５≦ｗ≦１．５０である、請求項１から３までのいずれか１項記載の蛍光体（４）。 - － ０．５０≦ｖ≦１．５０；
－ ０．５０≦ｘ≦１．５０；
－ ０．５０≦ｙ≦１．５０；
－ ０．５０≦ｚ≦１．５０であり、かつ
－ ０．０５≦ｗ≦０．５である、請求項１から４までのいずれか１項記載の蛍光体（４）。 - － １．００≦ｖ≦１．４０；
－ ０．８０≦ｘ≦１．２０；
－ ０．８０≦ｙ≦１．２０；
－ ０．６０≦ｚ≦１．００であり、かつ
－ ０．０５≦ｗ≦０．３０である、請求項１から５までのいずれか１項記載の蛍光体（４）。 - － １．０８≦ｖ≦１．２８；
－ ０．８６≦ｘ≦１．０６；
－ ０．８２≦ｙ≦１．０２；
－ ０．７２≦ｚ≦０．９２であり、かつ
－ ０．０５≦ｗ≦０．２２である、請求項１から６までのいずれか１項記載の蛍光体（４）。 - － １．１６≦ｖ≦１．２０；
－ ０．９４≦ｘ≦０．９８；
－ ０．９０≦ｙ≦０．９４；
－ ０．８０≦ｚ≦０．８４であり、かつ
－ ０．１０≦ｗ≦０．１４である、請求項１から７までのいずれか１項記載の蛍光体（４）。 - 前記蛍光体（４）の結晶構造が正方晶系である、請求項１から８までのいずれか１項記載の蛍光体（４）。
- 空間群Ｉ４／ｍで結晶化する、請求項９記載の蛍光体（４）。
- 前記蛍光体（４）が、５２９ｎｍ～５３９ｎｍの範囲のピーク波長を有する、請求項１から１０までのいずれか１項記載の蛍光体（４）。
- 前記蛍光体（４）が、４０ｎｍ～４５ｎｍの半値幅を有する、請求項１から１１までのいずれか１項記載の蛍光体（４）。
- 請求項１から１２までのいずれか１項記載の蛍光体（４）を備えている、照明装置（１）。
- － 一次電磁放射線（Ｓ）を放出するように設定されている半導体層列（２）と、
－ 前記蛍光体（４）を備えており、かつ前記一次電磁放射線（Ｓ）を二次電磁放射線（ＳＡ）に少なくとも部分的に変換する変換素子（３）と
を備えている、請求項１３記載の照明装置（１）。
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