JP6587686B2

JP6587686B2 - 発光デバイス

Info

Publication number: JP6587686B2
Application number: JP2017534000A
Authority: JP
Inventors: トマスユステル、; ユリアンプレワ、; ステファニーモラー、; ユルゲンホノルド、
Original assignee: シーバラアイピーアイビー．ブイ．
Priority date: 2014-09-10
Filing date: 2015-09-10
Publication date: 2019-10-09
Anticipated expiration: 2035-09-10
Also published as: DE102014113068A1; US20170253798A1; CN107112397A; EP3191564B1; US10131839B2; TW201621031A; JP2017535971A; WO2016038149A1; EP3191564A1; CN107112397B

Description

本発明は、発光デバイス、とりわけＬＥＤの分野に関する。

ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）における要求が高まっていることにより、近年、従来の青色ＬＥＤからいわゆる「ＧａＮ−ｏｎ−ＧａＮ」若しくは「ｎ−Ｐｏｌａ」、「非極性（ｎｏｎ−ｐｏｌａｒ）」、又は「半極性（ｓｅｍｉ−ｐｏｌａｒ）」技術への変遷が見られ、それらの技術ではより高い電流密度で作動可能であり、極めて高い発光効率／出力を発生させることができる。さらに、可視光線、とりわけ（温）白色光（（ｗａｒｍ）ｗｈｉｔｅｌｉｇｈｔ）を発生させるためには、各色の光が発生するように、半導体チップにより発生したＵＶ−Ａ又は青色の一次光を変換する、対応する変換材料が必要である。

上記のＬＥＤ技術の代わりに、例えば「３Ｄ」−ＬＥＤ又はナノＬＥＤ若しくはナノワイヤＬＥＤ技術と呼ばれる他のＬＥＤ技術もまた検討されており、それらのＬＥＤ技術では、発光表面の１ｍｍ^２当たりの電流をより増大させることにより特に高い発光強度を発生させることができる。

代わりに、レーザー技術に基づいた解決策、すなわちＵＶ−Ａ又は青色の一次光がレーザーによって発生するという解決策もまた検討されている。

黄色蛍光材料と組み合わせて青色ＬＥＤを使用する場合には、演色評価数（ｃｏｌｏｒｒｅｎｄｅｒｉｎｇｉｎｄｅｘ）が比較的低い（冷）白色光（（ｃｏｌｄ）ｗｈｉｔｅｌｉｇｈｔ）が発生し得る。高い演色評価数を達成するためには、ＲＧＢ（ｒｅｄ−ｇｒｅｅｎ−ｂｌｕｅ）系の使用が必要であり、青色発光半導体素子の場合には緑色発光蛍光材料及び赤色発光蛍光材料が必要であり、また、ＵＶ−Ａ発光半導体素子の場合には青色発光蛍光材料、緑色発光蛍光材料又は黄色発光蛍光材料、及び赤色発光蛍光材料が必要である。

それらの新たな技術、とりわけｎ−Ｐｏｌａ技術は通常既存の変換材料と共に使用されるが、しかしながら、それらの変換材料に伴う高い飽和により、とりわけ赤色発光変換材料についてｎ−Ｐｏｌａ技術の利点を最適に利用することができないという欠点がある。

したがって、それらの欠点を少なくとも部分的に克服することができる改良された発光デバイスを提供することが目的である。

発光強度が４Ｗｏｐｔ／ｍｍ^２以上であるＵＶ−Ａ又は青色の一次光を発光する半導体コンポーネントと、下記のリスト：
Ａ_３ＡＥ_２（Ｌｎ_{１−ｘ−ｙ}Ｅｕ_ｘ）_３（ＭＯ_４）_８：ＲＥ_ｙ
ＡＬｎ_{１−ｘ−ｙ}Ｅｕ_ｘＭ_２Ｏ_８：ＲＥ_ｙ
（Ｌｎ_{１−ｘ−ｙ}Ｅｕ_ｘ）_２Ｍ_２Ｏ_９：ＲＥ_２ｙ
（Ｌｎ_{１−ｘ−ｙ}Ｅｕ_ｘ）_２Ｍ_３Ｏ_１２：ＲＥ_２ｙ
（Ｌｎ_{１−ｘ−ｙ}Ｅｕ_ｘ）_２Ｍ_４Ｏ_１５：ＲＥ_２ｙ
（Ｌｎ_{１−ｘ−ｙ}Ｅｕ_ｘ）_６ＭＯ_１２：ＲＥ_６ｙ
（ＡＥ_{１−２ｘ−ｙ}Ｅｕ_ｘＡ_ｘ＋ｙ）_３ＭＯ_６：ＲＥ_３ｙ
又はそれらの混合物から選択される材料を主に含む変換材料と、を含む発光デバイスが提案され、各構造において、独立して：Ａは、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム又はそれらの混合物からなる群から選択されるアルカリ土類金属であり；ＡＥは、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム又はそれらの混合物からなる群から選択されるアルカリ土類金属であり；Ｌｎは、スカンジウム、イットリウム、ランタン、ガドリニウム及びルテチウム又はそれらの混合物からなる群から選択される希土類金属であり；Ｍは、モリブデン、タングステン又はそれらの混合物であり；ＲＥは、テルビウム、ジスプロシウム、プラセオジム、ネオジム又はそれらの混合物からなる群から選択される希土類金属であり；０＜ｘ≦１及び０≦ｙ≦０．０５である。

本発明において、「主に」は９０％（モル／モル）以上であることを意味しており、９５％（モル／モル）以上であることが好ましく、９７％（モル／モル）以上であることがより好ましく、９９％（モル／モル）以上であることが最も好ましい。

本発明において、「Ｗｏｐｔ」は、光強度（ｏｐｔｉｃａｌｐｏｗｅｒ）（「光輝強度（ｐｏｗｅｒｒａｄｉａｎｃｅ）」）を意味する。

ＲＥはＣＯドーピングであり、０．００１≦ｙ≦０．０５であることが好ましく、０．０１≦ｙ≦０．０３であることがより好ましい。しかしながら、代わりに、ＲＥを含有しない構造もまた好ましく、それらも本発明の好ましい実施形態であり、すなわちｙ＝０である。

特に好ましい材料はＡ_３ＡＥ_２（Ｌｎ_{１−ｘ−ｙ}Ｅｕｘ）_３（ＭＯ_４）_８：ＲＥ_ｙであり、様々な用途において特に安定であることが判明している。

驚くべきことに、それらのＥｕ^３＋活性化変換材料を、ＵＶ−Ａ又は青色の高エネルギー光を発光する、対応する半導体コンポーネントと共に使用することにより、飽和が全く生じない又は僅かにしか生じず、そのため発光デバイスの効率が劇的に上昇することが判明している。飽和が全く生じない又は僅かにしか生じないとは、とりわけ、変換材料の飽和が１ｋＷ／ｍｍ^２の励起密度で１０％未満であることを意味する。

Ｅｕ^３＋は、比較的遅い活性剤である。減衰時間ｔ_１／１０は約３ｍｓであり、すなわち、励起パルスから３ｍｓ後にＥｕ^３＋イオンの９０％が再び基底状態となり、新たな発光過程に進むことができる。したがって、推測されるように、励起密度の増加につれてＥｕ^３＋発光材料は変換率についてその容量限界に達し、飽和挙動を示すはずであり、したがって励起密度を増加しても発光強度のさらなる増加は観測されないはずである。このことは、通常照明技術に使用されるＥｕ^３＋活性化赤色発光体、例えば（Ｙ，Ｇｄ）_２Ｏ_３：Ｅｕ^３＋又は（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｅｕ^３＋の場合に確かにあてはまる。

しかしながら、驚くべきことに、本発明に係るデバイスにおいてはその飽和が生じない又はごく僅かにしか生じないため、この新しい概念の半導体コンポーネントにより得ることができる励起密度を所望の波長の光子に完全に変換することができ、したがって全光出力が劇的に増加し得る。

さらに、ほとんどの実施形態及び具体的な実施例において、本発明に係るデバイスは下記の利点の１つ又は複数を提供する。

− 変換材料の最大励起が４００ｎｍ付近の範囲内及び４６０ｎｍ付近の範囲内にあり、したがって、ｎ−ＰｏｌａＵＶ−Ａ又は青色を発光する半導体コンポーネントの発光に最適に適合する。
− 保護されているモリブデン及び／又はタングステン含有化合物が、ユーロピウムでは通常ではない、ＵＶ−Ａ及び青色スペクトル範囲内におけるとりわけ高い吸収断面積によって特徴付けられる。
− 赤色発光変換材料は、通常、主に６１０ｎｍ〜６３０ｎｍで１０ｎｍ未満の半値全幅の鋭い発光バンドを示す。
− 変換材料は、一般に、非反転対称結晶学的位置（ｎｏｎ−ｉｎｖｅｒｓｉｏｎｓｙｍｍｅｔｒｉｃｃｒｙｓｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃｐｏｓｉｔｉｏｎ）にＥｕ^３＋を有し、したがって、高い演色評価数が達成されることを妨げる、一般に５９０ｎｍ〜６００ｎｍの発光をもたらす^５Ｄ_０−^７Ｆ_１遷移よりも、（６１０ｎｍ〜６３０ｎｍの発光をもたらす）^５Ｄ_０−^７Ｆ_２遷移が優越する。
− 変換材料は、たいてい１１００℃未満の低い融点を有しており、これによりセラミック形態での使用が大きく促進される。
− セラミック発光変換素子は、ポリマー系発光変換素子と比較して熱伝導率がより高く、熱エネルギーの拡散が改善されていることを特徴とするため、より高い励起密度下での作動に伴う変換材料におけるより高い熱負荷は、セラミック発光変換素子により特に良好に制御され得る。

本発明の好ましい実施形態によれば、デバイスは、２Ａ／ｍｍ^２以上の電流（又は通電量若しくは電流密度）で作動するＵＶ−Ａ又は青色の一次光を発光する半導体コンポーネントを含む。このことは実際に立証されている。３Ａ／ｍｍ^２以上の電流（又は電流密度若しくは通電量）で作動す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、デバイスは、６Ｗｏｐｔ／ｍｍ^２以上の発光強度、より好ましくは８Ｗｏｐｔ／ｍｍ^２以上の発光強度、特に好ましくは１０Ｗｏｐｔ／ｍｍ^２以上の発光強度を有するＵＶ−Ａ又は青色の一次光を発光する半導体コンポーネントを含む。

本発明の好ましい実施形態によれば、ＵＶ−Ａ又は青色の一次光を発光する半導体コンポーネントはレーザーである、及び／又はレーザーに基づいたものである。

本発明の好ましい実施形態によれば、ＵＶ−Ａ又は青色の一次光を発光する半導体コンポーネントはｎ−Ｐｏｌａ技術に基づいて設計されるか、又はｎ−Ｐｏｌａ技術に基づいたものである。

本発明において、用語「ｎ−Ｐｏｌａ技術」若しくは同義的に使用可能な用語「ＧａＮ−ｏｎ−ＧａＮ技術」、「非極性」、又は「半極性」技術は、とりわけ、ＧａＮ−ｏｎ−Ｓａｐｐｈｉｒｅ技術（又は「ＧａＮ−ｏｎ−Ｓｉｌｉｃｏｎｃａｒｂｉｄｅ」若しくは「ＧａＮ−ｏｎ−Ｓｉｌｉｃｏｎ」）に基づいた従来の発光ダイオードと比較して、欠陥密度が大幅に低減されていることによって（ＧａＮ−ｏｎ−Ｓａｐｐｈｉｒｅ：５×１０^８ｃｍ^−２、ＧａＮ−ｏｎ−ＧａＮ：１×１０^４〜１×１０^６ｃｍ^−２）、従来のＬＥＤにおいて知られているドループ効果なしに電流密度を大幅に高めることを可能にする発光半導体コンポーネントを意味する及び／又は包含する。とりわけ、それらは、Ｓｃｈｍｉｄｔｅｔａｌ．ＪａｐａｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ，２００７，ｖｏｌ．４６，Ｎｏ．７，Ｌ１２６−１２８及び／又はＨａｓｈｉｍｏｔｏｅｔａｌ．ＮａｔｕｒｅＭａｔｅｒｉａｌｓ，２００７，５６８−５７１及び／又は対応する類似の技術に従って製造される半導体コンポーネントを含む。

ＧａＮ−ｏｎ−Ｓａｐｐｈｉｒｅ技術による従来の発光半導体コンポーネントは高い電流密度において外部量子収率が急速に減少するが、ＧａＮ−ｏｎ−ＧａＮ半導体コンポーネントは外部量子収率が９０％付近でほぼ一定の値を維持し、このことは、電流密度の増加によって光出力がほぼ比例的に増加し、したがって、同じコンポーネントサイズで大幅に高い輝度を可能にすることを意味する。

さらに、ｎ−Ｐｏｌａ技術は、Ｗｏｐｔ値とは無関係に、独立して本発明において重要な意味を持つ。

したがって、上記目的を達成するために、ｎ−Ｐｏｌａ技術によるＵＶ−Ａ又は青色の一次光を発光する半導体コンポーネントと、下記のリスト：
Ａ_３ＡＥ_２（Ｌｎ_{１−ｘ−ｙ}Ｅｕ_ｘ）_３（ＭＯ_４）_８：ＲＥ_ｙ
ＡＬｎ_{１−ｘ−ｙ}Ｅｕ_ｘＭ_２Ｏ_８：ＲＥ_ｙ
（Ｌｎ_{１−ｘ−ｙ}Ｅｕ_ｘ）_２Ｍ_２Ｏ_９：ＲＥ_２ｙ
（Ｌｎ_{１−ｘ−ｙ}Ｅｕ_ｘ）_２Ｍ_３Ｏ_１２：ＲＥ_２ｙ
（Ｌｎ_{１−ｘ−ｙ}Ｅｕ_ｘ）_２Ｍ_４Ｏ_１５：ＲＥ_２ｙ
（Ｌｎ_{１−ｘ−ｙ}Ｅｕ_ｘ）_６ＭＯ_１２：ＲＥ_６ｙ
（ＡＥ_{１−２ｘ−ｙ}Ｅｕ_ｘＡ_ｘ＋ｙ）_３ＭＯ_６：ＲＥ_３ｙ
又はそれらの混合物から選択される材料を主に含む変換材料と、を含む発光デバイスが提供される。上記及び下記の全ての実施形態は、必要な変更を加えて本デバイスに適用してもよい。

本発明の好ましい実施形態によれば、変換材料は粉末状で提供される。

本発明の好ましい実施形態によれば、変換材料はセラミック材料として提供される。

本発明において、用語「セラミック材料」は、とりわけ、量が制御された細孔を含む又は細孔を含まない稠密な結晶材料又は多結晶材料を意味する及び／又は包含する。

本発明において、用語「多結晶材料」は、とりわけ、８０パーセント超が個々の結晶ドメインからなる主成分を体積密度で９０％超含む材料を意味する及び／又は包含するものであり、各結晶ドメインは直径が０．１〜１．０μｍであり、結晶配向がずれている。個々の結晶ドメインは連結していてもよく、非晶質若しくはガラス質材料で希釈されていてもよく、又は追加的な結晶成分で希釈されていてもよい。

本発明の好ましい実施形態によれば、結晶材料は理論上密度の９０％以上１００％以下の密度を有する。このことは、本発明の様々な用途において有利であることが証明されている。

本発明の好ましい実施形態によれば、発光デバイスは緑色発光材料を更に含む。

本発明において、用語「緑色発光」は、好適な励起において発光バンドが５００ｎｍ〜５５０ｎｍである材料を意味する。

緑色発光材料には下記の構造が特に好ましい：ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ^２＋，Ｍｎ^２＋、（Ｓｒ_１−ｘＢａ_ｘ）Ｓｉ_２Ｎ_２Ｏ_２：Ｅｕ^２＋、（Ｓｒ_１−ｘＢａ_ｘ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ^２＋、（Ｓｒ_１−ｘＢａ_ｘ）_３ＳｉＯ_５：Ｅｕ^２＋、（Ｓｒ_１−ｘＢａ_ｘ）Ｇａ_２Ｓ_４：Ｅｕ^２＋、（Ｌｕ_１−ｘＹ_ｘ）_３（Ａｌ_１−ｙＧａ_ｙ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋、（Ｌｕ_１−ｘＹ_ｘ）_３（Ａｌ_１−ｙＳｃ_ｙ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋又はそれらの材料の混合物。

特に好ましいのは、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ^２＋，Ｍｎ^２＋、（Ｓｒ_１−ｘＢａ_ｘ）Ｓｉ_２Ｎ_２Ｏ_２：Ｅｕ、（Ｓｒ_１−ｘＢａ_ｘ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ、（Ｌｕ_１−ｘＹ_ｘ）_３（Ａｌ_１−ｙＧａ_ｙ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ、（Ｌｕ_１−ｘＹ_ｘ）_３（Ａｌ_１−ｙＳｃ_ｙ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ又はそれらの材料の混合物からなる群から選択される緑色発光材料である。

本発明の好ましい実施形態によれば、発光デバイスは黄色発光材料を更に含む。

本発明において、用語「黄色発光」は、好適な励起において発光バンドが５５０〜５９０ｎｍである材料を意味する。

下記の構造が特に好ましい：Ｂａ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ^２＋、（Ｃａ_１−ｘＳｒ_ｘ）Ｓｉ_２Ｎ_２Ｏ_２：Ｅｕ^２＋、（Ｙ_１−ｘＧｄ_ｘ）_３（Ａｌ_１−ｙＧａ_ｙ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋、（Ｙ_１−ｘＴｂ_ｘ）_３（Ａｌ_１−ｙＧａ_ｙ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋、ＳｒＬｉ_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ^２＋、（Ｃａ_１−ｘＳｒ_ｘ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ^２＋、（Ｃａ_１−ｘＳｒ_ｘ）_３ＳｉＯ_５：Ｅｕ^２＋又はそれらの材料の混合物。

特に好ましいのは、Ｂａ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ^２＋、（Ｃａ_１−ｘＳｒ_ｘ）Ｓｉ_２Ｎ_２Ｏ_２：Ｅｕ^２＋、（Ｙ_１−ｘＧｄ_ｘ）_３（Ａｌ_１−ｙＧａ_ｙ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋、（Ｙ_１−ｘＴｂ_ｘ）_３（Ａｌ_１−ｙＧａ_ｙ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋又はそれらの材料の混合物からなる群から選択される黄色発光材料である。

本発明の好ましい実施形態によれば、発光デバイスは青色発光材料を更に含む。

本発明において、用語「青色発光」は、好適な励起において発光バンドが４２０〜５００ｎｍである材料を意味する。

下記の構造が特に好ましい：（Ｂａ_１−ｘＳｒ_ｘ）ＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ^２＋、（Ｂａ_１−ｘＳｒ_ｘ）Ｍｇ_３Ａｌ_１４Ｏ_２５：Ｅｕ^２＋、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）_２Ｓｉ_２Ｏ_６：Ｅｕ^２＋、ＣａＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ^２＋、（Ｂａ_１−ｘＳｒ_ｘ）Ａｌ_２Ｓｉ_２Ｏ_８：Ｅｕ^２＋、（Ｂａ_１−ｘＳｒ_ｘ）_６ＢＰ_５Ｏ_２０：Ｅｕ^２＋、（Ｃａ_{１−ｘ−ｙ}Ｓｒ_ｘＢａ_ｙ）_５（ＰＯ_４）_３（Ｆ_１−ａＣｌ_ｙ）：Ｅｕ^２＋、（Ｙ，Ｇｄ）（Ｎｂ_１−ｘＴａ_ｘ）Ｏ_４又はそれらの材料の混合物。

特に好ましいのは、（Ｂａ_１−ｘＳｒ_ｘ）ＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ^２＋、（Ｂａ_１−ｘＳｒ_ｘ）Ｍｇ_３Ａｌ_１４Ｏ_２５：Ｅｕ^２＋、（Ｃａ_{１−ｘ−ｙ}Ｓｒ_ｘＢａ_ｙ）_５（ＰＯ_４）_３（Ｆ_１−ａＣｌ_ｙ）：Ｅｕ^２＋又はそれらの材料の混合物からなる群から選択される青色発光材料である。

本発明に係るデバイスは下記を含む様々な具体的配置構成又は用途において使用されてもよいが、それらに限定されない。
１．「チップコーティング」：ＬＥＤ−ダイスが蛍光粉末でコーティングされ、次いでダイス及び蛍光材料は透明媒体（ポリマー又は最近ではさらにガラス）でコーティングされる。
２．「ポリマー又はガラスマトリックス中の蛍光粉末」：蛍光粉末が、ガラス又は透明ポリマーと可能な限り均質に混合され、ダイス上に付与される。
３．「チップコーティング」及び「ポリマー又はガラスマトリックス中の蛍光粉末」の組合せ。
４．「直接付与される蛍光セラミック」：蛍光セラミックが薄い小板としてＬＥＤダイス上に直接付与される、すなわち、基本的に「チップコーティング」と同様であるがセラミック形態である。
５．「透過用途におけるリモート蛍光体（ｒｅｍｏｔｅｐｈｏｓｐｈｏｒ）」：蛍光セラミックが、ＬＥＤ又はレーザーが配置された反射チャンバ上に配置される。光は、セラミックを通してのみ抜け出すことができる（透過）。
６．「再発光用途におけるリモート蛍光体」：蛍光セラミックが、反射キャリア上に付与される（又は背面側が反射材料でコーティングされる）。ＬＥＤ光源又はレーザーが発光方向に又はそこから若干側方に配置され、リモート蛍光体セラミック上へと発光する。変換された光は、光源の方向又は発光方向に再発光され、セラミックを通過した光（透過）は、背面側反射層により再び発光方向に向けられる。したがって、光は再発光方向にのみ抜け出すことができる。

当然ながら、上記の構成の改変及び組合せが使用されてもよいことは当業者には明らかである。

上記された、特許請求された、及び例示的実施形態において記載された、本発明に従って使用されるコンポーネントは、そのサイズ、形状、材料選択及び技術的概念に関していかなる例外もなく、適用される分野において知られている選択基準がいかなる制約を受けることなく適用されてもよい。

本発明の主題のさらなる詳細、特徴及び利点は、従属請求項から、また、例えば本発明に係るデバイスのいくつかの例示的実施形態が示されている関連する図面の下記の説明から得られる。

図１は、本発明に係るデバイスの第１の実施形態における極めて概略的な断面図である。図２は、材料の飽和を測定するための極めて概略的な実験図である。図３は、対応する材料の積分発光対励起密度を示す図である。図４は、図３からの材料の発光スペクトルである。

図１は、「リモート蛍光体」用途に関する本発明に係るデバイスの第１の実施形態を示す。しかしながら、それは限定的でなく、他の実施形態もまた考えられることが当業者にとって明らかである。図１によれば、デバイス１は、例えばｎ−Ｐｏｌａ技術（ＧａＮ−ｏｎ−ＧａＮ技術）に基づいたＵＶ−Ａ又は青色を発光する半導体コンポーネント１０を含む。代わりに、半導体コンポーネントは、レーザーであってもよく、又は発光表面の通電量の上昇を可能にすることにより１ｍｍ^２当たりの発光強度をより高める、他のＬＥＤ技術により実行されてもよい。

半導体コンポーネント１０は反射性ハウジング３０内に配設され、その上には、赤色発光変換体２０を含み、セラミックとして構成される発光変換素子が配置される。

単に例示的であり制限的ではない下記の実施例を参照しながら、本発明をさらに説明する。

＜実施例Ｉ＞
図２〜図４は、下記のように調製されたＬｉ_３Ｂａ_２Ｌａ_１．８Ｅｕ_１．２（ＭｏＯ）_４に関する。

Ｌｉ_３Ｂａ_２Ｌａ_１．８Ｅｕ_１．２（ＭｏＯ_４）_８の合成
０．７８９４ｇ（４．０００ｍｍｏｌ）のＢａＣＯ_３、２．３０３０ｇ（１６．０００ｍｍｏｌ）のＭｏＯ_３、０．２２１７ｇ（３．０００ｍｍｏｌ）のＬｉ_２ＣＯ_３、０．４２２３ｇ（１．２００ｍｍｏｌ）のＥｕ_２Ｏ_３及び０．５８６５ｇ（１．８００ｍｍｏｌ）のＬａ_２Ｏ_３を、粉砕助剤としてアセトンを使用して乳鉢内で粉砕した。得られた粉末を乾燥させ、磁製るつぼに移し、空気中で８００℃で１２時間焼成した。そのようにして得られたケーキを粉砕して、３６μｍの篩を通して篩い分けした。

図２は、図３の図を作成するために使用した材料の飽和を測定するための極めて概略的な実験図を示す。

実験図において、試料１０１をレーザーダイオード１０２（ＯＢＩＳレーザー３７５ｎｍＬＸ５０ｍＷ）で照射し、その光をレンズ１０３により集光する。その場合、試料１０１を冷却器１０５により受動的（銀基板）又は能動的（Ｈｅクライオスタット）に冷却する。

続いて、単色光分光器１０５を通過した光を検出器１０６に向ける。

図３は、実施例Ｉに係る材料の照射後における、励起密度に対する相対発光積分をプロットした図を示す。粉末（破線）及びセラミック（点線）の両方を測定した。

図３において、曲線が直線的に伸びていること、すなわち飽和が生じていない又は飽和がわずかであることを明確に確認することができる。

図４は、図１の材料の発光スペクトルを示すものであるが、材料が赤色発光性であることを明確に確認することができる。

既に言及した実施形態の成分及び特徴の個々の組合せは例示的であり、それらの教示の、本明細書及び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、明示的に企図される。当業者には、本明細書に記載の変形、改変、及び他の実施形態もまた、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく生じ得ることが認識される。したがって、上記説明は例示的であり、限定的なものとして解釈されない。特許請求の範囲において使用される「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」又は「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」という用語は、他の成分又は工程を除外するものではない。不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、複数であるという意図を除外するものではない。互いに異なる請求項においてある特定の手段が記載されているということだけでは、それらの手段の組合せが有利に使用され得ないことは暗示されない。本発明の範囲は、下記の特許請求の範囲において定義され、対応する均等物により定義される。本開示に係る態様は、以下のものも含む。
＜１＞
発光強度が４Ｗｏｐｔ／ｍｍ ^２以上であるＵＶ−Ａ又は青色の一次光を発光する半導体コンポーネントと、下記のリスト：
ＡＬｎ _{１−ｘ−ｙ} Ｅｕ _ｘＭ _２Ｏ _８：ＲＥ _ｙ
（Ｌｎ _{１−ｘ−ｙ} Ｅｕ _ｘ） _２ＭＯ _６：ＲＥ _２ｙ
（Ｌｎ _{１−ｘ−ｙ} Ｅｕ _ｘ） _２Ｍ _２Ｏ _９：ＲＥ _２ｙ
（Ｌｎ _{１−ｘ−ｙ} Ｅｕ _ｘ） _２Ｍ _３Ｏ _１２：ＲＥ _２ｙ
（Ｌｎ _{１−ｘ−ｙ} Ｅｕ _ｘ） _２Ｍ _４Ｏ _１５：ＲＥ _２ｙ
（Ｌｎ _{１−ｘ−ｙ} Ｅｕ _ｘ） _６ＭＯ _１２：ＲＥ _６ｙ
（ＡＥ _{１−２ｘ−ｙ} Ｅｕ _ｘＡ _ｘ＋ｙ） _３ＭＯ _６：ＲＥ _３ｙ
Ａ _３ＡＥ _２（Ｌｎ _{１−ｘ−ｙ} Ｅｕ _ｘ） _３（ＭＯ _４） _８：ＲＥ _ｙ
又はそれらの混合物から選択される材料を主に含む変換材料と、を含む発光デバイスであって；
各構造において、独立して：Ａは、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム又はそれらの混合物からなる群から選択されるアルカリ土類金属であり；ＡＥは、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム又はそれらの混合物からなる群から選択されるアルカリ土類金属であり；Ｌｎは、スカンジウム、イットリウム、ランタン、ガドリニウム及びルテチウム又はそれらの混合物からなる群から選択される希土類金属であり；Ｍは、モリブデン、タングステン又はそれらの混合物であり；ＲＥは、テルビウム、ジスプロシウム、プラセオジム、ネオジム又はそれらの混合物からなる群から選択される希土類金属であり；０＜ｘ≦１及び０≦ｙ≦０．０５である、発光デバイス。
＜２＞
ＵＶ−Ａ又は青色の一次光を発光する前記半導体コンポーネントの通電量が２Ａ／ｍｍ ^２である、＜１＞に記載の発光デバイス。
＜３＞
ＵＶ−Ａ又は青色の一次光を発光する前記半導体コンポーネントの発光強度は６Ｗ／ｍｍ ^２以上である、＜１＞又は＜２＞に記載の発光デバイス。
＜４＞
ＵＶ−Ａ又は青色の一次光を発光する前記半導体コンポーネントはｎ−Ｐｏｌａ技術に基づいている又はｎ−Ｐｏｌａ技術により設計されている、＜１＞〜＜３＞のいずれか１つに記載の発光デバイス。
＜５＞
前記変換材料はセラミック材料として提供される、＜１＞〜＜４＞のいずれか１つに記載の発光デバイス。
＜６＞
緑色発光材料をさらに含む、＜１＞〜＜５＞のいずれか１つに記載の発光デバイス。
＜７＞
ＢａＭｇＡｌ _１０Ｏ _１７：Ｅｕ ^２＋，Ｍｎ ^２＋、（Ｓｒ _１−ｘＢａ _ｘ）Ｓｉ _２Ｎ _２Ｏ _２：Ｅｕ ^２＋、（Ｓｒ _１−ｘＢａ _ｘ） _２ＳｉＯ _４：Ｅｕ ^２＋、（Ｓｒ _１−ｘＢａ _ｘ） _３ＳｉＯ _５：Ｅｕ ^２＋、（Ｓｒ _１−ｘＢａ _ｘ）Ｇａ _２Ｓ _４：Ｅｕ ^２＋、（Ｌｕ _１−ｘＹ _ｘ） _３（Ａｌ _１−ｙＧａ _ｙ） _５Ｏ _１２：Ｃｅ ^３＋、（Ｌｕ _１−ｘＹ _ｘ） _３（Ａｌ _１−ｙＳｃ _ｙ） _５Ｏ _１２：Ｃｅ ^３＋、又はそれらの材料の混合物からなる群から選択される材料をさらに含む、＜１＞〜＜６＞のいずれか１つに記載の発光デバイス。
＜８＞
黄色発光材料をさらに含む、＜１＞〜＜７＞のいずれか１つに記載の発光デバイス。
＜９＞
Ｂａ _２Ｓｉ _５Ｎ _８：Ｅｕ ^２＋、（Ｃａ _１−ｘＳｒ _ｘ）Ｓｉ _２Ｎ _２Ｏ _２：Ｅｕ ^２＋、（Ｙ _１−ｘＧｄ _ｘ） _３（Ａｌ _１−ｙＧａ _ｙ） _５Ｏ _１２：Ｃｅ ^３＋、（Ｙ _１−ｘＴｂ _ｘ） _３（Ａｌ _１−ｙＧａ _ｙ） _５Ｏ _１２：Ｃｅ ^３＋、ＳｒＬｉ _２ＳｉＯ _４：Ｅｕ ^２＋、（Ｃａ _１−ｘＳｒ _ｘ） _２ＳｉＯ _４：Ｅｕ ^２＋、（Ｃａ _１−ｘＳｒ _ｘ） _３ＳｉＯ _５：Ｅｕ ^２＋、又はそれらの材料の混合物からなる群から選択される材料をさらに含む、＜１＞〜＜８＞のいずれか１つに記載の発光デバイス。
＜１０＞
青色発光材料をさらに含む、＜１＞〜＜９＞のいずれか１つに記載の発光デバイス。

Claims

発光強度が４Ｗｏｐｔ／ｍｍ^２以上であるＵＶ−Ａ又は青色の一次光を発光する半導体コンポーネントと、Ａ_３ＡＥ_２（Ｌｎ_{１−ｘ−ｙ}Ｅｕ_ｘ）_３（ＭＯ_４）_８：ＲＥ_ｙで表される材料を主に含む変換材料と、を含む発光デバイスであって；
前記式において、Ａは、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム及びそれらの混合物からなる群から選択されるアルカリ土類金属であり、ＡＥは、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム及びそれらの混合物からなる群から選択されるアルカリ土類金属であり、Ｌｎは、スカンジウム、イットリウム、ランタン、ガドリニウム、ルテチウム、及びそれらの混合物からなる群から選択される希土類金属であり、Ｍは、モリブデン、タングステン又はそれらの混合物であり、ＲＥは、テルビウム、ジスプロシウム、プラセオジム、ネオジム及びそれらの混合物からなる群から選択される希土類金属であり、０＜ｘ≦１及び０≦ｙ≦０．０５である、発光デバイス。
ＵＶ−Ａ又は青色の一次光を発光する前記半導体コンポーネントの通電量が２Ａ／ｍｍ^２である、請求項１に記載の発光デバイス。
ＵＶ−Ａ又は青色の一次光を発光する前記半導体コンポーネントの発光強度は６Ｗ／ｍｍ^２以上である、請求項１又は請求項２に記載の発光デバイス。
ＵＶ−Ａ又は青色の一次光を発光する前記半導体コンポーネントは非極性技術若しくは半極性技術に基づいている又は非極性技術若しくは半極性技術により設計されている、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発光デバイス。
前記変換材料はセラミック材料として提供される、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の発光デバイス。
緑色発光材料をさらに含む、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の発光デバイス。
ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ^２＋，Ｍｎ^２＋、（Ｓｒ_１−ｘＢａ_ｘ）Ｓｉ_２Ｎ_２Ｏ_２：Ｅｕ^２＋、（Ｓｒ_１−ｘＢａ_ｘ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ^２＋、（Ｓｒ_１−ｘＢａ_ｘ）_３ＳｉＯ_５：Ｅｕ^２＋、（Ｓｒ_１−ｘＢａ_ｘ）Ｇａ_２Ｓ_４：Ｅｕ^２＋、（Ｌｕ_１−ｘＹ_ｘ）_３（Ａｌ_１−ｙＧａ_ｙ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋、（Ｌｕ_１−ｘＹ_ｘ）_３（Ａｌ_１−ｙＳｃ_ｙ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋、及びそれらの材料の混合物からなる群から選択される材料をさらに含む、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の発光デバイス。
黄色発光材料をさらに含む、請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の発光デバイス。
Ｂａ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ^２＋、（Ｃａ_１−ｘＳｒ_ｘ）Ｓｉ_２Ｎ_２Ｏ_２：Ｅｕ^２＋、（Ｙ_１−ｘＧｄ_ｘ）_３（Ａｌ_１−ｙＧａ_ｙ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋、（Ｙ_１−ｘＴｂ_ｘ）_３（Ａｌ_１−ｙＧａ_ｙ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋、ＳｒＬｉ_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ^２＋、（Ｃａ_１−ｘＳｒ_ｘ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ^２＋、（Ｃａ_１−ｘＳｒ_ｘ）_３ＳｉＯ_５：Ｅｕ^２＋、及びそれらの材料の混合物からなる群から選択される材料をさらに含む、請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の発光デバイス。
青色発光材料をさらに含む、請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の発光デバイス。