青色ないし黄橙色の発光を示す蛍光物質及びかかる蛍光体を有する光源
【課題】青色ないし黄橙色の発光を示し、かつ典型的なＵＶ ＬＥＤと青色ＬＥＤの発光領域で特に励起可能な蛍光物質を提供する。
【解決手段】組成ＡＥ２ＳｉＯ４：Ｄの大体における組成を有する種類のオルトケイ酸塩からの青色ないし黄橙色の発光を示す蛍光物質であって、該蛍光物質が成分としてＡＥ＝Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ又はＭｇを単独又はその組合せで有し、賦活化ドーピングＤがＥｕからなり、そこに含まれる少ない割合ｘのＡＥＯがＲＥＮ（その際、ＲＥ＝希土類）によって置き換えられており、こうして化学量論比ＡＥ２−ｘ−ａＲＥｘＥｕａＳｉＯ４−ｘＮｘを達成している蛍光物質により解決される。
【解決手段】組成ＡＥ２ＳｉＯ４：Ｄの大体における組成を有する種類のオルトケイ酸塩からの青色ないし黄橙色の発光を示す蛍光物質であって、該蛍光物質が成分としてＡＥ＝Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ又はＭｇを単独又はその組合せで有し、賦活化ドーピングＤがＥｕからなり、そこに含まれる少ない割合ｘのＡＥＯがＲＥＮ（その際、ＲＥ＝希土類）によって置き換えられており、こうして化学量論比ＡＥ２−ｘ−ａＲＥｘＥｕａＳｉＯ４−ｘＮｘを達成している蛍光物質により解決される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、青色ないし黄色の発光を示す蛍光物質を基礎とし、また本発明は、この型の蛍光物質を有する光源、特にＬＥＤに関する。その蛍光物質は、オルトケイ酸塩の部類に属する。
【背景技術】
【０００２】
今までは、ＵＶ領域、特に青色スペクトル領域で励起可能で、青色ないし黄橙色（主波長４５０〜５９０ｎｍ）の発光を示す工業的に実行可能な蛍光物質は少数しかなかった。特に、５２５〜５３０ｎｍの発光極大を有する安定な緑色蛍光物質は恐らく入手できない。このことは、ディスプレイ背面照光用の発光変換型ＬＥＤの使用を困難にし、高い演色又は低い光源色、例えば温白色を有するＬＥＤの最適化を制限する。今までは、主として標準的なオルトケイ酸塩が、この種の製品において前記用途のための緑色蛍光物質として使用されてきた。しかしながら、これらの蛍光物質は、特に青色領域で中程度に励起しうるに過ぎない。その発光は、Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａといったカチオンを混合することによって、ＳｒＣａＳｉＯ４：Ｅｕを一例として最適化することができても、この混合物は、しばしばＳｒ２ＳｉＯ４：Ｅｕと比較すると、量子効率に低下をもたらす。
【０００３】
この種のオルトケイ酸塩は、例えばＷＯ０３／０８０７６３号から公知であり、その（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＳｉＯ４：Ｅｕは約５３０ｎｍで緑色の発光を示す。該オルトケイ酸塩は、他の蛍光物質と一緒に使用される。
【特許文献１】ＷＯ０３／０８０７６３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、青色ないし黄橙色の発光を示し、かつ典型的なＵＶ ＬＥＤと青色ＬＥＤの発光領域で特に励起可能な蛍光物質を提供することである。更なる課題は、高い効率を有する蛍光物質を提供することである。
【０００５】
更なる課題は、この型の蛍光物質を有する光源、特にＬＥＤを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題は、組成ＡＥ２ＳｉＯ４：Ｄの大体における組成を有する種類のオルトケイ酸塩からの青色ないし黄橙色の発光を示す蛍光物質であって、該蛍光物質が成分としてＡＥ＝Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ又はＭｇを単独又はその組合せで有し、賦活化ドーピングＤがＥｕからなり、そこに含まれる少ない割合ｘのＡＥＯがＲＥＮ（その際、ＲＥ＝希土類）によって置き換えられており、こうして化学量論比ＡＥ２−ｘ−ａＲＥｘＥｕａＳｉＯ４−ｘＮｘを達成している蛍光物質によって解決される。
【０００７】
前記の更なる課題は、波長範囲１４０〜４８０ｎｍの光学スペクトル領域の短波長領域で放射線を放出する一次放射源を有する光源であって、この放射線が部分的に又は完全に、請求項１から５までのいずれか１項記載の第一の蛍光物質によって可視スペクトル領域でより長波長を有する二次放射線に変換される光源によって解決される。
【０００８】
また、本発明による蛍光物質は、他のＵＶ光源又は青色光源、例えば分子放射器（例えばＩｎ放電ランプ）、青色ＯＬＥＤと一緒に又は青色ＥＬ蛍光物質と組み合わせて使用することもできる。
【０００９】
本発明による蛍光物質は、新型のニトリド−オルトケイ酸塩であって、これは変換型ＬＥＤを基礎とする色安定性で効率的なＬＥＤ又はＬＥＤモジュールの製造を可能にする。更なる応用分野は、良好な演色性を有するＬＥＤ、カラー・オンデマンドＬＥＤ（color-on-demand LED）又は白色ＯＬＥＤにある。
【００１０】
新規に合成された蛍光物質ｘＡＥ２ＳｉＯ４：Ｅｕ・ｙＲＥＮは高効率で発光を示し、その際、その発光極大は青色ないし黄橙色にある。４００ｎｍで励起する場合に、主波長は約４６０〜５８１ｎｍである。典型的なＥｕドーピングは３％である。発光は、Ｅｕ含量を増大させることによって更に長波長にシフトしうる。その反対に、発光は、Ｅｕ含量が低くなると、より短波長にシフトする。化学量論的な表現では、その新型の蛍光物質は、ＡＥ２−ｘ−ａＲＥｘＥｕａＳｉＯ４−ｘＮｘとして表すことができ、その式中、ＡＥはＳｒ，Ｃａ，Ｂａ，ＭｇといったＡＥ元素の少なくとも１種である。略語ＡＥは、アルカリ土類金属を表す。ＲＥは、希土類、特にＬａ及び／又はＹを表す。この関連において、ａは０．０２〜０．４５の範囲にあることが好ましい。更に、ｘが０．００３〜０．０２の範囲にあることが好ましい。含量ｘは０．３〜２モル％であってよい。
【００１１】
該蛍光物質は、２５０〜５００ｎｍの範囲と、２２０ｎｍ未満で１４０ｎｍまでに及ぶ極紫外とにおいて良好な励起特性を有する。
【００１２】
本発明による蛍光物質は、アルカリ土類金属酸化物ＡＥＯ（式中、ＡＥ＝（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂｒ，Ｍｇ））を希土類窒化物ＲＥＮ（式中、特にＲＥ＝（Ｌａ，Ｙ））により部分的に電荷的中性な置換をする可能性に基づくものである。これにより、通常のオルトケイ酸塩の色位置を、量子効率に悪影響を及ぼすことなく特定の要求に適合させることができる。反対にそれどころか、この種の、特にＬａＮ又はＹＮを中程度に導入した多くの化合物では、より高い量子効率を得ることさえも可能である。特に、最大量子効率のためには、（ＲＥ）Ｎ：（ＡＥ）Ｏの程度は、約０．００５：０．９９５であることが望ましい。ＲＥＮについては０．００３〜０．０１３の範囲が好適であると判明しているが、特別な場合には、０．０２０までのより高い濃度のＲＥＮを用いることも可能である。色位置に顕著なシフトを示さない化合物についても同じことが適用される。
【００１３】
該蛍光物質の基本構造はその優れた特性に重要であるが、化学量論比の厳密な調節は重要ではない。該蛍光物質は非常に照射安定性であるので、高輝度ＬＥＤで使用することができる。
【００１４】
Ｂａ及び／又はＳｒといったＡＥイオンは、少なくとも６６モル％のモル量で存在することが好ましい。有利なＡＥイオン、例えばＳｒは、部分的に他のＡＥイオン、この場合には従ってＭｇ及び／又はＣａによって置換されていてよく、こうして他の波長に到達することもできる。しかしながら特に、Ｓｒ及びＢａがＡＥイオンとして使用され、その際、たいてい少量の他のＡＥイオン、例えばＣａ及びＭｇが導入される。Ｃａについては、５モル％未満の最大濃度を、そしてＭｇについては、３０モル％未満の最大濃度を使用することが好ましい。
【００１５】
含まれるＡＥイオンとＲＥイオンの寸法の相対比に応じて、本来のオルトケイ酸塩の主格子の格子定数は大きくもなり、又は小さくもなる。しかしながら、基本構造は維持される。格子ひずみと、賦活剤、有利にはＥｕ単独の配位圏中にＯ２−の代わりにＮ３−が導入されることにより、一般に、発光スペクトルは赤色シフトする。その効果は、置換を斜方構造を有する格子で行える場合に特に大きいことが判明している。オルトケイ酸塩の斜方構造での結晶化は、自体公知の好適なカチオン組成及び／又は好適な焼鈍条件により達成することができる。
【００１６】
特に、本蛍光物質は、青色発光ＬＥＤ、特にＩｎＧａＮ型の青色発光ＬＥＤによって効率的に励起されうる。該蛍光物質はまた、他の光源との使用にも適しており、特に他の蛍光物質と一緒に用いて、非常に高いＲａを有する白色光を発生させるのに適している。
【００１７】
効率的なＬＥＤ、特に温白色を含む、演色評価数Ｒａが９７以下のＬＥＤは、典型的な量子効率が７０％より良好であり、かつ短波長のＵＶ放射線又は青色放射線の範囲、特に４５０〜４５５ｎｍといった最も強力なチップが得られる範囲において非常に良好な吸収を示す、複数種の、特に３種の蛍光物質を用いることで提供することができる。典型的なＲａ値は、所望の最適化に依存して８８〜９５である。この場合に、新規の黄緑色蛍光物質に加えて、赤色蛍光物質、特に窒化物蛍光体が添加される。例としては、ニトリド−ケイ酸塩、例えば（Ｓｒ，Ｃａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ又は硫化物が、６００〜６５０ｎｍ、特に６０５〜６１５ｎｍでピーク発光を示す赤色発光成分として適している。
【００１８】
詳細には、本発明はまた、青色ないし黄色の発光を示す発光変換型ＬＥＤとして設計されたＬＥＤであって、青色スペクトル領域又はＵＶスペクトル領域で発光を示すチップである一次照射源を有し、その前面にチップの放射線を部分的に又は完全に変換する蛍光物質の層を有し、該蛍光物質がユーロピウムでドープされた前記の種類のニトリド−オルトケイ酸塩に由来するＬＥＤをも提供する。
【００１９】
好適な光源は、特にＬＥＤである。チップからの発光は、４４５〜４６５ｎｍ、特に４５０〜４５５ｎｍの範囲にピーク波長を有することが好ましい。前記のようにして、最も高い一次放射線効率を達成することが可能である。
【００２０】
更なる応用分野は、発色型ＬＥＤ（color emitting LED）（カラー・オンデマンド）であり、その発光は青色ないし黄色のスペクトル領域にある。
【００２１】
ＬＥＤで使用するための標準的な方法が使用できる。特に、以下の実施の選択肢が有効である。
【００２２】
第一に、蛍光物質をＬＥＤポッティングコンパウンド、例えばシリコーン又はエポキシ樹脂中に分散させ、引き続き、例えばキャスティング、印刷、噴霧などによって施与する。第二に、該蛍光物質を、成形コンパウンドとして知られるものの中に導入し、引き続きトランスファー成形する。第三に、ニアチップ変換（near-chip conversion）の方法を行う、すなわち蛍光物質又はそれらの混合物をウェハ加工段階で、チップを個片切断した後に、かつＬＥＤハウジング中に取り付けた後に施与する。この関連において、ＤＥ１０１５３６１５号及びＷＯ０１／５０５４０号を特に参照する。
【００２３】
この種の光源は、特にＩｎＧａＮ又はＩｎＧａＡｌＰ型のＵＶ発光ＬＥＤ又は青色発光ＬＥＤであるか、又は選択的に自体公知の蛍光物質を用いた放電ランプ、特に高圧放電ランプであり、これらのランプは高い演色評価数Ｒａを有するか、又は高圧もしくは低圧のいずれかで作動しうるインジウムランプを基礎とする。しかしながら、その放射安定性のため、新規の蛍光物質は、放電ランプ、特にインジウム放電ランプのためにも適しており、特に高いＲａ、例えばＲａ＝９０を上回る放電ランプのための安定な蛍光物質として適している。例としては、優勢的にＢａを含有するオルトケイ酸塩の狭帯域発光は、緑色の発光を示し、ＬＣＤ用途に使用できるＬＥＤのために適している。
【００２４】
本発明を、以下により詳細に幾つかの例示的な実施態様を基礎として説明する。
【００２５】
本発明による蛍光物質の特定の一例を図１に示す、そして図１は、Ｂａにより占有された格子部位に３モル％のＥｕ含量を有する蛍光物質Ｂａ２ＳｉＯ４：Ｅｕの波長の関数としての吸収における改善を示す。幾らかの、つまり０．５モル％のＢａＯがＬａＮによって置き換えられている。ＵＶ領域（３００ｎｍまでが示される）と４５０ｎｍ付近の青色領域において一般的な改善が示される。
【００２６】
図２は、Ｂａ１．５Ｍｇ０．５ＳｉＯ４：Ｅｕの型のオルトケイ酸塩の発光に対するＬａＮ置換の効果を示している。これにより僅かな赤色シフトを示す。それによって、青色の発光の焦点は、より高い有用な視覚効果を達成する。
【００２７】
緑色光のための光源の構造を図３に示すが、これはＵＳ５，９９８，９２５号の記載と同様である。該光源は、ピーク発光波長４４０〜４７０ｎｍ、例えば４６０ｎｍを有するＩｎＧａＮの型のチップ１を有し、これが不透明のベースハウジング８中に凹部９の領域内で埋設されている半導体素子である。該チップ１は、ボンディングワイヤ１４を介して第一の端子３に接続され、かつ第二の電気的端子２に直接接続されている。凹部９は、主成分としてエポキシキャスティング樹脂（８０〜９０質量％）及び蛍光物質の蛍光顔料６（２０質量％未満）を含有するポッティングコンパウンド５で充填されている。該蛍光物質は、３％のＥｕを有するｘＢａ２ＳｉＯ４・ｙＬａＮであり、これを第一の例示的な実施態様として表す。凹部９は壁部１７を有し、該壁部はチップ１と顔料６からの一次放射線と二次放射線のためのリフレクタとしてはたらく。
【００２８】
更にまた、その効率と演色評価数Ｒａは、一般にＥｕでのドーピングの程度によって適合され、Ｅｕ濃度は２〜４モル％のＡＥが好ましい。
【００２９】
緑色の発光を示す蛍光物質である３％のＥｕを有するｘＢａ２ＳｉＯ４・ｙＬａＮの他に３種の蛍光物質を用いた白色ＬＥＤの場合に、この場合には特にニトリド−ケイ酸塩ＭａＳｉｙＮｚ：Ｅｕ（これは成分ＭとしてＣａ及び／又はＳｒを有する）が赤色の発光を示す蛍光物質として使用される。換言すると、ニトリド−ケイ酸塩は、例えば式（ＳｒｘＣａ１−ｘ）２Ｓｉ５Ｎ８［式中、特にｘ＝０〜０．１又はｘ＝０．３〜０．７］によって特徴付けられる。青色の一次放射線と赤色、黄緑色の二次放射線の組合せにより混色して、高いＲａを有する温白色となる。
【００３０】
典型的な蛍光物質ＢａＳｒＳｉＯ４：Ｅｕの発光スペクトルを図４に示す。この図は、発光に対するＬａＮ置換の効果を示している。僅かな赤色シフトが得られ、これにより、より長い波長と高い効率を有する、白色混色に更に適した緑色がもたらされる。
【００３１】
図５は、部分的なＬａＮ置換の影響下での、混合ケイ酸塩ＳｒＣａＳｉＯ４：Ｅｕの発光を示している。顕著な赤色シフトが示される。
【００３２】
図６は、部分的なＹＮ置換の影響下での、オルトケイ酸塩Ｓｒ２ＳｉＯ４：Ｅｕの発光を示している。再び、顕著な赤色シフトが示される。
【００３３】
最後に、図７ａ及び７ｂは、オルトケイ酸塩Ｂａ２ＳｉＯ４：Ｅｕについて、ピーク波長（ｎｍ）についてのＬａＮ濃度（モル％）の増加の影響（図７ａ）と、それぞれ最大値に標準化された量子効率及び相対輝度（図７ｂ）を示している。少量のＬａＮに対する感受性は驚くべきものである。最大効率は、約０．５モル％のＬａＮ（ＢａＯについて）で達成される。その波長のシフトはほぼ線形であり、また主波長とピーク波長についての別の曲線から見られるように、波長分布に影響する。
【００３４】
図８ａと８ｂとは、混合ケイ酸塩ＢａＳｒＳｉＯ４：Ｅｕの場合における、図７と同じパラメータを示している。その波長のシフトは僅かに若干顕著であるにすぎず、非線形であり、その一方で、量子効率と相対輝度の感受性はより顕著である。再び、約０．５モル％のＬａＮという比較的少量の混合によって最大値が示される。
【００３５】
図９ａと９ｂとは、オルトケイ酸塩ＳｒＳｉＯ４：Ｅｕの場合における、図７と同じパラメータを示している。ここでは、驚くべきことにそれらの特性は全く異なる。その波長のシフトは、比較的高いＬａＮ濃度でのみ生じて、そこから更に増大する。
【００３６】
図１０ａと１０ｂとは、混合ケイ酸塩ＣａＳｒＳｉＯ４：Ｅｕの場合における、図７と同じパラメータを示している。ここでは再び、挙動が異なる。その波長のシフトは比較的少なく、非線形であり、その一方で、量子効率と相対輝度の感受性はより顕著である。ここでは、０．５モル％のＬａＮを最小混合濃度とし、これを超過するや否や、もはや濃度依存性は事実上存在しない。しかしながら再び、混合の効果は非常に顕著である。
【００３７】
更にもう一つのパターンを、図１１ａと図１１ｂに従って、純粋なＣａオルトケイ酸塩Ｃａ２ＳｉＯ４：Ｅｕについて示す。この場合に、ＬａＮの添加は波長のシフトのみを達成できるが、この場合には、より短波長に向かうにつれ、一方で量子効率と光束に対する優れた効果は観察されない。
【００３８】
非常に同様の記述が混合ケイ酸塩Ｂａ１．５Ｍｇ０．５ＳｉＯ４：Ｅｕについても当てはまり、その特性を図１２ａと図１２ｂに示す。
【００３９】
全体的に、その試験は、蛍光物質の挙動がカチオンの相対寸法に高度に依存していることを示している。ＲＥＮの添加は、蛍光物質を所望の特性に適合する極めて効果的な方法である。
【００４０】
図１３は、本来のオルトケイ酸塩Ｂａ２ＳｉＯ４を基礎とする、ＬａＮの導入の結果としてのＸＲＤ反射のシフトを示している。これは、主格子におけるひずみ表しており、これが最終的に前記の特性をもたらす。格子定数が減少するので、ここではＬａＮの導入は発光における赤色シフトをもたらす。
【００４１】
図１４に示されるように、その事情は混合ケイ酸塩ＳｒＣａＳｉＯ４：Ｅｕについても同様である。ＬａＮの導入は、格子の圧縮をもたらす。格子定数が減少するので、強い赤色シフトが生じ、発光の幅が広くなる。
【００４２】
図１５は、水銀不含のガス封入物２１（図示した）を有する低圧放電ランプ２０であって、インジウム化合物とＷＯ０２／１０３７４８号と同様のバッファーガスを含有し、オルトケイ酸塩ｘＳｒ２ＳｉＯ４：Ｅｕ・ｙＬａＮの層２２がバルブ２３の内側に施与されているランプを示している。この装置の非常に特定の利点は、このオルトケイ酸塩がインジウム放射線への適合に理想的なことであり、それは該放射線がＵＶスペクトル領域と青色スペクトル領域との両方に重大な成分を有し、その両方が前記オルトケイ酸塩によって等しくよく吸収されるからであり、これは従来開示されてきた蛍光物質に使用するのに優れたものにする。これらの公知の蛍光物質は、インジウムのＵＶ放射線又は青色放射線のいずれか一方のみを大きく吸収するに過ぎず、これは、本発明によるインジウムランプが相当高い効率を有することを意味する。またこの記述は、ＵＳ４，８１０，９３８号から自体公知の高圧を基礎とするインジウムランプにも適用される。
【００４３】
この種の高効率の蛍光物質の製造方法は以下の製造工程：
ａ）出発材料ＳｉＯ２及びＲＥＮ、ＡＥ前駆物質、特に少なくとも１種のＳｒＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＣａＣＯ３及びＭｇＯ並びにＥｕ前駆物質、特にＥｕ２Ｏ３を大体において化学量論比で提供すること、
ｂ）出発材料を混合して、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ又はＷもしくはＭｏの坩堝中で融剤、特にＳｒＦ２又はＢａＦ２を用いて焼鈍させること、
ｃ）該混合物の焼鈍を約１３００〜１７００℃、有利には１５００〜１６００℃で実施すること
を用いる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は本発明による蛍光物質の反射を示している
【図２】図２は本発明による蛍光物質の発光を示している
【図３】図３は変換型ＬＥＤの構造を示している
【図４】図４は、本発明による更なる蛍光物質ＢａＳｒＳｉＯ４：Ｅｕの発光を示している
【図５】図５は、本発明による更なる蛍光物質ＳｒＣａＳｉＯ４：Ｅｕの発光を示している
【図６】図６は、本発明による更なる蛍光物質Ｓｒ２ＳｉＯ４：Ｅｕの発光を示している
【図７】図７は、オルトケイ酸塩Ｂａ２ＳｉＯ４：Ｅｕについて、ＬａＮ濃度（モル％）の増加の影響（ａ）と、それぞれ最大値に標準化された量子効率及び相対輝度（ｂ）を示している
【図８】図８は、混合ケイ酸塩ＢａＳｒＳｉＯ４：Ｅｕについて、ＬａＮ濃度（モル％）の増加の影響（ａ）と、それぞれ最大値に標準化された量子効率及び相対輝度（ｂ）を示している
【図９】図９は、オルトケイ酸塩ＳｒＳｉＯ４：Ｅｕについて、ＬａＮ濃度（モル％）の増加の影響（ａ）と、それぞれ最大値に標準化された量子効率及び相対輝度（ｂ）を示している
【図１０】図１０は、混合ケイ酸塩ＣａＳｒＳｉＯ４：Ｅｕについて、ＬａＮ濃度（モル％）の増加の影響（ａ）と、それぞれ最大値に標準化された量子効率及び相対輝度（ｂ）を示している
【図１１】図１１は、純粋なＣａオルトケイ酸塩Ｃａ２ＳｉＯ４：Ｅｕについて、ＬａＮ濃度（モル％）の増加の影響（ａ）と、それぞれ最大値に標準化された量子効率及び相対輝度（ｂ）を示している
【図１２】図１２は、混合ケイ酸塩Ｂａ１．５Ｍｇ０．５ＳｉＯ４：Ｅｕについて、ＬａＮ濃度（モル％）の増加の影響（ａ）と、それぞれ最大値に標準化された量子効率及び相対輝度（ｂ）を示している
【図１３】図１３は、本来のオルトケイ酸塩Ｂａ２ＳｉＯ４についての、ＲＥＮの導入により惹起されたＸＲＤ線のシフトを示している
【図１４】図１４は、混合ケイ酸塩ＳｒＣａＳｉＯ４：Ｅｕについての、ＲＥＮの導入により惹起されたＸＲＤ線のシフトを示している
【図１５】図１５は、オルトケイ酸塩を使用したインジウム封入物を有する低圧ランプを示している
【符号の説明】
【００４５】
１ チップ、 ２ 第二の電気的端子、 ３ 第一の端子、 ５ ポッティングコンパウンド、 ６ 蛍光顔料、 ８ ベースハウジング、 ９ 凹部、 １４ ボンディングワイヤ、 １７ 壁部、 ２０ 低圧放電ランプ、 ２１ ガス封入物、 ２２ オルトケイ酸塩ｘＳｒ２ＳｉＯ４：Ｅｕ・ｙＬａＮの層、 ２３ バルブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、青色ないし黄色の発光を示す蛍光物質を基礎とし、また本発明は、この型の蛍光物質を有する光源、特にＬＥＤに関する。その蛍光物質は、オルトケイ酸塩の部類に属する。
【背景技術】
【０００２】
今までは、ＵＶ領域、特に青色スペクトル領域で励起可能で、青色ないし黄橙色（主波長４５０〜５９０ｎｍ）の発光を示す工業的に実行可能な蛍光物質は少数しかなかった。特に、５２５〜５３０ｎｍの発光極大を有する安定な緑色蛍光物質は恐らく入手できない。このことは、ディスプレイ背面照光用の発光変換型ＬＥＤの使用を困難にし、高い演色又は低い光源色、例えば温白色を有するＬＥＤの最適化を制限する。今までは、主として標準的なオルトケイ酸塩が、この種の製品において前記用途のための緑色蛍光物質として使用されてきた。しかしながら、これらの蛍光物質は、特に青色領域で中程度に励起しうるに過ぎない。その発光は、Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａといったカチオンを混合することによって、ＳｒＣａＳｉＯ４：Ｅｕを一例として最適化することができても、この混合物は、しばしばＳｒ２ＳｉＯ４：Ｅｕと比較すると、量子効率に低下をもたらす。
【０００３】
この種のオルトケイ酸塩は、例えばＷＯ０３／０８０７６３号から公知であり、その（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＳｉＯ４：Ｅｕは約５３０ｎｍで緑色の発光を示す。該オルトケイ酸塩は、他の蛍光物質と一緒に使用される。
【特許文献１】ＷＯ０３／０８０７６３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、青色ないし黄橙色の発光を示し、かつ典型的なＵＶ ＬＥＤと青色ＬＥＤの発光領域で特に励起可能な蛍光物質を提供することである。更なる課題は、高い効率を有する蛍光物質を提供することである。
【０００５】
更なる課題は、この型の蛍光物質を有する光源、特にＬＥＤを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題は、組成ＡＥ２ＳｉＯ４：Ｄの大体における組成を有する種類のオルトケイ酸塩からの青色ないし黄橙色の発光を示す蛍光物質であって、該蛍光物質が成分としてＡＥ＝Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ又はＭｇを単独又はその組合せで有し、賦活化ドーピングＤがＥｕからなり、そこに含まれる少ない割合ｘのＡＥＯがＲＥＮ（その際、ＲＥ＝希土類）によって置き換えられており、こうして化学量論比ＡＥ２−ｘ−ａＲＥｘＥｕａＳｉＯ４−ｘＮｘを達成している蛍光物質によって解決される。
【０００７】
前記の更なる課題は、波長範囲１４０〜４８０ｎｍの光学スペクトル領域の短波長領域で放射線を放出する一次放射源を有する光源であって、この放射線が部分的に又は完全に、請求項１から５までのいずれか１項記載の第一の蛍光物質によって可視スペクトル領域でより長波長を有する二次放射線に変換される光源によって解決される。
【０００８】
また、本発明による蛍光物質は、他のＵＶ光源又は青色光源、例えば分子放射器（例えばＩｎ放電ランプ）、青色ＯＬＥＤと一緒に又は青色ＥＬ蛍光物質と組み合わせて使用することもできる。
【０００９】
本発明による蛍光物質は、新型のニトリド−オルトケイ酸塩であって、これは変換型ＬＥＤを基礎とする色安定性で効率的なＬＥＤ又はＬＥＤモジュールの製造を可能にする。更なる応用分野は、良好な演色性を有するＬＥＤ、カラー・オンデマンドＬＥＤ（color-on-demand LED）又は白色ＯＬＥＤにある。
【００１０】
新規に合成された蛍光物質ｘＡＥ２ＳｉＯ４：Ｅｕ・ｙＲＥＮは高効率で発光を示し、その際、その発光極大は青色ないし黄橙色にある。４００ｎｍで励起する場合に、主波長は約４６０〜５８１ｎｍである。典型的なＥｕドーピングは３％である。発光は、Ｅｕ含量を増大させることによって更に長波長にシフトしうる。その反対に、発光は、Ｅｕ含量が低くなると、より短波長にシフトする。化学量論的な表現では、その新型の蛍光物質は、ＡＥ２−ｘ−ａＲＥｘＥｕａＳｉＯ４−ｘＮｘとして表すことができ、その式中、ＡＥはＳｒ，Ｃａ，Ｂａ，ＭｇといったＡＥ元素の少なくとも１種である。略語ＡＥは、アルカリ土類金属を表す。ＲＥは、希土類、特にＬａ及び／又はＹを表す。この関連において、ａは０．０２〜０．４５の範囲にあることが好ましい。更に、ｘが０．００３〜０．０２の範囲にあることが好ましい。含量ｘは０．３〜２モル％であってよい。
【００１１】
該蛍光物質は、２５０〜５００ｎｍの範囲と、２２０ｎｍ未満で１４０ｎｍまでに及ぶ極紫外とにおいて良好な励起特性を有する。
【００１２】
本発明による蛍光物質は、アルカリ土類金属酸化物ＡＥＯ（式中、ＡＥ＝（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂｒ，Ｍｇ））を希土類窒化物ＲＥＮ（式中、特にＲＥ＝（Ｌａ，Ｙ））により部分的に電荷的中性な置換をする可能性に基づくものである。これにより、通常のオルトケイ酸塩の色位置を、量子効率に悪影響を及ぼすことなく特定の要求に適合させることができる。反対にそれどころか、この種の、特にＬａＮ又はＹＮを中程度に導入した多くの化合物では、より高い量子効率を得ることさえも可能である。特に、最大量子効率のためには、（ＲＥ）Ｎ：（ＡＥ）Ｏの程度は、約０．００５：０．９９５であることが望ましい。ＲＥＮについては０．００３〜０．０１３の範囲が好適であると判明しているが、特別な場合には、０．０２０までのより高い濃度のＲＥＮを用いることも可能である。色位置に顕著なシフトを示さない化合物についても同じことが適用される。
【００１３】
該蛍光物質の基本構造はその優れた特性に重要であるが、化学量論比の厳密な調節は重要ではない。該蛍光物質は非常に照射安定性であるので、高輝度ＬＥＤで使用することができる。
【００１４】
Ｂａ及び／又はＳｒといったＡＥイオンは、少なくとも６６モル％のモル量で存在することが好ましい。有利なＡＥイオン、例えばＳｒは、部分的に他のＡＥイオン、この場合には従ってＭｇ及び／又はＣａによって置換されていてよく、こうして他の波長に到達することもできる。しかしながら特に、Ｓｒ及びＢａがＡＥイオンとして使用され、その際、たいてい少量の他のＡＥイオン、例えばＣａ及びＭｇが導入される。Ｃａについては、５モル％未満の最大濃度を、そしてＭｇについては、３０モル％未満の最大濃度を使用することが好ましい。
【００１５】
含まれるＡＥイオンとＲＥイオンの寸法の相対比に応じて、本来のオルトケイ酸塩の主格子の格子定数は大きくもなり、又は小さくもなる。しかしながら、基本構造は維持される。格子ひずみと、賦活剤、有利にはＥｕ単独の配位圏中にＯ２−の代わりにＮ３−が導入されることにより、一般に、発光スペクトルは赤色シフトする。その効果は、置換を斜方構造を有する格子で行える場合に特に大きいことが判明している。オルトケイ酸塩の斜方構造での結晶化は、自体公知の好適なカチオン組成及び／又は好適な焼鈍条件により達成することができる。
【００１６】
特に、本蛍光物質は、青色発光ＬＥＤ、特にＩｎＧａＮ型の青色発光ＬＥＤによって効率的に励起されうる。該蛍光物質はまた、他の光源との使用にも適しており、特に他の蛍光物質と一緒に用いて、非常に高いＲａを有する白色光を発生させるのに適している。
【００１７】
効率的なＬＥＤ、特に温白色を含む、演色評価数Ｒａが９７以下のＬＥＤは、典型的な量子効率が７０％より良好であり、かつ短波長のＵＶ放射線又は青色放射線の範囲、特に４５０〜４５５ｎｍといった最も強力なチップが得られる範囲において非常に良好な吸収を示す、複数種の、特に３種の蛍光物質を用いることで提供することができる。典型的なＲａ値は、所望の最適化に依存して８８〜９５である。この場合に、新規の黄緑色蛍光物質に加えて、赤色蛍光物質、特に窒化物蛍光体が添加される。例としては、ニトリド−ケイ酸塩、例えば（Ｓｒ，Ｃａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ又は硫化物が、６００〜６５０ｎｍ、特に６０５〜６１５ｎｍでピーク発光を示す赤色発光成分として適している。
【００１８】
詳細には、本発明はまた、青色ないし黄色の発光を示す発光変換型ＬＥＤとして設計されたＬＥＤであって、青色スペクトル領域又はＵＶスペクトル領域で発光を示すチップである一次照射源を有し、その前面にチップの放射線を部分的に又は完全に変換する蛍光物質の層を有し、該蛍光物質がユーロピウムでドープされた前記の種類のニトリド−オルトケイ酸塩に由来するＬＥＤをも提供する。
【００１９】
好適な光源は、特にＬＥＤである。チップからの発光は、４４５〜４６５ｎｍ、特に４５０〜４５５ｎｍの範囲にピーク波長を有することが好ましい。前記のようにして、最も高い一次放射線効率を達成することが可能である。
【００２０】
更なる応用分野は、発色型ＬＥＤ（color emitting LED）（カラー・オンデマンド）であり、その発光は青色ないし黄色のスペクトル領域にある。
【００２１】
ＬＥＤで使用するための標準的な方法が使用できる。特に、以下の実施の選択肢が有効である。
【００２２】
第一に、蛍光物質をＬＥＤポッティングコンパウンド、例えばシリコーン又はエポキシ樹脂中に分散させ、引き続き、例えばキャスティング、印刷、噴霧などによって施与する。第二に、該蛍光物質を、成形コンパウンドとして知られるものの中に導入し、引き続きトランスファー成形する。第三に、ニアチップ変換（near-chip conversion）の方法を行う、すなわち蛍光物質又はそれらの混合物をウェハ加工段階で、チップを個片切断した後に、かつＬＥＤハウジング中に取り付けた後に施与する。この関連において、ＤＥ１０１５３６１５号及びＷＯ０１／５０５４０号を特に参照する。
【００２３】
この種の光源は、特にＩｎＧａＮ又はＩｎＧａＡｌＰ型のＵＶ発光ＬＥＤ又は青色発光ＬＥＤであるか、又は選択的に自体公知の蛍光物質を用いた放電ランプ、特に高圧放電ランプであり、これらのランプは高い演色評価数Ｒａを有するか、又は高圧もしくは低圧のいずれかで作動しうるインジウムランプを基礎とする。しかしながら、その放射安定性のため、新規の蛍光物質は、放電ランプ、特にインジウム放電ランプのためにも適しており、特に高いＲａ、例えばＲａ＝９０を上回る放電ランプのための安定な蛍光物質として適している。例としては、優勢的にＢａを含有するオルトケイ酸塩の狭帯域発光は、緑色の発光を示し、ＬＣＤ用途に使用できるＬＥＤのために適している。
【００２４】
本発明を、以下により詳細に幾つかの例示的な実施態様を基礎として説明する。
【００２５】
本発明による蛍光物質の特定の一例を図１に示す、そして図１は、Ｂａにより占有された格子部位に３モル％のＥｕ含量を有する蛍光物質Ｂａ２ＳｉＯ４：Ｅｕの波長の関数としての吸収における改善を示す。幾らかの、つまり０．５モル％のＢａＯがＬａＮによって置き換えられている。ＵＶ領域（３００ｎｍまでが示される）と４５０ｎｍ付近の青色領域において一般的な改善が示される。
【００２６】
図２は、Ｂａ１．５Ｍｇ０．５ＳｉＯ４：Ｅｕの型のオルトケイ酸塩の発光に対するＬａＮ置換の効果を示している。これにより僅かな赤色シフトを示す。それによって、青色の発光の焦点は、より高い有用な視覚効果を達成する。
【００２７】
緑色光のための光源の構造を図３に示すが、これはＵＳ５，９９８，９２５号の記載と同様である。該光源は、ピーク発光波長４４０〜４７０ｎｍ、例えば４６０ｎｍを有するＩｎＧａＮの型のチップ１を有し、これが不透明のベースハウジング８中に凹部９の領域内で埋設されている半導体素子である。該チップ１は、ボンディングワイヤ１４を介して第一の端子３に接続され、かつ第二の電気的端子２に直接接続されている。凹部９は、主成分としてエポキシキャスティング樹脂（８０〜９０質量％）及び蛍光物質の蛍光顔料６（２０質量％未満）を含有するポッティングコンパウンド５で充填されている。該蛍光物質は、３％のＥｕを有するｘＢａ２ＳｉＯ４・ｙＬａＮであり、これを第一の例示的な実施態様として表す。凹部９は壁部１７を有し、該壁部はチップ１と顔料６からの一次放射線と二次放射線のためのリフレクタとしてはたらく。
【００２８】
更にまた、その効率と演色評価数Ｒａは、一般にＥｕでのドーピングの程度によって適合され、Ｅｕ濃度は２〜４モル％のＡＥが好ましい。
【００２９】
緑色の発光を示す蛍光物質である３％のＥｕを有するｘＢａ２ＳｉＯ４・ｙＬａＮの他に３種の蛍光物質を用いた白色ＬＥＤの場合に、この場合には特にニトリド−ケイ酸塩ＭａＳｉｙＮｚ：Ｅｕ（これは成分ＭとしてＣａ及び／又はＳｒを有する）が赤色の発光を示す蛍光物質として使用される。換言すると、ニトリド−ケイ酸塩は、例えば式（ＳｒｘＣａ１−ｘ）２Ｓｉ５Ｎ８［式中、特にｘ＝０〜０．１又はｘ＝０．３〜０．７］によって特徴付けられる。青色の一次放射線と赤色、黄緑色の二次放射線の組合せにより混色して、高いＲａを有する温白色となる。
【００３０】
典型的な蛍光物質ＢａＳｒＳｉＯ４：Ｅｕの発光スペクトルを図４に示す。この図は、発光に対するＬａＮ置換の効果を示している。僅かな赤色シフトが得られ、これにより、より長い波長と高い効率を有する、白色混色に更に適した緑色がもたらされる。
【００３１】
図５は、部分的なＬａＮ置換の影響下での、混合ケイ酸塩ＳｒＣａＳｉＯ４：Ｅｕの発光を示している。顕著な赤色シフトが示される。
【００３２】
図６は、部分的なＹＮ置換の影響下での、オルトケイ酸塩Ｓｒ２ＳｉＯ４：Ｅｕの発光を示している。再び、顕著な赤色シフトが示される。
【００３３】
最後に、図７ａ及び７ｂは、オルトケイ酸塩Ｂａ２ＳｉＯ４：Ｅｕについて、ピーク波長（ｎｍ）についてのＬａＮ濃度（モル％）の増加の影響（図７ａ）と、それぞれ最大値に標準化された量子効率及び相対輝度（図７ｂ）を示している。少量のＬａＮに対する感受性は驚くべきものである。最大効率は、約０．５モル％のＬａＮ（ＢａＯについて）で達成される。その波長のシフトはほぼ線形であり、また主波長とピーク波長についての別の曲線から見られるように、波長分布に影響する。
【００３４】
図８ａと８ｂとは、混合ケイ酸塩ＢａＳｒＳｉＯ４：Ｅｕの場合における、図７と同じパラメータを示している。その波長のシフトは僅かに若干顕著であるにすぎず、非線形であり、その一方で、量子効率と相対輝度の感受性はより顕著である。再び、約０．５モル％のＬａＮという比較的少量の混合によって最大値が示される。
【００３５】
図９ａと９ｂとは、オルトケイ酸塩ＳｒＳｉＯ４：Ｅｕの場合における、図７と同じパラメータを示している。ここでは、驚くべきことにそれらの特性は全く異なる。その波長のシフトは、比較的高いＬａＮ濃度でのみ生じて、そこから更に増大する。
【００３６】
図１０ａと１０ｂとは、混合ケイ酸塩ＣａＳｒＳｉＯ４：Ｅｕの場合における、図７と同じパラメータを示している。ここでは再び、挙動が異なる。その波長のシフトは比較的少なく、非線形であり、その一方で、量子効率と相対輝度の感受性はより顕著である。ここでは、０．５モル％のＬａＮを最小混合濃度とし、これを超過するや否や、もはや濃度依存性は事実上存在しない。しかしながら再び、混合の効果は非常に顕著である。
【００３７】
更にもう一つのパターンを、図１１ａと図１１ｂに従って、純粋なＣａオルトケイ酸塩Ｃａ２ＳｉＯ４：Ｅｕについて示す。この場合に、ＬａＮの添加は波長のシフトのみを達成できるが、この場合には、より短波長に向かうにつれ、一方で量子効率と光束に対する優れた効果は観察されない。
【００３８】
非常に同様の記述が混合ケイ酸塩Ｂａ１．５Ｍｇ０．５ＳｉＯ４：Ｅｕについても当てはまり、その特性を図１２ａと図１２ｂに示す。
【００３９】
全体的に、その試験は、蛍光物質の挙動がカチオンの相対寸法に高度に依存していることを示している。ＲＥＮの添加は、蛍光物質を所望の特性に適合する極めて効果的な方法である。
【００４０】
図１３は、本来のオルトケイ酸塩Ｂａ２ＳｉＯ４を基礎とする、ＬａＮの導入の結果としてのＸＲＤ反射のシフトを示している。これは、主格子におけるひずみ表しており、これが最終的に前記の特性をもたらす。格子定数が減少するので、ここではＬａＮの導入は発光における赤色シフトをもたらす。
【００４１】
図１４に示されるように、その事情は混合ケイ酸塩ＳｒＣａＳｉＯ４：Ｅｕについても同様である。ＬａＮの導入は、格子の圧縮をもたらす。格子定数が減少するので、強い赤色シフトが生じ、発光の幅が広くなる。
【００４２】
図１５は、水銀不含のガス封入物２１（図示した）を有する低圧放電ランプ２０であって、インジウム化合物とＷＯ０２／１０３７４８号と同様のバッファーガスを含有し、オルトケイ酸塩ｘＳｒ２ＳｉＯ４：Ｅｕ・ｙＬａＮの層２２がバルブ２３の内側に施与されているランプを示している。この装置の非常に特定の利点は、このオルトケイ酸塩がインジウム放射線への適合に理想的なことであり、それは該放射線がＵＶスペクトル領域と青色スペクトル領域との両方に重大な成分を有し、その両方が前記オルトケイ酸塩によって等しくよく吸収されるからであり、これは従来開示されてきた蛍光物質に使用するのに優れたものにする。これらの公知の蛍光物質は、インジウムのＵＶ放射線又は青色放射線のいずれか一方のみを大きく吸収するに過ぎず、これは、本発明によるインジウムランプが相当高い効率を有することを意味する。またこの記述は、ＵＳ４，８１０，９３８号から自体公知の高圧を基礎とするインジウムランプにも適用される。
【００４３】
この種の高効率の蛍光物質の製造方法は以下の製造工程：
ａ）出発材料ＳｉＯ２及びＲＥＮ、ＡＥ前駆物質、特に少なくとも１種のＳｒＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＣａＣＯ３及びＭｇＯ並びにＥｕ前駆物質、特にＥｕ２Ｏ３を大体において化学量論比で提供すること、
ｂ）出発材料を混合して、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ又はＷもしくはＭｏの坩堝中で融剤、特にＳｒＦ２又はＢａＦ２を用いて焼鈍させること、
ｃ）該混合物の焼鈍を約１３００〜１７００℃、有利には１５００〜１６００℃で実施すること
を用いる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は本発明による蛍光物質の反射を示している
【図２】図２は本発明による蛍光物質の発光を示している
【図３】図３は変換型ＬＥＤの構造を示している
【図４】図４は、本発明による更なる蛍光物質ＢａＳｒＳｉＯ４：Ｅｕの発光を示している
【図５】図５は、本発明による更なる蛍光物質ＳｒＣａＳｉＯ４：Ｅｕの発光を示している
【図６】図６は、本発明による更なる蛍光物質Ｓｒ２ＳｉＯ４：Ｅｕの発光を示している
【図７】図７は、オルトケイ酸塩Ｂａ２ＳｉＯ４：Ｅｕについて、ＬａＮ濃度（モル％）の増加の影響（ａ）と、それぞれ最大値に標準化された量子効率及び相対輝度（ｂ）を示している
【図８】図８は、混合ケイ酸塩ＢａＳｒＳｉＯ４：Ｅｕについて、ＬａＮ濃度（モル％）の増加の影響（ａ）と、それぞれ最大値に標準化された量子効率及び相対輝度（ｂ）を示している
【図９】図９は、オルトケイ酸塩ＳｒＳｉＯ４：Ｅｕについて、ＬａＮ濃度（モル％）の増加の影響（ａ）と、それぞれ最大値に標準化された量子効率及び相対輝度（ｂ）を示している
【図１０】図１０は、混合ケイ酸塩ＣａＳｒＳｉＯ４：Ｅｕについて、ＬａＮ濃度（モル％）の増加の影響（ａ）と、それぞれ最大値に標準化された量子効率及び相対輝度（ｂ）を示している
【図１１】図１１は、純粋なＣａオルトケイ酸塩Ｃａ２ＳｉＯ４：Ｅｕについて、ＬａＮ濃度（モル％）の増加の影響（ａ）と、それぞれ最大値に標準化された量子効率及び相対輝度（ｂ）を示している
【図１２】図１２は、混合ケイ酸塩Ｂａ１．５Ｍｇ０．５ＳｉＯ４：Ｅｕについて、ＬａＮ濃度（モル％）の増加の影響（ａ）と、それぞれ最大値に標準化された量子効率及び相対輝度（ｂ）を示している
【図１３】図１３は、本来のオルトケイ酸塩Ｂａ２ＳｉＯ４についての、ＲＥＮの導入により惹起されたＸＲＤ線のシフトを示している
【図１４】図１４は、混合ケイ酸塩ＳｒＣａＳｉＯ４：Ｅｕについての、ＲＥＮの導入により惹起されたＸＲＤ線のシフトを示している
【図１５】図１５は、オルトケイ酸塩を使用したインジウム封入物を有する低圧ランプを示している
【符号の説明】
【００４５】
１ チップ、 ２ 第二の電気的端子、 ３ 第一の端子、 ５ ポッティングコンパウンド、 ６ 蛍光顔料、 ８ ベースハウジング、 ９ 凹部、 １４ ボンディングワイヤ、 １７ 壁部、 ２０ 低圧放電ランプ、 ２１ ガス封入物、 ２２ オルトケイ酸塩ｘＳｒ２ＳｉＯ４：Ｅｕ・ｙＬａＮの層、 ２３ バルブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組成ＡＥ２ＳｉＯ４：Ｄの大体における組成を有する種類のオルトケイ酸塩からの青色ないし黄橙色の発光を示す蛍光物質であって、該蛍光物質が成分としてＡＥ＝Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ又はＭｇを単独又はその組合せで有し、賦活化ドーピングＤがＥｕからなり、そこに含まれる少ない割合ｘのＡＥＯがＲＥＮ（その際、ＲＥ＝希土類）によって置き換えられており、こうして化学量論比ＡＥ２−ｘ−ａＲＥｘＥｕａＳｉＯ４−ｘＮｘを達成している蛍光物質。
【請求項２】
ＲＥ＝Ｌａ又はＹであって、その単独又は組合せである、請求項１記載の蛍光物質。
【請求項３】
Ｅｕ含量がａ＝０．０２〜０．４５である、請求項１記載の蛍光物質。
【請求項４】
ＡＥがＳｒ及び／又はＢａを少なくとも６６モル％の量まで含有し、特にＣａ含量が多くて５モル％であり、かつＭｇ含量が多くて３０モル％である、請求項１記載の蛍光物質。
【請求項５】
含量ｘが０．３〜２モル％である、請求項１記載の蛍光物質。
【請求項６】
波長範囲１４０〜４８０ｎｍの光学スペクトル領域の短波長領域で放射線を放出する一次放射源を有する光源であって、この放射線が部分的に又は完全に、請求項１から５までのいずれか１項記載の第一の蛍光物質によって可視スペクトル領域でより長波長を有する二次放射線に変換される光源。
【請求項７】
使用される一次放射源が、ＩｎＧａＮ又はＩｎＧａＡｌＰを基礎とする発光ダイオード又は、特にインジウム含有封入物を有する低圧又は高圧を基礎とする放電ランプ又はエレクトロルミネセントランプである、請求項６記載の光源。
【請求項８】
一次放射線の一部が、更なる蛍光物質によって、より長波長を有する放射線にも変換され、その際、該蛍光物質を、適宜選択し、混合して、白色光を生ずる、請求項６記載の光源。
【請求項９】
高効率の蛍光物質の製造方法において、以下の製造工程：
ａ）出発材料ＳｉＯ２及びＲＥＮ、ＡＥ前駆物質、特に少なくとも１種のＳｒＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＣａＣＯ３及びＭｇＯ並びにＥｕ前駆物質、特にＥｕ２Ｏ３を大体において化学量論比で提供すること、
ｂ）出発材料を混合して、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ又はＷもしくはＭｏの坩堝中で融剤、特にＳｒＦ２又はＢａＦ２を用いて焼鈍させること、
ｃ）該混合物の焼鈍を約１３００〜１７００℃、有利には１５００〜１６００℃で実施すること
を特徴とする方法。
【請求項１】
組成ＡＥ２ＳｉＯ４：Ｄの大体における組成を有する種類のオルトケイ酸塩からの青色ないし黄橙色の発光を示す蛍光物質であって、該蛍光物質が成分としてＡＥ＝Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ又はＭｇを単独又はその組合せで有し、賦活化ドーピングＤがＥｕからなり、そこに含まれる少ない割合ｘのＡＥＯがＲＥＮ（その際、ＲＥ＝希土類）によって置き換えられており、こうして化学量論比ＡＥ２−ｘ−ａＲＥｘＥｕａＳｉＯ４−ｘＮｘを達成している蛍光物質。
【請求項２】
ＲＥ＝Ｌａ又はＹであって、その単独又は組合せである、請求項１記載の蛍光物質。
【請求項３】
Ｅｕ含量がａ＝０．０２〜０．４５である、請求項１記載の蛍光物質。
【請求項４】
ＡＥがＳｒ及び／又はＢａを少なくとも６６モル％の量まで含有し、特にＣａ含量が多くて５モル％であり、かつＭｇ含量が多くて３０モル％である、請求項１記載の蛍光物質。
【請求項５】
含量ｘが０．３〜２モル％である、請求項１記載の蛍光物質。
【請求項６】
波長範囲１４０〜４８０ｎｍの光学スペクトル領域の短波長領域で放射線を放出する一次放射源を有する光源であって、この放射線が部分的に又は完全に、請求項１から５までのいずれか１項記載の第一の蛍光物質によって可視スペクトル領域でより長波長を有する二次放射線に変換される光源。
【請求項７】
使用される一次放射源が、ＩｎＧａＮ又はＩｎＧａＡｌＰを基礎とする発光ダイオード又は、特にインジウム含有封入物を有する低圧又は高圧を基礎とする放電ランプ又はエレクトロルミネセントランプである、請求項６記載の光源。
【請求項８】
一次放射線の一部が、更なる蛍光物質によって、より長波長を有する放射線にも変換され、その際、該蛍光物質を、適宜選択し、混合して、白色光を生ずる、請求項６記載の光源。
【請求項９】
高効率の蛍光物質の製造方法において、以下の製造工程：
ａ）出発材料ＳｉＯ２及びＲＥＮ、ＡＥ前駆物質、特に少なくとも１種のＳｒＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＣａＣＯ３及びＭｇＯ並びにＥｕ前駆物質、特にＥｕ２Ｏ３を大体において化学量論比で提供すること、
ｂ）出発材料を混合して、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ又はＷもしくはＭｏの坩堝中で融剤、特にＳｒＦ２又はＢａＦ２を用いて焼鈍させること、
ｃ）該混合物の焼鈍を約１３００〜１７００℃、有利には１５００〜１６００℃で実施すること
を特徴とする方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００６−２９９２５９（Ｐ２００６−２９９２５９Ａ）
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１１１８１１（Ｐ２００６−１１１８１１）
【出願日】平成１８年４月１４日（２００６．４．１４）
【出願人】（３９０００９４７２）パテント−トロイハント−ゲゼルシヤフト フユール エレクトリツシエ グリユーラムペン ミツト ベシユレンクテル ハフツング (152)
【氏名又は名称原語表記】Ｐａｔｅｎｔ−Ｔｒｅｕｈａｎｄ−Ｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ ｆｕｅｒ ｅｌｅｋｔｒｉｓｃｈｅ Ｇｌｕｅｈｌａｍｐｅｎ ｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｈｅｌｌａｂｒｕｎｎｅｒ Ｓｔｒａｓｓｅ １， Ｍｕｅｎｃｈｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月１４日（２００６．４．１４）
【出願人】（３９０００９４７２）パテント−トロイハント−ゲゼルシヤフト フユール エレクトリツシエ グリユーラムペン ミツト ベシユレンクテル ハフツング (152)
【氏名又は名称原語表記】Ｐａｔｅｎｔ−Ｔｒｅｕｈａｎｄ−Ｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ ｆｕｅｒ ｅｌｅｋｔｒｉｓｃｈｅ Ｇｌｕｅｈｌａｍｐｅｎ ｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｈｅｌｌａｂｒｕｎｎｅｒ Ｓｔｒａｓｓｅ １， Ｍｕｅｎｃｈｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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