(57)【要約】  一次励起エネルギを供給するための励起エネルギ源と、前記一次エネルギを少なくとも部分的に二次放射に変換するＥｕ３＋蛍光体材料を実質的に含有している変換要素とを有する発光装置であって、２９８Ｋ及び１，０１３ｂａｒにおけるＥｕ含有蛍光体材料の励起スペクトルにおいて、４６０ｎｍ以上かつ４７０ｎｍ以下の波長範囲における最大強度が、２２０ｎｍ以上かつ３２０ｎｍ以下の波長範囲における最大強度の５％以上である、発光装置である。前記励起エネルギ源は、電子ビーム源（例えば、ＣＲＴ内の電子銃）、又は有機ＬＥＤ、無機ＬＥＤ若しくはレーザーダイオードのような光源のような、二次光放出を励起させるための何らかの適切なエネルギ源であることができる。
2009524212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次励起エネルギを供給するための励起エネルギ源と、前記一次エネルギを少なくとも部分的に二次放射に変換するＥｕ３＋蛍光体材料を実質的に含有している変換要素とを有する発光装置であって、２９８Ｋ及び１，０１３ｂａｒにおけるＥｕ含有蛍光体材料の励起スペクトルにおいて、４６０ｎｍ以上かつ４７０ｎｍ以下の波長範囲における最大強度が、２２０ｎｍ以上かつ３２０ｎｍ以下の波長範囲における最大強度の５％以上である、発光装置。
【請求項２】
２９８Ｋ及び１，０１３ｂａｒにおける前記Ｅｕ含有蛍光体材料の放出スペクトルにおいて、６８０ｎｍ以上かつ７２０ｎｍ以下の波長範囲におけるピーク区域が、５７０ｎｍ以上かつ７２０ｎｍ以下の波長範囲におけるピーク区域の１５％以上である、請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記Ｅｕ含有蛍光体材料内のＥｕの原子ドーパントレベルが、２０％までである、請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記Ｅｕ含有蛍光体材料は、Ｂｉ、Ｉｎ、ＴＬ、Ｓｂ又はこれらの混合物を含む群から選択された同時ドーパントＭを更に有する、請求項１乃至３の何れか一項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記Ｅｕ含有蛍光体材料内のＭの原子ドーパント濃度は、２０％までである、請求項４に記載の発光装置。
【請求項６】
前記Ｅｕ含有蛍光体材料内のＭに対するＥｕの原子％における比は、０．１：１以上かつ１０：１以下である、請求項４又は５に記載の発光装置。
【請求項７】
前記Ｅｕ含有蛍光体材料は、酸化物、ハロゲン酸塩、ガーネット、バナジウム酸塩、タングステン酸塩、ホウ酸塩、ケイ酸塩、ゲルマン酸塩又はこれらの混合物を有する群から選択されたものである、請求項１乃至６の何れか一項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記Ｅｕ含有蛍光体材料は、（Ｇｄ１−ｘ−ｚＬｕｘ）２Ｏ３：Ｅｕｚ、（Ｙ１−ｘ−ｙ−ｚＧｄｘＬｕｙ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｅｕｚ、Ｂａ２（Ｙ１−ｘ−ｙ−ｚＧｄｘＬｕｙ）２Ｓｉ４Ｏ１３：Ｅｕｚ、Ｂａ２（Ｙ１−ｘ−ｙ−ｚＧｄｘＬｕｙ）２Ｇｅ４Ｏ１３：Ｅｕｚ、（Ｙ１−ｘ−ｙ−ｚＧｄｘＬｕｙ）ＶＯ４：Ｅｕｚ、（Ｙ１−ｘ−ｙ−ｚＧｄｘＬｕｙ）ＯＦ：Ｅｕｚ、（Ｙ１−ｘ−ｙ−ｚＧｄｘＬｕｙ）ＯＣｌ：Ｅｕｚ、Ｂａ（Ｙ１−ｘ−ｙ−ｚＧｄｘＬｕｙ）Ｂ９Ｏ１６：Ｅｕｚ、Ｂａ３（Ｙ１−ｘ−ｙ−ｚＧｄｘＬｕｙ）（ＢＯ３）３：Ｅｕｚ、（Ｙ１−ｘ−ｙ−ｚＧｄｘＬｕｙ）２ＳｉＯ５：Ｅｕｚ、（Ｃａ１−ａＳｒａ）３（Ｙ１−ｗ−ｘ−ｙ−ｚＬｕｗＧａｘＩｎｙ）2Ｇｅ３Ｏ１２：Ｅｕｚ（ａ、ｗ、ｘ、ｙ＝０．０−１．０、z＝０．０−０．２）、（Ｃａ１−ａＳｒａ）３（Ｙ１−ｗ−ｘ−ｙ−ｚＬｕｖＧａｗＩｎｘ）2Ｇｅ３Ｏ１２：ＥｕｙＢｉｚ（ａ、ｖ、ｗ、ｘ＝０．０−１．０、ｙ、ｚ＝０．０−０．２）、Ｍ＝（Ｂｒ、Ｃｌ、Ｉ）であるＬａＯＭ：Ｅｕ、Ｎａ９[（Ｙ１−ｘ−ｙ−ｚＬｕｘＧｄｙ）Ｗ１０Ｏ３６]：Ｅｕｚ、（Ｙ１−ｘ−ｙ−ｚＬｕｘＧｄｙ）[Ｐ（Ｍｏ３Ｏ１０）４]：Ｅｕｚ（ｘ、ｙ＝０．０−１．０、z＝０．０−０．２）又はこれらの混合物を含む群から選択されたものである、請求項１乃至６の何れか一項に記載の発光装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか一項に記載の発光装置を有するシステムであって、
−  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
−  店舗用照明システム、
−  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、
−  ファイバー光学のアプリケーションシステム、
−  投影システム、
−  自己発光表示システム、
−  ピクセル化されている表示システム、
−  セグメント化されている表示システム、
−  危険信号システム、
−  メディカル照明アプリケーションシステム、
−  指示信号システム、及び
−  装飾照明システム、
−  携帯型のシステム、
−  自動車のアプリケーション、
−  温室照明システム、
のアプリケーションの１つ以上において使用されるシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置、特に、ＬＥＤの分野及びＥｕ含有蛍光体材料の光変換に向けたものである。
【背景技術】
【０００２】
ライン発光蛍光体は、例えば、蛍光ランプ、ＣＲＴ及びＰＤＰにおいて、蛍光発光装置及び放出表示器における赤色発光体として、広く利用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特にＥｕ含有発光装置は、ＣａＳ：Ｅｕ又はＳｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕのような、一般的なＥｕ添加材料が、自身の酸化又は前記発光装置内に存在する他の成分との反応による不安定性の問題があるＥｕ２＋イオンを含有しているという不利な点を有している。従来技術によるＥｕ２＋活性化赤色放出蛍光体の他の不利な点は、これらの比較的広い放出帯域であり、前記比較的広い放出帯域は、低いルーメン当量（equivalent）を生じる。Ｅｕ３＋活性化赤色放出蛍光体は、Ｅｕ２＋と比較して良好な寿命の安定性を示すが、ＵＶ−Ｃ及びＶＵＶスペクトル領域においてのみ強い吸収を示す一方で、この吸収は、約３００ｎｍの電荷遷移状態の低い縁の下では非常に低い。このことは、例えば、蛍光体変換発光ダイオード（ｐｃＬＥＤ）において、このような効率的な高いブライトネスのＬＥＤの放出波長は、３５０ｎｍよりも高い、近ＵＶ−Ａスペクトル領域内又は青色スペクトル領域内にあるので、Ｅｕ３＋の利用を妨げている。蛍光体変換ＬＥＤにおいて、ＬＥＤは、一次放射を放出し、前記一次放射は、少なくとも部分的に、光変換材料（所謂蛍光体材料）によって長い波長を有する二次放射に変換される。
【０００４】
本発明の目的は、安定性のある効率的なＥｕ含有蛍光体材料を有する蛍光体変換発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、一次エネルギを供給するための励起エネルギ源と、前記一次エネルギを少なくとも部分的に二次放射に変換するＥｕ３＋蛍光体材料を実質的に含有している変換要素とを有する発光装置であって、２９８Ｋ及び１，０１３ｂａｒにおけるＥｕ含有蛍光体材料の励起スペクトルにおいて、４６０ｎｍ以上かつ４７０ｎｍ以下の波長範囲における最大強度が、２２０ｎｍ以上３２０ｎｍ以下の波長範囲における最大強度の５％以上である、発光装置によって、解決される。
【０００６】
吸収スペクトルにおいて、「強度」なる語は、（吸収強度に対応している）吸収される光の量を意味するものである。「Ｅｕ３＋蛍光体材料を実質的に含有している」なる語は、前述のようなＥｕ含有材料に含まれている、特に、９０％以上、他の実施例によれば９５％以上、更に他の実施例によれば９８％以上のＥｕが、Ｅｕ３＋の形態にあることを意味する及び／又は含むものである。Ｅｕ３＋材料のスペクトル（吸収及び放出）特性は、酸化しにくい傾向のため、Ｅｕ２＋材料と比べて、時間の経過においてより安定である。残っているＥｕ２＋含有量が少ないほど、前記Ｅｕ−蛍光体材料の寿命の振る舞いは良好になる。
【０００７】
励起エネルギ源は、例えば、電子ビーム源（例えば、ＣＲＴ内の電子銃）、又は有機ＬＥＤ、無機ＬＥＤ若しくはレーザーダイオードのような光源のような、Ｅｕ３＋含有蛍光体材料の二次光放出を励起させるための何らかの適切なエネルギ源であっても良い。従って、前記一次エネルギは、電子ビームのエネルギ又は放射のエネルギであることもできる。「波長範囲」なる語、又はより詳細には「ＵＶ−Ａスペクトル領域」又は「青色スペクトル領域」なる語は、電磁放射エネルギのみに限定されるものでなないエネルギ範囲を意味している。
【０００８】
上述の青色スペクトル領域における前記Ｅｕ含有蛍光体材料の、従来技術の材料における状態と比較して向上された吸収性能により、本発明による発光装置は、青色一次放射（一次エネルギ）を有するＬＥＤによって効率的に動作されることができる。変換要素の吸収強度は、前記材料自体の吸収強度と、一次エネルギ（例えば、一次光エネルギ）の伝搬方向における変換要素の厚さとに依存する。等しい吸収強度を得るために、より効果的な光の変換材料（材料自体の高い吸収強度）は、例えば、更に小型の装置のための薄い蛍光材料の適用を可能にする、及び／又は前記二次放出の再吸収のリスクを減少することを可能にし、後続する無放射遷移が薄い変換要素による前記発光装置の向上された効率を生じる。青色吸収性能の向上は、同時に、３５０ｎｍと４２０ｎｍとの間の近ＵＶ−Ａ範囲における吸収性能も向上させる。従って、前記ＵＶ−Ａスペクトル領域内のＬＥＤ発光も、本発明による蛍光体材料を使用することによりｐｃＬＥＤの一次放射を発するために使用されることができる。
【０００９】
本発明の実施例によれば、２９８Ｋ及び１，０１３ｂａｒにおけるＥｕ含有材料の放出スペクトルにおいて、６８０ｎｍ以上７２０ｎｍ以下の波長範囲のピーク区域は、５７０ｎｍ以上７２０ｎｍ以下の波長範囲におけるピーク区域の１５％以上である。ここで、前記ＬＥＤは、一部の用途に対して１００−２００ルーメン／ワットの効率に適しているという点において改善された深い赤色放出特性を示している。更に、前記ＬＥＤは、赤色放出体の安定性により、改善された色点安定性を示している。「ピーク区域」なる語は、特定の波長範囲内の光の積分量を意味している。
【００１０】
本発明の実施例によれば、前記Ｅｕ含有蛍光体材料内のＥｕの（母体格子の三価陽イオンの原子％における）原子添加レベルは、２０％までである。高いＥｕ３＋濃度は、表面及び欠陥格子点（defect sites）への吸収されたエネルギの顕著なエネルギ遷移を生じ、従って、濃度クエンチングとして知られている現象であるＥｕ３＋発光のクエンチングを生じる。
【００１１】
本発明の実施例によれば、Ｅｕ含有蛍光体材料は、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｂ又はこれらの混合物を含む群から選択された同時ドーパント（co-dopant）Ｍを更に有する。これらの付加的なドーパントは、母体格子内のＥｕ３＋の吸収性能を向上させるための電子密度を増大させるｄ軌道上の多数の電子を有する元素である。本発明の実施例によれば、前記Ｅｕ含有材料内のＭの（原子％における）原子ドーパント濃度は、２０％までとなっている。高いＭ３＋濃度は、表面及び欠陥格子点への、吸収されたエネルギの顕著なエネルギ遷移を生じ、従って、活性材の発光のクエンチングを生じる。
【００１２】
本発明の実施例によれば、前記Ｅｕ含有材料内の（原子％における）Ｅｕの（原子％における）Ｍに対する比は、０．１：１以上かつ１０：１以下である。２つ以上の同時ドーパントが存在する場合、「ＥｕのＭに対する比」なる語は、特に、Ｍが、上述のような同時ドーパントの和を表すことを意味している又は含んでいる。
【００１３】
本発明の実施例によれば、前記Ｅｕ含有材料は、酸化物、ハロゲン酸塩（oxyhalogenide）、ガーネット、バナジウム酸塩、タングステン酸塩、ホウ酸塩、ケイ酸塩、ゲルマン酸塩又はこれらの混合物を含む群から選択される。これらの材料は、母体格子内の酸素アニオンの格子点における高い電子密度を生じ、Ｅｕ３＋の改善された吸収特性を生じる。
【００１４】
本発明の実施例によれば、前記Ｅｕ含有材料は、（Ｇｄ１−ｘ−ｚＬｕｘ）２Ｏ３：Ｅｕｚ、（Ｙ１−ｘ−ｙ−ｚＧｄｘＬｕｙ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｅｕｚ、Ｂａ２（Ｙ１−ｘ−ｙ−ｚＧｄｘＬｕｙ）２Ｓｉ４Ｏ１３：Ｅｕｚ、Ｂａ２（Ｙ１−ｘ−ｙ−ｚＧｄｘＬｕｙ）２Ｇｅ４Ｏ１３：Ｅｕｚ、（Ｙ１−ｘ−ｙ−ｚＧｄｘＬｕｙ）ＶＯ４：Ｅｕｚ、（Ｙ１−ｘ−ｙ−ｚＧｄｘＬｕｙ）ＯＦ：Ｅｕｚ、（Ｙ１−ｘ−ｙ−ｚＧｄｘＬｕｙ）ＯＣｌ：Ｅｕｚ、Ｂａ（Ｙ１−ｘ−ｙ−ｚＧｄｘＬｕｙ）Ｂ９Ｏ１６：Ｅｕｚ、Ｂａ３（Ｙ１−ｘ−ｙ−ｚＧｄｘＬｕｙ）（ＢＯ３）３：Ｅｕｚ、（Ｙ１−ｘ−ｙ−ｚＧｄｘＬｕｙ）２ＳｉＯ５：Ｅｕｚ、（Ｃａ１−ａＳｒａ）３（Ｙ１−ｗ−ｘ−ｙ−ｚＬｕｗＧａｘＩｎｙ）２Ｇｅ３Ｏ１２：Ｅｕｚ（ａ、ｗ、ｘ、ｙ＝０．０−１．０、z＝０．０−０．２）、（Ｃａ１−ａＳｒａ）３（Ｙ１−ｗ−ｘ−ｙ−ｚＬｕｖＧａｗＩｎｘ）２Ｇｅ３Ｏ１２：ＥｕｙＢｉｚ（ａ、ｖ、ｗ、ｘ＝０．０−１．０、ｙ、ｚ＝０.０−０．２）、Ｍ＝（Ｂｒ、Ｃｌ、Ｉ）であるＬａＯＭ：Ｅｕ、Ｎａ９[（Ｙ１−ｘ−ｙ−ｚＬｕｘＧｄｙ）Ｗ１０Ｏ３６]：Ｅｕｚ、（Ｙ１−ｘ−ｙ−ｚＬｕｘＧｄｙ）[Ｐ（Ｍｏ３Ｏ１０）４]：Ｅｕｚ（ｘ、ｙ＝０．０−１．０、z＝０．０−０．２）又はこれらの混合物を有する群から選択される。ここで、のＥｕ３＋は、高い負の電荷密度を有するイオンによって囲まれており、近ＵＶ−Ａ及び青色スペクトル領域における向上された吸収特性を生じる。
【００１５】
本発明による発光装置は、
−  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
−  店舗用照明システム、
−  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、
−  ファイバー光学のアプリケーションシステム、
−  投影システム、
−  自己発光（self-lit）表示システム、
−  ピクセル化されている表示システム、
−  セグメント化されている表示システム、
−  危険信号システム、
−  メディカル照明アプリケーションシステム、
−  指示信号システム、及び
−  装飾照明システム、
−  携帯型のシステム、
−  自動車のアプリケーション、
−  温室照明システム、
のうちの１つ以上のうちの幅広い種類のシステム及び／又はアプリケーションにおいて使用するものであっても良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
上述の構成要素、添付請求項に記載の構成要素、上述の実施例において本発明によって使用されるべき構成要素は、これらの大きさ、形状、材料選択及び技術的な概念に関して、関連する分野において知られている選択基準が、制限なく利用されることができるように、如何なる特別な除外も課されるものではない。
【００１７】
本発明の目的の更なる詳細、特性及び有利な点は、添付請求項の従属項、添付図面、及びそれぞれの図面及び例に関しての以下の記載において開示されており、一例の態様において、本発明による発光装置におけるＥｕ含有蛍光体材料の使用の幾つかの実施例、及び本発明の実施例によるＬＥＤの幾つかの実施例を示している。
【００１８】
図１及び２は、５％のＥｕ添加レベルによるＹ２Ｏ３：Ｅｕ材料（従来技術のＥｕ成分）を参照している。図１は、励起スペクトルを示しており、図２は、放出スペクトルを示している。上述の強度及びピーク区域は、本発明による材料によるものよりも大幅に低いことが明らかに分かる。ＵＶ−Ｃ及びＶＵＶスペクトル領域におけるＥｕ３＋蛍光体の吸収は、強く、約３００ｎｍの電荷遷移状態の低いエネルギ縁よりも低いところにおいてのみ、非常に弱い。このことは、効率的な高いブライトネスＬＥＤに関して最小放出波長は約３７０ｎｍであり、これは、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ蛍光体材料の強い吸収波長範囲（≦３００ｎｍ）よりも低いので、蛍光体変換発光ダイオード（ｐｃＬＥＤ）に関して、従来技術の蛍光体の状態におけるＥｕ３＋の利用を妨げている。約３９５ｎｍ（７Ｆ０‐５Ｄ３）及び４６５ｎｍ（７Ｆ０‐５Ｄ２）の吸収線は、スピン禁制４ｆ−４ｆの遷移であり、従って非常に弱い吸収線である。
【００１９】
本発明は、約３９５ｎｍ（７Ｆ０‐５Ｄ３）及び４６５ｎｍ（７Ｆ０‐５Ｄ２）における弱い吸収線の向上により、ＵＶ−Ａ放射及び/又は青色放射の比較的強い吸収を有する赤色線発光Ｅｕ３＋蛍光体を記載している。このことは、高い共有原子価（covalency）を有する格子を使用することにより又は[Ａｒ]３ｄ１０、[Ｋｒ]４ｄ１０又は[Ｘｅ]４ｆ１４５ｄ１０電子配置を有するイオンによって母体格子を同時添加することにより達成される。共有結合格子（covalent lattices）又は電子が豊富な同時ドーパントを利用することにより、Ｅｕ３＋の４f−４ｆ遷移のスピン禁制の特性が、ある程度まで緩和され、この結果、これらの遷移の向上された吸収強度を生じる。改善された吸収特性は、これらの材料の、ＵＶ−Ａ及び/又は青色スペクトル領域における放出波長を有する従来技術の蛍光体変換発光ダイオードの有機又は無機状態に対する色変換器としての効率的な利用を可能にする。
【００２０】
このような本発明による吸収の向上に適切なＥｕ含有蛍光体材料は、（Ｇｄ１−ｘＬｕｘ）２Ｏ３：Ｅｕ、（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘＬｕｙ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｅｕ、Ｂａ２（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘＬｕｙ）２Ｓｉ４Ｏ１３：Ｅｕ、Ｂａ２（Y１−ｘ−ｙＧｄｘＬｕｙ）２Ｇｅ４Ｏ１３：Ｅｕ、（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘＬｕｙ）ＶＯ4：Ｅｕ、（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘＬｕｙ）ＯＦ：Ｅｕ、（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘＬｕｙ）ＯＣｌ：Ｅｕ、Ｂａ：（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘＬｕｙ）Ｂ９Ｏ１６：Ｅｕ、Ｂａ３（Y１−ｘ−ｙＧｄｘＬｕｙ）（ＢＯ３）３：Ｅｕ、（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘＬｕｙ）２ＳｉＯ５：Ｅｕ、（Ｃａ１−ａＳｒａ）３（Ｙ１−ｗ−ｘ−ｙ−ｚＬｕｗＧａｘＩｎｙ）2Ｇｅ３Ｏ１２：Ｅｕｚ（a、ｗ、ｘ、ｙ＝０．０−１．０、z＝０．０‐０．２）、（Ｃａ１−ａＳｒa）３（Ｙ１−ｗ−ｘ−ｙ−ｚＬｕｖＧａｗＩｎｘ）２Ｇｅ３Ｏ１２：ＥｕｙＢｉｚ（ａ、ｖ、ｗ、ｘ＝０．０−１．０、ｙ、ｚ＝０．０−０．２）、Ｍ＝（Ｂｒ、Ｃｌ、I）であるＬａＯＭ：Ｅｕ又はこれらの混合物のような、高い共有結合格子である。ここで、Ｅｕ３＋は、高い負の電荷密度を有するイオンによって囲まれている。適切なＥｕ添加レベルは、原子２０％までのレベルである。これらの材料内で、Ｅｕ３＋は、原子遷移確率と比較して、スピン禁制遷移の遷移確率に影響を与える母体格子との強い共有結合の相互作用を呈する。
【００２１】
前記母体格子とのＥｕ３＋の共有結合の相互作用は、Ｂｉ３＋、Ｉｎ３＋、Ｔｌ３＋又はＳｂ３＋又はこれらの混合物のような、他の３つ組の正電荷イオンを有する母体格子の同時添加によって更に向上されることさえもできる。例えば、適切なＩｎ３＋同時添加レベルは、原子１０％までである。本発明の他の実施例によれば、前記Ｅｕ含有蛍光体材料内のＭの原子ドーパントレベルは、５％までである。本発明の更に他の実施例によれば、前記Ｅｕ含有蛍光体材料内のＭの原子ドーパントレベルは、１％までである。
【００２２】
本発明の実施例によれば、前記Ｅｕ含有蛍光体材料内のＭに対するＥｕの原子％における比は、０．５：１以上かつ５：１以下である。本発明の実施例によれば、前記Ｅｕ含有蛍光体材料内のＭに対するＥｕの原子％における比は、１：１以上かつ３：１以下である。１つ以上の同時ドーパントが存在する場合、「ＥｕのＭに対する比」なる語は、特に、Ｍが上述の全ての同時ドーパントの和を表すことを意味している及び含んでいる。
【００２３】
吸収された励起エネルギは、長い波長を有する二次放射によって放出される。放射放出（励起状態から基底状態への電子の遷移）の前に、励起されたＤレベルのものは、無放射状態から励起されたＤ基底状態５Ｄ０に緩和する。遷移律によれば、７Ｆ２状態への遷移が許容され、深い赤色の放出を生じる７Ｆ４状態への遷移は、スピン禁制される。光効率及び演色評価数（color rendering index）を向上させるために、約７００ｎｍの波長を有する深い赤色放出が好ましい。本発明による前記Ｅｕ３＋含有蛍光体材料の高い電子密度は、前記放出特性にも影響を与え、５Ｄ０→７Ｆ４のスピン禁制遷移が、５Ｄ０→７Ｆ２の許容されている遷移と比較して向上される。
【００２４】
以下の例は、本発明によるＥｕ３＋含有蛍光体材料の改善された吸収及び放出特性を示している。従来技術とのより良い比較のために、全ての以下の見本は、５原子％のＥｕ３＋の同じＥｕ添加レベルを含んでいる。Ｅｕ３＋の存在は、材料の準備によって予め決定される。当業者であれば、実質的にＥｕ３＋を含有している材料を準備するために、どの出発材料が選択されなければならないかを知っている。
【００２５】
例Ｉ
図３及び４は、ＬａＯＣｌ：Ｅｕを参照している。図３は、励起スペクトルを示しており、図４は、放出スペクトルを示している。
図３において、４６０ｎｍ以上かつ４７０ｎｍ以下の波長範囲における最大強度は、２２０ｎｍ以上かつ３２０ｎｍ以下の波長範囲における最大強度の約２１％である。
図４において、６８０ｎｍ以上かつ７２０ｎｍ以下の波長範囲におけるピーク区域は、５７０ｎｍ以上かつ７２０ｎｍ以下の波長範囲におけるピーク区域の２２％である。
【００２６】
例ＩＩ
図５及び６は、Ｓｒ３Ｉｎ２Ｇｅ３Ｏ１２：Ｅｕを参照している。図５は、励起スペクトルを示しており、図６は、放出スペクトルを示している。
図５において、４６０ｎｍ以上かつ４７０ｎｍ以下の波長範囲における最大強度は、２２０ｎｍ以上かつ３２０ｎｍ以下の波長範囲における最大強度の約２５％である。
図６において、６８０ｎｍ以上かつ７２０ｎｍ以下の波長範囲におけるピーク区域は、５７０ｎｍ以上かつ７２０ｎｍ以下の波長範囲におけるピーク区域の２５％である。
【００２７】
例ＩＩＩ
図７及び８は、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｅｕを参照している。図７は、励起スペクトルを示しており、図８は、放出スペクトルを示している。
図７において、４６０ｎｍ以上かつ４７０ｎｍ以下の波長範囲における最大強度は、２２０ｎｍ以上かつ３２０ｎｍ以下の波長範囲における最大強度の約１１％である。
図８において、６８０ｎｍ以上かつ７２０ｎｍ以下の波長範囲におけるピーク区域は、５７０ｎｍ以上かつ７２０ｎｍ以下の波長範囲におけるピーク区域の約２１％である。
【００２８】
例ＩＶ
図９及び１０は、Ｃａ３Ｇａ２Ｇｅ３Ｏ１２：Ｅｕを参照している。図９は、励起スペクトルを示しており、図１０は、放出スペクトルを示している。
図９において、４６０ｎｍ以上かつ４７０ｎｍ以下の波長範囲における最大強度は、２２０ｎｍ以上かつ３２０ｎｍ以下の波長範囲における最大強度の約１１％である。
図１０において、６８０ｎｍ以上かつ７２０ｎｍ以下の波長範囲におけるピーク区域は、５７０ｎｍ以上かつ７２０ｎｍ以下の波長範囲におけるピーク区域の２７％である。
【００２９】
本発明の実施例によれば、２９８Ｋ及び１，０１３ｂａｒにおける前記Ｅｕ含有蛍光体材料の励起スペクトルにおいて、４６０ｎｍ以上かつ４７０ｎｍ以下の波長範囲における最大強度は、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｅｕ及びＣａ３Ｇａ２Ｇｅ３Ｏ１２：Ｅｕの場合の例に関して示されている２２０ｎｍ以上かつ３２０ｎｍ以下の波長範囲における最大強度の１０％以上である。
【００３０】
本発明の他の実施例によれば、２９８Ｋ及び１，０１３ｂａｒにおける前記Ｅｕ含有蛍光体材料の励起スペクトルにおいて、４６０ｎｍ以上かつ４７０ｎｍ以下の波長範囲における最大強度は、２２０ｎｍ以上かつ３２０ｎｍ以下の波長範囲における最大強度の１５％以上である。
【００３１】
本発明の実施例によれば、２９８Ｋ及び１，０１３ｂａｒにおける前記Ｅｕ含有蛍光体材料の励起スペクトルにおいて、４６０ｎｍ以上かつ４７０ｎｍ以下の波長範囲における最大強度は、ＬａＯＣｌ：Ｅｕ及びＳｒ３Ｉｎ２Ｇｅ３Ｏ１２：Ｅｕの場合の例に関して示されている２２０ｎｍ以上かつ３２０ｎｍ以下の波長範囲における最大強度の２０％である。
【００３２】
本発明の実施例によれば、２９８Ｋ及び１，０１３ｂａｒにおける前記Ｅｕ含有蛍光体材料の放出スペクトルにおいて、６８０ｎｍ以上かつ７２０ｎｍ以下の波長範囲におけるピーク区域は、Ｃａ３Ｇａ２Ｇｅ３Ｏ１２：Ｅｕ、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｅｕ、Ｓｒ３Ｉｎ２Ｇｅ３Ｏ１２：Ｅｕ及びＬａＯＣｌ：Ｅｕの場合の例に関して示されている５７０ｎｍ以上かつ７２０ｎｍ以下の波長範囲におけるピーク区域の２０％以上である。他のＥｕ含有蛍光体材料は、異なるピーク区域の比を示しても良い。
【００３３】
例Ｖ
図１１は、本発明の第５の実施例の第５の例によるＬＥＤの放出スペクトルを示している。前記ＬＥＤは、以下のように製造される。
２０％（Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ及び８０％Ｙ２ＳｉＯ５：Ｅｕの粉体混合物は、流体のシリコン前駆体化合物内に浮遊していた。このシリコン前駆体の滴が、波長４６５ｎｍの光を発するチップ上に位置されこのシリコンが重合化された。次いで、このＬＥＤは、プラスチックレンズによって封止された。
図１１において、得られたＬＥＤは、３０００ＫのＴｃ値を有する良好な光学特性を示していることが明らかに分かる。
【００３４】
例ＶＩ
図１２は、本発明の第６の実施例の第６の例によるＬＥＤの放出スペクトルを示している。前記ＬＥＤは、以下のように製造される。
２０％（Ｙ,Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ及び８０％ＬａＯＣｌ：Ｅｕの粉体混合物は、流体のシリコン前駆体化合物内に浮遊していた。このシリコン前駆体の滴が、波長４６５ｎｍの光を発するチップ上に位置され、前記シリコンが重合化された。次いで、このＬＥＤは、プラスチックレンズによって封止された。
図１２において、得られるＬＥＤは、３１００ＫのＴｃ値を有する良好な光学特性を示していることが明らかに分かる。
【００３５】
他の実施例において、５原子％とは異なるＥｕ添加レベルが、例えば、変換元素の大きさ又は変換元素のスペクトル特性を所望の用途に適応させるように選択されることができる。
【００３６】
上述の詳細な実施例における要素及びフィーチャの特定の組み合わせは、単に例示的なものであり、これらの教えを、本出願、及び参照により組み込まれている上述の特許／特許出願における他の教えと交換及び置換することも、明らかに考えられるものである。当業者であれば、本明細書に記載されているものの変形、変更及び他の実施化は、添付請求項に規定されている本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、従来技術における通常の技術を有するものならば気が付き得ることを認識するであろうからである。従って、上述の記載は、単に、例としてのものであり、限定としてみなされるものではない。本発明の範囲は、添付請求項及びこれと同等のものに規定されている。更に、本明細書及び添付請求項において使用されている符号は、前記請求項に規定されている発明の範囲を制限するものではない。
【００３７】
材料及び方法
本発明によるＥｕ含有材料のスペクトルは、社内構築された蛍光分光計システムによって測定された。
この蛍光分光計システムの光源は、空冷（airflow-cooled）ハウジング内の１５０ＷのＸｅ−ランプである。前記ランプの出力は、０．５ｍの焦点距離を有する励起モノクロメータ（Ｂｅｎｔｈａｍ社）の入り口スリット上に焦点を合わせられている。前記励起モノクロメータの出口スリットから漏出する光は、試料チャンバ内に供給され、幾つかのミラーを介して被試験試料材料上に焦点を合わせられた。この被試験試料は、水平に配向されており、前記励起の光学軸であり及び放出分岐は、垂直に、かつ、ほぼ平行に配向されている。この幾何学的な配向は、種々の試料の信頼できる定量的な測定を保証する。前記試料チャンバは、ミラーシステムを介して前記放出モノクロメータ（Ｂｅｎｔｈａｍ社、焦点距離０．５ｍ）に光学的に結合されている。発せられた光の検出は、前記放出モノクロメータの出口スリットに取り付けられている熱電気的に冷却されている光電子倍増管（ＰＭＴ）ユニットによって行われる。当該システムは、ＤＯＳに基づいて社内開発されたソフトウェアプログラムによって、完全に、コンピュータ制御されている。
前記被試験試料は、２ｍｍの厚さの粉末層として成形され、励起光ビームのスポットサイズが、約２ｘ３ｍｍ２である。励起及び放出の分岐のスペクトル分解能は、１−２ｎｍのオーダである。１ｎｍのステップサイズが、励起及び放出スペクトルの決定のために選択された。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】従来技術によるＹ２Ｏ３：Ｅｕ材料の励起スペクトルを示している。
【図２】図１の材料の放出スペクトルを示している。
【図３】本発明の第１実施例の第１の例によるＥｕ含有材料の励起スペクトルを示している。
【図４】図３の材料の放出スペクトルを示している。
【図５】本発明の第２の実施例の第二の例によるＥｕ含有材料の励起スペクトルを示している。
【図６】図５の材料の放出スペクトルを示している。
【図７】本発明の第３の実施例の第３の例によるＥｕ含有材料の励起スペクトルを示している。
【図８】図７の材料の放出スペクトルを示している。
【図９】本発明の第４の実施例の第４の例によるＥｕ含有材料の励起スペクトルを示している。
【図１０】図９の材料の放出スペクトルを示している。
【図１１】本発明の第５の実施例の第５の例によるＬＥＤの放出スペクトルを示している。
【図１２】本発明の第６の実施例の第６の例によるＬＥＤの放出スペクトルを示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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