(57)【要約】式（Ｉ）、Ｓｒ１−ｘ３Ｇａｘ３Ｇａ２Ｓ４：Ｅｕ：ｘＧａ２Ｓ３（式中、ｘは０〜約０．２（又は約０．０００１〜約０．２）であり、ｘ３は０．０００１〜１である）を有する、ユーロピウム成分の微小量が、効率を高めるのに有効な量のプラセオジムで置換されている蛍光体を提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
式:
Ｓｒ１−ｘ３Ｇａｘ３Ｇａ２Ｓ４：Ｅｕ：ｘＧａ２Ｓ３              （Ｉ）
（式中、ｘは０〜約０．２（又は約０．０００１〜約０．２）であり、ｘ３は０．０００１〜１である）を有する蛍光体であって、ユーロピウム成分の微小量が、効率を高めるのに有効な量のプラセオジムで置換されていることを特徴とする蛍光体。
【請求項２】
４９２ｎｍ〜５６０ｎｍの波長を有する発光ピークを伴って発光する請求項１に記載の蛍光体。
【請求項３】
光出力を発生する光源；及び
前記光出力の少なくとも一部をより長波長に変換するよう配置された請求項１に記載の蛍光体を有することを特徴とする発光装置。
【請求項４】
前記光源が、２１５ｎｍ〜５１５ｎｍの範囲内の光を発するＬＥＤである請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記光出力の少なくとも一部をより長波長に変換するように配置された１つ以上のさらなる蛍光体を有している請求項３に記載の発光装置。
【請求項６】
前記蛍光体が、前記装置の総光出力が白色色度を有するように前記光出力を充分に変換するように選択されたものである請求項５に記載の発光装置。
【請求項７】
前記蛍光体組成物のメジアン粒径が２〜４．５μｍである請求項１に記載の粒子組成物。
【請求項８】
前記蛍光体が、４９２ｎｍ〜５６０ｎｍの波長を有する発光ピークを伴って発光する請求項７に記載の蛍光体。
【請求項９】
前記蛍光体組成物の量子効率が８５％以上である請求項７に記載の粒子組成物。
【請求項１０】
光出力を有する発光装置であって、
光源；及び
前記光出力の少なくとも一部をより長波長に変換するように配置された請求項９に記載の蛍光体を有することを特徴とする発光装置。
【請求項１１】
第１の発光エネルギーを有する蛍光体及びより低い発光エネルギーを有する第２の蛍光体を含む２種以上の蛍光体の混合物であって、式：
Ｓｒ１−ｘ３Ｃａｘ３Ｇａ２Ｓ４：Ｅｕ：ｘＧａ２Ｓ３              （Ｉ）
（式中、ｘは０〜約０．２であり、ｘ３は０．０００１〜１である）を有し、ユーロピウム成分の微小量が、効率を高めるのに有効な量のプラセオジムで置換されている第１の蛍光体；及び式：
Ｓｒｘ２Ｃａ１−ｘ２Ｓ：Ｅｕ２＋，Ｙ                            （ＩＩ）
（式中、ｘ２は０〜１．０の数であり、Ｙは、原子形態又はイオン形態の１種以上のハロゲン化物である）を有する第２の蛍光体を含むことを特徴とする蛍光体混合物。
【請求項１２】
ｘが約０．０００１〜約０．２である請求項１１に記載の蛍光体混合物。
【請求項１３】
前記式Ｉの蛍光体のメジアン粒径が２〜４．５μｍである請求項１１に記載の蛍光体混合物。
【請求項１４】
前記第１の蛍光体が、４９２ｎｍ〜５６０ｎｍの波長を有する発光ピークを伴って発光する請求項１１に記載の蛍光体混合物。
【請求項１５】
前記第２の蛍光体が、６０５ｎｍ〜６５０ｎｍの波長を有する発光ピークを伴って発光する請求項１４に記載の蛍光体混合物。
【請求項１６】
前記第２の蛍光体が、６０５ｎｍ〜６５０ｎｍの波長を有する発光ピークを伴って発光する請求項１１に記載の蛍光体混合物。
【請求項１７】
ｘ２が０．３〜０．８の数である請求項１１に記載の蛍光体混合物。
【請求項１８】
光出力を発生する光源；及び
前記光出力の少なくとも一部をより長波長に変換するように配置された請求項１１に記載の蛍光体混合物を有することを特徴とする発光装置。
【請求項１９】
前記光出力の少なくとも一部をより長波長に変換するように配置される１つ又は複数のさらなる蛍光体をさらに備える、請求項１８に記載の発光装置。
【請求項２０】
前記蛍光体が、前記装置の総光出力が白色色度を有するように光出力を充分に変換するように選択されたものである請求項１８に記載の発光装置。
【請求項２１】
前記第２の蛍光体が、光出力を変換して６０５ｎｍ〜６６０ｎｍの波長を有する光を増加させるのに効果的なものである請求項１８に記載の発光装置。
【請求項２２】
前記第１の蛍光体が、光出力を変換して４９２ｎｍ〜５６０ｎｍの波長を有する光を増加させるのに効果的なものである請求項１８に記載の発光装置。
【請求項２３】
第３の蛍光体であって、光出力を変換して５３０ｎｍ〜６１０ｎｍの波長を有する光を増加させるのに効果的なものである第３の蛍光体をさらに含む請求項１８に記載の発光装置。
【請求項２４】
前記光源が２１５ｎｍ〜５１５ｎｍの範囲内の光を発するＬＥＤである請求項１８に記載の発光装置。
【請求項２５】
式：
Ｓｒ１−ｘ３Ｇａｘ３Ｇａ２Ｓ４：Ｅｕ：ｘＧａ２Ｓ３              （Ｉ）
（式中、ｘは０〜約０．２であり、ｘ３は０．０００１〜１である）有する蛍光体であって、ユーロピウム成分の微小量が、効率を高めるのに有効な量のプラセオジムで置換されていることができ、該蛍光体組成物のメジアン粒径が２〜１２μｍである蛍光体の製造方法であって、
該製造方法の製造物中に所望の平均粒径を実現するため適切であるとして選択された条件下でＳｒＳＯ４／ＣａＳＯ４及びＥｕ（ＯＨ）３を析出させること；
該第１の析出工程の製造物と共にＧａ（ＯＨ）３を析出させること；
該第２の析出工程の生成物又はその後に繰り返されるこの工程の製造物を粉砕するサブ工程、及び粉砕された製造物を硫化水素中で焼成するサブ工程の２つのサブ工程を少なくとも１回実行すること；
少なくとも１回、該焼成された製造物をそれが溶けない溶媒中で懸濁させ、該焼成された製造物の一部分を、その第２の部分を懸濁させたまま、沈殿させるための時間を設けること；及び
懸濁された部分又は沈殿された部分の１つ以上の部分中の蛍光体を回収することを含むことを特徴とする蛍光体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、緑色発光蛍光体、赤色発光蛍光体及びこれらの混合物、並びに白色光源に関する。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
本出願は、２００４年７月６日に出願された米国特許出願第６０／５８５，６６４号及び２００４年９月３日に出願された米国特許出願第６０／６０６，９８１号の優先権を主張するものである。
【背景技術】
【０００３】
２価のユーロピウムで活性化されたアルカリ土類金属チオガレート蛍光体は、一般に、青色励起、緑色発光蛍光体である。このタイプの蛍光体は、白色光装置のようなＬＥＤ装置のための優れた色変換器として使用することができる。
【０００４】
このような蛍光体のうち１つは化学量論的組成（ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ）から成り、Peters,「Electrochem. Soc. vol.」(119, 1972, p230)に開示されている。この蛍光体は発光効率が低い。近年、組成式（ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ：ｘＧａ２Ｓ３）を有する非化学量論的なチオガレートベースの蛍光体が、米国特許第６，５４４，４３８号に記載されている。ＳＴＧと呼ばれるこの蛍光体は、約４７０ｎｍの青色光励起を使用して９０％以上の高い発光効率を有する。
【０００５】
蛍光体粉末を用いてＬＥＤ装置を製造する際には、一般的に、蛍光体がＬＥＤからの光を効率的に吸収し、より長い波長で光を再放出するように、粒子状蛍光体の薄膜をＬＥＤチップに被覆することが必要である。蛍光体粉末をＬＥＤチップに塗布するプロセスは、液体ベースのスラリー又は溶融ポリマー中のスラリーのような流状の所与量の蛍光体粉末の送出を伴う。大量のＬＥＤランプを製造するため、精密且つ高速の蛍光体スラリーの送出が重要である。一般的に、このようなプロセスは、粉末の粒子が狭い範囲のサイズ（一般的には、４〜７μｍのサイズ分布）を有すること、又は５〜６μｍのようなそれよりも小さく狭い範囲であることが必要である。このサイズ範囲内の粒子はインクジェット塗布に適している。
【０００６】
発光効率は粒径に依存することがわかっている。より大きい粒子は、より小さい粒子よりも効率的に発光する傾向がある。最も効率的なＳＴＧ蛍光体は、一般的に、５〜９μｍのメジアン粒径を有し、２μｍ又は１μｍ（メジアン）よりも小さいＳＴＧ粒子は許容可能な発光効率を保有しない場合が多い。より高い効率は、粒子を構成する微粒子のサイズを制御することによって、より小さい粒子において達成できることがわかった。メジアン粒径が２〜５μｍである高い効率のＳＴＧ粒子は本発明の方法を用いて分離可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
発光装置の作製では、ストロンチウムチオガレート蛍光体が、より長波長で発光する（低光子エネルギーを意味する）蛍光体と混合され得る。例えば、ＬＥＤが青色光を発する場合、この２種類の蛍光体による青色光の部分変換によって白色光をもたらすことができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
［発明の概要］
本発明の一実施形態によれば、式：
Ｓｒ１−ｘ３Ｇａｘ３Ｇａ２Ｓ４：Ｅｕ：ｘＧａ２Ｓ３              （Ｉ）
（式中、ｘは０〜約０．２（又は約０．０００１〜約０．２）であり、ｘ３は０〜１である）を有する蛍光体であって、ユーロピウム成分の微小量が、効率を高めるのに有効な量のプラセオジムで置換されていることを特徴とする蛍光体蛍光体提供される。
【０００９】
他の実施形態によれば、式：
Ｓｒ１−ｘ３Ｇａｘ３Ｇａ２Ｓ４：Ｅｕ：ｘＧａ２Ｓ３              （I）
（式中、ｘが０〜約０．２（又は約０．０００１〜約０．２）であり、ｘ３が０〜１である）を有する蛍光体であって、ユーロピウム成分の微小量が、効率を高めるのに有効な量のプラセオジムで置換されていてもよく、蛍光体組成物のメジアン粒径が２〜４．５μｍであり、蛍光体組成物の量子効率が８５％以上であり得る蛍光体組成物が提供される。
【００１０】
別の実施形態によれば式：
Ｓｒ１−ｘ３Ｇａｘ３Ｇａ２Ｓ４：Ｅｕ：ｘＧａ２Ｓ３              （Ｉ）
（式中、ｘは０〜約０．２（又は約０．０００１〜約０．２）であり、ｘ３は０〜１である）有する蛍光体であって、ユーロピウム成分の微小量が、効率を高めるのに有効な量のプラセオジムで置換されていることができ、該蛍光体組成物のメジアン粒径が２〜１２μｍである蛍光体の製造方法であって、
該製造方法の製造物中に所望の平均粒径（後記の沈殿工程（１回又は複数回）の後で測定された成果）を実現するため適切であるとして選択された条件下でＳｒＳＯ４／ＣａＳＯ４及びＥｕ（ＯＨ）３を析出させること；
該第１の析出工程の製造物と共にＧａ（ＯＨ）３を析出させること；
該第２の析出工程の生成物又はその後に繰り返されるこの工程の製造物を粉砕するサブ工程、及び粉砕された製造物を硫化水素中で焼成するサブ工程の２つのサブ工程を少なくとも１回実行すること；
少なくとも１回、該焼成された製造物をそれが溶けない溶媒中で懸濁させ、該焼成された製造物の一部分を、その第２の部分を懸濁させたまま、沈殿させるための時間を設けること；及び
懸濁された部分又は沈殿された部分の１つ以上の部分中の蛍光体を回収することを含むことを特徴とする蛍光体の製造方法が提供される。上記の第１の析出は、例えば、水よりも低い極性を有する水溶性有機溶液中で実行することができる。或いは、（又は、付加的に）、第１の析出は界面活性剤を含有する水溶液中で実行してもよい。
【００１１】
さらに別の実施形態では、
光出力；
光源；及び
光源と光出力との間に設けられ波長変換器であって、Ｓｒ１−ｘ３Ｃａｘ３Ｇａ２Ｓ４：Ｅｕ：ｘＧａ２Ｓ３（式中、ｘは０〜約０．２（又は約０．０００１〜約０．２）であり、ｘ３は０〜１である）を含み、ユーロピウム成分の微小量が、効率を高めるのに有効な量のプラセオジムで置換されており、４９２ｎｍ〜５７７ｎｍの波長を有する光出力における光を増加させるのに効果的である波長変換器を有することを特徴とする発光装置がさらに提供される。
【００１２】
また、さらに別の実施形態では、
光出力；
光源；及び
光源と光出力との間に設けられ波長変換器であって、Ｓｒ１−ｘ３Ｃａｘ３ｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ：ｘＧａ２Ｓ３（式中、ｘは０〜約０．２（又は約０．０００１〜約０．２）であり、ｘ３は０〜１である）を含み、ユーロピウム成分の微小量が、効率を高めるのに有効な量のプラセオジムで置換されていることができ、該蛍光体組成物のメジアン粒径が２〜４．５μｍであり、該蛍光体組成物の量子効率が８５％以上であり、４９２ｎｍ〜５７７ｎｍの波長を有する光出力における光を増加させるのに効果的である波長変換器を有することを特長とする発光装置もまた提供される。
【００１３】
さらに、  第１の発光エネルギーを有する蛍光体及びより低い発光エネルギーを有する第２の蛍光体を含む２種以上の蛍光体の混合物であって、式：
Ｓｒ１−ｘ３Ｃａｘ３Ｇａ２Ｓ４：Ｅｕ：ｘＧａ２Ｓ３              （Ｉ）
（式中、ｘは０〜約０．２（又は約０．０００１〜約０．２）であり、ｘ３は０〜１である）を有し、ユーロピウム成分の微小量が、効率を高めるのに有効な量のプラセオジムで置換されている第１の蛍光体；及び式：
Ｓｒｘ２Ｃａ１−ｘ２Ｓ：Ｅｕ２＋，Ｙ                            （ＩＩ）
（式中、ｘ２は０〜１（又は約０．３〜約０．８）の数であり、Ｙは、原子形態又はイオン形態の１種以上のハロゲン化物である）を有する第２の蛍光体を含むことを特徴とする蛍光体混合物を提供する。
【００１４】
なおさらに、光出力を有する発光装置であって、光源；及び光源と光出力との間に設置され、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ：ｘＧａ２Ｓ３（式中、ｘは０〜約０．２（又は約０．０００１〜約０．２）であり、ｘ３は０〜１である）を有する第１の波長変換器であって、ユーロピウム成分の微小量が、効率を高めるのに有効な量のプラセオジムで置換されている第１の波長変換器；及び光源と光出力との間に設置され、Ｓｒｘ２Ｃａ１−ｘ２Ｓ：Ｅｕ２＋，Ｙ（式中、ｘ２は約０〜１（又は約０．３〜約０．８）の数であり、Ｙは、原子形態又はイオン形態の１種以上ハロゲン化物である）を有する第２の波長変換器を有することを特徴とする発光装置を提供する。下記のような第３の波長変換器、又は他の波長変換器が適用されてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
［発明の詳細な説明］
以下の用語は、本出願の目的のため、以下に記載されたそれぞれの意味を有する。
・粒子
粒子は蛍光体の単結晶又は単結晶状成分の凝集体であり得る。
・微粒子
微粒子は蛍光体の単結晶又は単結晶状成分である。
【００１６】
＜緑色発光蛍光体＞
本発明の方法は、第１の蛍光体形成プロセスと第２の分粒プロセスとを含む。
【００１７】
形成プロセスは、例えば、以下の工程を含み得る。
１．（硝酸塩のような）可溶性のストロンチウム塩又はカルシウム塩と、（硝酸塩のような）可溶性の３価のユーロピウム塩との（希硝酸のような）溶液を形成する工程。任意で、少量の３価のプラセオジムが（Ｐｒ６Ｏ１１のような）可溶性塩又は鉱物として添加される。
２．（水酸化アンモニウムによる中和のように）ストロンチウム／カルシウム／ユーロピウム溶液を十分に中和し、同時に（硫酸又は硫酸アンモニウムのような）硫酸塩の供給源を添加する工程。この場合の「同時に」とは、所望の形態の析出物を得るため十分に連動して、という意味である。ストロンチウム／カルシウムは、硫酸塩を形成すると考えられ、中和と共に、以下の（ストロンチウムと思われる）析出物：
Ｓｒ（ＳＯ４）＋Ｅｕ（ＮＯ３）３＋ＮＨ４ＯＨ→ＳｒＳＯ４↓＋Ｅｕ（ＯＨ）３↓＋ＮＨ４ＯＨ
を形成する。析出物の形成は、ユーロピウム水酸化物で被覆された硫酸ストロンチウム微粒子であると考えられる。この析出工程では、粒子内の微粒子のサイズは、析出の或る特定のパラメータを用いて調整可能である。例えば、アセトン又はエタノールのような有機溶媒への水溶性媒体の添加は、溶媒の極性を低下させ、小さい微粒子を有する微粉を生じさせる。ソルビタンモノラウレートのような有機界面活性剤を水溶性媒体中に分散させることにより、非常に小さい微粒子の析出物が得られる。より小さい粒径は、より小さい粒子において高い効率を可能にすると考えられる。このような効率的なより小さい粒子は本発明のプロセスを用いて実現することができる。
３．硝酸塩のような酸可溶性ガリウム塩の第２の溶液を形成する工程。例えば、金属ガリウムは硝酸中で溶解することができる（例えば、一晩かけて）。ガリウム酸化物は硫化物に転換することが困難であるため、その使用はあまり好ましくない。
４．第２の析出は、第１のＳｒ／Ｃａ／Ｅｕ析出の懸濁液と、以下の（ストロンチウムと思われる）式：
Ｓｒ（ＳＯ４）：Ｅｕ：（２．０＋ｘ）Ｇａ（ＯＨ）３
において過剰量ｘのガリウムを与えるため添加されたガリウム溶液との混合後に実行される。析出は、（例えば、アンモニアで）十分に中和することによって、又は、（尿素のような）カオトロピック剤を添加することによって実行される。
５．第２の析出物から生じた微粉は、乾燥、粉砕、硫化水素中で焼成される。焼成は環状炉内の（アルミナボートのような）耐火ボートで行われ得る。適切な焼成は、例えば、８００℃、５時間であり得る。第２の粉砕及び硫化水素下での焼成工程は、均一性を確実にするため適用され得る。適切な第２の焼成は、例えば、９００℃、２時間であり得る。Ｘ線分析は、“ｘ”が組成式（I）で使用されるので、ｘを決定するため使用され得る。
【００１８】
析出で使用するための水混和性（Ｓｒ／Ｅｕ析出のために最終的に構成されるように水溶性溶媒中の混和性を含む）溶媒は、例えば、アルコール及びケトンを含む。
【００１９】
本明細書に記載された中和は、ｐＨ７にならなくても、問題の析出を可能にするために十分に中性（又は、やや塩基性）であればよい。大量の気相を含むプロセスのため本明細書に記載された温度は、問題となっている炉又はその他の反応容器の温度であり、反応物質それ自体の温度ではない。
【００２０】
或る特定の実施形態では、ｘの範囲は、以下の下限（数値自体を含む）のうちの１つから、又は、以下の上限（数値自体を含む）のうちの１つから与えられる。下限は、０、０．０００１、０．００１、０．０１、０．０２、０．０３、０．０４、０．０５、０．０６、０．０７、０．０８、０．０９、０．１、０．１１、０．１２、０．１３、０．１４、０．１５、０．１６、０．１７、０．１８及び０．１９である。上限は、０．０１、０．０２、０．０３、０．０４、０．０５、０．０６、０．０７、０．０８、０．０９、０．１、０．１１、０．１２、０．１３、０．１４、０．１５、０．１６、０．１７、０．１８、０．１９及び０．２である。例えば、範囲は、０．００１〜０．２、又は、０．００１〜０．１であり得る。
【００２１】
或る特定の実施形態では、ｘ３の範囲は、以下の下限（数値自体を含む）のうちの１つから、又は、以下の上限（数値自体を含む）のうちの１つから与えられる。下限は、０、０．０００１、０．００１、０．０１、０．０２、０．０３、０．０４、０．０５、０．０６、０．０７、０．０８、０．０９、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８及び０．９である。上限は、０．０１、０．０２、０．０３、０．０４、０．０５、０．０６、０．０７、０．０８、０．０９、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９及び１である。
【００２２】
プラセオジムが組成物中に存在するとき、プラセオジムは、蛍光体の量子効率を高めるのに効果的な量で、ユーロピウムの少量を置換する。この量は、例えば、ユーロピウムの０．００１モル％〜１０モル％又は、０．０５モル％〜４モル％である。或る特定の実施形態では、この割合の範囲は、以下の下限（数値自体を含む）のうちの１つから、又は、以下の上限（数値自体を含む）のうちの１つから与えられる。下限は、０．００１、０．００５、０．０１、０．０２、０．０３、０．０５、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、１．２、１．４、１．６、１．８、２．０、３．２、３．４、３．６、３．８、５、６、７、８及び９モル％である。上限は、０．００５、０．０１、０．０２、０．０３、０．０５、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、１．２、１．４、１．６、１．８、２．０、３．２、３．４、３．６、３．８、４．０、５、６、７、８、９及び１０モル％である。
【００２３】
或る特定の実施形態では、メジアン径の範囲は、以下の下限（数値自体を含む）のうちの１つから、又は、以下の上限（数値自体を含む）のうちの１つから与えられる。下限は、２．０、２．５、３．０、３．５、４．０、４．５、５．０、５．５、６．０、６．５、７．０、７．５、８．０、８．５、９．０、９．５、１０．０、１０．５、１１．０及び１１．５である。上限は、２．５、３．０、３．５、４．０、４．５、５．０、５．５、６．０、６．５、７．０、７．５、８．０、８．５、９．０、９．５、１０．０、１０．５、１１．０、１１．５及び１２．０である。
【００２４】
或る特定の実施形態では、波長変換器によって増大される光の波長の範囲は、以下の下限（数値自体を含む）のうちの１つから、又は、以下の上限（数値自体を含む）のうちの１つから与えられる。下限は、４９２、４９３、４９４、４９５、４９６、４９７、４９８、４９９、５００、５０１、５０２、５０３、５０４、５０５、５０６、５０７、５０８、５０９、５１０、５１１、５１２、５１３、５１４、５１５、５１６、５１７、５１８、５１９、５２０、５２１、５２２、５２３、５２４、５２５、５２６、５２７、５２８、５２９、５３０、５３１、５３２、５３３、５３４、５３５、５３６、５３７、５３８、５３９、５４０、５４１、５４２、５４３、５４４、５４５、５４６、５４７、５４８、５４９、５５０、５５１、５５２、５５３、５５４、５５５、５５６、５５７、５５８、５５９、５６０、５６、５６２、５６３、５６４、５６５、５６６、５６７、５６８、５６９、５７０、５７１、５７２、５４３、５７４、５７５及び５７６ｎｍである。上限は、４９３、４９４、４９５、４９６、４９７、４９８、４９９、５０１、５０２、５０３、５０４、５０５、５０６、５０７、５０８、５０９、５１０、５１１、５１２、５１３、５１４、５１５、５１６、５１７、５１８、５１９、５２０、５２１、５２２、５２３、５２４、５２５、５２６、５２７、５２８、５２９、５３０、５３１、５３２、５３３、５３４、５３５、５３６、５３７、５３８、５３９、５４０、５４１、５４２、５４３、５４４、５４５、５４６、５４７、５４８、５４９、５５０、５５１、５５２、５５３、５５４、５５５、５５６、５５７、５５８、５５９、５６０、５６、５６２、５６３、５６４、５６５、５６６、５６７、５６８、５６９、５７０、５７１、５７２、５４３、５７４、５７５、５７６及び５７７ｎｍである。
【００２５】
或る特定の実施形態では、蛍光体の量子効率は、８５％、８６％、８７％、８８％、８９％、又は、それ以上である。
【００２６】
＜赤色発光蛍光体＞
本発明は、組成式
Ｓｒｘ２Ｃａ１−ｘ２Ｓ：Ｅｕ２＋，Ｙ                            （ＩＩ）
（式中、ｘ２は０〜１（例えば、約０．３〜０．８等）の数であり、Ｙは、その原子又はイオンいずれかの形態の１つ又は複数のハロゲンである）を有する赤色ストロンチウム−カルシウム硫化物蛍光体、及びその製造方法に関する。これら蛍光体は、９５％までの高い量子効率を有する。これらの発光体は、光をエレクトロルミネセント装置から種々の波長の異なる発光に変化させるか、又は変換するのに有用である。
【００２７】
ホスト結晶であるＳｒｘ２Ｃａ１−ｘ２Ｓは固溶体であり、Ｓｒ：Ｃａ比を任意に変化させ得る。この物質の発光スペクトルは、そのピークが、ストロンチウム／カルシウム比の変化に伴って、一般的に６０５〜６７０ｎｍの間でシフトする。
【００２８】
或る特定の実施形態では、第２の波長変換器によって増大される光の波長の範囲は、以下の下限（数値自体を含む）のうちの１つから、又は、以下の上限（数値自体を含む）のうちの１つから与えられる。下限は、６０５、６０６、６０７、６０８、６０９、６１０、６１１、６１２、６１３、６１４、６１５、６１６、６１７、６１８、６１９、６２０、６２１、６２２、６２３、６２４、６２５、６２６、６２７、６２８、６２９、６３０、６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２、６４３、６４４、６４５、６４６、６４７、６４８、６４９、６５０、６５１、６５２、６５３、６５４、６５５、６５６、６５７、６５８、６５９、６６０、６６１、６６２、６６３、６６４、６６５、６６６、６６７、６６８及び６６９ｎｍである。上限は、６０６、６０７、６０８、６０９、６１０、６１１、６１２、６１３、６１４、６１５、６１６、６１７、６１８、６１９、６２０、６２１、６２２、６２３、６２４、６２５、６２６、６２７、６２８、６２９、６３０、６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２、６４３、６４４、６４５、６４６、６４７、６４８、６４９、６５０、６５１、６５２、６５３、６５４、６５５、６５６、６５７、６５８、６５９、６６０、６６１、６６２、６６３、６６４、６６５、６６６、６６７、６６８、６６９及び６７０ｎｍである。
【００２９】
或る特定の実施形態では、ｘ２の範囲は、以下の下限（数値自体を含む）のうちの１つから、又は、以下の上限（数値自体を含む）のうちの１つから与えられる。下限は、０．３、０．３５、０．４、０．４５、０．５、０．５５、０．６、０．６５、０．７及び０．７５である。上限は、０．３５、０．４、０．４５、０．５、０．５５、０．６、０．６５、０．７、０．７５及び０．８である。
【００３０】
或る特定の実施形態では、ｘ２の範囲は、以下の下限（数値自体を含む）の１つから、又は、以下の上限（数値自体を含む）の１つから与えられる。下限は、０、０．０００１、０．０００５、０．００１、０．００５、０．０１、０．０２、０．０３、０．０４、０．０５、０．０６、０．０７、０．０８、０．０９、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８及び０．９である。上限は、０．０１、０．０２、０．０３、０．０４、０．０５、０．０６、０．０７、０．０８、０．０９、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、０．９５、０．９７、０．９８、０．９９、０．９９５、０．９９９、０．９９９５、０．９９９９及び１である。
【００３１】
本発明の赤色蛍光体を緑色蛍光体及び青色ＬＥＤと組み合わせることにより、フルカラーの白色光が得られ得る。
【００３２】
これらの赤色蛍光体は、
ａ）  ストロンチウム及びカルシウムの硫酸塩の混合物を形成すること；
ｂ）  酸化ユーロピウムの溶液を硫酸塩沈殿物に添加すること；
ｃ）  固体を、約９００℃の温度までフォーミングガス雰囲気中で焼成すること；
ｄ）  約１，０００℃の温度まで硫化水素雰囲気中で焼成し、硫酸塩を対応する硫化物に変換すること；
ｅ）  適量のハロゲン化物活性剤を添加すること；及び
ｆ）  工程ｅ）の混合物を約１，１００℃まで窒素雰囲気中で焼成すること
により製造される。
【００３３】
本発明の蛍光体は、青色光ＬＥＤ又は他のエレクトロルミネセント装置の放射線によって効率的に励起し、赤色発光をもたらし得て、適切な蛍光体を組み合わせて、フルカラーの白色光をもたらし得る。
【００３４】
本発明のカルシウム−ストロンチウム硫化物蛍光体は、所望量のカルシウム及びストロンチウム硫酸塩を組み合わせることにより製造することができる。
【００３５】
硫酸カルシウムは、可溶性塩溶液（例えば、炭酸カルシウムのもの）を形成すること、対応する硫酸塩を硫酸により沈殿させること、液体をデカントすること、過剰の酸を除去するために硫酸塩をリンス処理すること、及び沈殿物を乾燥させることにより製造することができる。
【００３６】
乾燥後、硫酸カルシウム及び硫酸ストロンチウムを活性剤としての酸化ユーロピウムと組み合わせ、硝酸に溶解させる。活性剤は、不溶性硫酸塩を用いてスラリー状にし、当該スラリーを約１００℃で１２〜２４時間乾燥させる。
【００３７】
混合物を約９００℃の温度のフォーミングガス中で焼成し、それで約６時間保持する。次いで、固形物を硫化水素雰囲気中で約１，０００℃の温度まで焼成し、硫酸塩から硫化物塩を形成する。所望量のハロゲン化物、すなわち、フッ素、塩素、臭素及び／又はヨウ素を添加し、温度を約１，１００℃まで窒素中で上昇させる。蛍光体を冷却後、これを、粉砕して粉末にしてもよい。
【００３８】
本発明の蛍光体とともに使用することのできる他の赤色発光蛍光体としては、これらに限定されないが、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋，Ｃｅ３＋；Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋，Ｓｂ２＋；Ｃａ２ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋；Ｂａ２ＳｉＯ４：Ｃｅ２＋，Ｌｉ＋，Ｍｎ２＋；ＳｒＳ：Ｅｕ２＋，Ｃｌ−；ＭｇＢａＰ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋；ＣａＳ：Ｅｕ２＋，Ｃｌ−；ＺｎＧａ２Ｓ４Ｍｎ；６ＭｇＯ・Ａｓ２Ｏ５Ｍｎ４＋が挙げられる。
【００３９】
＜黄色発光蛍光体＞
第３の波長変換器として使用するのに適切な蛍光体は、当業者に既知である。そのようなものとしては、米国特許第６，７８３，７００号（参考のため、その全体が本明細書中に取り込まれる）に記載されたものが挙げられる。さらに、式Ｉ（Ｐｒでの置換の有無）を有する適切に選択された蛍光体、特に、２００４年４月１５日に出願されたＰＣＴ出願ＷＯ２００４ＵＳ１１９２７（これも、参考のために、その全体が本明細書中に取り込まれる）に記載されたものが挙げられる。
【００４０】
或る特定の実施形態では、波長変換器によって増大される光の波長の範囲は、以下の下限（数値自体を含む）のうちの１つ又は以下の上限（数値自体を含む）のうちの１つから与えられる。下限は、５３０ｎｍで波長６０９ｎｍまで（例えば、１ｎｍきざみ）である。上限は、６１１ｎｍで波長６１０ｎｍまで（例えば、１ｎｍきざみ）である。例えば、この範囲は、５３０〜６１０ｎｍ又は５７０〜５８０ｎｍであり得る。
【００４１】
＜概要＞
照明装置に使用する場合、蛍光体は、一次光源、例えば、３００〜４２０ｎｍの波長を発光する半導体光源、又は二次光、例えば、同じ波長範囲で発光する他の蛍光体（１種以上）の発光による光によって励起され得ることが認識されるであろう。励起光が、本発明の蛍光体に関して二次的である場合、励起誘導光は、関連する光源である。本発明の蛍光体を使用する装置としては、蛍光体により生成した光を、装置内部（例えば、一次光源等）でなく光出力に指向させるミラー（例えば、誘電ミラー等）が挙げられる。
【００４２】
半導体光源は、或る特定の実施形態では、３００ｎｍ以上、３０５ｎｍ以上、又は３１０ｎｍ以上等の光を５ｎｍきざみで４００ｎｍ以上まで発光し得る。半導体光源は、或る特定の実施形態では、４２０ｎｍ以下、４１５ｎｍ以下、又は４１０ｎｍ以下等の光を５ｎｍきざみで３５０ｎｍ以下まで発光し得る。
【００４３】
蛍光体粒子を、結合剤又は固化剤、分散剤（すなわち、光散乱材料）、充填剤等とともに照明装置内に分散させてもよい。結合剤は、例えば、光硬化性ポリマー、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、ガラス、石英等であり得る。蛍光体は、結合剤中に、本技術分野で既知の方法によって分散し得る。例えば、ある場合には、蛍光体を溶媒中に懸濁し、ポリマーを懸濁し、溶媒中に溶解又は部分的に溶解し、スラリーを照明装置上に分散させ、溶媒を蒸発させることができる。ある場合には、蛍光体を液体の予備硬化前駆物質を樹脂に懸濁し、スラリーを分散させ、ポリマーを硬化させることができる。硬化は、例えば、加熱、ＵＶ、又は前駆物質に混合された硬化剤（例えば、フリーラジカル開始剤等）によるものであり得る。すなわち、別の例では、結合剤を加熱により液状化し、スラリーを形成し、スラリーを分散させ、そのままその場で固化させることができる。分散剤としては、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム、二酸化ケイ素等が挙げられる。
【００４４】
本発明の照明装置には、励起エネルギーをもたらすため、又は別の系を励起させて蛍光体に励起エネルギーを提供するためのいずれかで、半導体光源、例えば、ＬＥＤが用いられる。本発明を用いる装置としては、例えば、白色光発生照明装置、インジゴ光発生照明装置、青色光発生照明装置、緑色光発生照明装置、黄色光発生照明装置、オレンジ色光発生照明装置、ピンク色光発生照明装置、赤色光発生照明装置、又は本発明の蛍光体の色度と１つ又は複数の第２の光源の色度との間の線によって規定される出力色度を有する照明装置が挙げられ得る。車両用のヘッドライト又は他のナビゲーション光は、本発明の装置を用いて作製され得る。当該装置は、小型の電子装置、例えば、携帯電話及びＰＤＡ用の出力インジケータであってもよい。また、照明装置は、携帯電話、ＰＤＡ及びラップトップコンピュータの液晶ディスプレイのバックライトであり得る。適切な電源が与えられれば、室内照明器具は、本発明の装置を基部とし得る。照明装置の温覚(warmth)（すなわち、黄色／赤色色度の量）は、第２の光源からの光に対する本発明の蛍光体からの光の比率を選択することにより調整し得る。
【００４５】
好適な半導体光源は、蛍光体を励起する光、又は順番に本発明の蛍光体を励起する蛍光体を励起する光をもたらす任意のものである。このような半導体光源は、例えば、Ｇａ−Ｎ型半導体光源、Ｉｎ−Ａｌ−Ｇａ−Ｎ型半導体光源等であり得る。一部の実施形態では、青色又は近ＵＶ発光半導体光源が使用される。
【００４６】
少なくとも２つの異なる蛍光体が用いられた半導体光源は、蛍光体を別々に分散させ、蛍光体を一緒に１つのマトリックス中に分散させる代わりに、蛍光体層を重ね合わせるのに有用であり得る。このような積層は、複数の色変換プロセスによって最終光発光の色を得るために使用され得る。例えば、光発光プロセスは、第１の蛍光体による半導体光源の光発光の吸収、第１の蛍光体による光発光、第２の蛍光体による第１の蛍光体の光発光の吸収、及び第２の蛍光体による光発光である。
【００４７】
図３は、半導体光源の例示的な層構造示す。青色半導体光は、基材Ｓｂ、例えばサファイア基材を含む。例えば、緩衝層Ｂ、ｎ型接触層ＮＣｔ、ｎ型クラッド層ＮＣｄ、多重量子井戸活性層ＭＱＷ、ｐ型クラッド層ＰＣｄ、及びｐ型接触層ＰＣｔが、この順に、窒化物半導体層として形成されている。これらの層は、例えば、有機金属化学蒸着（ＭＯＣＶＤ）によって基材Ｓｂ上に形成され得る。その後、光透過性電極ＬｔＥをｐ型接触層ＰＣｔの表面全体に形成し、ｐ電極ＰＥｌを光透過性電極ＬｔＥ上の一部に形成し、ｎ電極ＮＥｌをｎ型接触層ＮＣｔ上の一部に形成する。これらの層は、例えば、スパッタリング又は真空蒸着によって形成され得る。
【００４８】
緩衝層Ｂは、例えば、ＡｌＮから成り、ｎ型接触層ＮＣｔは、例えば、ＧａＮから成り得る。
【００４９】
ｎ型クラッド層ＮＣｄは、例えば、ＡｌｒＧａ１−ｒＮ（式中、０≦ｒ＜１）から成り、ｐ型クラッド層ＰＣｄは、例えば、ＡｌｑＧａ１−ｑＮ（式中、０＜ｑ＜１）から成り、ｐ型接触層ＰＣｔは、例えば、ＡｌＳＧａ１−ＳＮ（式中、０≦ｓ＜１及びｓ＜ｑ）から成り得る。ｐ型クラッド層ＰＣｄのバンドギャップはｎ型クラッド層ＮＣｄのバンドギャップより大きくなる。ｎ型クラッド層ＮＣｄ及びｐ型クラッド層ＰＣｄは、各々、単一組成の構成を有してもよく、又は、１０ｎｍ（１００オングストローム）以下の厚さを有し、組成が互いに異なる上記の窒化物半導体層が、超格子構造が提供されるように互いの上部に積層するような構成を有してもよい。層の厚さは、１０ｎｍ（１００オングストローム）以下である場合、層内での亀裂又は結晶欠陥の発生が抑制され得る。
【００５０】
多重量子井戸活性層ＭＱＷは、複数のＩｎＧａＮ井戸層及び複数のＧａＮバリア層で構成され得る。井戸層及びバリア層は、超格子構造が構成されるように、１０ｎｍ（１００オングストローム）以下、好ましくは、６〜７ｎｍ（６０〜７０オングストローム）の厚さを有し得る。ＩｎＧａＮの結晶は、他のアルミニウム含有窒化物半導体（例えば、ＡｌＧａＮ等）よりも軟質であるため、活性層ＭＱＷを構成する層におけるＩｎＧａＮの使用は、すべての積層窒化物半導体層が亀裂を起こしにくいという利点を提供し得る。多重量子井戸活性層ＭＱＷはまた、複数のＩｎＧａＮ井戸層及び複数のＡｌＧａＮバリア層で構成され得る。すなわち、多重量子井戸活性層ＭＱＷは、複数のＡｌＩｎＧａＮ井戸層及び複数のＡｌＩｎＧａＮバリア層で構成され得る。この場合、バリア層のバンドギャップエネルギーは、井戸層のバンドギャップエネルギーよりも大きくなり得る。
【００５１】
反射層を、多重量子井戸活性層ＭＱＷの基材Ｓｂ側、例えば、ｎ型接触層ＮＣｔの緩衝層Ｂ側上に設けてもよい。また、反射層を、基材Ｓｂ上に積層された多重量子井戸活性層ＭＱＷから遠い基材Ｓｂの表面上に設けてもよい。反射層は、活性層ＭＱＷから発する光に対して最大反射率を有し、例えば、アルミニウムから成るか、又は薄いＧａＮ層の多層構造を有し得る。反射層を設けることにより、活性層ＭＱＷから発する光の反射層からの反射が可能になり、活性層ＭＱＷから発する光の内部吸収が低減され、上方への光出力の量が増加して、光源のマウント(mount)上への光の入射が低減され、劣化が抑制され得る。
【００５２】
図１〜２に、一部の例示的なＬＥＤ−蛍光体構造を示す。図１は、発光装置１０を示し、これは、リード２によって電力供給されるＬＥＤチップ１を有し、ＬＥＤチップと光出力６との間に固定される蛍光体含有物質４を有する。反射体４は、光出力を集光させる機能を果たし得る。透明なエンベロープ５は、ＬＥＤ及び蛍光体を環境から隔離及び／又はレンズを提供し得る。図２の照明装置２０は、複数のＬＥＤチップ１１、リード１２、補助リード１２’、蛍光体含有物質１４、及び透明なエンベロープ１５を有する。
【００５３】
半導体光源からの光が、蛍光体との相互作用によって管理されるように、蛍光体を半導体光源と関連付けるあらゆる数の方法が存在することは、当業者に理解されよう。米国特許出願公開第２００４／０１４５２８９号及び同第２００４／０１４５２８８号には、蛍光体が半導体光源の光出力から離れて配置される照明装置が示されている。さらに、米国特許出願公開第２００４／０１４５０３０７号及び同第２００４／０１５９８４６には、これらに限定されないが、本発明において使用することができる照明装置が示されている。
【００５４】
半導体光源を基部とする白色光装置は、例えば、オーディオシステム、家庭用電化製品、測定機器、医療器具等のディスプレイ部分に、所定のパターン又はグラフ設計図を表示するための自己発光型ディスプレイにおいて使用することができる。また、このような半導体光源を基部とする光装置は、例えば、ＬＣＤディスプレイ、プリンターヘッド、ファクシミリ、コピー機等のバックライトの光源として使用することができる。
【００５５】
本発明の蛍光体と混合し得るさらなる蛍光体のうち、いくつかの有用であると考えられるものとしては、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋（ＹＡＧ）、Ｌｕ３Ｇａ２（Ａ１Ｏ４）３：Ｃｅ３＋；Ｌａ３Ｉｎ２（Ａ１Ｏ４）３：Ｃｅ３＋；Ｃａ３Ｇａ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋；Ｓｒ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｔｂ３＋；ＢａＹＳｉＡ１Ｏ１２：Ｃｅ３＋；ＣａＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋；ＳｒＣａＳｉＯ４：Ｅｕ２＋；ＺｎＳ：Ｃｕ，ＣａＳｉ２Ｏ２Ｎ：Ｅｕ２＋；ＳｒＳｉ２Ｏ２Ｎ：Ｅｕ２＋；ＳｒＳｉＡｌ２Ｏ３Ｎ２：Ｅｕ２＋；Ｂａ２ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋；Ｂａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋；Ｌａ２Ｏ３．１１Ａｌ２Ｏ３Ｍｎ２＋；Ｃａ８Ｍｇ（ＳｉＯ４）４Ｃｌ４：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋；（ＣａＭ）（Ｓｉ，Ａｌ）１２（Ｏ，Ｎ）１６：Ｅｕ２＋，Ｔｂ３＋，Ｙｂ３＋；ＹＢＯ３：Ｃｅ３＋：Ｔｂ３＋；ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋；（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）（Ａｌ，Ｇａ）２Ｓ４：Ｅｕ２＋；ＢａＣａＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ２＋；（ＳｒＢａ）３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋；（ＳｒＢａ）２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ２＋；（ＳｒＢａ）２Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ２＋；ＬａＳｉ３Ｎ５：Ｃｅ３＋；（ＢａＳｒ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋；及びＣａＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋が挙げられる。
【００５６】
大量の気相を伴うプロセスに関して本明細書に記載の温度は、問題になっている炉又は他の反応容器のものであって、反応体自体のものではない。
【００５７】
「白色」光は、本技術分野で既知であり、十分に公開された或る一定の色度値の光である。
【００５８】
〔実施例〕
以下の実施例は、本発明をさらに説明するものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００５９】
（調整剤を用いない蛍光体形成）
蛍光体形成プロセスの１つの例示的な工程は以下の通りであった。
１．Ｅｕ３＋／Ｓｒ２＋溶液の調製：１．４０８グラムのＥｕ２Ｏ３を２００ｍＬの希硝酸中に溶解した。その溶液に２８．３４グラムのＳｒＣＯ３を徐々に添加した。硝酸は必要に応じて添加した。０．６ｍＬの０．０１Ｍ Ｐｒ６Ｏ１１溶液をこの系に添加した。脱イオン水を３００ｍＬになるまで添加した。
２．硫酸塩溶液の調製：６０グラムの（ＮＨ４）２ＳＯ４を３００ｍＬの溶液にするため、２７０ｍＬの脱イオン水中に溶解した。
３．ＳｒＳＯ４微粉の析出：工程２で調製した硫酸塩溶液を、工程１の溶液に１０分間に亘って撹拌しながら添加してＳｒＳＯ４微粉を形成した。ｐＨは２．２に調整した。
４．Ｇａ溶液の調製：２８．７２グラムのガリウム金属を２００ｍＬの濃硝酸中に溶解した。溶液は硝酸が蒸気を発生する（及び、調製物が茶色がかる）まで加温した。溶液を室温まで冷却し、一晩放置した。この一晩の放置後、溶液は透明な緑色となった。溶液を、黄色になり次に透明になるまで加熱した。脱イオン水を、５００ｍＬ溶液を作るために添加した。ｐＨを、水酸化アンモニウム（約４０ｍＬ）を用いて２．０２にし、その後、６００ｍＬになるまで脱イオン水を添加した。
５．Ｇａ（ＯＨ）３の析出：工程４で調製したＧａ溶液を工程３からの懸濁液に添加し、ｐＨを７．０に調整した。懸濁液を１７時間室温で撹拌し、次に、２時間放置した。白色微粉からなる生成物を濾過した。
６．粉末をアセトンで洗い流し、次いで、粉末を回収するためのもう１回の濾過の前に１，４００ｍＬのアセトンを用いて１時間にわたって５０℃で撹拌した。粉末を乾燥した。
７．粉末を５時間ボールミルで微粉砕し、濾過し、一晩かけて乾燥した。
８．粉末をＨ２Ｓガス中で５時間にわたって８００℃で焼成した。室温まで冷却した後、粉末を４０分間微粉砕した（又はボールミル粉砕でもよい）。
９．蛍光体をＨ２Ｓガス中で２時間にわたって９００℃で再度焼成した。
【００６０】
このサンプルのＸ線粉末回折データは、一方がＳｒＧａ２Ｓ４であり、他方がＧａ２Ｓ３である２つの結晶相の共存を示した。堀場製作所製のＣＡＰＡ−７００粒度分布測定装置で測定されたメジアン径は４．６６μｍであり、粒径は１〜８．５μｍの間であった。量子効率は４５０ｎｍ励起である５３７ｎｍの発光バンドを使用して、８９％であることが測定された。
【実施例２】
【００６１】
（有機調整剤を用いた蛍光体形成）
蛍光体形成プロセスの１つの例示的な工程は以下の通りであった。
１．Ｅｕ３＋／Ｓｒ２＋溶液の調製：２．８１５グラムのＥｕ２Ｏ３を４００ｍＬの希硝酸中に溶解した。５６．６９グラムのＳｒＣＯ３をその溶液にゆっくり添加した。追加の硝酸は必要に応じて添加した。１．２ｍＬの０．０１Ｍ Ｐｒ６Ｏ１１溶液をこの系に添加した。脱イオン水を６００ｍＬの溶液となるまで添加した。次に、６００ｍＬのエチルアルコールを１，２００ｍＬになるまで添加した。
２．硫酸溶液の調製：５０ｍＬの９７％濃硫酸を３００ｍＬの脱イオン水で希釈した。
３．ＳｒＳＯ４微粉の析出：工程２で調製した硫酸溶液を、工程１で調製したＥｕ３＋／Ｓｒ２＋溶液に１０分間撹拌しながら添加し、ＳｒＳＯ４微粉を生成した。ｐＨを１．３に調整した。
４．Ｇａ溶液の調製：５７．１７グラムのガリウム金属を４００ｍＬの濃硝酸中に溶解した。溶液を硝酸が発煙する（茶色がかる）まで加温した。溶液を室温まで冷却し、一晩放置された後、溶液は透明な緑色となった。溶液は、黄色になり次に透明になるまで、加熱した。脱イオン水を１，０００ｍＬ溶液になるまで添加した。ｐＨを、水酸化アンモニウム（約８０ｍＬ）を用いて１．２に調整し、その後、脱イオン水を１，２００ｍＬになるまで添加した。
５．工程４で調製しＧａ溶液を、工程３で得られた懸濁液に強力に撹拌しながら添加した。エチルアルコールを３．４Ｌの総体積になるまで懸濁液に添加した。ｐＨを７．０に調整した。懸濁液を２時間撹拌し、その後、一晩放置した。上澄みをデカントし、粉末を濾過した。粉末をアセトンで数回洗浄した。粉末を５５℃で一晩かけて乾燥した。
６．粉末を５時間にわたってアルミナボールを用いてアセトン中でボールミル粉砕し、次に濾過し、一晩かけて乾燥した。
７．粉末をＨ２Ｓガス中で５時間にわたって８００℃で、前駆物質として焼成した。焼成した蛍光体生成物を粉砕した。
８．蛍光体をＨ２Ｓガス中で１時間にわたって９００℃で再焼成した。
【００６２】
この蛍光体サンプルのＸ線粉末回折データは、一方がＳｒＧａ２Ｓ４であり、他方がＧａ２Ｓ３である２つの結晶相の共存を示した。堀場製作所製のＣＡＰＡ−７００粒度分布測定装置で測定した粒径は１〜７μｍの間であり、平均サイズは３．４０μｍであった。量子効率は４５０ｎｍ励起による５３７ｎｍの発光バンドを使用して、９０％であった。
【実施例３】
【００６３】
（界面活性調整剤あり）
蛍光体形成プロセスの１つの例示的な工程は以下の通りであった。
１．Ｅｕ３＋／Ｓｒ２＋溶液の調製：２．８１５グラムのＥｕ２Ｏ３を４００ｍＬの希硝酸中に溶解した。５６．６９グラムのＳｒＣＯ３をその溶液にゆっくり添加した。追加の硝酸を必要に応じて添加した。１．２ｍＬの０．０１Ｍ Ｐｒ６Ｏ１１溶液をこの系に添加した。脱イオン水を６００ｍＬになるまで添加した。ＳｒＣＯ３重量（１．４ｍＬ）の２重量％のソルビタンモノラウレートを添加した。次に、６００エチルアルコールを１，２００ｍＬになるまで添加した。
２．硫酸塩溶液の調製：１２０グラムの（ＮＨ４）２ＳＯ４を６００ｍＬ溶液とするため５４０ｍＬの脱イオン水中に溶解した。
３．ＳｒＳＯ４微粉の析出：工程２で調製した硫酸塩溶液を、工程１の溶液に１０分間撹拌しながら添加してＳｒＳＯ４微粉が形成した。ｐＨは１．７５に調整した。
４．Ｇａ溶液の調製：５７．５４グラムのガリウム金属を４００ｍＬの濃硝酸中に溶解した。溶液を硝酸が発煙する（茶色がかる）まで加温した。溶液を室温まで冷却し、一晩放置した。この放置後、溶液は透明な緑色となった。溶液を、黄色になり次に透明になるまで加熱した。脱イオン水を１，０００ｍＬになるまで添加した。ｐＨは、水酸化アンモニウム（約８０ｍＬ）を用いて２．０２に調整した。その後、脱イオン水を１，２００ｍＬになるまで添加した。
５．Ｇａ（ＯＨ）３の析出：工程４で調製したＧａ溶液を、工程３からの懸濁液に添加し、ｐＨを７．０に調整した。懸濁液を２時間室温で攪拌し、次いで１５時間放置した。白色微粉を濾過によって回収した。
６．粉末をアセトンで洗い、濾過し、１，４００ｍＬのアセトンと共に１時間にわたって５０℃で混合し、再度濾過した。粉末を乾燥した。
７．粉末を１２時間ボールミルで微粉砕した。
８．粉末をＨ２Ｓガス中で５時間にわたって８００℃で焼成した。室温まで冷却した後、粉末を４０分間微粉砕した（又はボールミル粉砕でもよい）。
９．蛍光体をＨ２Ｓガス中で２時間にわたって９００℃で再度焼成した。
【００６４】
この蛍光体サンプルのＸ線粉末回折データは、一方がＳｒＧａ２Ｓ４であり、他方がＧａ２Ｓ３である２つの結晶相の共存を示した。堀場製作所製のＣＡＰＡ−７００粒度分布測定装置で測定した粒径は１〜１２μｍの間であり、平均サイズは６．８μｍであった。量子効率は、４５０ｎｍ励起による５３７ｎｍの発光バンドを使用して８８％であることが測定された。
【実施例４】
【００６５】
（分粒）
分粒プロセスの１つの例示的な工程は以下の通りであった。
１．ＳＴＧ蛍光体のエチルアルコール懸濁液の調製：１３５グラムのＳＴＧ蛍光体粉末を４５０ｍＬのエチルアルコール中に懸濁した。粉末の粒径は１〜１４μｍの範囲内であり、平均が７．６μｍ（ミクロン）であった。
２．懸濁液を１２分間超音波処理した。
３．懸濁液を３０分間静置した。粉末の一部分は沈殿したが、粉末の別の部分は懸濁状態のままであった。
４．懸濁液を別の容器へ移し、沈殿した部分は粒径の大きい部分として分離した。
５．中間粒径の部分（第２の沈殿部分）及び最も粒径の小さい部分（第２の上澄み）を得るため工程３及び工程４を繰り返した。
【００６６】
３種のサンプルの粒径を堀場製作所製のＣＡＰＡ−７００粒度分布測定装置で測定した。大粒径部分は、平均粒径７．７４μｍ、８４グラム、量子効率９１％であり、中間粒径部分は、４．５８μｍ、量子効率８７％であり、小粒径部分は、２．６７μｍ、量子効率９２％であった。
【実施例５】
【００６７】
（焼成後のボールミル粉砕）
平均粒径が１０．５μｍである一定量のＳＴＧ蛍光体をアセトン中に懸濁する。懸濁液を、次に０．６３５ｃｍ（１／４インチ）ガラス玉を収容するアルミナ製ミリングジャーに入れた。次いで粉砕を４０分間続けた。粉砕後、粉末を５５℃で乾燥した。粒径は７．２μｍ（平均）であることが測定された。粉体化されたサンプルの量子効率は３９％であり、一方、粉体化されていないサンプルの量子効率は９１％であった。粉体化された蛍光体の５００℃で２時間のアニーリングは、部分的に発光効率を４５％まで回復させた。
【実施例６】
【００６８】
（パートＡ．  硫酸カルシウムの調製）
炭酸カルシウム（３００グラム）を水と攪拌し、硝酸を添加して炭酸塩を溶解した。わずかに過剰な炭酸カルシウムを添加し、５以上のｐＨを有する溶液を得た。得られた硝酸カルシウム溶液は、外観が乳状であった。
【００６９】
１．５グラムのマグネシウム金属片を希硝酸で洗浄し、すすぎ処理し、硝酸カルシウム溶液に添加し、金属不純物を除去した。この混合物を攪拌しながら、約８５℃まで加熱し、冷却した。攪拌は一晩継続してもよい。この溶液を透明になるまで濾過した。
【００７０】
１８０ｍＬの硫酸を、この硝酸塩溶液にゆっくりと添加し、硫酸カルシウム塩の沈殿中、攪拌した。混合物を２時間（これは、より長時間でもよい）、約６０℃の温度で攪拌した。
【００７１】
この液をデカントし、固形物を、これが酸無含有となるまで水でリンス処理した。最後にメタノールでリンス処理すると固形物の乾燥が補助され、これは、１００℃の炉内で一晩行なわれた。
【００７２】
（パートＢ．  ストロンチウム−カルシウム硫化物蛍光体の調製）
等モル量（４．７６ｍｏｌ）のパートＡで調製した硫酸カルシウム及び硫酸ストロンチウムを、希硝酸に溶解してスラリー状にした酸化ユーロピウムと合わせた。得られた固形物を粉砕し、一晩オーブン乾燥し、乳鉢及び乳棒で粉砕した。
【００７３】
合わせた塩を、石英ボート内でＮ２／Ｈ２（フォーミングガス）中で焼成し（温度は、１５度／分の速度で約６００℃まで上昇）、約３時間保持した。温度を同じ速度で９００℃まで上げ、約３時間保持した。次いで、固形物を乳鉢及び乳棒で粉砕した。
【００７４】
温度を約２０℃／分の速度で、硫化水素雰囲気中、１，０００℃まで上昇させ、６時間保持した。次いで、固形物を乳鉢及び乳棒で粉砕した。
【００７５】
ハロゲン化物ドーパント（例えば、塩化アンモニウム）を添加し、石英管内で焼成し、Ｕ字型石英管内に入れ、温度を１，１００℃まで、約１時間、窒素中にて２０度／分の速度で上昇させた。固形物を乳鉢及び乳棒で粉砕し、１００メッシュスクリーンにより分級し、乾燥条件下で保存した。
【００７６】
得られた蛍光体はオレンジ色であり、約４．３〜４．８ｇ／ｍｌの粉体密度、ｘ＝０．６００±０．０２５及びｙ＝０．３５０±０．０２５の波長可変(tunable)ＣＩＥ色度座標、＞８０％の波長可変外部量子効率、約６３５〜６４５波長可変発光ピーク（広帯域）、６８ｎｍの半分の高さの帯域幅及び４７５ｎｍの励起ピークを有した。
【００７７】
ＵＳ２００３／０１３２４３３の図１は、蛍光体の発光強度対波長のグラフである。「Ａ」で標示した励起スペクトルを左側に示す。ストロンチウム：カルシウム比が約１０の比から０．１に変化するにつれて、発光の色が黄色から深い赤色に変化する。カルシウム含量が増加するにつれて、励起スペクトルは、その最大位置が長波長側に変化する。
【００７８】
図１（ＵＳ２００３／０１３２４３３）の右側に示されている発光スペクトルは、カルシウム含量が増加するにつれて、ピークが６１８ｎｍから６５５ｎｍにシフトしている。「１」で標示したピークは、０．８：０．２のＳｒ：Ｃａ比を有する蛍光体である。
【００７９】
「２」で標示したピークは０．７５：０．２５のＳｒ：Ｃａ比を有する蛍光体である。
【００８０】
「３」で標示したピークは０．５０：０．５０のＳｒ：Ｃａ比を有する蛍光体である。
【００８１】
「４」で標示したピークは０．２５：０．７５のＳｒ：Ｃａ比を有する蛍光体である。
【００８２】
「５」で標示したピークは０．２０：０．８０のＳｒ：Ｃａ比を有する蛍光体である。
【実施例７】
【００８３】
実施例６の手順に従って、式Ｓｒ０．７５Ｃａ０．２５：Ｅｕ０．０７５Ｃｌを有する蛍光体を作製した。
【００８４】
塩化物含量を変化させ、その効果を図２（ＵＳ２００３／０１３２４３３）に示す。図２（ＵＳ２００３／０１３２４３３）は、発光強度対この蛍光体の波長のグラフである。「１」で標示したスペクトル曲線は、１．５％の塩化物含量を有する蛍光体のものである。「２」で標示したスペクトル曲線は、０．５％の塩化物含量を有する蛍光体のものである。「３」で標示したスペクトル曲線は、塩化物を有しない蛍光体のものである。塩化物含量が減少するにつれて、発光強度は低下することがわかる。
【００８５】
本明細書において引用した各刊行物及び参考文献（特許及び特許出願を含むがそれらに限定されない）は、個々の刊行物又は参考文献のそれぞれが完全に列挙されたものとして本明細書に参照として援用されることが具体的且つ個別に示される場合と同様に、引用された部分の全体がそのまま参照として本明細書に援用される。本出願が優先権を主張するあらゆる特許出願も、刊行物及び参考文献に関して既に説明したように、同様に参照として本明細書に援用される。
【００８６】
本発明は好ましい実施形態に重点を置いて記載されているが、当業者に明らかであるように、好ましい装置及び方法の変形形態が使用されてもよく、本明細書に特に記載されていなければその本発明が実施されることが意図されている。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲によって規定された発明の精神及び範囲に含まれるすべての変更形態を包含する。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】発光装置を示す図である。
【図２】発光装置を示す図である。
【図３】近ＵＶ発光半導体光源の例示的な層構造を示す図である。
【図１】
2008506011.tif 000002
【図２】
2008506011.tif 000003
【図３】
2008506011.tif 000004
【国際調査報告】
2008506011.tif 000005