(57)【要約】【課題】カラー表現特性及び発光効率を向上させた緑色発光体組成物を提供する。【解決手段】本発明は、緑色発光体組成物およびその製造工程に関するが、ここでこの発光体組成物はＭ（Ｔｂ１−ｘＬａｘ）４Ｓｉ３Ｏ１３の化学式で表され、ここでＭはＣａおよびＳｒの少なくとも１を含み、０＜ｘ＜１であり、そして、適切な割合にて混合し、高温にて酸素含有雰囲気内で焼成することにより得られる。この製造された発光体組成物が３７８ｎｍの波長の近紫外光にて励起されると、５４１ｎｍの所にその主ピークを有する緑色光が放出されるが、そのＣＩＥ座標のｘ値およびｙ値は、それぞれ（０．３４−０．３７）および（０．５２−０．５５）の範囲内である。この発光体組成物を生成する方法は、この成分粉末を計量および混合するステップと、そして酸素含有雰囲気内で高温にて焼成して発光体組成物を生成するステップと、を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
緑色発光体組成物であって、珪酸塩の陰イオンと、２価元素の陽イオンと、ＴｂおよびＬａから成る一群から選択される３価元素の混合物を含む、緑色発光体組成物。
【請求項２】
Ｍ（Ｔｂ１−ｘＬａｘ）４Ｓｉ３Ｏ１３の化学式で表され、ここでＭはＣａおよびＳｒの少なくとも１つから構成され、０＜ｘ＜１である、緑色発光体組成物。
【請求項３】
Ｔｂ３＋対Ｌａ３＋のモル比は、Ｔｂ３＋の０．２−０．２５モル対Ｌａ３＋の０．７５−０．８モルである、請求項１あるいは２に記載の緑色発光体組成物。
【請求項４】
Ｔｂ３＋対Ｌａ３＋のモル比は、Ｔｂ３＋の０．２モル対Ｌａ３＋の０．８モルである、請求項１あるいは２に記載の緑色発光体組成物。
【請求項５】
緑色発光体組成物の製造工程であって、Ｃａおよび／またはＳｒの２価イオンと、珪酸塩と、３価元素ＴｂおよびＬａの酸化物とを適切な割合にて混合するステップと、次に、高温にて酸素含有雰囲気内で焼成するステップと、を含む、緑色発光体組成物の製造工程。
【請求項６】
前記緑色発光体組成物は、Ｍ（Ｔｂ１−ｘＬａｘ）４Ｓｉ３Ｏ１３の化学式で表され、ここでＭはＣａおよびＳｒの少なくとも１つから構成され、０＜ｘ＜１である、請求項５に記載の緑色発光体組成物の製造工程。
【請求項７】
Ｔｂ３＋対Ｌａ３＋のモル比は、Ｔｂ３＋の０．２−０．２５モル対Ｌａ３＋の０．７５−０．８モルである、請求項５に記載の緑色発光体組成物の製造工程。
【請求項８】
Ｔｂ３＋対Ｌａ３＋のモル比は、Ｔｂ３＋の０．２モル対Ｌａ３＋の０．８モルである、請求項５に記載の緑色発光体組成物の製造工程。
【請求項９】
前記混合するステップの後、そして、前記焼成するステップの前に、前記混合物を均一な粉末に粉砕するステップをさらに含む、請求項５に記載の緑色発光体組成物の製造工程。
【請求項１０】
前記焼成ステップは、空気中で１３００−１４００℃にて８−１２時間行われる、請求項５に記載の緑色発光体組成物の製造工程。
【請求項１１】
請求項５に記載の工程にて製造される緑色発光体組成物であって、３７８±１５ｎｍの範囲の波長を有する近紫外光にて励起された後に５４１ｎｍの主ピークの波長を有する緑色光を放出し、前記緑色光のＣＩＥ座標のｘ値およびｙ値は、それぞれ（０．３４−０．３７）および（０．５２−０．５５）の範囲内である、緑色発光体組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、励起されることにより所望の色の光を放出する発光体組成物（例えば、リン光体組成物（ｐｈｏｓｐｈｏｒ  ｃｏｍｐｏｕｎｄ）や蛍光体組成物など）およびその製造工程に関する。特に、本発明は、発光体組成物を近紫外光にて励起することにより緑色光を放出し、そしてある赤色・青色発光体組成物からの光を混合することにより白色光を放出する発光ダイオードデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、パッケージ化された白色発光ダイオード（ＬＥＤ）のために利用可能な商業化されている技術は、赤・緑・青（ＲＧＢ）３色性チップ、青色ＬＥＤ＋黄色発光体組成物、青色ＬＥＤ＋緑色および赤色発光体組成物、ＵＶ  ＬＥＤ＋ＲＧＢ発光体組成物、そして、とりわけ、白色光を放出するＺｎＳｅ材を採用する。従って、現時点では、青色ＬＥＤを発光体組成物と組み合わせる方法が白色光を生成するための全ての従来技術の中で最も普及している方法であるが、これは、この方法が、技術的に最も進んでおり、しかも、コスト、寿命、輝度、信頼性、その他の観点から商業的に最も競争力があるためである。
【０００３】
発光体組成物材に関しては、イットリウム−アルミニウムガーネット（ＹＡＧ）発光体組成物を青色ＬＥＤと組み合わせて用いるＮｉｃｈｉａ  Ｃｏｒｐ（日亜化学工業）によって所有される特許がより優れた発光効率を示す。さらに、テルビウム−アルミニウムガーネット（ＴＡＧ）を、Ｏｓｒａｍから入手できる青色ＬＥＤと組み合わせて用いる発光技術が開示されている。
【０００４】
発光特性に関しては、これは、その発光体組成物材内の発光コアを形成するドーパント内に含まれるイオンあるいは格子の欠陥に起因する電子遷移から生じる。例えば、上記Ｎｉｃｈｉａの特許において述べられているＹＡＧ発光体組成物は、３つの種類の多面体から構成され、立方結晶系に属する“（Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、すなわち、イットリウム−アルミニウムガーネット”の構造を有するが、ここで、Ａｌは酸素原子から構成される４面体あるいは８面体の中心原子であり、Ｙは１２面体の中心原子である。さらに、８面体および１２面体の中心原子は、希土類元素、例えば、Ｃｅ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｎｄ、等によって簡単に置換され、固溶体を形成し、こうして、異なる元素のドーパントを用いることにより、異なる色を有する光を生成することができる。例えば、黄色の光はＣｅ３＋がドープされる際に生成され、そして赤色および緑色の光は、それぞれ、Ｅｕ３＋とＴｂ３＋がドープされる際に生成される。
【０００５】
上記Ｎｉｃｈｉａの特許において述べられているＹＡＧ発光体組成物シリーズとの差別化のために、およびより良好、かつ、多様な色の光の組合せを探し求めて、多くの新たな技術が最近の文献および出版物にめまぐるしい速さで、とりわけ緑色および赤色発光体組成物に対して紹介されている。例えば、Ｔ．Ｋｕｎｉｍｏｔらによって提出された論文（非特許文献１）は、Ｃａ（Ｌａ，Ｇｄ）４Ｓｉ３Ｏ１３：Ｔｂ３＋を開示するが、これはＬＥＤに適用することができ、これは、真空紫外バンド内で励起される際可視緑色光を放出することを特徴とし、そして、このＣａ（Ｌａ，Ｇｄ）４Ｓｉ３Ｏ１３：Ｔｂ３は、空気中で１２００から１４００℃にて３時間焼成することにより製造される。Ｋ．Ｙａｍａｄａらによって提出された文献（非特許文献２）はある発光体組成物を提示するが、これはＬＥＤに適用することができ、そして可視赤色光を放出する能力を有し、そしてこれは、空気中で１５００℃にて５時間焼成することにより製造される。
【非特許文献１】Ｔ．Ｋｕｎｉｍｏｔ他  「Ｃａ（Ｌａ，Ｇｄ）４Ｓｉ３Ｏ１３：Ｔｂ３＋  Ｇｒｅｅｎ  ＰＤＰ  Ｐｈｏｓｐｈｏｒ  ｆｏｒ  Ｘｅ２  Ｅｘｃｉｍｅｒ  Ｂａｎｄ  Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ」，Ｐｈｏｓｐｈｏｒｓ  Ｒｅｓａｒｃｈ  Ｓｏｃｉｅｔｙ、Ｔｈｅ  ３１１ｔｈ  Ｍｅｅｔｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｄｉｇｅｓｔ，  ２００６年２月１０日
【非特許文献２】Ｋ．Ｙａｍａｄａ他、「Ｃａ（Ｅｕ１−ｘＬａｘ）４Ｓｉ３Ｏ１３  Ｒｅｄ  Ｐｈｏｓｐｈｏｒ  ａｎｄ  Ｉｔｓ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｔｏ  Ｔｈｒｅｅ−Ｂａｎｄ  Ｔｙｐｅ  Ｗｈｉｔｅ  ＬＥＤｓ」、Ｊ．Ｊｌｌｕｍ．Ｅｎｇｎｇ．Ｉｎｓｔ．Ｊｐｎ．Ｖｏｌ．８８  Ｎｏ．５  ２００４年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のＮｉｃｈｉａの特許において述べられているＹＡＧ発光体組成物シリーズより、カラー表現特性が低く、発光効率も劣る、という制約に鑑みて、絶えることのない飛躍的進歩に対する余地が常に存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の目的を達成するため、珪酸塩の陰イオンと、２価元素の陽イオンと、ＴｂおよびＬａから成る一群から選択される３価元素の混合物を含む、緑色発光体組成物を提供する。
【０００８】
また、緑色発光体組成物の製造工程であって、Ｃａおよび／またはＳｒの２価イオンと、珪酸塩と、３価元素ＴｂおよびＬａの酸化物とを適切な割合にて混合するステップと、次に、高温にて酸素含有雰囲気内で焼成するステップと、を含む、緑色発光体組成物の製造工程を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の第１の態様によると、緑色発光体組成物が提供される。珪酸塩の陰イオンと、２価陽イオンと、３価元素、例えば、ＴｂおよびＬａが、組合せにて用いられる化合物を含む緑色発光体組成物において、３価元素、例えばＴｂおよびＬａなどの３価元素を有する前記化合物は、上述のＫｕｎｉｍｏｔの文献において述べられているドープされる元素の組合せと異なり、Ｎｉｃｈｉａ  Ｃｏｒｐ．により市販される製品、すなわちＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌの彩度に近い彩度を有すると共に、７５％以上のリン光性発光強度を有する。
【００１０】
好ましくは、緑色発光体組成物は、Ｍ（Ｔｂ１−ｘＬａｘ）４Ｓｉ３Ｏ１３の化学式で表され、ここで、ＭはＣａおよびＳｒの少なくとも１つから構成され、０＜ｘ＜１である。
【００１１】
好ましくは、Ｔｂ３＋対Ｌａ３＋のモル比は、Ｔｂ３＋の０．２−０．２５モル対Ｌａ３＋の０．７５−０．８モルであり、最も好ましくはＴｂ３＋の０．２モル対Ｌａ３＋の０．８モルである。
【００１２】
本発明の第２の態様によると、緑色発光体組成物の製造工程が提供される。この緑色発光体組成物の製造工程は、Ｃａおよび／またはＳｒの２価イオンと、珪酸塩と、３価元素ＴｂおよびＬａの酸化物とを適切な割合にて混合するステップと、次に、高温にて酸素含有雰囲気内で焼成するステップとを有することを特徴とする。
【００１３】
好ましくは、この製造工程は、この混合するステップの後、そして、この焼成するステップの前に、この混合物を均一な粉末に粉砕するステップをさらに含む。
【００１４】
好ましくは、この焼成ステップは、空気中で１３００−１４００℃にて８−１２時間行われる。
【００１５】
好ましくは、この製造方法によって得られる緑色発光体組成物は、３７８±１５ｎｍの範囲の波長を有する近紫外光にて励起された後に５４１ｎｍの主ピークの波長を有する緑色光を放出し、この励起された緑色光のＣＩＥ座標のｘ値およびｙ値は、それぞれ（０．３４−０．３７）および（０．５２−０．５５）の範囲内である。
【００１６】
本発明の技術内容および実現手段が好ましい実施形態に従いながら、以下、更に詳細に説明される。
【００１７】
本発明の発光体組成物の製造は高温固体合成法にて行われる。Ｘ線回折計を用いて合成された発光体組成物からのサンプルの結晶相が調べられ、ＵＶ−ＶＩＳスペクトル計、リン光スペクトル計およびカラー分析器を用いてこの発光特性が決定される。
【００１８】
［発光体組成物の調製］
発光体組成物が以下の成分と割合に従って計量することにより調製される。
（１）１５０ｍｇのＴｂ４Ｏ７（Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｃｏｍｐａｎｙ，  Ｕ．Ｓ．Ａ．から市販されている；９９．９９％、重量平均分子量＝７４７．６９）、
（２）１．０４ｇのＬａ２Ｏ３（Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｃｏｍｐａｎｙ，  Ｕ．Ｓ．Ａ．から市販されている；９９．９９％、重量平均分子量＝３２５．８１）、
（３）１００ｍｇのＣａＣＯ３（Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｃｏｍｐａｎｙ，  Ｕ．Ｓ．Ａ．から市販されている；＞９９％、重量平均分子量＝１００．０９）、および
（４）１８０ｍｇのＳｉＯ２（Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｃｏｍｐａｎｙ，  Ｕ．Ｓ．Ａ．から市販されている；９９．６％、重量平均分子量＝６０．０８）。
【００１９】
均一の混合および粉砕された後に、これら成分はるつぼの中に入れられ、その後、炉に移され、１３００−１４００℃にて８−１２時間焼成される。最終的に、１．４５ｇのＣａ（Ｔ０．２Ｌａ０．８）４Ｓｉ３Ｏ１３の組成式を有する発光体組成物が得られる（収率９８．６４％、理論的産出量１．４７ｇ）。
【００２０】
［テストと結果］
製造された発光体組成物が３７８±１５ｎｍの範囲の波長を有する紫外光にて励起されたが、７．２６８６０ｘ１０６ｃｐｓの光強度を有する緑色光を生成することができた。この発光スペクトルが図１に示されており、４００ｎｍ未満の光は、主に緑色光であり、ｆ−ｆおよびｆ−ｄのトランスファーバンドを有し、そして、５４１ｎｍの所に可視光の主ピークを有する。このテストの結果が図２に示されており、本発明の励起された発光体組成物から放出される緑色光のＣＩＥ座標（ｘ、ｙ）の値が描かれている。このテスト結果は、３７８±１５ｎｍの範囲の近紫外光による励起の下では、５４１ｎｍの主ピークの波長を有する緑色光を生成することができ、このＣＩＥ座標のｘ値およびｙ値は、それぞれ（０．３４−０．３７）および（０．５２−０．５５）の範囲内であることを示す。図１には、さらに、Ｎｉｃｈｉａ  Ｃｏｒｐ．によって供給されるＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌから生成される緑色光は、（０．２６，０．５４）のＣＩＥ座標（ｘ、ｙ）値を有し、そして、５２２ｎｍの主ピークの波長を有することが示されているが、これは本発明の好ましい実施形態において得られるものと近い。
【００２１】
本発明が現在最も実際的で好ましいと考えられている実施形態の観点から説明されたが、本発明は必ずしもこれら開示された実施形態に制限されるものではないと理解されるべきである。むしろ、本発明は、添付の特許請求の精神および範囲内に含まれる様々な改変および類似する構成を網羅することを意図しており、請求項はこのようなすべての改変および類似する構成を包含するため広義に解釈されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の１つの好ましい実施形態における励起されたＣａ（Ｔ０．２Ｌａ０．８）４Ｓｉ３Ｏ１３の発光スペクトルである。
【図２】本発明の１つの好ましい実施形態に従って製造された励起された発光体組成物から放出される緑色光のＣＩＥ座標ダイアグラムである。
【図１】
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【図２】
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