(57)【要約】【課題】発光物質が発光物質の加工の際ならびに発光物質を含む装置の運転の際にも崩壊に対して安定化されている程度に、請求項１の上位概念に記載の被覆された発光物質ならびに該発光物質を含む発光装置を提供する。【解決手段】粒子から形成された、発光物質の粉末からなり、この発光物質の粒子が被覆されている、被覆された発光物質の場合に、被覆物の層厚が最大５ｎｍであり、殊に３ｎｍ以下である。【効果】メンテナンスの改善は、８０℃および空気湿分８０％で１０００時間の燃焼時間後に少なくとも５％である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子から形成された、発光物質の粉末からなり、この発光物質の粒子が被覆されている、被覆された発光物質において、被覆物の層厚が最大５ｎｍであり、殊に３ｎｍ以下であることを特徴とする、被覆された発光物質。
【請求項２】
発光物質がガーネット、クロロ珪酸塩、チオ没食子酸塩およびアルミン酸塩、ニトリド珪酸塩およびバナジン酸塩の群から選択されている、請求項１記載の被覆された発光物質。
【請求項３】
発光物質が希土類金属を成分として含有する、請求項２記載の被覆された発光物質。
【請求項４】
被覆物のために次の群：
アルキルシリルハロゲン化物、殊に型Ｒ２ＳｉＸ２のアルキルシリルハロゲン化物、この場合Ｒは、アルキルであり、Ｘは、ＣｌまたはＢｒであり；
アリールシリルハロゲン化物、殊に型Ａｒ３ＳｉＸまたはＡｒ２ＳｉＸ２のアリールシリルハロゲン化物、この場合殊にＡｒは、フェニルであり；
フェニル系置換珪素アルコキシド；
型Ｒ−Ｘのアルキルハロゲン化物；
型
【化１】
2004250710.tif 000004
で示されるアシルハロゲン化物、この場合には、それぞれＲは、脂肪族基であり、Ｘは、ハロゲン、有利にＣｌまたはＢｒである、の少なくとも１つから材料が選択されている、請求項１記載の被覆された発光物質。
【請求項５】
層厚が０．１〜２ｎｍの間にある、請求項１記載の被覆された発光物質。
【請求項６】
第１の層上に炎内加水分解により得られた金属酸化物からの第２の層が施こされている、請求項１記載の被覆された発光物質。
【請求項７】
本質的に１５０〜６００ｎｍの範囲内で放出する少なくとも１つのビーム源および光源の光を少なくとも部分的に長波長のビームに変換する発光物質層を備えた発光装置において、発光物質層が請求項１から６までのいずれか１項の記載に相応して被覆されている粒子によって形成されていることを特徴とする、上記放射源および上記発光物質層を備えた発光装置。
【請求項８】
ビーム源がＵＶを放出するＬＥＤであり、このＬＥＤが３００〜４２０ｎｍの範囲内のピーク波長で放出する、請求項７記載の発光装置。
【請求項９】
ビーム源が４２５〜４９０ｎｍの範囲内のピーク波長で放出する、青色を発光するＬＥＤである、請求項７記載の発光装置。
【請求項１０】
ビーム源が本質的に２００〜４９０ｎｍの範囲内で発光する高圧放電ランプである、請求項７載の発光装置。
【請求項１１】
ビーム源が本質的に１５０〜３２０ｎｍの範囲内で放出するエキシマー放電装置である、請求項７記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載の被覆された発光物質に関する。この場合には、高負荷の環境中、殊にＬＥＤまたはランプ中での使用のための発光物質が重要である。更に、本発明は、この発光物質を含む発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
欧州特許第１１９９７５７号明細書の記載から、被覆された粒子からなるＬＥＤおよび発光物質層が使用されているような被覆された発光物質は、公知である。この欧州特許明細書には、被覆された発光物質を製造するための数多くの方法が記載されているが、しかし、この場合には、専ら湿式化学的沈殿またはＣＶＤを基礎とする方法が重要である。
【特許文献１】欧州特許第１１９９７５７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、発光物質が発光物質の加工の際ならびに発光物質を含む装置の運転の際にも崩壊に対して安定化されている程度に、請求項１の上位概念に記載の被覆された発光物質を提供することである。もう１つの課題は、この種の装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、請求項１および７の特徴部の記載によって解決される。特に好ましい実施態様は、従属請求項に見出される。
【０００５】
提案された安定化は、殊に発光する装置中への発光物質の導入を簡易化する。基本概念は、親水性発光物質粒子を被覆により疎水化することである。
【０００６】
保護層を発光物質粒子の表面上に施こすためのこれまでの常法は、湿式化学的沈殿またはＣＶＤを使用した。この方法は、多大な費用でのみ実現させることができ、高価である。その上、多数の発光物質は、化学的方法またはそのために必要とされる熱的処理に対して十分には安定性でないか、または粒径、粒子形もしくは粒子分布のために流動床法にとって不適当であるので、前記方法によって保護されることができない。
【０００７】
更に、被覆された発光物質粒子の製造は、有利に湿式化学的処理によって行なわれ、この場合被覆材料の疎水性基は、第１に化学的結合により発光物質粒子の表面上に結合する。即ち、発光物質粒子は、表面上に結合した疎水性基を生じる化学反応によって疎水性になり、この場合には、次の物質種が被覆にとって適当であることが証明された：
アルキルシリルハロゲン化物、殊に型Ｒ２ＳｉＸ２のアルキルシリルハロゲン化物、この場合Ｒは、アルキルであり、Ｘは、ＣｌまたはＢｒであり；
アリールシリルハロゲン化物、殊に型Ａｒ３ＳｉＸまたはＡｒ２ＳｉＸ２のアリールシリルハロゲン化物、この場合殊にＡｒは、フェニルであり；
フェニル系置換珪素アルコキシド；
型Ｒ−Ｘのアルキルハロゲン化物；
型
【０００８】
【化１】
2004250710.tif 000003
で示されるアシルハロゲン化物、この場合には、それぞれＲは、脂肪族基であり、Ｘは、ハロゲン、有利にＣｌまたはＢｒである。
【０００９】
この場合には、分子状層が重要であり、即ち最大５ｎｍの厚さである。層の特徴は、外向きに向いた疎水性基である。この場合、上記の個々の物質、例えばフェニル基およびメチル基を含有する試薬は、組み合わされてもよい。
【００１０】
この覆う被覆とは、湿分および別の品質を低下させる影響からの保護ならびに疎水性媒体、例えばＬＥＤのエポキシ樹脂中への発光物質の導入を改善する疎水性表面を意味する。また、プラスの影響は、粉末の流動能をも示す。これは、粉末の加工、例えば機械的輸送の際の細流能に役立つかまたは次のＣＶＤ処理の際の流動化にも役立つ。例えば、第２の層による疎水化表面の続く処理は、可能である。殊に、エレクトロルミネセンス発光物質の場合には、流動化の補助手段として、プラスの効果を示す。
【００１１】
層厚は、微小なｎｍないし数ｎｍの僅かな部分の範囲内にあることができる。好ましくは、０．１〜２ｎｍの層厚である。
【００１２】
特に好ましい実施態様によれば、有利に炎内加水分解により得られた凝集されたナノ粒子からの第２の層は、第１の層上に形成されている。第２の層の付着力は、粒子表面（第１の層）上への化学結合による疎水性基の先行する結合によって決定的に有利である。第１の層は、あたかも第２の層のための付着下地として作用する。疎水性の性質は、第２の層によってなおさらに改善される。
【００１３】
前記の発光物質の例は、ＬＥＤに使用するための疎水性表面を有する感湿性発光物質、クロロ珪酸塩、例えばドイツ連邦共和国特許第１００２６４３５号明細書の記載から公知の自体公知のクロロ珪酸塩：Ｅｕまたはクロロ珪酸塩：Ｅｕ、Ｍｎまたはドイツ連邦共和国特許第１００２８２６６号明細書の記載から公知のチオ没食子酸塩である。この発光物質は、加工の際に湿分および温度によって、なかんずくＬＥＤの一次放出としてこの種の装置の運転においてしばしば使用されるような青色ビームまたはＵＶ光の存在下で樹脂中への湿分の拡散によって損なわれうる。更に、疎水性樹脂中への親水性発光物質の導入は、凝集および強化された沈殿を生じる。この種のＬＥＤの一次放出するチップのピーク波長は、３００〜４９０ｎｍであり、殊にこの場合、青色ビームは、４２５〜４９０ｎｍのピーク波長であり、ＵＶ光は、３００〜４２０ｎｍのピーク波長である。
【００１４】
本発明は、原理的に多数の別の発光物質、例えば硫化物またはガーネットに使用可能である。特に安定化が必要とされるＬＥＤ発光物質以外に、本発明は、例えば２００〜４９０ｎｍの範囲内で放出する高圧放電灯、例えばＨｇ高圧放電灯のための発光物質に使用可能である。典型的な発光物質は、本発明による被覆で良好に流動化することができる、バナジン酸塩、例えばイットリウム−バナジン酸塩である。他の分野は、１５０〜３２０ｎｍの範囲内で放出されるエキシマー放電装置と一緒に作用するＶＵＶ発光物質である。このための例は、ＶＵＶ−ＢＡＭが使用されるＸｅエキシマー放電である。この場合には、しばしば溶剤をベースとするスラリー化または被覆のために疎水性表面は、特に重要である。
【００１５】
被覆に適している発光物質のための具体的な例は、ガーネット、例えばＹＡＧ：Ｃｅ、ＴｂＡＧ：Ｃｅ、または別の希土類のガーネット、例えばＧｄ、ＬｕまたはＬａならびにクロロ珪酸塩およびチオ没食子酸塩、殊にＭｇ含有チオ没食子酸塩、ならびにニトリド珪酸塩であるが、しかし、またＳＣＡＰでもある。この発光物質は、しばしば希土類を成分として含有する。
【００１６】
以下、本発明を多数の実施例につき詳説する。
【実施例】
【００１７】
ＧａＩｎＮチップと一緒に白色ＬＥＤ中に使用するために、例えば米国特許第５９９８９２５号明細書の記載と同様の構造体が使用される。白色光のためのこの種の光源の構造体は、図１に詳細に示されている。光源は、第１の電気的接続部２および第２の電気的接続部３を備えた、４６０ｎｍのピーク放射波長を有するＩｎＧａＮ型の半導体構造素子（チップ１）であり、これらの電気的接続部は、光不透過性の基礎ケーシング８内に凹所９の範囲内で埋設されている。電気的接続部３の１つは、接続線１４を介してチップ１と結合されている。凹所は、壁面１７を有し、この壁面は、チップ１の青色の一次ビームのための反射板として使用される。凹所９は、注型材料５で充填されており、この注型材料は、主成分としてエポキシ注型樹脂（８０〜９０質量％）および発光物質顔料６（１５質量％未満）を含有する。更に、微少量の含量は、なかんずくエロジルである。発光物質顔料は、多数の顔料からなる混合物、例えばガーネットである。
【００１８】
図２には、発光装置としての平面発光体２０からの１つの区間が示されている。この区間は、共通の担体２１からなり、この担体上には、正方形の外側ケーシング２２が接着されている。この正方形の外側ケーシングの上面には、共通の覆い２３が設けられている。正方形の外側ケーシングは、切欠を有し、この切欠内には、個々の半導体構造素子２４が取り付けられている。この半導体構造素子は、３８０ｎｍのピーク放出を有する、ＵＶを放出する発光ダイオードである。白色光への変換は、図１の記載と同様に個々のＬＥＤの注型樹脂中に直接に存在する変換層２５により行なわれるかまたはＵＶ光に開放されている全ての面上に取り付けられている層２５により行なわれる。そのために、ケーシングの側壁、覆いおよび床部分の内在する面が挙げられる。変換層２５は、３つの発光物質からなり、これらの発光物質は、黄色、緑色および青色のスペクトル範囲内で本発明による発光物質を利用しながら放射する。また、選択的に青色を発光するＬＥＤアレイが使用されてもよく、この場合変換層は、本発明による１つ以上の発光物質、殊に黄色、緑色および赤色のスペクトル範囲で放出する発光物質からなることができる。
【００１９】
本発明による発光物質は、例えばＭｅ３Ｓｉ基での厚さ約１ｎｍの被覆によって安定化されている、型Ｃａ８−ｘ−ｙＥｕｘＭｎｙＭｇ（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２、但し、０≦ｙ≦０．０６、のクロロ珪酸塩である。その上に、疎水性エーロジルＲ８１２の厚さ約５０ｎｍの層が施こされた。結果は、被覆された発光物質の本質的に改善された流動化を示す。反応器中での発光物質の付着は、もはや起こらなかった。この場合、Ｍｅ３Ｓｉ基は、有利に付着下地として作用する。メンテナンスの改善は、８０℃および空気湿分８０％で１０００時間の燃焼時間後に少なくとも５％である。更に、分布のより良好な均質性およびより良好な分散可能性は、強調することができる。
【００２０】
第２の例は、約１〜３ｎｍの典型的な層厚でクロロ珪酸塩の量子効果を損なわずかつ場合によってはむしろなお僅かに２％まで上昇させる唯一の層としてのＭｅ３Ｓｉ基を有する被覆である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】白色光のための光源（ＬＥＤ）として使用される半導体構造素子を示す断面図。
【００２２】
【図２】本発明による発光物質を備えた照明装置を示す、部分断面図を伴う斜視図。
【符号の説明】
【００２３】
１  チップ、
２  第１の電気的接続部、
３  第２の電気的接続部、
５  注型材料、
６  発光物質顔料、
８  光不透過性の基礎ケーシング、
９  凹所、
１４  接続線、
１７  壁面、
２０  平面発光体、
２１  担体、
２２  正方形の外側ケーシング、
２３  覆い、
２４  個々の半導体構造素子、
２５  個々のＬＥＤの注型樹脂中に直接に存在する変換層またはＵＶ光に開放されている全ての面上に取り付けられている層
【図１】
2004250710.tif 000005
【図２】
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