(57)【要約】本発明は、電磁放射線により第一の波長領域において励起され、その結果、ガーネット発光団により第二の波長領域において電磁放射線が放出される改良されたガーネット発光団に関する。本発明は、更に、改良されたガーネット発光団の製造方法及び本発明のガーネット発光団を供える光源に関する。ガーネット発光団は、３価のセリウムにより賦活され、一般化学式（ＬｕｘＹｙＧｄｚＡＫｋ）３（ＡｌｂＢｃＰｄ）５（ＯｅＸｆ）１２（ここで、ＡＫは、元素Ｌｉ、Ｎａ及び／又はＫであり；Ｂは、Ｇａ及び／又はＩｎであり；Ｘは、元素Ｆ、Ｃｌ及び／又はＢｒである。）を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の波長領域において電磁放射線により励起され、これによりガーネット発光団から第二の波長領域に電磁放射線を放出するガーネット発光団であって、３価のセリウムにより賦活され、下記の一般化学式のホスト格子を有するガーネット発光団。
（ＬｕｘＹｙＧｄｚＡＫｋ）３（ＡｌｂＢｃＰｄ）５（ＯｅＸｆ）１２
（式中、ＡＫは、元素Ｌｉ、Ｎａ及びＫを含有する群から選ばれる１又はそれ以上のアルカリ金属であり；Ｂは、Ｇａ及び／又はＩｎであり；Ｘは、元素Ｆ、Ｃｌ及びＢｒを含有する群から選ばれる１又はそれ以上のハロゲンであり；０≦ｘ，ｙ，ｚ＜１であり；ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｋ＝１であり；０＜ｋ＜１であり；０≦ｂ≦１であり；０≦ｃ≦１であり；０＜ｂ＋ｃであり；０≦ｄ＜１であり；ｂ＋ｃ＋ｄ≦１であり；０＜ｅ≦１であり；０≦ｆ＜１であり；そして、ｅ＋ｆ≦１である。）
【請求項２】
ｄ＝０であり、ｂ＋ｃ＝１であり、ｆ＝ｋ／４であり、そして、ｅ＝１−（３／８）ｋであり、その結果、ホスト格子の一般化学式が下記となる請求項１に記載のガーネット発光団。
（ＬｕｘＹｙＧｄｚＡＫｋ）３（ＡｌｂＢ１−ｂ）５（Ｏ１−（３／８）ｋＸｋ／４）１２
【請求項３】
ｅ＝１であり、ｆ＝０であり、ｄ＝ｋ／３であり、そして、ｂ＝１−ｃ−（７／４５）ｋあり、その結果、ホスト格子の一般化学式が下記となることを特徴とする請求項１に記載のガーネット発光団。
（ＬｕｘＹｙＧｄｚＡＫｋ）３（Ａｌ１−ｃ−（７／４５）ｋＢｃＰ３／ｋ）５Ｏ１２
【請求項４】
プレースホルダーＡＫがＬｉ又はＮａであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のガーネット発光団。
【請求項５】
プレースホルダーＸがＦであることを特徴とする請求項２又は請求項２を引用する請求項４に記載のガーネット発光団。
【請求項６】
第二の波長領域の中心波長が５００ｎｍ〜６００ｎｍの間にあることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のガーネット発光団。
【請求項７】
下記の工程を備えてなるガーネット発光団の製造方法。
−Ｌｕ、Ｙ及び／又はＧｄを含有する少なくとも１つの化学化合物（ここで、前記化学化合物の少なくとも１つが酸化物で形成されている。）を用意する工程；
−セリウムを含有する化学化合物を用意する工程；
−一般化学式ＡＫＸの化学化合物（ここで、ＡＫは、元素Ｌｉ、Ｎａ及びＫを含有する群から選ばれる１又は複数のアルカリ金属を意味し、そして、Ｘは、元素Ｆ、Ｃｌ及びＢｒを含有する群から選ばれるハロゲン又はリンを意味する。）を用意する工程；
−用意された化学化合物を粉砕し混合して、混合物とする工程；
−混合物を１，４００℃を超える温度に加熱して、これにより、混合物の材料が反応してガーネット発光団となる工程；及び
−ガーネット発光団を冷却する工程。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のガーネット発光団及び第一の波長領域において電磁放射線を放出するための放射線源を有する光源。
【請求項９】
ガーネット発光団の第二の波長領域が光スペクトルの緑色スペクトル領域に極大値を有すること、並びに、光源が放射線源から放出される放射線により励起され、それにより、光スペクトルの橙色及び／又は赤色スペクトル領域において電磁放射線が第二の変換発光団から放出されることを特徴とする請求項８に記載の光源。
【請求項１０】
液晶ディスプレイ用のＬＥＤ又はＬＥＤバックライト照明により形成されることを特徴とする請求項８又は９に記載の光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第一の波長領域の電磁放射線により励起可能であり、それによって第二の波長領域においてガーネット発光団からの電磁放射線が放出可能となる、改良されたガーネット発光団に関する。本発明は、更に、改良されたガーネット発光団の製造方法及び本発明のガーネット発光団を含有する光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、硫酸塩と結合した式Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２を有するガーネット発光団粒子を開示している。
【０００３】
特許文献２は、一般化学式（ＲＥ1-ｘＳｍｘ）３（ＡｌｙＧａ1-ｙ）５Ｏ１２：Ｃｅ及び（ＹｒＧｄ１−ｒ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅのガーネット発光団を開示している。
【０００４】
特許文献３は、一般化学式：（Ｌｕ１−ａ−ｂ−ｃＹａＴｂ１−ｂＡｃ）３（Ａｌ１−ｄＢｄ）５（Ｏ１−ｅＣｅ）１２：Ｃｅ，Ｅｕ（ここで、Ａ＝Ｍｇ、Ｓｒ、Ｃａ又はＢａであり；Ｂ＝Ｇａ又はＩｎであり；Ｃ＝Ｆ、Ｃｌ又はＢｒである。）及び（Ｙ，Ａ）３（Ａｌ，Ｂ）５（Ｏ，Ｃ）１２：Ｃｅ（ここで、Ａ＝Ｔｂ、Ｇｄ、Ｓｍ、Ｌａ、Ｌｕ、Ｓｒ、Ｃａ又はＭｇであり；Ｂ＝Ｓｉ、Ｇｅ、Ｂ、Ｐ又はＧａである。）を有する改変されたガーネット発光団を開示している。
【０００５】
特許文献４は、一般化学式（ＲＥ１−ｒＳｍｒ）３（Ａｌ１−ｓＧａｓ）５Ｏ１２：Ｃｅ（ここで、ＲＥ＝Ｙ又はＧｄである。）のガーネット発光団を開示している。
【０００６】
特許文献５は、一般化学式（Ｔｂ１−ｘ−ｙＳＥｘＣｅｙ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２（ここで、ＳＥ＝Ｙ、Ｇｄ、Ｌａ、Ｓｍ又はＬｕである。）のガーネット発光団を教示している。Ｔｂは、発光波長をシフトさせて白色ＬＥＤ用発光団を供給できるようにするために導入されている。
【０００７】
特許文献６は、一般化学式ａ（Ｍ１Ｏ）・ｂ（Ｍ２２Ｏ）・ｃ（Ｍ２Ｘ）・ｄＡｌ２Ｏ３・ｅ（Ｍ３Ｏ）・ｆ（Ｍ４２Ｏ３）・ｇ（Ｍ５Ｏｐ）・ｈ（Ｍ６ｘＯｙ）の発光団を開示している。ここで、Ｍ１＝Ｃｕ又はＰｂであり；Ｍ２＝Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ａｕ又はＡｇであり；Ｍ３＝Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ又はＭｎであり；Ｍ４＝Ｓｃ、Ｂ、Ｇａ又はＩｎであり；Ｍ５＝Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ又はＭｏであり；Ｍ６＝Ｂｉ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ又はＬｕである。
その具体例として、中でも、Ｃｕ０．２Ｍｇ１．７Ｌｉ０．２Ｓｂ２Ｏ７：Ｍｎ及びＣｕ０．０２Ｃａ４.９８（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕが挙げられている。プレースホルダーＭ６は、賦活剤であり、例えば、Ｙ、Ｃｅ、Ｅｕ又はＧｄである。ホスト格子は、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４及びＭ５を含有していてもよく、このとき、これらのプレースホルダーは、Ｌｕ、Ｙ及びＧｄを表わさない。
【０００８】
特許文献７から、下記の一般化学式を有するガーネット発光団が知られている。
（Ｔｂ１−ｘ−ｙ−ｚ−ｗＹｘＧｄｙＬｕｚＣｅｗ）３ＭｒＡｌ５−ｒＯ１２＋δ
（ここで、Ｍ＝Ｓｃ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ又はＭｇである。）
【０００９】
特許文献８は、一般化学式ＲＥ３（Ａｌ１−ｓＧａｓ）５Ｏ１２：Ｃｅ：ｘＭＡｌ２Ｏ４を有するガーネット発光団を開示している。ここで、ＲＥ＝Ｙ、Ｇｄ、Ｓｍ、Ｌｕ又はＹｂであり；Ｍは、アルカリ金属又はアルカリ土類金属である。ここで、変数ｘは０．０１〜１．０である。発光団の具体例は、この印刷物には示されていない。Ｍの唯一の例として、Ｂａが挙げられており、少量のＢａＡｌ２Ｏ４が発光団にドープされている。
【００１０】
特許文献９は、取り分け、白色ＬＥＤに関する。白色光を発生させるために、異なる変換発光団が挙げられており、これらは、アルカリ土類ジホスフェートであるＳｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋及びＢｅ２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋等である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】国際公開第８７／０２３７４Ａ１号パンフレット
【特許文献２】特開平１０−２４２５１３号公報
【特許文献３】国際公開第２０１２／００９４５５Ａ１号パンフレット
【特許文献４】米国特許第５，９８８，９２５号明細書
【特許文献５】国際公開第０１／０８４５３Ａ１号パンフレット
【特許文献６】欧州特許出願公開第２２５３６８９Ａ２号明細書
【特許文献７】米国特許出願公開第２００５／００９３４４２Ａ１号明細書
【特許文献８】米国特許出願公開第２００４／０１７３８０７Ａ１号明細書
【特許文献９】米国特許出願公開第２００７／０２７３２８２Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、上記従来技術から出発して、発光波長がガーネット発光団の成分の濃度に応じて広範囲に変化する、改変され改良されたガーネット発光団を提供することにある。更に、改良されたガーネット発光団の製造方法及び改良されたガーネット発光団を有する光源が提供される。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述の目的は、付属の請求項１によるガーネット発光団によって達成される。また、上記目的は、また、付属の独立請求項７による改良されたガーネット発光団の製造方法及び付属の独立請求項８による光源により達成される。
【００１４】
本発明のガーネット発光団は、変換発光団である。ガーネット発光団は、電磁放射線によって第一の波長領域において励起される。第一の波長領域における電磁放射線は、就中、光線又は紫外線である。励起の結果、第二の波長領域において、電磁放射線が放出される。第二の波長領域における電磁放射線は、就中、光線又は赤外線である。第一の波長領域は、第二の波長領域と異なることが好ましい。
【００１５】
ガーネット発光団は、３価のセリウムによって賦活される。この目的のために、少量のセリウムがガーネット発光団のホスト格子にドープされる。ガーネット発光団のホスト格子において、共賦活剤として、更なるイオンがドープされてもよい。
【００１６】
ガーネット発光団のホスト格子は、下記の一般化学式を有する。
（ＬｕｘＹｙＧｄｚＡＫｋ）３（ＡｌｂＢｃＰｄ）５（ＯｅＸｆ）１２
上記式において、ＡＫは、元素Ｌｉ、Ｎａ及びＫを含有する群から選ばれる１又はそれ以上のアルカリ金属である。プレースホルダーＢは、Ｇａ、Ｉｎ又はこれらの元素の混合物である。プレースホルダーＸは、元素Ｆ、Ｃｌ及びＢｒを含有する群から選ばれる１又はそれ以上のハロゲンである。
【００１７】
変数ｘ、ｙ及びｚは、それぞれ、０に等しいか、それより大きく、１より小さい。変数ｋは、０より大きく、従って、原則として、発光団にはアルカリ金属が含有される。変数ｋは、１より小さい。変数ｘ、ｙ、ｚ及びｋの合計は、１になる。変数ｂ及びｃは、それぞれ、０に等しいか、それより大きく、１に等しいか、それより小さい。変数ｂ及びｃの合計は、０より大きく、好ましくは０．５より大きい。変数ｄは、０に等しいか、それより大きく、１より小さい。変数ｂ、ｃ及びｄの合計は、１より小さいか１に等しい。変数ｅは、０より大きく、１より小さいか、それに等しい。変数ｅは、好ましくは０．５より大きい。変数ｆは、０に等しいか、それより大きく、１より小さい。変数ｅ及びｆの合計は、１より小さいか、それに等しい。
【００１８】
本発明の発光団は、ホスト格子に、１又はそれ以上の一価のアルカリ金属Ｌｉ、Ｎａ及びＫが導入されていることを特徴とする。導入されるアルカリ金属の選択及びその比率ｋの選択により、本発明のガーネット発光団の発光波長が影響される。アルカリ金属としてのＬｉの導入の結果、Ｌｉのイオン半径が小さい故に、放出光のグリーンシフトが起き、他方、アルカリ金属としてのＮａ及び／又はＫの導入は、それぞれのアルカリ金属のイオン半径に応じて、レッドシフトを可能にする。それぞれの移動は、アルカリ金属の比率ｋに連れて、関連する領域を超えて、増大する。
【００１９】
発光団技術の分野において、発光団の表現のために種々の命名法が確立されている。単純化された構造表現では、賦活剤の濃度は定量的には述べられない。このため、それは、正規の格子成分の約分された比率の指数にも考慮されない。そのような簡素化された命名法に依れば、本発明のガーネット発光団は、以下のように規定できる。
（ＬｕｘＹｙＧｄｚＡＫｋ）３（ＡｌｂＢｃＰｄ）５（ＯｅＸｆ）１２：Ｃｅ
プレースホルダーＡＫ、Ｂ及びＸは、ホスト格子の上記式におけるそれらと同じ要素である。変数ｘ、ｙ、ｚ、ｋ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ及びｆは、ホスト格子についての上述した式におけるそれらと同じ数値範囲を有する。
【００２０】
発光団の表現のための、より精密な命名法では、賦活剤の比率が定量的に考慮される。そのような命名法に依れば、本発明のガーネット発光団は、下記のように述べられる。
（Ｌｕｘ’Ｙｙ’Ｇｄｚ’ＡＫｋ’）３（ＡｌｂＢｃＰｄ）５（ＯｅＸｆ）１２：Ｃｅａ
プレースホルダーＡＫ、Ｂ及びＸは、ホスト格子についての上述した式におけるのと同じ元素を示す。変数ｂ、ｃ、ｄ、ｅ及びｆは、ホスト格子についての上述した式におけるのと同じ数値範囲を有する。変数ｘ’、ｙ’及びｚ’は、それぞれ、０に等しいかそれより大きく、（１−ａ−ｋ’）より小さいか、それに等しい。ここで、ｋ’は、０より大きく、（１−ａ）より小さい。変数ｘ’、ｙ’、ｚ’及びｋ’の合計は、（１−ａ）となる。
【００２１】
賦活剤セリウムの比率は、一般に、０より大きい。この比は、好ましくは０．４より小さいか、これに等しい。セリウムの比率について変数ａを有する本発明のガーネット発光団の上述の式に関して、変数ａは、必要に応じて変更を加えて、０より大きく、好ましくは０．４より小さいか、これに等しい。より好ましくは、セリウム賦活剤の比率は、０．００５〜０．１５である。
【００２２】
本発明のガーネット発光団は、それが、本発明において指定されたホスト格子中のセリウムによって引き起こされる発光を妨げず、せいぜい僅かに影響を与えるに過ぎない限り、僅少量の他の化学元素を含有していてもよい。
【００２３】
本発明のガーネット発光団の好ましい実施態様の第一の群においては、ハロゲンＸがホスト格子に含有される。この場合、ホスト格子は、リンを含有しない。従って、変数ｄは、０に等しく、変数ｂ及びｃの合計は、１に等しい。変数ｆは、変数ｋの１／４である。変数ｅは、１−（３／８）ｋである。結果として、ホスト格子の一般化学式は、
（ＬｕｘＹｙＧｄｚＡＫｋ）３（ＡｌｂＢ１−ｂ）５（Ｏ１−（３／８）ｋＸｋ／４）１２
となる。
【００２４】
本発明のガーネット発光団の好ましい実施態様の第二の群においては、リンがホスト格子に含有される。この場合、ホスト格子は、ハロゲンを含有しない。従って、変数ｆは、０に等しく、変数ｅは、１に等しい。変数ｄは、変数ｋの１／３である。変数ｂは、１−ｃ−（７／４５）ｋである。結果として、ホスト格子の一般化学式は、
（ＬｕｘＹｙＧｄｚＡＫｋ）３（Ａｌ１−ｃ−（７／４５）ｋＢｃＰ３／ｋ）５Ｏ１２
となる。
【００２５】
原則として、ＡＫは、アルカリ金属Ｌｉ、Ｎａ及びＫの１つによって構成される。その例のいくつかは、下記で表わされる。
（Ｌｕ０．９Ｌｉ０．１）３Ａｌ５（Ｏ０．９６２５Ｆ０．０２５）１２：Ｃｅ
（Ｙ０．９５Ｌｉ０．０５）３Ａｌ５（Ｏ０．９８１２５Ｆ０．０１２５）１２：Ｃｅ
（Ｙ０．９９Ｌｉ０．０１）３Ａｌ５（Ｏ０．９６２５Ｆ０．００２５）１２：Ｃｅ
【００２６】
アルカリ金属ＡＫは、また、アルカリ金属Ｌｉ、Ｎａ及びＫの複数によって構成されてもよい。更に好ましくは、アルカリ金属は、Ｌｉによって、Ｎａによって又はＫによって構成される。これらのアルカリ金属は、ガーネットホスト格子の骨格に特に適切である。
【００２７】
特に好ましい実施態様においては、アルカリ金属は、Ｌｉにより構成される。これにより、ガーネット発光団の発光波長が短くなる。
【００２８】
別の好ましい実施態様においては、アルカリ金属は、Ｎａにより構成される。これにより、ガーネット発光団の発光波長が長くなる。
【００２９】
原則として、ハロゲンＸは、Ｆ、Ｃｌ又はＢｒにより構成される。その例のいくつかは、下記で表わされる。
（Ｌｕ０．９Ｌｉ０．１）３Ａｌ５（Ｏ０．９６２５Ｆ０．０２５）１２：Ｃｅ
（Ｙ０．９５Ｎａ０．０５）３Ａｌ５（Ｏ０．９８１２５Ｃｌ０．０１２５）１２：Ｃｅ
（Ｙ０．９９Ｎａ０．０１）３Ａｌ５（Ｏ０．９６２５Ｂｒ０．００２５）１２：Ｃｅ
【００３０】
ハロゲンＸは、Ｆ、Ｃｌ若しくはＢｒ又はこれらの元素の混合物の１つによって構成することができる。好ましくは、ハロゲンＸは、Ｆによって、Ｃｌによって又はＢｒによって構成される。
【００３１】
とりわけ好ましい実施態様において、ハロゲンＸは、Ｆによって構成される。これにより、ガーネット発光団の合成が促進される。
【００３２】
好ましい実施態様の第一の群は、希土類金属Ｌｕ、Ｙ及びＧｄ、取り分けＧｄを含む。従って、ｙ＝ｚ＝０であり、ｘ＝１−ｋであり、この結果、ホスト格子の一般式は、
（Ｌｕ１−ｋＡＫｋ）３（ＡｌｂＢｃＰｄ）５（ＯｅＸｆ）１２
となる。この好ましい実施態様の第一の群において、アルカリ金属は、好ましくはＬｉにより構成される。これにより、発光のグリーンシフトが起きる。
【００３３】
好ましい実施態様の第二の群は、希土類元素Ｌｕ、Ｙ及びＧｄの中から、取り分けＹを含み、即ち、ｘ＝ｚ＝０であり、ｙ＝１−ｋであり、この結果、ホスト格子の一般式は、
（Ｙ１−ｋＡＫｋ）３（ＡｌｂＢｃＰｄ）５（ＯｅＸｆ）１２
となる。この発光団の例は、
（Ｙ０.９５Ｎａ０．０５）３Ａｌ５（Ｏ０．９８１２５Ｆ０．０１２５）１２：Ｃｅ
である。好ましい実施態様の第二の群において、アルカリ金属は、好ましくは、Ｌｉで形成される。これにより、発光のグリーンシフトがもたらされる。代替的に、この好ましい実施態様の第二の群において、アルカリ金属は、好ましくはＮａにより形成される。これにより、発光のオレンジシフトが起きる。
【００３４】
好ましい実施態様の第三の群は、希土類元素Ｌｕ、Ｙ及びＧｄの中から、取り分けＹ及びＧｄを含み、即ち、ｘ＝０であり、ｙ＋ｚ＝１−ｋであり、この結果、ホスト格子の一般式は、
（ＹｙＧｄｚＡＫｋ）３（ＡｌｂＢｃＰｄ）５（ＯｅＸｆ）１２
となる。この発光団の例は、
（Ｙ０．４５Ｇｄｏ．４５Ｎａ０．１）３Ａｌ５（Ｏ０．９５Ｆ０．０５）１２：Ｃｅ、及び
（Ｙ０．４５Ｇｄ０.４５Ｎａ０.０５）３Ａｌ５（Ｏ０．９８１２５Ｃｌ０．０１２５）１２：Ｃｅ
である。
好ましい実施態様の第三の群において、アルカリ金属は、好ましくは、Ｎａで形成される。これにより、発光のオレンジシフトが起きる。
【００３５】
好ましい実施態様の第四の群は、希土類元素Ｌｕ、Ｙ及びＧｄの中から、取り分けＬｕ及びＧｄを含み、即ち、ｙ＝０であり、ｘ＋ｚ＝１−ｋであり、この結果、ホスト格子の一般式は、（ＬｕｘＧｄｚＡＫｋ）３（ＡｌｂＢｃＰｄ）５（ＯｅＸｆ）１２となる。この発光団の例は、（Ｌｕ０．７５Ｇｄ０．１５Ｌｉ０．１）３Ａｌ５（Ｏ０．９６２５Ｆ０．０２５）１２：Ｃｅである。好ましい実施態様の第四の群において、アルカリ金属は、好ましくは、Ｌｉで形成される。
【００３６】
アルカリ金属の比率ｋは、好ましくは０．００２５と０．２との間である。ハロゲンＸの比率は、好ましくは０．０００６２５と０．０５との間である。
【００３７】
ホスト格子中に存在するアルミニウムは、部分的に又は完全にプレースホルダーＢで置き換えることができる。
ＡｌをＩｎ及び／又はＧａで置き換えると、ガーネット発光団の発光波長が短くなる。その例は、
（Ｌｕ０．９Ｌｉ０．１）３（Ａｌ０．９Ｇａ０．１）５（Ｏ０．９６２５Ｆ０．０２５）１２：Ｃｅ
である。
【００３８】
好ましくは、Ａｌは、部分的にのみ、Ｂで置き換えられ、即ち、ｃ＜１であり、より好ましくはｃ＜０．４である。代替的な好ましい実施態様において、Ａｌは、Ｂによって置き換えられず、即ち、ｃ＝０である。
【００３９】
好ましい第二の群の例は、
（Ｙ０．９Ｌｉ０．１）３（Ａｌ０．９８４Ｐ０．０３３）５Ｏ１２：Ｃｅ  及び
（Ｌｕ０．９Ｌｉ０．１）３（Ａｌ０，９８４Ｐ０．０３３）５Ｏ１２：Ｃｅ
である。
【００４０】
第一の波長領域は、好ましくは２５０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲である。
【００４１】
ガーネット発光団の励起が最大となる第一の波長領域の中心波長は、好ましくは、光スペクトルの青色スペクトル領域である。
【００４２】
ガーネット発光団の発光が最大となる第二の波長領域の中心波長は、好ましくは４８０ｎｍと６３０ｎｍとの間、より好ましくは５００ｎｍと６００ｎｍとの間、である。
【００４３】
本発明の方法は、改良されたガーネット発光団の製造に用いられる。製造されるガーネット発光団は、変換発光団である。即ち、製造されるガーネット発光団は、電磁放射線により第一の波長領域において励起される。第一の波長領域における電磁放射線は、取り分け、光線又は紫外線である。励起の結果、ガーネット発光団の第二の波長領域において、電磁放射線が放出される。第二の波長領域における電磁放射線は、取り分け、光線又は赤外線である。
【００４４】
本発明の方法は、第一に、Ｌｕ、Ｙ及び／又はＧｄを含有する少なくとも１つの化学化合物を用意する工程を有する。更に、Ａｌ、Ｇａ及び／又はＩｎを含有する少なくとも１つの化学化合物が用意される。少なくとも、上述の化合物の１つは、酸化物により形成される。上述の化合物は、好ましくは、蓚酸塩、炭酸塩、ハロゲン化物及び／又は酸化物により形成される。取り分け好ましくは、化合物は全て酸化物により形成される。
【００４５】
更なる工程において、セリウムを含有する１つの化学化合物、好ましくは酸化セリウム又はシュウ酸セリウム、が用意される。
【００４６】
更に、一般化学式ＡＫＸの化学化合物が用意される。ここで、スペースホルダーＡＫは、元素Ｌｉ、Ｎａ及びＫを含有する群から選ばれる１又は複数のアルカリ金属を意味する。スペースホルダーＸは、元素Ｆ、Ｃｌ及びＢｒを含有する群から選ばれるハロゲン又はリンを意味する。化学化合物ＡＫＸは、本発明の方法において、２つの機能を示す。それは、出発物質を表わし、その構成要素が後の反応生成物、即ちガーネット発光団、において含まれる。更に、ＡＫＸは、融剤として機能する。
【００４７】
本発明の方法の次のステップにおいて、用意された化学化合物は粉砕され、混合されて、混合物となる。次に、混合物は、１，４００℃、好ましくは１，６００℃、を超える温度に加熱され、これにより、混合物の材料は反応してガーネット発光団となる。加熱は、好ましくは、減圧下に行なわれる。最後に、ガーネット発光団は、冷却される。
【００４８】
本発明の方法は、好ましくは、本発明の発光団の製造に用いられる。本発明の方法は、取り分け、本発明の発光団の好ましい実施態様の製造に用いられる。
【００４９】
本発明の光源は、本発明のガーネット発光団を含有してなる。更に、本発明の光源は、第一の波長領域において電磁放射線の放出のための放射線源を含有する。放射線源は、好ましくは、電気エネルギーを電磁放射線に変換するための半導体素子、取り分け、エレクトロルミネッセンス発光団、例えば、窒化物発光団、である。この放射線源により、好ましくは、光スペクトルの青色スペクトル領域の光が放出される。従って、第一の波長領域は、光スペクトルの青色スペクトル領域を含むことが好ましい。放射線源及びガーネット発光団は、光源内において、放射線源から放出される放射線がガーネット発光団に当たってこれを励起するように配列される。放射線源及びガーネット発光団は、放射線源から放出される放射線とガーネット発光団から放出される放射線との混合物が光源から出るように、光源内において配列される。放射線源から放出される放射線とガーネット発光団から放出される放射線との混合物は、好ましくは白色光である。
【００５０】
本発明の光源の好ましい実施態様において、ガーネット発光団の第二の波長領域は、光スペクトルの中心波長領域の緑色、黄色又は橙色のスペクトル領域に現れる。取り分け好ましくは、ガーネット発光団から放出される緑色光である。中心波長は、好ましくは５５０ｎｍより短く、取り分け好ましくは５３０ｎｍより短い。光源は、更に、第二の変換発光団を含有するが、この第二の変換発光団は、放射線源から放出される放射線により励起され、これにより、第二の変換発光団の光スペクトルの黄色光及び／又は赤色スペクトル領域において電磁放射線が放出される。放射線源の放射線（好ましくは光スペクトルの青色スペクトル領域の光であるが）は、ガーネット発光団の緑色光線及び第二の変換光源の橙色及び／又は赤色光線と混合して、演色評価数の高い白色光を生み出す。
【００５１】
本発明の光源の代替的な好ましい実施態様においては、ガーネット発光団の第二の波長領域は、光スペクトルの黄色スペクトル領域に中心波長を示すが、一方、放射線源の放射線は、光スペクトルの青色スペクトル領域の光である。本発明の光源のこれらの実施態様においては、好ましくは、これ以上の変換光源は、存在しない。
【００５２】
本発明の光源は、好ましくは、液晶ディスプレイ用のＬＥＤ又はＬＥＤバックライト照明により、形成される。
【００５３】
本発明の更なる利点、詳細及び展開は、以下の図面を参照した好ましい実施態様の記述から明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】図１は、下記組成のホスト格子を有する、本発明のガーネット発光団の好ましい実施態様の発光スペクトルである。  （Ｌｕ１−ｋＬｉｋ）３Ａｌ５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２
【図２】図２は、図１において特徴づけられた実施態様の励起スペクトルである。
【図３】図３は、図１において特徴づけられた実施態様の別の励起スペクトルである。
【図４】図４は、下記組成のホスト格子を有する、本発明のガーネット発光団の好ましい実施態様の発光スペクトルである。  （ＬｕｘＧｄｚＬｉｋ）３Ａｌ５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２
【図５】図５は、図４において特徴づけられた実施態様の励起スペクトルである。
【図６】図６は、図４において特徴づけられた実施態様の別の励起スペクトルである。
【図７】図７は、下記組成のホスト格子を有する、本発明のガーネット発光団の好ましい実施態様の発光スペクトルである。  （Ｙ１−ｋＮａｋ）３Ａｌ５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２
【図８】図８は、図７において特徴づけられた実施態様の励起スペクトルである。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
図１〜図３は、一般化学式:
（Ｌｕ１−ｋＬｉｋ）３Ａ１５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２
のホスト格子を有し、賦活剤としてのモル比０．０１４のセリウムでドープされている、本発明のガーネット発光団の好ましい実施形態を示す。
【００５６】
これらの実施態様の製造のために、種々の量のＬｕ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３及びＬｉＦを秤量し、次いで、互いに混合した。混合物を約１，６５０℃でアニールし、これにより、発光団を形成した。この実施態様の列においては、取り分け、ＬｉＦの比率を変化させた。出発物質の秤量量を表１〜３に示した。
【００５７】
【表１】
2016534200.tif 000003
【００５８】
図１は、Ｌｉ及びＦの比率を変化させたこれらの一群の実施態様の発光スペクトル及び比較のための、その製造に際し混合物中にＬｉＦを含有していないがそれ以外は前述の混合物と量的に近似させた、本発明の範囲外の態様の発光スペクトルを示す。励起は、４６５ｎｍ波長の放射線で行なった。混合物において異なるＬｉＦ量を有する種々の実施態様の、参照番号を付したスペクトルへの、割り当てを表２に示した。
【００５９】
【表２】
2016534200.tif 000004
【００６０】
図２は、Ｌｉ及びＦの比率が変化している前述の実施態様の群の励起スペクトルを示す。これらの励起スペクトルは、５１５ｎｍの発光波長に関連する。種々の実施態様の、参照番号を付したスペクトルへの、割り当てを、再度、表２に示した。
【００６１】
図３は、Ｌｉ及びＦの比率が変化している前述の実施態様の群の別の励起スペクトルを示す。これらの別の励起スペクトルは、５５５ｎｍの発光波長に関連する。種々の実施態様の、参照番号を付したスペクトルへの、割り当てを、再度、表２に示した。
【００６２】
図４〜６は、下記一般化学式のホスト格子を有し、賦活剤として０．０５０モル比のセリウムをドープされている本発明のガーネット発光団の別の好ましい態様に関する。
（ＬｕｘＧｄｚＬｉｋ）３Ａ１５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２
【００６３】
これらの実施態様の製造のために、種々の量のＧｄ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３及びＬｉＦを秤量し、次いで、互いに混合した。それに基づいて、それぞれ或る量のＬｕ２Ｏ３を秤量し、各混合物と、それぞれ、混合した。これらの混合物を約１，６５０℃でアニールし、これにより、発光団を形成した。この実施態様の群においては、取り分け、ＬｉＦの比率を変化させた。出発物質の秤量量を表３に示した。
【００６４】
【表３】
2016534200.tif 000005
【００６５】
図４は、Ｌｉ及びＦの比率を変化させたこれらの一群の実施態様の発光スペクトル及び比較のための、その製造に際し混合物中にＬｉＦを含有していない、本発明の範囲外の態様の発光スペクトルを示す。励起は、４６５ｎｍｎ波長の放射線で行なった。混合物において異なるＬｉＦ量を有する種々の実施態様の、参照番号を付したスペクトルへの、割り当てを表４に示した。
【００６６】
図５は、Ｌｉ及びＦの比率が変化している前述の実施態様の群の励起スペクトルを示す。これらの励起スペクトルは、５１５ｎｍの発光波長に関連する。種々の実施態様の、参照番号を付したスペクトルへの、割り当てを、再度、表４に示した。
【００６７】
図６は、Ｌｉ及びＦの比率が変化している前述の実施態様の群の別の励起スペクトルを示す。これらの別の励起スペクトルは、５５５ｎｍの発光波長に関連する。種々の実施態様の、参照番号を付したスペクトルへの、割り当てを、再度、表４に示した。
【００６８】
【表４】
2016534200.tif 000006
【００６９】
図７及び８は、下記一般化学式のホスト格子を有し、賦活剤として０．０４０モル比のセリウムをドープされている本発明のガーネット発光団の別の好ましい態様に関する。
（Ｙ１−ｋＮａｋ）３Ａ１５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２
【００７０】
これらの実施態様の製造のために、種々の量のＣｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３及びＮａＦを秤量し、次いで、互いに混合した。それに基づいて、それぞれ或る量のＹ２Ｏ３を秤量し、各混合物と、それぞれ、混合した。これらの混合物を減圧下に約１，６７５℃でアニールし、これにより、発光団を形成した。この実施態様の群においては、取り分け、ＮａＦの比率を変化させた。出発物質の秤量量を表５に示した。
【００７１】
【表５】
2016534200.tif 000007
【００７２】
図７は、Ｌｉ及びＦの比率を変化させたこれらの一群の実施態様の発光スペクトル及び比較のための、その製造に際し混合物中にＮａＦを含有していない、本発明の範囲外の態様の発光スペクトルを示す。励起は、４６５ｎｍｎ波長の放射線で行なった。種々の実施態様の、参照番号を付したスペクトルへの、割り当てを表６に示した。
【００７３】
図８は、Ｎａ及びＦの比率が変化している前述の実施態様の群の励起スペクトルを示す。これらの励起スペクトルは、５６５ｎｍの発光波長に関連する。種々の実施態様の、参照番号を付したスペクトルへの、割り当てを、再度、表６に示した。
【００７４】
【表６】
2016534200.tif 000008
【００７５】
本発明のガーネット発光団の別の好ましい実施態様は、下記一般化学式のホスト格子を有し、賦活剤として０．０１０モル比のセリウムをドープされている。
（Ｌｕ１−ｋＬｉｋ）３（Ａ１１−（７／４５）ｋＰｋ／３）５Ｏ１２
【００７６】
これらの実施態様の製造のために、種々の量のＣｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３及びＬｉ３ＰＯ４を秤量し、次いで、互いに混合した。それに基づいて、それぞれ或る量のＬｕ２Ｏ３を秤量し、各混合物と、それぞれ、混合した。これらの混合物を減圧下に約１，６５０℃でアニールし、これにより、発光団を形成した。この実施態様の群においては、取り分け、Ｌｉ３ＰＯ４の比率を変化させた。出発物質の秤量量を表７に示した。
【００７７】
【表７】
2016534200.tif 000009
【００７８】
参照番号
１１−発光スペクトル  （Ｌｕ１−ｋＬｉｋ）３Ａ１５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２  ０．５％ＬｉＦ
１２−発光スペクトル  （Ｌｕ１−ｋＬｉｋ）３Ａｌ５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２  １．２５％ＬｉＦ
１３−発光スペクトル  （Ｌｕ１−ｋＬｉｋ）３Ａｌ５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２  ２．５％ＬｉＦ
１４−発光スペクトル  （Ｌｕ１−ｋＬｉｋ）３Ａｌ５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２  ５．０％ＬｉＦ
１５−発光スペクトル  （Ｌｕ１−ｋＬｉｋ）３Ａｌ５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２  １０．０％ＬｉＦ
１６−発光スペクトル  Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２
２１−励起スペクトル  （Ｌｕ１−ｋＬｉｋ）３Ａｌ５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２  ０．５％ＬｉＦ
２２−励起スペクトル  （Ｌｕ１−ｋＬｉｋ）３Ａｌ５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２  １．２５％ＬｉＦ
２３−励起スペクトル  （Ｌｕ１−ｋＬｉｋ）３Ａｌ５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２  ２．５％ＬｉＦ
２４−励起スペクトル  （Ｌｕ１−ｋＬｉｋ）３Ａｌ５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２  ５．０％ＬｉＦ
２５−励起スペクトル  （Ｌｕ１−ｋＬｉｋ）３Ａｌ５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２  １０．０％ＬｉＦ
２６−励起スペクトル  Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２
３１−励起スペクトル  （Ｌｕ１−ｋＬｉｋ）３Ａｌ５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２  ０．５％ＬｉＦ
３２−励起スペクトル  （Ｌｕ１−ｋＬｉｋ）３Ａｌ５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２  １．２５％ＬｉＦ
３３−励起スペクトル  （Ｌｕ１−ｋＬｉｋ）３Ａｌ５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２  ２．５％ＬｉＦ
３４−励起スペクトル  （Ｌｕ１−ｋＬｉｋ）３Ａｌ５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２  ５．０％ＬｉＦ
３５−励起スペクトル  （Ｌｕ１−ｋＬｉｋ）３Ａｌ５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２  １０．０％ＬｉＦ
３６−励起スペクトル  Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２
４１−発光スペクトル  （ＬｕｘＧｄｚＬｉｋ）３Ａｌ５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２  ０．５％ＬｉＦ
４２−発光スペクトル  （ＬｕｘＧｄｚＬｉｋ）３Ａｌ５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２  １．２５％ＬｉＦ
４３−発光スペクトル  （ＬｕｘＧｄｚＬｉｋ）３Ａｌ５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２  ２．５％ＬｉＦ
４４−発光スペクトル  （ＬｕｘＧｄｚＬｉｋ）３Ａｌ５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２  ５．０％ＬｉＦ
４５−発光スペクトル  （ＬｕｘＧｄｚＬｉｋ）３Ａｌ５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２  １０．０％ＬｉＦ
４６−発光スペクトル  （ＬｕｘＧｄｚ）３Ａｌ５Ｏ１２
５１−励起スペクトル  （ＬｕｘＧｄｚＬｉｋ）３Ａｌ５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２  ０．５％ＬｉＦ
５２−励起スペクトル  （ＬｕｘＧｄｚＬｉｋ）３Ａ１５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２  １．２５％ＬｉＦ
５３−励起スペクトル  （ＬｕｘＧｄｚＬｉｋ）３Ａｌ５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２  ２．５％ＬｉＦ
５４−励起スペクトル  （ＬｕｘＧｄｚＬｉｋ）３Ａｌ５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２  ５．０％ＬｉＦ
５５−励起スペクトル  （ＬｕｘＧｄｚＬｉｋ）３Ａｌ５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２  １０．０％ＬｉＦ
５６−励起スペクトル  （ＬｕｘＧｄｚ）３Ａｌ５Ｏ１２

６１−励起スペクトル  （ＬｕｘＧｄｚＬｉｋ）３Ａｌ５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２  ０．５％ＬｉＦ
６２−励起スペクトル  （ＬｕｘＧｄｚＬｉｋ）３Ａｌ５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２  １．２５％ＬｉＦ
６３−励起スペクトル  （ＬｕｘＧｄｚＬｉｋ）３Ａｌ５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２  ２．５％ＬｉＦ
６４−励起スペクトル  （ＬｕｘＧｄｚＬｉｋ）３Ａｌ５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２  ５．０％ＬｉＦ
６５−励起スペクトル  （ＬｕｘＧｄｚＬｉｋ）３Ａｌ５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２−１０．０％ＬｉＦ
６６−励起スペクトル  （ＬｕｘＧｄｚ）３Ａｌ５Ｏ１２

７１−発光スペクトル  （Ｙ１−ｋＮａｋ）３Ａｌ５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２  ０．２５％ＮａＦ
７２−発光スペクトル  （Ｙ１−ｋＮａｋ）３Ａｌ５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２  ０．５０％ＮａＦ
７３−発光スペクトル  （Ｙ１−ｋＮａｋ）３Ａｌ５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２  ０．７５％ＮａＦ
７４−発光スペクトル  （Ｙ１−ｋＮａｋ）３Ａｌ５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２  １．００％ＮａＦ
７５−発光スペクトル  （Ｙ１−ｋＮａｋ）３Ａｌ５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２  １．１５％ＮａＦ
７６−発光スペクトル  Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２

８１−励起スペクトル  （Ｙ１−ｋＮａｋ）３Ａ１５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２−０．２５％ＮａＦ
８２−励起スペクトル  （Ｙ１−ｋＮａｋ）３Ａ１５（Ｏ１−（３／８）ｋＦｋ／４）１２−１．５０％ＮａＦ
８３−励起スペクトル  Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２
【図１】
2016534200.tif 000010
【図２】
2016534200.tif 000011
【図３】
2016534200.tif 000012
【図４】
2016534200.tif 000013
【図５】
2016534200.tif 000014
【図６】
2016534200.tif 000015
【図７】
2016534200.tif 000016
【図８】
2016534200.tif 000017
【国際調査報告】
2016534200.tif 000018
2016534200.tif 000019
2016534200.tif 000020
2016534200.tif 000021