(57)【要約】固体照明用途において発光ダイオード（ＬＥＤ）と共に用いる青−緑発光Ｃｅ３＋活性化オキシフッ化物蛍光体。青−緑発光Ｃｅ３＋活性化オキシフッ化物蛍光体は、（Ｓｒ１−ｘ−ｙＡＥｙ）３（Ａｌ１−ｚＴｚ）Ｏ４Ｆ：Ｃｅ３＋ｘとして表され、ここで、０＜ｘ≦０．３、０≦ｙ≦１であり、ＡＥは、例えば、Ｍｇ、ＣａおよびＢａなど、周期表のアルカリ性土類金属から選択される少なくとも１つの元素を含み、０≦ｚ≦１であり、Ｔは、Ａｌ、Ｂ、Ｇａ、およびＩｎから選択される少なくとも１つの原子を含む。青−緑発光Ｃｅ３＋活性化オキシフッ化物蛍光体は、別の蛍光体と組み合わされて、白色光を生成し得る。具体的には、本発明は、青−緑発光Ｃｅ＋３活性化オキシフッ化物蛍光体を近(ＵＶ)ＬＥＤおよび赤蛍光体か、または近ＵＶ  ＬＥＤおよび赤−黄蛍光体のいずれかと組み合せることによって白色光を生成することを提供する。
2012530383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体照明用途のための装置であって、
光を発する発光ダイオード（ＬＥＤ）と、
該ＬＥＤに光学的に連結される蛍光体と
を備え、該蛍光体は、
（Ｓｒ１−ｘ−ｙＡＥｙ）３（Ａｌ１−ｚＴｚ）Ｏ４Ｆ：Ｃｅ３＋ｘ
として表されるＣｅ３＋活性化オキシフッ化物蛍光体とを備え、
ここで、０＜ｘ≦０．３、０≦ｙ≦１であり、ＡＥは、アルカリ性土類金属から選択される少なくとも１つの元素を含み、０≦ｚ≦１であり、Ｔは、Ａｌ、Ｂ、Ｇａ、およびＩｎから選択される少なくとも１つの原子を含む、装置。
【請求項２】
前記アルカリ性土類金属から選択される前記元素は、ＭｇとＣａとＢａとを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記蛍光体は、前記ＬＥＤに光学的に連結される蛍光体混合物を生成するために、第２の蛍光体と混合される第１の蛍光体を備え、該蛍光体混合物は、該ＬＥＤから発せられる光を吸収し、該光に応答して白色光を発する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記ＬＥＤは、近紫外（ＵＶ）波長で光を発し、前記第１の蛍光体は、青−緑蛍光体であり、前記第２の蛍光体は、赤蛍光体である、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記ＬＥＤは、近紫外（ＵＶ）波長で光を発し、前記第１の蛍光体は、青−緑蛍光体であり、前記第２の蛍光体は、黄−赤蛍光体である、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記蛍光体は、増感体および電荷補償器として吸収イオンを含み、該増感体および電荷補償器は、励起放射を吸収し、該励起放射の波長より長い波長を有する光を発する該蛍光体における活性剤に該励起放射を転送する、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
（Ｓｒ１−ｘ−ｙＡＥｙ）３（Ａｌ１−ｚＴｚ）Ｏ４Ｆ：Ｃｅ３＋ｘ
として表される、Ｃｅ３＋活性化オキシフッ化物蛍光体を生成する方法であって、
ここで、０＜ｘ≦０．３、０≦ｙ≦１であり、ＡＥは、アルカリ性土類金属から選択される少なくとも１つの元素を含み、０≦ｚ≦１であり、Ｔは、Ａｌ、Ｂ、Ｇａ、およびＩｎから選択される少なくとも１つの原子を含み、
該方法は、
理論量のアルカリ性土類金属（ＡＥ）の炭酸塩または酸化物、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、フッ素（ＳｒＦ２、ＢａＦ２、ＣａＦ２、ＮＨ４Ｆ、ＣｅＦ３、ＡｌＦ３など）、およびセリウム酸化物（ＣｅＯ２）を混合して、混合物を作るステップと、
該混合物を加熱して、Ｃｅ３＋ベースのオキシフッ化物蛍光体を作るステップと
を包含する、方法。
【請求項８】
フラックス材料を前記混合物に追加することをさらに包含する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記加熱するステップは、前記混合物を５００℃〜１７００℃の温度に加熱することを包含する、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記加熱するステップは、還元雰囲気において前記混合物を加熱することを包含する、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
ＳｒとＡＥとＡｌとＦとを含み、活性剤としてＣｅ３＋が添加され、紫光、紫外光または青光で励起された場合前記蛍光体が量子効率で青−緑光を発するように、構造および組成を有し、該量子効率は、該紫光、該紫外光または該青光で励起されたＹＡＧ：Ｃｅ３＋蛍光体の量子効率より大きい、蛍光体組成物。
【請求項１２】
前記蛍光体の構造および組成は、図５に示されるようにＸ線回折スペクトルを生成する、請求項１１に記載の蛍光体組成物。
【請求項１３】
前記蛍光体の構造および組成は、図３ａに示されるように単位格子を有する、請求項１１に記載の蛍光体組成物。
【請求項１４】
前記蛍光体の発光および励起のスペクトルは、図６、図７、または図８に示されるとおりである、請求項１１に記載の蛍光体組成物。
【請求項１５】
駆動電流に応答してある波長で光の頂点強度を発するＬＥＤによって励起された場合、前記蛍光体によって発せられるフォトルミネセンス（ＰＬ）強度は、該駆動電流に応答して該波長を有する光を発するＬＥＤによって励起されるＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体によって発せられるＰＬ強度よりも大きい、請求項１１に記載の蛍光体組成物。
【請求項１６】
駆動電流に応答してある波長で光の頂点強度を発するＬＥＤによって励起された場合、前記蛍光体の発光効率は、少なくとも１０  ｌｍ／Ｗである、請求項１１に記載の蛍光体組成物。
【請求項１７】
前記蛍光体の組成は、
（Ｓｒ１−ｘ−ｙＡＥｙ）３（Ａｌ１−ｚＴｚ）Ｏ４Ｆ：Ｃｅ３＋ｘ
として表され、
ここで、０＜ｘ≦０．３、０≦ｙ≦１であり、ＡＥは、アルカリ性土類金属から選択される少なくとも１つの元素を含み、０≦ｚ≦１であり、Ｔは、Ａｌ、Ｂ、Ｇａ、およびＩｎから選択される少なくとも１つの原子を含む、請求項１１に記載の蛍光体組成物。
【請求項１８】
前記アルカリ性土類金属から選択される前記元素は、Ｍｇと、Ｃａと、Ｂａとを備えている、請求項１７に記載の蛍光体組成物。
【請求項１９】
ｘ、ｙ、およびＡＥは、前記蛍光体が、紫外または青の放射によって励起された場合、青、青−緑、または緑の波長で頂点強度を有する光を発するようになっている、請求項１７に記載の蛍光体組成物。
【請求項２０】
駆動電流に応答して第２の波長で第２の頂点強度の光を発するＬＥＤによって励起された場合、前記蛍光体は、４５０〜４５０ｎｍの第１の波長で第１の頂点強度を有する光を発し、該蛍光体は、半波高全副値（ＦＷＨＭ）を有する該第１の波長を有する光を発し、該ＦＷＨＭは、該駆動電流に応答して第２の波長で第２の頂点強度の光を発するＬＥＤによって励起されるＹＡＧ：Ｇｅ３＋蛍光体によって発せられる光のＦＷＨＭより広い、請求項１７に記載の蛍光体組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の参照）
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）の下で、２００９年６月１６日に出願され、Ｗｏｎ−Ｂｉｎ  Ｉｍ、Ｒａｍ  ＳｅｓｈａｄｒｉおよびＳｔｅｖｅｎ  Ｐ．ＤｅｎＢａａｒｓによる、表題が「ＯＸＹＦＬＵＯＲＩＤＥ  ＰＨＯＳＰＨＯＲＳ  ＡＮＤ  ＷＨＩＴＥ  ＬＩＧＨＴ  ＥＭＩＴＴＩＮＧ  ＤＩＯＤＥＳ  ＩＮＣＬＵＤＩＮＧ  ＴＨＥ  ＯＸＹＦＬＵＯＲＩＤＥ  ＰＨＯＳＰＨＯＲ  ＦＯＲ  ＳＯＬＩＤ−ＳＴＡＴＥ  ＬＩＧＨＴＩＮＧ  ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳ」であり、代理人整理番号が３０７９４．３１６−ＵＳ−Ｐ１（２００９−７０４−１）である、同時係属中の同一出願人に譲渡された米国仮特許出願第６１／１８７，４１１号の利益を主張し、この仮特許出願は、参照によって本明細書に援用される。
【０００２】
本出願は、次の同時係属中の同一出願人に譲渡された米国特許出願に関連する。
【０００３】
米国仮出願第６１／２５６，８３０号であって、２００９年１０月３０日に出願され、Ｗｏｎ−Ｂｉｎ  Ｉｍ、Ｒａｍ  Ｓｅｓｈａｄｒｉ、およびＳｔｅｖｅｎ  Ｐ．ＤｅｎＢａａｒｓによる、表題が「ＳＯＬＩＤ  ＳＯＬＵＴＩＯＮ  ＰＨＯＳＰＨＯＲＳ  ＢＡＳＥＤ  ＯＮ  ＯＸＹＦＬＵＯＲＩＤＥ  ＡＮＤ  ＷＨＩＴＥ  ＬＩＧＨＴ  ＥＭＩＴＴＩＮＧ  ＤＩＯＤＥＳ  ＩＮＣＬＵＤＩＮＧ  ＴＨＥ  ＰＨＯＳＰＨＯＲＳ  ＦＯＲ  ＳＯＬＩＤ  ＳＴＡＴＥ  ＷＨＩＴＥ  ＬＩＧＨＴＩＮＧ  ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳ」であり、代理人整理番号が３０７９４．３２７−ＵＳ−Ｐ１（２０１０−０２２）である、米国仮出願第６１／２５６，８３０号、ならびに、
米国出願第１２／３９４，４９２号であって、２００９年２月２７日に出願され、Ｗｏｎ−Ｂｉｎ  Ｉｍ、Ｒａｍ  ＳｅｓｈａｄｒｉおよびＳｔｅｖｅｎ  Ｐ．ＤｅｎＢａａｒｓによる、表題が「ＹＥＬＬＯＷ  ＥＭＩＴＴＩＮＧ  ＰＨＯＳＰＨＯＲＳ  ＢＡＳＥＤ  ＯＮ  Ｃｅ３＋−ＤＯＰＥＤ  ＡＬＵＭＩＮＡＴＥ  ＡＮＤ  ＶＩＡ  ＳＯＬＩＤ  ＳＯＬＵＴＩＯＮ  ＦＯＲ  ＳＯＬＩＤ−ＳＴＡＴＥ  ＬＩＧＨＴＩＮＧ  ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳ」であり、代理人整理番号が３０７９４．２６２−ＵＳ−Ｕ１（２００８−４３４−１）である、米国実用出願第１２／３９４，４９２号は、米国特許法第１１９条（ｅ）の下で、米国仮特許出願第６１／０６７，２９７号であって、２００８年２月２７日に出願され、Ｗｏｎ−Ｂｉｎ  Ｉｍ、Ｒａｍ  ＳｅｓｈａｄｒｉおよびＳｔｅｖｅｎ  Ｐ．ＤｅｎＢａａｒｓによる、表題が「ＹＥＬＬＯＷ  ＥＭＩＴＴＩＮＧ  ＣＥ３＋−ＤＯＰＥＤ  ＡＬＵＭＩＮＡＴＥ  ＰＨＯＳＰＨＯＲ  ＡＮＤ  ＷＨＩＴＥ  ＬＩＧＨＴ  ＥＭＩＴＴＩＮＧ  ＤＩＯＤＥＳ  ＩＮＣＬＵＤＩＮＧ  Ｃｅ３＋−ＤＯＰＥＤ  ＡＬＵＭＩＮＡＴＥ  ＰＨＯＳＰＨＯＲ  ＦＯＲ  ＳＯＬＩＤ−ＳＴＡＴＥ  ＬＩＧＨＴＩＮＧ  ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳ」であり、代理人整理番号が３０７９４．２６２−ＵＳ−Ｐ１（２００８−４３４−１）である、米国仮特許出願第６１／０６７，２９７号と、米国仮特許出願第６１／０７４，２８１号であって、２００８年６月２０日に出願され、Ｗｏｎ−Ｂｉｎ  Ｉｍ、Ｒａｍ  ＳｅｓｈａｄｒｉおよびＳｔｅｖｅｎ  Ｐ．ＤｅｎＢａａｒｓによる、表題が「ＮＥＷ  ＹＥＬＬＯＷ−ＥＭＩＴＴＩＮＧ  ＰＨＯＳＰＨＯＲＳ  ＶＩＡ  ＳＯＬＩＤ  ＳＯＬＵＴＩＯＮ  ＡＮＤ  ＷＨＩＴＥ  ＬＩＧＨＴ  ＥＭＩＴＴＩＮＧ  ＤＩＯＤＥＳ  ＩＮＣＬＵＤＩＮＧ  ＮＥＷ  ＹＥＬＬＯＷ−ＥＭＩＴＴＩＮＧ  ＰＨＯＳＰＨＯＲ  ＦＯＲ  ＳＯＬＩＤ−ＳＴＡＴＥ  ＬＩＧＨＴＩＮＧ  ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳ」であり、代理人整理番号が３０７９４．２７６−ＵＳ−Ｐ１（２００８−５４０−１）である、米国仮特許出願第６１／０７４，２８１号の利益を主張する。
【０００４】
これらの仮特許出願は、参照によって本明細書に援用される。
【０００５】
（発明の背景）
（１．発明の分野）
本発明は、オキシフッ化物蛍光体、および固体照明用途のためのオキシフッ化物蛍光体を含む白色発光ダイオード（ＬＥＤ）に関する。
【背景技術】
【０００６】
（２．関連技術の説明）
（注：本出願は、例えば［ｘ］などの角括弧内の１つ以上の参照番号によって明細書の全体にわたって示されるような多数の異なる刊行物を参照する。これらの参照番号に従って配列されたこれらの異なる刊行物のリストは、下記に「参考文献」という表題の欄に見出され得る。これらの刊行物の各々は、参照によって本明細書に援用される）。
【０００７】
ＬＥＤから白色光を生成するために、基本的に２つの方策がある。第１のアプローチは、ＬＥＤチップからの異なる赤、緑、および青の成分を混合することであり、第２のアプローチは、蛍光体を用いて青ＬＥＤまたは紫外（ＵＶ）ＬＥＤからの発光をより長い波長にダウンコンバートすることである。
【０００８】
白色光を生成するために、ほとんどの現在市販のＬＥＤランプは、コスト、効率および製作の容易さの点におけるその優位性のために、第２のアプローチ、すなわち青ＩｎＧａＮダイオードによって励起される黄発光ＹＡＧ：Ｃｅ３＋蛍光体を用いることを採用している［１〜３：非特許文献１〜３］。第２のアプローチに関するさらなる情報は、特許文献１［４］に見出され得、この国際特許出願は、参照によって本明細書に援用される。
【０００９】
しかしながら、ＹＡＧ：Ｃｅ３＋蛍光体は赤スペクトル領域において比較的弱い発光強度を有し、その結果、良好な演色評価数（ＣＲＩ）を得ることが難しい［５〜７］。さらに、ＹＡＧ：Ｃｅ３＋蛍光体からの出力色は、温度および電流に強く依存し、このことは、高出力ＬＥＤにおいて重大な問題となる［８］。
【００１０】
これらの欠点を克服し、知的財産に関連する問題も避けるために、既存のシステムを最適化する努力と共に、青ポンピングＬＥＤ用途のために新しい黄蛍光体を開発する［９〜１２］努力が世界中で広範囲にわたりなされている。不運にも、ＹＡＧ：Ｃｅ３＋を除いて、長いＵＶまたは青の励起源と共に用いるための蛍光体材料はほとんどない。現在まで、ＹＡＧ：Ｃｅ３＋蛍光体に取って代わる競合する黄蛍光体は見つかっていない。
【００１１】
従って、当技術分野において、容易にかつ低コストで製造され得、より良い熱安定性を有する、固体照明のための新しい蛍光体、特に、高効率で赤領域において演色特性の改善された蛍光体の開発に対するニーズがある。本発明は、そのニーズを満たす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】国際公開９８／０５０７８号
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】Ｄ．Ｈａｒａｎａｔｈ、Ｈ．Ｃｈａｎｄｅｒ、Ｐ．Ｓｈａｒｍａ、Ｓ．Ｓｉｎｇｈ、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２００６年、８９、１７３１１８
【非特許文献２】Ｃ．−Ｈ．Ｌｕ、Ｒ．Ｊａｇａｎｎａｔｈａｎ、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２００２年、８０、３６０８
【非特許文献３】Ｒ．Ｋａｓｕｙａ、Ａ．Ｋａｗａｎｏ、Ｔ．Ｉｓｏｂｅ、Ｈ．Ｋｕｍａ、Ｊ．Ｋａｔａｎｏ、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２００７年、９１、１１１９１６
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１４】
（発明の概要）
上記に説明された先行技術における制限を克服し、本明細書を読み理解すると明らかとなる他の制限を克服するために、本発明は、固体照明用途においてＬＥＤと共に用いる蛍光体であって、（例えば、１つ以上の追加の蛍光体と組み合せて）蛍光体およびＬＥＤは白色光を発する、蛍光体、ならびに蛍光体を作る方法を開示する。
【００１５】
特に、蛍光体は、青−緑発光Ｃｅ３＋活性化オキシフッ化物蛍光体を備え、青−緑発光Ｃｅ３＋活性化オキシフッ化物蛍光体は、
（Ｓｒ１−ｘ−ｙＡＥｙ）３（Ａｌ１−ｚＴｚ）Ｏ４Ｆ：Ｃｅ３＋ｘ
として表され、０＜ｘ≦０．３、０≦ｙ≦１であり、ＡＥは、例えば、Ｍｇ、ＣａおよびＢａなど、周期表のアルカリ性土類金属から選択される少なくとも１つの元素を含み、０≦ｚ≦１であり、Ｔは、Ａｌ、Ｂ、Ｇａ、およびＩｎから選択される少なくとも１つの原子を含む。
【００１６】
本発明は、固体照明用途のための装置を開示し、その装置は、光を発するＬＥＤと、ＬＥＤに光学的に連結される蛍光体とを備え、蛍光体は、Ｃｅ３＋活性化オキシフッ化物蛍光体を備えている。
【００１７】
青−緑発光Ｃｅ３＋活性化オキシフッ化物蛍光体は、別の蛍光体と組み合わされて、白色光を生成し得る。具体的には、本発明は、青−緑発光Ｃｅ＋３活性化オキシフッ化物蛍光体を近ＵＶ  ＬＥＤおよび赤蛍光体か、または近ＵＶ  ＬＥＤおよび赤−黄蛍光体のいずれかと組み合せることによって白色光を生成することを提供する。従って、蛍光体は、第２の蛍光体と混合されて、ＬＥＤに光学的に連結される蛍光体混合物を作る第１の蛍光体を含み得、蛍光体混合物は、ＬＥＤから発せられる光を吸収し、その光に応答して白色光を発する。ＬＥＤは近ＵＶ波長で光を発し得、第１の蛍光体は青−緑光蛍光体であり得、第２の蛍光体は赤蛍光体であり得る。ＬＥＤは近ＵＶ波長で光を発し得、第１の蛍光体は青−緑蛍光体であり得、第２の蛍光体は黄−赤蛍光体であり得る。
【００１８】
蛍光体は、増感体および電荷補償器として吸収イオンを含み得、増感体および電荷補償器は、励起放射を吸収し、励起放射の波長より長い波長を有する光を発する蛍光体における活性剤に励起放射を転送する。
【００１９】
本発明は、蛍光体組成物であって、Ｓｒと、ＡＥと、Ａｌと、Ｆとを含み、活性剤としてＣｅ３＋が添加され、紫光、紫外光または青光で励起されるかまたは光学的にポンピングされた場合蛍光体が量子効率で青−緑光を発するように、構造および組成を有し、量子効率は、紫光、紫外光または青光で励起されたＹＡＧ：Ｃｅ３＋蛍光体の量子効率より大きい、蛍光体組成物をさらに開示する。
【００２０】
蛍光体の構造および組成は、図５に示されるようなＸ線回折（ＸＲＤ）スペクトルを生成し得る。蛍光体の構造および組成は、図３ａに示されるとおりであり得る。蛍光体の発光および励起のスペクトルは、図６、図７、または図８に示されるとおりであり得る。
【００２１】
駆動電流に応答してある波長で光の頂点強度を発するＬＥＤによって励起されるかまたは光学的にポンピングされた場合、蛍光体によって発せられるフォトルミネセンス（ＰＬ）強度は、駆動電流に応答して波長を有する光を発するＬＥＤによって励起されるＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体によって発せられるＰＬ強度よりも大きい場合がある。
【００２２】
駆動電流に応答してある波長で頂点強度の光を発するＬＥＤによって励起された場合、蛍光体の発光効率は、少なくとも１０  ｌｍ／Ｗであり得る。
【００２３】
蛍光体は、（Ｓｒ１−ｘ−ｙＡＥｙ）３（Ａｌ１−ｚＴｚ）Ｏ４Ｆ：Ｃｅ３＋ｘとして表されるＣｅ３＋活性化オキシフッ化物蛍光体を含み得、ここで、ｘ、ｙ、およびＡＥは、蛍光体が、紫外または青の放射によって励起された場合、青、青−緑、または緑の波長で頂点強度を有する光を発するようになり得る。
【００２４】
駆動電流に応答して第２の波長で第２の頂点強度の光を発するＬＥＤによって励起された場合、蛍光体は、４５０〜４５０ｎｍの第１の波長で第１の頂点強度を有する光を発し得、蛍光体は、半波高全副値（ＦＷＨＭ）を有する第１の波長を有する光を発し、ＦＷＨＭは、駆動電流に応答して第２の波長で第２の頂点強度の光を発するＬＥＤによって励起されるＹＡＧ：Ｇｅ３＋蛍光体によって発せられる光のＦＷＨＭより広い。
【００２５】
上記に説明されるＣｅ３＋活性化オキシフッ化物蛍光体を作る方法は、理論量の、アルカリ性土類金属（ＡＥ）の炭酸塩または酸化物、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、フッ素（ＳｒＦ２、ＢａＦ２、ＣａＦ２、ＮＨ４Ｆ、ＣｅＦ３、ＡｌＦ３など）、およびセリウム酸化物（ＣｅＯ２）を混合して、混合物を作るステップと、混合物を加熱（例えば、還元雰囲気において５００℃〜１７００℃の温度に加熱）して、Ｃｅ３＋ベースのオキシフッ化物蛍光体を作るステップとを含む。さらにフラックス材料が混合物に追加され得る。
【００２６】
ここで図面を参照すると、図面において、同じ参照番号は、全体を通して対応する部分を表す。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に従う白色ＬＥＤの構造の断面概略図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に従ってＣｅ３＋活性化オキシフッ化物蛍光体を作るプロセスのステップを例示するフローチャートである。
【図３ａ】図３ａは、Ｓｒ３ＡｌＯ４Ｆの単位格子図である。
【図３ｂ】図３ｂは、Ｓｒ１Ｏ６Ｆ２の多面体幾何学的形状を例示する。
【図３ｃ】図３ｃは、Ｓｒ２Ｏ８Ｆ２の多面体幾何学的形状を例示する。
【図４】図４は、Ｓｒ２．９７５Ｃｅ０．０２５のフッ素マジックアングルスピニング（ＭＡＳ）核磁気共鳴（ＮＭＲ）スペクトルであり、パーツパーミリオン（ｐｐｍ）での化学シフトおよびＳｒＦ２不純物相およびＳｒ３ＡｌＯ４Ｆ相におけるフッ素（Ｆ）の相対量を示す。
【図５】図５（上のグラフ）は、Ｓｒ２．９７５ＡｌＯ４Ｆ：Ｃｅ３＋０．０２５の粉末ＸＲＤ（ｘ線回折）プロフィールのリートベルト精製であり、ＸＲＤ観察データ（円）に対する計算されたフィット（実線）を示し、ここで予期される反射位置が示され、インセットは、そこにおけるＣｅＯ６Ｆ２多面体の配位幾何学的形状を示し、カウント対ＣｕＫα２θを度（°）でプロットし、図５（下のグラフ）は、計算されたフィットと、図５の上のグラフにおける計算されたフィットとＸＲＤの観察されたデータとの差を示す。
【図６】図６は、室温でのＳｒ２．９７５ＡｌＯ４Ｆ：Ｃｅ３＋０．０２５の励起（λｅｘ）および発光（λｅｍ）のスペクトルを示すグラフであり、ナノメートル（ｎｍ）単位での励起および発光波長（λ）の関数としてＰＬ強度（任意単位、ａ．ｕ．）をプロットする。
【図７】図７は、室温でのＳｒ１．９７５ＢａＡｌＯ４Ｆ：Ｃｅ３＋０．０２５のデータと比較した市販のＹＡＧ：Ｃｅ３＋蛍光体の励起（λｅｘ）および発光（λｅｍ）のスペクトルを示すグラフであり、ｎｍ単位での励起λおよび発光λの関数としてａ．ｕ．単位でのＰＬ強度をプロットする。
【図８】図８は、室温でのＳｒ２．９７５−ｙＣａｙＡｌＯ４Ｆ：Ｃｅ３＋０．０２５の発光スペクトルを示すグラフであり、ここで（ａ）ｙ＝０．５、（ｂ）ｙ＝１．０、および（ｃ）ｙ＝１．５であり、ナノメートル（ｎｍ）単位での発光波長（λ）の関数としてａ．ｕ．単位でのＰＬ強度をプロットし、ここで励起波長は、λｅｘ＝４０５ｎｍである。
【図９】図９は、４０５ｎｍの励起波長に対して、ｘの関数としてＳｒ３−ｘＣｅｘＡｌＯ４Ｆから発光された光の相対ＰＬ強度をプロットする。
【図１０】図１０は、ＹＡＧ：Ｇｅ３＋（円）、Ｃｅ３＋が添加された蛍光体を含むＳｒＡｌＦ（ＳＡＦ：Ｃｅ３＋）（正方形）、およびＣｅ３＋が添加された蛍光体を含むＳｒＢａＡｌＦ（ＳＢＡＦ：Ｃｅ３＋）（三角形）の熱消光を示し、摂氏度（°）単位で相対ＰＬ強度対温度をプロットする。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
（発明の詳細な説明）
好ましい実施形態の次の説明において、説明の一部を形成する添付の図面に参照がなされ、本発明が実施され得る特定の実施形態が例示として添付の図面に示される。本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施形態が利用され得、構造的変更がなされ得ることは理解されるべきである。
【００２９】
（概観）
本発明は、蛍光体、および蛍光体を含む白色発光ダイオード（ＬＥＤ）に関する。特に蛍光体は、青−緑発光Ｃｅ３＋活性化オキシフッ化物蛍光体を含み、蛍光体は、
（Ｓｒ１−ｘ−ｙＡＥｙ）３（Ａｌ１−ｚＴｚ）Ｏ４Ｆ：Ｃｅ３＋ｘ
で表され、ここで、０＜ｘ≦０．３、０≦ｙ≦１であり、ＡＥは、周期表のアルカリ性土類金属から選択される、例えばＭｇ、ＣａおよびＢａなどの少なくとも１つの元素を含み、０≦ｚ≦１であり、Ｔは、Ａｌ、Ｂ、Ｇａ、およびＩｎから選択される少なくとも１つの原子を含む。
【００３０】
この母体格子は、１９９９年および２００３年にＫｅｎｎｅｄｙらによって最初に報告された［１３、１４］。しかしながら、本発明は、他の蛍光体および素子と組み合せて、固体照明用途にこの蛍光体を用いる最初である。具体的には、本発明は、近ＵＶ  ＬＥＤ（波長（λｍａｘ）＝３９５および４０５ｎｍでピーク強度を発光する）および赤蛍光体か、または近ＵＶ  ＬＥＤおよび赤−黄蛍光体のいずれかを本発明の青−緑発光Ｃｅ＋３活性化オキシフッ化物蛍光体と組み合せることによって白色光を生成することを提供する。
【００３１】
本発明に基づく蛍光体は、蛍光体が既存のＧａＮベースの長波長ＵＶ  ＬＥＤによって励起された場合、４２０〜６００ｎｍの広帯域発光を示す。本発明の蛍光体を用いるＬＥＤは、蛍光体が固体照明のためのＬＥＤに、かつ／または液晶表示器（ＬＣＤ）のバックライト源として適用された場合、白色照明のための様々な蛍光体との組み合わせによって高効率および良好な演色の特性を提供することが期待される。
【００３２】
（技術的説明）
（装置）
図１は、本発明の一実施形態に従う、例えば様々な蛍光体の組み合わせを有するＣｅ３＋活性化オキシフッ化物蛍光体を用いる白色ＬＥＤなどの固体照明用途のための装置１００の概略図である。
【００３３】
装置１００は、発光のためのＬＥＤ１０２と、ＬＥＤ１０２に光学的に連結された蛍光体１０４とを含む。例えば、白色ＬＥＤ１００は、Ｃｅ３＋活性化オキシフッ化物蛍光体１０４を有する、３９５ｎｍ（または４０５ｎｍ）の主発光波長１０６を有する近ＵＶ  ＬＥＤチップ１０２を用いることによって製作され得る。蛍光体１０４は、
（Ｓｒ１−ｘ−ｙＡＥｙ）３（Ａｌ１−ｚＴｚ）Ｏ４Ｆ：Ｃｅ３＋ｘ
として表されるＣｅ３＋活性化オキシフッ化物蛍光体を含み得、
ここで、０＜ｘ≦０．３、０≦ｙ≦１であり、ＡＥは、アルカリ性土類金属から選択される少なくとも１つの元素を含み、０≦ｚ≦１であり、Ｔは、Ａｌ、Ｂ、Ｇａ、およびＩｎから選択される少なくとも１つの原子を含む。
【００３４】
白色光生成（白色光の発光１０８）のための白色光発光ＬＥＤ１００を得るために、蛍光体１０４は、赤蛍光体（青−緑＋赤）、黄−赤蛍光体（青−緑および黄−赤）、または黄色光１１０および赤蛍光体（青−緑＋黄＋赤）のいずれかと組み合わされる青−緑発光オキシフッ化物蛍光体であり得る。この目的のために、多数の異なる用途がある。
【００３５】
（プロセス）
図２は、本発明の一実施形態に従ってＣｅ３＋活性化オキシフッ化物蛍光体を作るプロセスを例示するフローチャートである。（Ｓｒ１−ｘ−ｙＡＥｙ）３（Ａｌ１−ｚＴｚ）Ｏ４Ｆ：Ｃｅ３＋ｘ蛍光体試料を合成するために、ＣａＣＯ３、ＣａＦ２、ＳｒＣＯ３、ＳｒＦ２、ＢａＣＯ３、ＢａＦ２、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＦ３、ＮＨ４Ｆ、Ｈ３ＢＯ３、Ｇａ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｏ３、ＣｅＦ３、およびＣｅＯ２は、理論量における原料として選択されかつ用いられる（ブロック２００）。特に、アルカリ性土類金属（ＡＥ）の炭酸塩または酸化物、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）およびセリウム酸化物（ＣｅＯ２）が用いられ得る。ＣａＦ２と、ＳｒＦ２と、ＢａＦ２と、ＮＨ４Ｆと、ＣｅＦ３と、ＡｌＦ３とを含む多くの材料がフッ素源として用いられ得る。
【００３６】
原料は、次いで例えばメノウ乳ばちを用いて３０分間混合され（混合ステップ、ブロック２０２）、混合物を形成し、その後、空気中において５００℃〜７００℃に加熱される（混合物加熱ステップまたはファイアリングステップ、ブロック２０４）。混合ステップ（ブロック２０２）は、ＢａＦ２などのフラックス材料を混合物に追加することをさらに含み得る。混合物の加熱は、還元雰囲気にあり得る。
【００３７】
結果として生じる材料は、次いで第１の粉砕ステップを受け（ブロック２０６）、その後第２のファイアリングステップまたは加熱ステップを受け（ブロック２０８）、ここで材料は、５００℃〜１７００℃に加熱される。第２のファイアリングステップにおいて、還元雰囲気は、水素含有量が混合気体の体積に対して体積で２〜２５％である窒素混合気体を供給することによって提供されることが好ましい。蛍光体の光学特性を高めるために、２回以上加熱して、高結晶性を提供することが可能である。
【００３８】
第２の加熱ステップに続いて、結果として生じる材料は、第２の粉砕ステップを受ける（ブロック２１０）。
【００３９】
プロセスの最終結果は、本発明の蛍光体粉末である（ブロック２１２）。結果として生じる蛍光体は、Ｓｒと、ＡＥと、Ａ１と、Ｆとを含み得、活性剤としてＣｅ３＋が添加され得、蛍光体が量子効率（ＱＥ）で青−緑光を発するように構造および組成を有し得、量子効率（ＱＥ）は、量子効率は、紫光、紫外光または青光によって励起された場合、蛍光体に入力される光子の合計数の、蛍光体を出る光子の合計数に対する比率であり、ここで、量子効率は、紫光、紫外光、または青光によって励起されたＹＡＧ：Ｇｅ３＋蛍光体の量子効率より大きい。
【００４０】
結果として生じる蛍光体粉末は、
（Ｓｒ１−ｘ−ｙＡＥｙ）３（Ａｌ１−ｚＴｚ）Ｏ４Ｆ：Ｃｅ３＋ｘ
として表される、Ｃｅ３＋活性化オキシフッ物蛍光体を含み得、
ここで、０＜ｘ≦０．３、０≦ｙ≦１であり、ＡＥは、アルカリ性土類金属から選択される少なくとも１つの元素を含み、０≦ｚ≦１であり、Ｔは、Ａｌ、Ｂ、Ｇａ、およびＩｎから選択される少なくとも１つの原子を含む。アルカリ性土類金属から選択される元素は、Ｍｇと、Ｃａと、Ｂａとを含む。
【００４１】
蛍光体は、増感体および電荷補償器として吸収イオンを含み得、増感体および電荷補償器は、励起放射（ｅｘｃｉｔｉｎｇ  ｒａｄｉａｔｉｏｎ）を吸収し、励起放射の波長より長い波長を有する光を発する蛍光体における活性剤に励起放射を転送する。
【００４２】
所望に応じ、ステップが追加され得る。例えば、追加のステップは、ブロック２１４をさらに含み得、ブロック２１４は、ブロック２１２の蛍光体をＬＥＤとおよびおそらく１つ以上の追加の蛍光体とも組み合せることを表す。
【００４３】
ブロック２１２の蛍光体の量子効率は、例えばＩｎＧａＮ  ＬＥＤからの例えば４００ｎｍ（頂点強度の波長）の光によって励起された場合、８１％、少なくとも９０％または９５％（１００％に近い）より大きくなり得る。
【００４４】
駆動電流（例えば、２〜３０ｍＡ）または電圧バイアスに応答して波長（例えば４０５ｎｍ）で頂点強度の光を発する（例えば、ＩＮＧａＮ量子井戸活性層を有する）ＬＥＤによって励起された場合、蛍光体によって発光されるＰＬ強度は、同じ駆動電流に応答して同じ波長を有する光を発するＬＥＤによって励起されるＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体によって発光されるＰＬ強度より大きくなり得る（例えば、少なくとも１５０％大きい）。
【００４５】
駆動電流（例えば、２〜３０ｍＡ）に応答してある波長（例えば４０５ｎｍ）で頂点強度の光を発するＬＥＤによって励起された場合、蛍光体の発光効率は、少なくとも１０  ｌｍ／Ｗ（または少なくとも２５  ｍｌ／Ｗもしくは少なくとも３０  ｍｌ／Ｗ）であり得る。例えば、３０  ｌｍ／Ｗにおける青−緑発光は、２０ｍＡ駆動電流による４０５ｎｍ波長でＬＥＤによって励起が達成された。
【００４６】
駆動電流に応答して５００〜５５０ｎｍの第２の波長で第２の頂点強度の光を発するＬＥＤによって励起された場合、蛍光体は、４５０〜５００ｎｍの第１の波長で第１の頂点強度を有する光を発し得、蛍光体は、半波高全副値（ＦＷＨＭ）を有する第１の波長を有する光を発し、半波高全副値（ＦＷＨＭ）は、駆動電流に応答して第２の波長で第２の頂点強度の光を発するＬＥＤによって励起されるＹＡＧ：Ｇｅ３＋蛍光体によって発せられる光のＦＷＨＭより広い。
【００４７】
ｘ、ｙ、およびＡＥは、スペクトルの紫外または青の部分（例えば、ＬＥＤから発光される、例えば３５０ｎｍ〜４５０ｎｍ）において頂点波長を有する放射によって励起される場合、蛍光体が、青、青−緑、または緑の波長（例えば４５０ｎｍ〜５５０ｎｍ）で頂点強度を有する光を発するようにあり得る。量子効率は、［１４］におけるように定義され、測定される。
【００４８】
ブロック２１４は、例えば白色光を生成するために、ブロック２１２の蛍光体を１つ以上の追加の蛍光体と組み合せることをさらに表す。例えば、図１に例示される蛍光体１０４は、第２の蛍光体と混合されて、ＬＥＤに光学的に連結される蛍光体混合物を作る第１の蛍光体を含み得、蛍光体混合物は、ＬＥＤから発せられる光を吸収し、その光に応答して白色光を発する。ＬＥＤは近ＵＶ波長（約３７０〜４００ｎｍ）で光を発し得、第１の蛍光体は青−緑光蛍光体であり得、第２の蛍光体は赤光（例えば、６２０〜７５０ｎｍ）蛍光体であり得る。あるいは、ＬＥＤは近ＵＶ波長で光を発し得、第１の蛍光体は青−緑光蛍光体であり得、第２の蛍光体は黄−赤（例えば、５７０〜７５０ｎｍ）光蛍光体であり得る。
【００４９】
ステップは、所望に応じ省略され得るか、または変更され得る。例えば、方法は、理論量の、アルカリ性土類金属（ＡＥ）の炭酸塩または酸化物と、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）と、フッ素（ＳｒＦ２、ＢａＦ２、ＣａＦ２、ＮＨ４Ｆ、ＣｅＦ３、ＡｌＦ３など）と、セリウム酸化物（ＣｅＯ２）とを混合して、混合物を作り（ブロック２０２）、混合物を加熱して、Ｃｅ３＋ベースのオキシフッ化物蛍光体を作ることを含み得る（ブロック２０４および／またはブロック２０８）。
【００５０】
（構造）
図３ａは、Ｓｒ３ＡｌＯ４Ｆの単位格子３００の図である。Ｓｒ３ＡｌＯ４Ｆの単位格子（Ｚ＝４）において、格子は、Ｓｒ原子（Ｓｒ１，２）によって完全に占められる、８ｈサイト３０２および４ａサイト３０４と、Ａｌ原子によって占められる４ｂサイト３０６とを示し、４ｂサイト３０６は、４ａサイト３０４間にあり、４ａサイト３０４および４ｂサイト３０６は、８ｈサイト３０２を含む平面または層間の平面または層にある。フッ素（Ｆ）原子は、４ｃサイト３０８にわたり分布しており、１６１サイト３１０は、酸素（Ｏ）原子によって占められる。
【００５１】
図３ｂは、Ｓｒ１Ｏ６Ｆ２の多面体３１２の幾何学的形状を例示し、Ｓｒ１は多面体３１２の中心の８ｈサイト３０２にあり、Ｏ原子は１６１サイト３１０にあり、Ｆ原子は４ｃサイド３０８にあり、１６１サイト３１０および４ｃ３０８サイトは多面体３１２の頂点にある。
【００５２】
図３ｃは、Ｓｒ２Ｏ８Ｆ２の多面体３１４の幾何学的形状を例示し、Ｓｒ２は多面体３１４の中心の４ａサイト３０４にあり、Ｏ原子は１６１サイト３１０にあり、Ｆ原子は４ｃサイド３０８にあり、１６１サイト３１０および４ｃサイト３０８は多面体３１４の頂点にある。
【００５３】
ＣｅＯ６Ｆ２多面体は、４ｃサイト３０８上の２つのＦ１原子と、１６１サイト３１０上の６つのＯ１原子とからなり、後者は、隣接する層における４つのＡｌＯ４四面体３１６によって共有される。Ｃｅ原子の周りの多面体３１６の幾何学的形状は、歪んだ正４角反柱として説明され得、歪んだ正４角反柱において２つのＦ１原子３０８は、鏡面にありながら、互いに離れるように移される。
【００５４】
８ｈサイト３０２および４ａサイト３０４は、ＳｒまたはＣｅ原子（ＣｅがＳｒを置換する）によって分布密度を大きくされ得る。ＢａなどのＡＥは、４ａサイト３０４におけるＳｒ２および／または８ｈサイト３０２におけるＳｒ１の代わりをし得るが、ＡＥは、４ａサイト３０４におけるＳｒ２の代わりとなる可能性がより高い。ＡＥは、ホスト（ｈｏｓｔ）が安定させられるように、Ｓｒ２の結合を増加させ得る（Ｂａがないと、Ｓｒ２はＳｒｌと比較して結合が少なくなり得る）。しかしながら、Ｃｅは、２つのサイト４ａおよび８ｈを占め得、このことは、ＰＬスペクトルにおいて２つの頂点を生成する［１５］。
【００５５】
Ｓｒ、ＡＥ、Ａｌ、およびＦは、蛍光体が等構造化合物であるように順序付けられ得る。蛍光体の構造および組成は、図３ａに示されるように単位格子を有し得る。Ｆ原子は、図４に例示されるようにうまく順序付けられ得る。
【００５６】
（第１の実施形態）
図５の上のグラフにおいてＸＲＤスペクトルによって示されるように、Ｓｒ２．９７５ＡｌＯ４Ｆ：Ｃｅ３＋０．０２５蛍光体試料の単相が得られた。蛍光体試料は、空間群Ｉ４／ｍｃｍを有する四面体構造を有する粉末であり、その格子パラメータは、ＸＲＤデータを有するリートベルト精製に基づいて、約ａ＝ｂ＝６．７７２０（１）およびｃ＝１１．１４８５（２）Åであった。８ｈサイト３０２におけるＳｒｌ、Ｆ原子３０８およびＯ原子３１０もまた示される。従って、蛍光体は、図５に示されるようなＸＲＤスペクトルを生成する構造および組成を有し得る。実験データ（円）に対する図５における計算されたフィット（実線）は、リートベルト法を用いる構造モデルに基づく結晶構造精製に基づく。予期される反射位置５０２もまた示される。図５の下のグラフは、図５の上のグラフにおける計算されたフィット５００と観察されたＸＲＤデータ（円）との差プロフィールを表す。
【００５７】
図６に示されるように、このＳｒ２．９７５ＡｌＯ４Ｆ：Ｃｅ３＋０．０２５組成の発光特性は、最大がλｅｘ＝４０４ｎｍである、３００ｎｍ〜４６０ｎｍの広い励起帯λｅｘを有する。組成は、ＹＡＧ：Ｇｅ３＋蛍光体と比較して比較的広いＦＷＨＭ値（約１００ｎｍ）を有し、λｅｍ＝４６８ｎｍにおいて中心をなす発光帯を有する。
【００５８】
（第２の実施形態）
図７は、室温でのＳｒ１．９７５ＢａＡｌＯ４Ｆ：Ｃｅ３＋０．０２５のデータと比較した市販のＹＡＧ：Ｃｅ３＋蛍光体の励起および発光のスペクトルを示すグラフである。ＹＡＧ：Ｃｅ３＋蛍光体は、頂点強度が波長λｅｘ＝４５０ｎｍにある励起帯と、λｅｍ＝５４６ｎｍの波長において中心をなす発光帯とを示す。他方、本発明のＳｒ１．９７５ＢａＡｌＯ４Ｆ：Ｃｅ３＋０．０２５蛍光体は、ＦＷＨＭが、約１００ｎｍであるかまたはＹＡＧ：Ｃｅ３＋蛍光体のＦＷＨＭより広く、頂点強度が波長λｅｘ＝４００ｎｍにある励起帯と、波長λｅｍ＝４６８ｎｍにおいて中心をなす発光帯とを有する。
【００５９】
本発明のこの実施形態において、この蛍光体の原料は、理論量を有する、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ３）、炭酸バリウム（ＢａＣＯ３）、フッ化バリウム（ＢａＦ２）、フッ化ストロンチウム（ＳｒＦ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、および酸化セリウム（ＣｅＯ２）である。合成条件は、上記に言及されたことと同じである。
【００６０】
このＳｒ１．９７５ＢａＡｌＯ４Ｆ：Ｃｅ３＋０．０２５蛍光体の発光特性は、最大が４００ｎｍである、３００ｎｍ〜４５０ｎｍの広い励起帯を有し、その頂点は４６８ｎｍにおいて中心をなした。蛍光体は、市販のＹＡＧ：Ｃｅ３＋蛍光体よりも高いＰＬ強度を示した。蛍光体の魅力的な特性のために、白色発光ＬＥＤは、赤または黄−オレンジ色蛍光体を高効率であるこの蛍光体と組み合せることによって得られ得る。
【００６１】
（第３の実施形態）
図８は、室温でのＳｒ２．９７５−ｙＣａｙＡｌＯ４Ｆ：Ｃｅ３＋０．０２５の発光スペクトルを示すグラフであり、ここで（ａ）ｙ＝０．５、（ｂ）ｙ＝１．０、および（ｃ）ｙ＝１．５である。
【００６２】
本発明のこの実施形態において、この蛍光体の原料は、理論量を有する、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ３）、炭酸バリウム（ＢａＣＯ３）、フッ化バリウム（ＢａＦ２）、フッ化ストロンチウム（ＳｒＦ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、および酸化セリウム（ＣｅＯ２）である。合成条件は、上記に言及されたことと同じである。
【００６３】
このＳｒ２．９７５−ｙＣａｙＡｌＯ４Ｆ：Ｃｅ３＋０．０２５蛍光体の発光特性は、４０５ｎｍにおいて最大励起帯を有し、ＹＡＧ：Ｇｅ３＋蛍光体と比較して比較的広いＦＷＨＭ値を有し、４６８ｎｍおよび５２０ｎｍにおいて中心をなす発光帯を表した。Ｓｒ２．９７５−ｙＡＥｙＡｌＯ４Ｆ：Ｃｅ３＋０．０２５の相対的ＰＬ強度は、表１に掲載され、ここで、市販のＹＡＧ：Ｃｅ３＋蛍光体の発光スペクトルは、室温でＳｒ２．９７５−ｙＡＥｙＡｌＯ４Ｆ：Ｃｅ３＋０．０２５に関するデータと比較される。具体的には、Ｓｒ２．９７５−ｙＡＥｙＡｌＯ４Ｆ：Ｃｅ３＋０．０２５から発光される相対的ＰＬ強度は、下記の表１に掲載され、ここで、相対的ＰＬ強度データは、４６０ｎｍ励起の下でＹＡＧ：Ｇｅ３＋のＰＬ強度で割って、１００を掛けたＳｒ２．９７５−ｙＡＥｙＡｌＯ４Ｆ：Ｃｅ３＋０．０２５のＰＬ強度である。
【００６４】
【表１】
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図９は、Ｓｒ３−ｘＣｅｘＡｌＯ４Ｆにおけるｘの様々な量が蛍光体の量子効率またはＰＬ強度を調整するために用いられることを例示する。
【００６５】
図１０は、本発明の蛍光体の熱消光特性を例示し、電力供給されたＬＥＤに光学的に連結された場合に生成される上昇した温度で蛍光体が動作し得ることを示す。
【００６６】
蛍光体の発光および励起のスペクトルは、図６、図７、または図８に示されるとおりであり得る。
【００６７】
（実行可能な修正形態および変形形態）
上記に言及されたように、本発明において蛍光体組成は、下記の式
（Ｓｒ１−ｘ−ｙＡＥｙ）３（Ａｌ１−ｚＴｚ）Ｏ４Ｆ：Ｃｅ３＋ｘ
に従って作られ、ここで、０＜ｘ≦０．３、０≦ｙ≦１であり、ＡＥは、例えば、Ｍｇ、ＣａおよびＢａなど、周期表上のアルカリ性土類金属から選択される少なくとも１つの元素を含み、０≦ｚ≦１であり、Ｔは、Ａｌ、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎ、およびＳｃから選択される少なくとも１つの原子を含む。
【００６８】
特に、蛍光体の効率性は、別のイオンを母体格子に加えることによって高められ得、このイオンは、励起放射を吸収し得、その後、それを活性剤に転送し得る。この場合、吸収イオンは増感体と呼ばれる。この点に関して、少量の、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、およびＢｉが、増感体として母体格子に追加され得る。さらに、イオンは、電荷補償のためにＬｉ＋、Ｎａ＋、およびＫ＋によって形成される群から選ばれ得る。本発明の合成方法（ｍｅｔｈｏｄ  ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ）として、スプレー熱分解法、共沈法、ゾルゲル法、溶媒熱法、水熱法などを含む様々な方法を適用することが可能である。
【００６９】
白色ＬＥＤ生成に関する限り、本発明はまた、様々な組み合わせ、すなわち、近ＵＶ  ＬＥＤ（λｍａｘ＝３９５および４０５ｎｍ）ならびに赤蛍光体の組み合わせ、または近ＵＶ  ＬＥＤならびに緑−オレンジ色蛍光体の組み合わせ、または近ＵＶ  ＬＥＤならびに黄蛍光体の組み合わせのいずれかで用いられ得る。この目的のために、様々な全色度のニーズに従って多数の異なる用途がある。
【００７０】
（利点および改善点）
本発明において、蛍光体（Ｓｒ１−ｘ−ｙＡＥｙ）３（Ａｌ１−ｚＴｚ）Ｏ４Ｆ：Ｃｅ３＋ｘの組成および結晶構造の両方は、近ＵＶ励起の下で用いられる他の報告された青−緑蛍光体とは異なる。本発明の蛍光体はまた、良好な演色評価数を提供することが予期される。なぜなら、本発明の蛍光体は、白色発光ＬＥＤを提供するために、近ＵＶ  ＬＥＤ（λｍａｘ＝３９５および４０５ｎｍ）ならびに赤蛍光体の組み合わせ、または近ＵＶ  ＬＥＤならびに緑−オレンジ色蛍光体の組み合わせ、または近ＵＶ  ＬＥＤならびに黄蛍光体の組み合わせのいずれかを含む様々な組み合わせで用いられ得るからである。蛍光体の１つの利点は、蛍光体が市販のＹＡＧ：Ｃｅ３＋蛍光体よりもはるかに高いＰＬ強度を示すことである。
【００７１】
２０ｍＡで色温度６９００Ｋを有するＳｒ１．９７５ＢａＣｅ０．０２５ＡｌＯ４Ｆに対して、本発明は、約６２の演色評価数Ｒａを得た［１６］。従って、本発明は、少なくとも６２のＲａを得得り、例えば蛍光体に赤成分を追加することによって、ＬＥＤのＲａ値は８７まで改善された［１６］。
【００７２】
本発明に関するさらなる情報は、［１６〜１８］に見出され得る。
【００７３】
（参考文献）
以下の参考文献は、参照によって本明細書に援用される。
［１］Ｄ．Ｈａｒａｎａｔｈ、Ｈ．Ｃｈａｎｄｅｒ、Ｐ．Ｓｈａｒｍａ、Ｓ．Ｓｉｎｇｈ、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２００６、８９、１７３１１８
［２］Ｃ．−Ｈ．Ｌｕ、Ｒ．Ｊａｇａｎｎａｔｈａｎ、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２００２、８０，３６０８
［３］Ｒ．Ｋａｓｕｙａ、Ａ．Ｋａｗａｎｏ、Ｔ．Ｉｓｏｂｅ、Ｈ．Ｋｕｍａ、Ｊ．Ｋａｔａｎｏ、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２００７、９１、１１１９１６
［４］国際特許出願第ＰＣＴ／ＪＰ１９９７／００２６１０号、１９９７年７月２９日出願、名称「ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ  ａｎｄ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｄｅｖｉｃｅ」、１９９８年２月５日公開、ＷＯ／１９９８／００５０７８号、発明者Ｓｈｉｍｉｚｕら、出願人Ｎｉｃｈｉａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ．
［５］Ｈ．Ｓ．Ｊａｎｇ、Ｗ．Ｂ．Ｉｍ、Ｄ．Ｃ．Ｌｅｅ、Ｄ．Ｙ．Ｊｅｏｎ、Ｓ．Ｓ．Ｋｉｍ、Ｊ．Ｌｕｍｉｎ．２００７、１２６、３７１
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［１５］Ｇｒｅｅｎｈａｍｅｔ．ａｌ．，Ｃｈｅｍ．ＰｈｙｓＬｅｔｔ．２４１，ｐａｇｅ８９（１９９５）．
［１６］ＷｏｎＢｉｎＩｍ，ＳｔｕａｒｔＢｒｉｎｋｌｅｙ，ＪｅｒｒｙＨｕ，ＳｔｅｖｅｎＰ．ＤｅｎＢａａｒｓａｎｄＲａｍＳｅｓｈａｄｒｉ，ｅｎｔｉｔｌｅｄ  “Ａ  ｇｒｅｅｎ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｐｈｏｓｐｈｏｒ：  Ｓｒ２．９７５−ｘＢａｘＣｅ０．０２５ＡｌＯ４Ｆ  ｗｉｔｈ  ｈｉｇｈ  ｑｕａｎｔｕｍ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｆｏｒ  ｓｏｌｉｄ  ｓｔａｔｅ  ｗｈｉｔｅ  ｌｉｇｈｔｉｎｇ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，”  Ｃｈｅｍ．  Ｍａｔｅｒ．  ２２  （９），  ｐｐ  ２８４２-２８４９  （２０１０）．
［１７］  Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ  Ｓｌｉｄｅｓ  ｅｎｔｉｔｌｅｄ  “Ｎｅｗ  ｏｘｙｆｌｕｏｒｉｄｅ  ｐｈｏｓｐｈｏｒｓ  ｆｏｒ  ｗｈｉｔｅ  ＬＥＤ，”  ｇｉｖｅｎ  ｂｙ  Ｗｏｎ  Ｂｉｎ  Ｉｍ  ａｔ  ｔｈｅ  ２００９  Ａｎｎｕａｌ  Ｒｅｖｉｅｗ  ｆｏｒ  Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｌｉｇｈｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｃｅｎｔｅｒ  （ＳＳＬＥＣ），  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，  Ｓａｎｔａ  Ｂａｒｂａｒａ  （Ｎｏｖｅｍｂｅｒ  ５，  ２００９）．
［１８］  Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ  Ｓｌｉｄｅｓ  ｅｎｔｉｔｌｅｄ  “Ｎｏｖｅｌ  Ｐｈｏｓｐｈｏｒｓ  ｆｏｒ  Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｌｉｇｈｔｉｎｇ，”  ｇｉｖｅｎ  ｂｙ  Ｒａｍ  Ｓｅｓｈａｄｒｉ  ａｔ  ｔｈｅ  ２００９  Ａｎｎｕａｌ  Ｒｅｖｉｅｗ  ｆｏｒ  Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｌｉｇｈｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｃｅｎｔｅｒ  （ＳＳＬＥＣ），  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，  Ｓａｎｔａ  Ｂａｒｂａｒａ  （Ｎｏｖｅｍｂｅｒ  ５，  ２００９）．
（結論）
これで、本発明の好ましい実施形態の説明の結末をつける。本発明の１つ以上の実施形態の前述の説明は、例示および説明の目的のために提示された。網羅的であることまたは開示された正確な形態に本発明を限定することは意図されない。上記の教示を考慮して多くの修正形態および変形形態が可能である。本発明の範囲が、この詳細な説明によって限定されるべきではなく、むしろ本明細書に添付された特許請求の範囲によって限定されるべきであることが意図される。
【図３ａ】
2012530383.tif 000004
【図３ｂ】
2012530383.tif 000005
【図３ｃ】
2012530383.tif 000006
【図４】
2012530383.tif 000007
【図１】
2012530383.tif 000008
【図２】
2012530383.tif 000009
【図５】
2012530383.tif 000010
【図６】
2012530383.tif 000011
【図７】
2012530383.tif 000012
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
2012530383.tif 000016