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▶ オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6562366
(24)【登録日】2019年8月2日
(45)【発行日】2019年8月21日
(54)【発明の名称】蛍光体
(51)【国際特許分類】
C09K 11/64 20060101AFI20190808BHJP
C09K 11/55 20060101ALI20190808BHJP
C09K 11/08 20060101ALI20190808BHJP
H01L 33/50 20100101ALI20190808BHJP
【ＦＩ】
C09K11/64
C09K11/55
C09K11/08 B
H01L33/50
【請求項の数】23
【全頁数】31
(21)【出願番号】特願2017-557180(P2017-557180)
(86)(22)【出願日】2016年5月6日
(65)【公表番号】特表2018-517806(P2018-517806A)
(43)【公表日】2018年7月5日
(86)【国際出願番号】EP2016060208
(87)【国際公開番号】WO2016177890
(87)【国際公開日】20161110
【審査請求日】2017年11月17日
(31)【優先権主張番号】102015107162.2
(32)【優先日】2015年5月7日
(33)【優先権主張国】DE
(73)【特許権者】
【識別番号】599133716
【氏名又は名称】オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
【氏名又は名称原語表記】Ｏｓｒａｍ Ｏｐｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ＧｍｂＨ
(74)【代理人】
【識別番号】100105050
【弁理士】
【氏名又は名称】鷲田 公一
(72)【発明者】
【氏名】セイバルド マルクス
(72)【発明者】
【氏名】フィードラー ティム
(72)【発明者】
【氏名】バウマン ドミニク
(72)【発明者】
【氏名】フッペルツ フーベルト
(72)【発明者】
【氏名】ヴルスト クラウス
(72)【発明者】
【氏名】ギュンター ハイマン
(72)【発明者】
【氏名】ウィルヘルム ドミニク
【審査官】
安孫子 由美
(56)【参考文献】
【文献】
国際公開第２０１４／００３０７６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
国際公開第２０１３／１８０２１６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
特表２０１３−５３９４９０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｃ０９Ｋ１１
ＣＡｐｌｕｓ（ＳＴＮ）
ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ）
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
無機化合物を含む蛍光体であって、前記無機化合物の実験式が、
Ｍ４Ｌｉ１＋ｙ’／２Ａｌ１１−ｙ’／２Ｎ１４−ｙ’Ｏｙ’：Ｅ、
Ｍ４Ｌｉ１−ｚ’Ａｌ１１−ｚ’Ｚｎ２ｚ’Ｎ１４：Ｅ、
Ｍ４Ｌｉ１Ａｌ１１−ｘ’Ｚｎｘ’Ｎ１４−ｘ’Ｏｘ’：Ｅ、
Ｍ４Ｌｉ１Ａｌ１１−ｙ’’Ｍｇｙ’’Ｎ１４−ｙ’’Ｏｙ’’：Ｅ、
Ｍ４Ｌｉ１＋Ｚ’’Ａｌ１１−３ｚ’’Ｓｉ２ｚ’’Ｎ１４：Ｅ、または
Ｍ４Ｌｉ１Ａｌ１１−２ｘ’’Ｓｉｘ’’Ｍｇｘ’’Ｎ１４：Ｅ
の１つであり、
式中、Ｍ＝Ｃａ、Ｓｒ、および／またはＢａであり、
Ｅは、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｔｍ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、およびこれらの組合せを含む群から選択され、
０≦ｙ’≦１４、
０≦ｚ’≦１、
０≦ｘ’≦１１、
０≦ｙ’’≦１１、
０≦ｚ’’≦３、および
０≦ｘ’’≦５であり、
前記無機化合物は、Ｋ２Ｚｎ６Ｏ７と同様の原子配列を有する結晶構造に結晶化する、蛍光体。
Ｍ４Ｌｉ１＋ｙ’／２Ａｌ１１−ｙ’／２Ｎ１４−ｙ’Ｏｙ’：Ｅ、
Ｍ４Ｌｉ１−ｚ’Ａｌ１１−ｚ’Ｚｎ２ｚ’Ｎ１４：Ｅ、
Ｍ４Ｌｉ１Ａｌ１１−ｘ’Ｚｎｘ’Ｎ１４−ｘ’Ｏｘ’：Ｅ、
Ｍ４Ｌｉ１Ａｌ１１−ｙ’’Ｍｇｙ’’Ｎ１４−ｙ’’Ｏｙ’’：Ｅ、
Ｍ４Ｌｉ１＋Ｚ’’Ａｌ１１−３ｚ’’Ｓｉ２ｚ’’Ｎ１４：Ｅ、または
Ｍ４Ｌｉ１Ａｌ１１−２ｘ’’Ｓｉｘ’’Ｍｇｘ’’Ｎ１４：Ｅ
の１つであり、
式中、Ｍ＝Ｃａ、Ｓｒ、および／またはＢａであり、
Ｅは、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｔｍ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、およびこれらの組合せを含む群から選択され、
０≦ｙ’≦１４、
０≦ｚ’≦１、
０≦ｘ’≦１１、
０≦ｙ’’≦１１、
０≦ｚ’’≦３、および
０≦ｘ’’≦５であり、
前記無機化合物は、Ｋ２Ｚｎ６Ｏ７と同様の原子配列を有する結晶構造に結晶化する、蛍光体。
【請求項2】
前記結晶構造が、斜方晶空間群Ｐｎｎｍと記述される、請求項１に記載の蛍光体。
【請求項3】
前記Ｅが、Ｅｕと、１種、２種、または３種のそれ以上の他の元素Ｅとの組み合わせである、請求項１に記載の蛍光体。
【請求項4】
前記無機化合物の実験式が、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉ１＋ｙ’／２Ａｌ１１−ｙ’／２Ｎ１４−ｙ’Ｏｙ’、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉ１−ｚ’Ａｌ１１−ｚ’Ｚｎ２ｚ’Ｎ１４、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉ１Ａｌ１１−ｘ’Ｚｎｘ’Ｎ１４−ｘ’Ｏｘ’、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉ１Ａｌ１１−ｙ’’Ｍｇｙ’’Ｎ１４−ｙ’’Ｏｙ’’、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉ１＋ｚ’’Ａｌ１１−３ｚ’’Ｓｉ２ｚ’’Ｎ１４、または
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉ１Ａｌ１１−２ｘ’’Ｓｉｘ’’Ｍｇｘ’’Ｎ１４
の１つであり、
式中、
Ｍ＝Ｃａ、Ｓｒ、および／またはＢａであり、
０≦ｙ’≦１４、
０≦ｚ’≦１、
０≦ｘ’≦１１、
０≦ｙ’’≦１１、
０≦ｚ’’≦３、
０≦ｘ’’≦５、および
０＜ｘ≦２
である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の蛍光体。
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉ１＋ｙ’／２Ａｌ１１−ｙ’／２Ｎ１４−ｙ’Ｏｙ’、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉ１−ｚ’Ａｌ１１−ｚ’Ｚｎ２ｚ’Ｎ１４、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉ１Ａｌ１１−ｘ’Ｚｎｘ’Ｎ１４−ｘ’Ｏｘ’、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉ１Ａｌ１１−ｙ’’Ｍｇｙ’’Ｎ１４−ｙ’’Ｏｙ’’、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉ１＋ｚ’’Ａｌ１１−３ｚ’’Ｓｉ２ｚ’’Ｎ１４、または
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉ１Ａｌ１１−２ｘ’’Ｓｉｘ’’Ｍｇｘ’’Ｎ１４
の１つであり、
式中、
Ｍ＝Ｃａ、Ｓｒ、および／またはＢａであり、
０≦ｙ’≦１４、
０≦ｚ’≦１、
０≦ｘ’≦１１、
０≦ｙ’’≦１１、
０≦ｚ’’≦３、
０≦ｘ’’≦５、および
０＜ｘ≦２
である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の蛍光体。
【請求項5】
前記無機化合物の実験式が、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４ であり、
式中、Ｍ＝Ｃａ、Ｓｒ、および／またはＢａであり、０＜ｘ≦２である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の蛍光体。
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４ であり、
式中、Ｍ＝Ｃａ、Ｓｒ、および／またはＢａであり、０＜ｘ≦２である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の蛍光体。
【請求項6】
前記無機化合物の実験式が、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４ であり、
式中、Ｍ＝Ｃａ、Ｓｒ、および／またはＢａであり、０．００１≦ｘ≦０．４である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の蛍光体。
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４ であり、
式中、Ｍ＝Ｃａ、Ｓｒ、および／またはＢａであり、０．００１≦ｘ≦０．４である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の蛍光体。
【請求項7】
Ｍ＝Ｓｒである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の蛍光体。
【請求項8】
前記蛍光体の最大発光が、５００から６８０ｎｍの範囲内にある、請求項１〜７のいずれか一項に記載の蛍光体。
【請求項9】
前記蛍光体の最大発光が、５９４ｎｍから６８０ｎｍの範囲内にある、請求項８に記載の蛍光体。
【請求項10】
前記蛍光体の主波長が、λ＞５００ｎｍである、請求項１〜９のいずれか一項に記載の蛍光体。
【請求項11】
前記蛍光体の主波長が、λ＞６００ｎｍである、請求項１０に記載の蛍光体。
【請求項12】
前記蛍光体の主波長が、λ＞６２０ｎｍである、請求項１１に記載の蛍光体。
【請求項13】
請求項１に記載のＥｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体を含む赤色発光蛍光体であって、Ｃｕ−Ｋα１線を使用したＸ線粉末回折図において、１１．５〜１２．５°２θの角度範囲および１８．５〜１９．５°２θの角度範囲に２つの特徴的反射がある、赤色発光蛍光体。
【請求項14】
前記赤色発光蛍光体がただ１つの相を含む、請求項１３に記載のＥｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体を含む赤色発光蛍光体。
【請求項15】
前記赤色発光蛍光体が複数の異なる相を含む、請求項１３に記載のＥｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体を含む赤色発光蛍光体。
【請求項16】
実験式Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４を有する、Ｅｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体の１つの相と、実験式ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ２＋の蛍光体の１つの相とを含む、請求項１５に記載のＥｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体を含む赤色発光蛍光体。
【請求項17】
半値幅（ＦＷＨＭ）が９０ｎｍ未満である、請求項１３に記載のＥｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体を含む赤色発光蛍光体。
【請求項18】
下記の方法ステップ：
Ａ） Ｌｉ３Ｎ、ＬｉＡｌＨ４、Ｓｒ３Ｎ２、ＡｌＮ、およびＥｕＦ３を含む出発材料、またはＬｉ３Ｎ、ＬｉＡｌＨ４、Ｓｒ３Ｎ２、ＡｌＮ、ＳｒＨ２、およびＥｕＦ３を含む出発材料を混合するステップ、
Ｂ） 上記Ａ）で得られた混合物を、９００から１４００℃の間の温度に加熱するステップ、
Ｃ） 前記混合物を、９００から１４００℃の温度で５分から６時間焼き戻すステップ、
Ｆ） 前記混合物を室温に冷却するステップ
を含む、請求項１に記載の蛍光体を製造するための方法。
Ａ） Ｌｉ３Ｎ、ＬｉＡｌＨ４、Ｓｒ３Ｎ２、ＡｌＮ、およびＥｕＦ３を含む出発材料、またはＬｉ３Ｎ、ＬｉＡｌＨ４、Ｓｒ３Ｎ２、ＡｌＮ、ＳｒＨ２、およびＥｕＦ３を含む出発材料を混合するステップ、
Ｂ） 上記Ａ）で得られた混合物を、９００から１４００℃の間の温度に加熱するステップ、
Ｃ） 前記混合物を、９００から１４００℃の温度で５分から６時間焼き戻すステップ、
Ｆ） 前記混合物を室温に冷却するステップ
を含む、請求項１に記載の蛍光体を製造するための方法。
【請求項19】
方法ステップＢ）からＦ）を、フォーミングガス雰囲気下で行う、請求項１８に記載の方法。
【請求項20】
変換素子における、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の蛍光体または請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の赤色発光蛍光体の使用。
【請求項21】
ＬＥＤの変換素子における、請求項２０に記載の使用。
【請求項22】
光をより長波長光に変換するための、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の蛍光体または請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の赤色発光蛍光体の使用。
【請求項23】
光を赤色光を変換するための、請求項２２に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、蛍光体、蛍光体を製造するための方法、変換素子における蛍光体の使用、および光を変換するための蛍光体の使用に関する。
【0002】
本出願は、ドイツ特許出願ＤＥ １０ ２０１５ １０７ １６２．２の優先権を主張し、当該出願の開示内容は、参照により本明細書に含まれる。
【背景技術】
【0003】
白色発光ダイオード（ＬＥＤ）に基づく装置、特に背面照明用の装置の場合には、ＬＥＤ蛍光体、特に電磁スペクトルの暗赤色領域で発光するＬＥＤ蛍光体の要件を満たす固体蛍光体は、ほんの僅かしかない。これまでは、式（Ｓｒ，Ｂａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋および（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋の２種の橙色〜赤色発光蛍光体が主に使用されてきた。しかし、これらには発光、色空間の有効範囲、半値幅（ＦＷＨＭ＝半値全幅）、および分光フィルタリングに関して、著しい欠点がある。蛍光体（Ｓｒ，Ｂａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕの場合、その発光波長は、バリウムをストロンチウムで置換することによってスペクトルが橙色から赤色領域にシフトし得る。しかし、この置換の結果、蛍光体の長期安定性が低減する。（Ｓｒ，Ｂａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋蛍光体は、上記に加えて大きな半値幅を示し、スペクトルの暗赤色領域ではいかなる発光も示さない、即ち、６２０ｎｍを超える主波長では発光しない。（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋蛍光体は、既にスペクトルの暗赤色領域で発光を示すが、電磁スペクトルの非可視領域にまで至る非常に広範な発光であり、その結果、蛍光体のルミネセンス効率が低下する。したがって、電磁スペクトルの暗赤色領域での発光および小さい半値幅を示し、それによって電磁スペクトルの可視領域外ではほとんど発光しない蛍光体に対する強い要求が存在する。
【0004】
特許文献１および非特許文献１は、式ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ２＋の蛍光体を開示し、この蛍光体は、電磁スペクトルの暗赤色領域での発光および小さい半値幅を既に有しており、前記蛍光体はさらに、電磁スペクトルの可視領域外で発光をほとんど示さない。しかし、この蛍光体の量子効率は低い、即ち、放出された光子の数と吸収された光子の数との比が、（Ｓｒ，Ｂａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋および（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋に比べて小さい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】ＷＯ ２０１３／１７５３３６ Ａ１
【非特許文献】
【0006】
【非特許文献1】Nature Materials 2014、P. Pust et al., "Narrow-band red emitting Sr[LiAl3N4]:Eu2+as a next-generation LED-phosphor material"
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の少なくとも１つの実施形態の目的は、電磁スペクトルの可視領域外での発光が少なく、小さい半値幅を示し、さらに、量子効率の高い蛍光体を提供することである。他の目的は、蛍光体を製造するための効率的な方法、変換素子における蛍光体の使用、および光を変換するための蛍光体の使用を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
当該目的は、請求項１〜１４の特徴を有する蛍光体、請求項１５および１６の特徴を有する蛍光体の製造方法、ならびに請求項１７〜１９の特徴を有する蛍光体の使用によって達成される。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】赤色発光蛍光体の３つの例示的な実施形態の、銅Ｋα１線を使用したＸ線粉末回折図である。
【図2】赤色発光蛍光体の３つの例示的な実施形態から得た、発光スペクトルを示す図である。
【図3】赤色発光蛍光体の３つの例示的な実施形態から得た、反射率を示す図である。
【図4】赤色発光蛍光体の３つの例示的な実施形態の、銅Ｋα１線を使用したＸ線粉末回折図である。
【図5】赤色発光蛍光体の３つの例示的な実施形態から得た、発光スペクトルを示す図である。
【図6】赤色発光蛍光体の３つの例示的な実施形態から得た、反射率を示す図である。
【図7】赤色発光蛍光体の３つの例示的な実施形態の、銅Ｋα１線を使用したＸ線粉末回折図である。
【図8】赤色発光蛍光体の３つの例示的な実施形態から得た、発光スペクトルを示す図である。
【図9】赤色発光蛍光体の３つの例示的な実施形態から得た、反射率を示す図である。
【図10】赤色発光蛍光体の例示的な実施形態の、発光スペクトルを示す図である。
【図11】赤色発光蛍光体の例示的な実施形態の、反射率を示す図である。
【図12A】赤色発光蛍光体の例示的な実施形態から得た、銅Ｋα１線を使用したＸ線粉末回折図である。
【図12B】赤色発光蛍光体の例示的な実施形態から得た、銅Ｋα１線を使用したＸ線粉末回折図である。
【図13A】赤色発光蛍光体の例示的な実施形態から得た、銅Ｋα１線を使用したＸ線粉末回折図である。
【図13B】赤色発光蛍光体の例示的な実施形態から得た、銅Ｋα１線を使用したＸ線粉末回折図である。
【図14】赤色発光蛍光体の例示的な実施形態から得た、銅Ｋα１線を使用したＸ線粉末回折図である。
【図15】赤色発光蛍光体の結晶構造の一部を示す図である。
【図16A】赤色発光蛍光体の特徴的な性質を示す図である。
【図16B】赤色発光蛍光体の特徴的な性質を示す図である。
【図16C】赤色発光蛍光体の特徴的な性質を示す図である。
【図17】Ｓｒ４ＬｉＡｌ１１Ｎ１４をベースにした３つの置換変形例から得た、発光スペクトルを示す図である。
【図18A】置換実験のための、電気的に中性な実験式の可能性のある式の選択を示す図である。
【図18B】置換実験のための、電気的に中性な実験式の可能性のある式の選択を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
蛍光体を提供する。
【0011】
少なくとも１つの実施形態によれば、蛍光体は無機化合物を含み、当該無機化合物は少なくとも１種の活性化剤Ｅ、ならびにＮおよび／またはＯをその実験式中に含む。ここで活性化剤Ｅは、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｔｍ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、およびこれらの組合せを含む群から選ばれるものである。特に、活性化剤Ｅは、蛍光体から放出される光線の波長に関与する。好ましくはＥは、１種、２種、またはそれ以上の他の元素Ｅ、好ましくはＭｎまたはＬｉから選択される元素と、Ｅｕとの組み合わせに等しい。特に非常に好ましくは、Ｅ＝Ｅｕであり、好ましくはＥｕ２＋である。
【0012】
少なくとも１つの実施形態によれば、蛍光体は当該無機化合物からなる。この場合、蛍光体は、少なくとも１種の活性化剤Ｅ、ならびにＮおよび／またはＯをその実験式中に含み、Ｅは、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｔｍ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、およびこれらの組合せを含む群から選択される。
【0013】
一実施形態によれば、蛍光体は、異なる相、とりわけ無機化合物を含んでいる、あるいは１種または複数種の他の相と、無機化合物とからなるものでもよい。
【0014】
少なくとも１つの実施形態によれば、無機化合物は、Ｋ２Ｚｎ６Ｏ７と同様の原子配列を有する結晶構造に結晶化する。無機化合物が、Ｋ２Ｚｎ６Ｏ７と同様の原子配列を有する結晶構造に結晶化するということは、本願明細書を通じて、無機化合物の原子配列が、Ｋ２Ｚｎ６Ｏ７における原子配列と同じパターンに従うことを意味する。言い換えれば、結晶構造は、Ｋ２Ｚｎ６Ｏ７と同じ構造モチーフを有する。例えば、無機化合物または蛍光体が実験式（Ｓｒ，Ｅｕ）２（Ｌｉ０．５Ａｌ５．５）Ｎ７に従う場合、ＳｒおよびＥｕは、Ｋ２Ｚｎ６Ｏ７中のＫの部位を占有し、ＬｉおよびＡｌは、Ｚｎの部位を占有し、Ｎは、Ｏの部位を占有する。
【0015】
少なくとも１つの実施形態によれば、無機化合物または蛍光体は、斜方晶空間群である空間群Ｐｎｎｍと記述される。空間群Ｐｎｎｍを有する斜方晶の記述において、格子定数ｃは特に３．２１〜３．２９Åの範囲内であり、格子定数ａは１０．２４〜１０．４３Åの範囲内であり、格子定数ｂは１０．２９〜１０．４３Åの範囲にある。特に好ましくは、空間群Ｐｎｎｍを有する斜方晶の記述における格子定数は、ａ＝１０．４２９１（７）Å、ｂ＝１０．４３０９（７）Å、およびｃ＝３．２３４９（２）であり、α＝β＝γ＝９０°である。あるいは結晶構造は、双晶形成および擬対称性に起因して、正方結晶系と記述することもできる。その他の空間群における記述も可能である。
【0016】
少なくとも１つの実施形態によれば、無機化合物は、下記の一般実験式：（ＡＸａＡＹｂＡＺｃ）（ＢＶｄＢＷｅＢＸｆＢＹｇＢＺｈ）（ＣＸｎＣＹｙ）：Ｅ、または
（ＡＸａＡＹｂＡＺｃ）（ＢＶｄＢＷｅＢＸｆＢＹｇＢＺｈ）（ＣＸｎＣＹｙ）
の１つを含み、式中、
ＡＸは、１価の金属の群から選択され、
ＡＹは、２価の金属の群から選択され、
ＡＺは、３価の金属の群から選択され、
ＢＶは、１価の金属の群から選択され、
ＢＷは、２価の金属の群から選択され、
ＢＸは、３価の元素の群から選択され、
ＢＹは、４価の元素の群から選択され、
ＢＺは、５価の元素の群から選択され、
ＣＸは、Ｏ、Ｓ、Ｃ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、およびこれらの組合せを含む群から選択され、
ＣＹ＝Ｎであり、
Ｅは、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｔｍ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、およびこれらの組合せを含む群から選択され、
１ａ＋２ｂ＋３ｃ＋１ｄ＋２ｅ＋３ｆ＋４ｇ＋５ｈ−２ｎ−３ｙ＝ｚ、
３＜ａ＋ｂ＋ｃ＜５、
１０＜ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ＜１４、
１２＜ｎ＋ｙ＜１６、および
−０．５≦ｚ≦０．５である。
【0017】
次の条件： １ａ＋２ｂ＋３ｃ＋１ｄ＋２ｅ＋３ｆ＋４ｇ＋５ｈ−２ｎ−３ｙ＝ｚ、３＜ａ＋ｂ＋ｃ＜５、１０＜ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ＜１４、１２＜ｎ＋ｙ＜１６、および−０．５≦ｚ≦０．５を満たす場合、個々のパラメータａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｎ、またはｙを、ゼロ値と仮定することが可能である。言い換えれば、元素ＡＸ、ＡＹ、ＡＺ、ＢＶ、ＢＷ、ＢＸ、ＢＹ、ＢＺ、ＣＸ、およびＣＹの全てが必ずしも無機化合物に含有されるわけではない。
【0018】
少なくとも１つの実施形態によれば、無機化合物は、下記の一般実験式：（ＡＸａＡＹｂＡＺｃ）（ＢＶｄＢＷｅＢＸｆＢＹｇＢＺｈ）（ＣＸｎＣＹｙ）：Ｅ、または
（ＡＸａＡＹｂＡＺｃ）（ＢＶｄＢＷｅＢＸｆＢＹｇＢＺｈ）（ＣＸｎＣＹｙ）
の１つを含み、式中、
ＡＸは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、およびこれらの組合せを含む群から選択され、
ＡＹは、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｅｕ、Ｙｂ、Ｍｎ、Ｎｉ、およびこれらの組合せを含む群から選択され、
ＡＺは、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｃｅ、Ｙｂ、Ｃｒ、およびこれらの組合せを含む群から選択され、
ＢＶ＝Ｌｉであり、
ＢＷは、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｎｉ、およびこれらの組合せを含む群から選択され、
ＢＸは、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃｅ、Ｃｒ、およびこれらの組合せを含む群から選択され、
ＢＹは、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｍｎ、およびこれらの組合せを含む群から選択され、
ＢＺ＝Ｐであり、
ＣＸは、Ｏ、Ｓ、Ｃ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、およびこれらの組合せを含む群から選択され、ＣＸは好ましくは、Ｏ、Ｓ、およびこれらの組合せを含む群から選択され、
ＣＹ＝Ｎであり、
Ｅは、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｔｍ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、およびこれらの組合せを含む群から選択される。この場合、下記条件：
１ａ＋２ｂ＋３ｃ＋１ｄ＋２ｅ＋３ｆ＋４ｇ＋５ｈ−２ｎ−３ｙ＝ｚ、
３＜ａ＋ｂ＋ｃ＜５、
１０＜ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ＜１４、
１２＜ｎ＋ｙ＜１６、および
−０．５≦ｚ≦０．５が適用される。
【0019】
少なくとも１つの実施形態によれば、無機化合物は、下記の一般実験式：（ＡＸａＡＹｂＡＺｃ）（ＢＶｄＢＷｅＢＸｆＢＹｇＢＺｈ）（ＣＸｎＣＹｙ）：Ｅ
を含み、式中、
ＡＸは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、およびこれらの組合せを含む群から選択され、
ＡＹは、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、およびＢａを含む群から選択され、
ＡＺは、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｃｅ、Ｙｂ、およびこれらの組合せを含む群から選択され、
ＢＶ＝Ｌｉであり、
ＢＷは、Ｍｇ、Ｚｎ、およびこれらの組合せを含む群から選択され、
ＢＸは、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、およびこれらの組合せを含む群から選択され、
ＢＹは、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｍｎ、およびこれらの組合せを含む群から選択され、
ＣＸは、Ｏ、Ｓ、およびこれらの組合せを含む群から選択され、
ＣＹ＝Ｎであり、
Ｅは、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｔｍ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、およびこれらの組合せを含む群から選択され、ｈ＝０である。
【0020】
好ましい実施形態によれば、下記条件：１ａ＋２ｂ＋３ｃ＋１ｄ＋２ｅ＋３ｆ＋４ｇ＋５ｈ−２ｎ−３ｙ＝ｚ、
ａ＋ｂ＋ｃ＝４、
ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ＝１２、
ｎ＋ｙ＝１４、および
−０．１≦ｚ≦０．１
が適用される。
【0021】
少なくとも１つの実施形態によれば、ｚ＝０である。したがってこの実施形態は、電気的に中性の無機化合物または電気的に中性の蛍光体に関する。よって蛍光体は非常に安定で、ほとんど全ての適用例に利用され得る。蛍光体は、発光ダイオードでの利用に特に適しており、それは、発光ダイオードの耐用寿命の間、安定した均一な発光を示すためである。
【0022】
少なくとも１つの実施形態によれば、無機化合物または蛍光体は、下記実験式：Ｍ４Ｌｉ１＋ｙ’／２Ａｌ１１−ｙ’／２Ｎ１４−ｙ’Ｏｙ’：Ｅ、
Ｍ４Ｌｉ１−ｚ’Ａｌ１１−ｚ’Ｚｎ２ｚ’Ｎ１４：Ｅ、
Ｍ４Ｌｉ１Ａｌ１１−ｘ’Ｚｎｘ’Ｎ１４−ｘ’Ｏｘ’：Ｅ、
Ｍ４Ｌｉ１Ａｌ１１−ｙ’’Ｍｇｙ’’Ｎ１４−ｙ’’Ｏｙ’’：Ｅ、
Ｍ４Ｌｉ１＋Ｚ’’Ａｌ１１−３ｚ’’Ｓｉ２ｚ’’Ｎ１４：Ｅ、または
Ｍ４Ｌｉ１Ａｌ１１−２ｘ’’Ｓｉｘ’’Ｍｇｘ’’Ｎ１４：Ｅ
の１つを含む。
【0023】
この場合、下記条件：Ｍ＝Ｃａ、Ｓｒ、および／またはＢａ、
０≦ｙ’≦１４、
０≦ｚ’≦１、
０≦ｘ’≦１１、
０≦ｙ’’≦１１、
０≦ｚ’’≦３、ならびに
０≦ｘ’’≦５
が適用される。特にＥは、実験式中のＭを置換し、Ｍの格子サイトを占有する。
【0024】
少なくとも１つの実施形態によれば、Ｍは、少なくともＳｒを含有する、例えば、ＳｒとＢａ、またはＳｒとＣａを含有する。特に非常に好ましくは、Ｍ＝Ｓｒである。
【0025】
少なくとも１つの実施形態によれば、無機化合物または蛍光体は、下記の実験式：Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉ１＋ｙ’／２Ａｌ１１−ｙ’／２Ｎ１４−ｙ’Ｏｙ’、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉ１−ｚ’Ａｌ１１−ｚ’Ｚｎ２ｚ’Ｎ１４、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉ１Ａｌ１１−ｘ’Ｚｎｘ’Ｎ１４−ｘ’Ｏｘ’、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉ１Ａｌ１１−ｙ’’Ｍｇｙ’’Ｎ１４−ｙ’’Ｏｙ’’、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉ１＋ｚ’’Ａｌ１１−３ｚ’’Ｓｉ２ｚ’’Ｎ１４、または
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉ１Ａｌ１１−２ｘ’’Ｓｉｘ’’Ｍｇｘ’’Ｎ１４
の１つを含む。
【0026】
この場合、下記条件：Ｍ＝Ｃａ、Ｓｒ、および／またはＢａ、ならびに
０≦ｙ’≦１４、
０≦ｚ’≦１、
０≦ｘ’≦１１、
０≦ｙ’’≦１１、
０≦ｚ’’≦３、
０≦ｘ’’≦５、および
０＜ｘ≦２
が適用される。
【0027】
好ましくは、０．００１≦ｘ≦０．４の条件が適用され、特に好ましくは、０．０１≦ｘ≦０．２である。この場合、ＥｕまたはＥｕ２＋イオンはＭを置換し、Ｍの格子サイトを占有する。
【0028】
少なくとも１つの実施形態によれば、無機化合物または蛍光体は、実験式Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉ１＋ｙ’／２Ａｌ１１−ｙ’／２Ｎ１４−ｙ’Ｏｙ’を有し、好ましくは実験式Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉ１＋ｙ’／２Ａｌ１１−ｙ’／２Ｎ１４−ｙ’Ｏｙ’を有する。式中、ｙ’＝０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、または１４であり、０＜ｘ≦２である。実験式Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４に基づけば、この実施形態では、ＡｌＮ２は、ＬｉＯ２により部分的に置換されてもよい。驚くべきことに、結晶構造を保持しながらも、蛍光体のスペクトルの位置、よって蛍光体のピーク波長がシフトする。特にピーク波長は、より短波長にシフトする。その結果、下記の実験式が得られる：Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４、
（Ｍ４−ｘＥｕｘ）２Ｌｉ３Ａｌ２１Ｎ２６Ｏ２、
（Ｍ４−ｘＥｕｘ）０．５ＬｉＡｌ５Ｎ６Ｏ、
（Ｍ４−ｘＥｕｘ）２Ｌｉ５Ａｌ１９Ｎ２２Ｏ６、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉ３Ａｌ９Ｎ１０Ｏ４、
（Ｍ４−ｘＥｕｘ）２Ｌｉ７Ａｌ１７Ｎ１８Ｏ１０、
（Ｍ４−ｘＥｕｘ）０．５Ｌｉ２Ａｌ４Ｎ４Ｏ３、
（Ｍ４−ｘＥｕｘ）２Ｌｉ９Ａｌ１５Ｎ１４Ｏ１４、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉ５Ａｌ７Ｎ６Ｏ８、
（Ｍ４−ｘＥｕｘ）２Ｌｉ１１Ａｌ１３Ｎ１０Ｏ１８、
（Ｍ４−ｘＥｕｘ）０．５Ｌｉ３Ａｌ３Ｎ２Ｏ５、
（Ｍ４−ｘＥｕｘ）２Ｌｉ１３Ａｌ１１Ｎ６Ｏ２２、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉ７Ａｌ５Ｎ２Ｏ１２、
（Ｍ４−ｘＥｕｘ）２Ｌｉ１５Ａｌ９Ｎ２Ｏ２６、もしくは
（Ｍ４−ｘＥｕｘ）０．５Ｌｉ４Ａｌ２Ｏ７、および／または
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４、
（Ｓｒ４−ｘＥｕｘ）２Ｌｉ３Ａｌ２１Ｎ２６Ｏ２、
（Ｓｒ４−ｘＥｕｘ）０．５ＬｉＡｌ５Ｎ６Ｏ、
（Ｓｒ４−ｘＥｕｘ）２Ｌｉ５Ａｌ１９Ｎ２２Ｏ６、
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉ３Ａｌ９Ｎ１０Ｏ４、
（Ｓｒ４−ｘＥｕｘ）２Ｌｉ７Ａｌ１７Ｎ１８Ｏ１０、
（Ｓｒ４−ｘＥｕｘ）０．５Ｌｉ２Ａｌ４Ｎ４Ｏ３、
（Ｓｒ４−ｘＥｕｘ）２Ｌｉ９Ａｌ１５Ｎ１４Ｏ１４、
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉ５Ａｌ７Ｎ６Ｏ８、
（Ｓｒ４−ｘＥｕｘ）２Ｌｉ１１Ａｌ１３Ｎ１０Ｏ１８、
（Ｓｒ４−ｘＥｕｘ）０．５Ｌｉ３Ａｌ３Ｎ２Ｏ５、
（Ｓｒ４−ｘＥｕｘ）２Ｌｉ１３Ａｌ１１Ｎ６Ｏ２２、
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉ７Ａｌ５Ｎ２Ｏ１２、
（Ｓｒ４−ｘＥｕｘ）２Ｌｉ１５Ａｌ９Ｎ２Ｏ２６、もしくは
（Ｓｒ４−ｘＥｕｘ）０．５Ｌｉ４Ａｌ２Ｏ７。
【0029】
少なくとも１つの実施形態によれば、無機化合物または蛍光体は、実験式Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉ１−ｚ’Ａｌ１１−ｚ’Ｚｎ２ｚ’Ｎ１４を有し、好ましくはＳｒ４−ｘＥｕｘＬｉ１−ｚ’Ａｌ１１−ｚ’Ｚｎ２ｚ’Ｎ１４を有し、式中、ｚ’＝０または１であり、０＜ｘ≦２である。実験式Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４に基づけば、この実施形態では、ＬｉＡｌは、Ｚｎ２により部分的に置換されてもよい。驚くべきことに、結晶構造を保持しながらも、蛍光体のスペクトルの位置、よって蛍光体のピーク波長がシフトし得る。その結果、下記の実験式が得られる：Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４もしくはＭ４−ｘＥｕｘＡｌ１０Ｚｎ２Ｎ１４、および／または
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４もしくはＳｒ４−ｘＥｕｘＡｌ１０Ｚｎ２Ｎ１４。
【0030】
少なくとも１つの実施形態によれば、無機化合物または蛍光体は、実験式Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉ１Ａｌ１１−ｘ’Ｚｎｘ’Ｎ１４−ｘ’Ｏｘ’を有し、好ましくはＳｒ４−ｘＥｕｘＬｉ１Ａｌ１１−ｘ’Ｚｎｘ’Ｎ１４−ｘ’Ｏｘ’を有し、式中、ｘ’＝０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、または１１であり、０＜ｘ≦２である。実験式Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４に基づけば、この実施形態では、ＡｌＮは、ＺｎＯによって部分的に置換されてもよい。
【0031】
驚くべきことに、結晶構造を保持しながら、スペクトルの位置、よって蛍光体のピーク波長がシフトする。特に、ピーク波長は、より短波長にシフトする。その結果、下記の実験式が得られる：Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１０Ｚｎ１Ｎ１３Ｏ、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ９Ｚｎ２Ｎ１２Ｏ２、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ８Ｚｎ３Ｎ１１Ｏ３、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ７Ｚｎ４Ｎ１０Ｏ４、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ６Ｚｎ５Ｎ９Ｏ５、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ５Ｚｎ６Ｎ８Ｏ６、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ４Ｚｎ７Ｎ７Ｏ７、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ３Ｚｎ８Ｎ６Ｏ８、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ２Ｚｎ９Ｎ５Ｏ９、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌＺｎ１０Ｎ４Ｏ１０、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＺｎ１１Ｎ３Ｏ１１、あるいは
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４、
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１０Ｚｎ１Ｎ１３Ｏ、
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ９Ｚｎ２Ｎ１２Ｏ２、
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ８Ｚｎ３Ｎ１１Ｏ３、
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ７Ｚｎ４Ｎ１０Ｏ４、
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ６Ｚｎ５Ｎ９Ｏ５、
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ５Ｚｎ６Ｎ８Ｏ６、
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ４Ｚｎ７Ｎ７Ｏ７、
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ３Ｚｎ８Ｎ６Ｏ８、
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ２Ｚｎ９Ｎ５Ｏ９、
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌＺｎ１０Ｎ４Ｏ１０、
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＺｎ１１Ｎ３Ｏ１１。
【0032】
少なくとも１つの実施形態によれば、無機化合物または蛍光体は、実験式Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉ１Ａｌ１１−ｙ’’Ｍｇｙ’’Ｎ１４−ｙ’’Ｏｙ’’を有し、好ましくはＳｒ４−ｘＥｕｘＬｉ１Ａｌ１１−ｙ’’Ｍｇｙ’’Ｎ１４−ｙ’’Ｏｙ’’を有し、式中、ｙ’’＝０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、または１１であり、０＜ｘ≦２である。実験式Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４に基づけば、この実施形態では、ＡｌＮは、ＭｇＯにより部分的に置換されてもよい。驚くべきことに、結晶構造を保持しながらも、スペクトルの位置、よって蛍光体のピーク波長はシフトする。特に、ピーク波長は、より短波長にシフトする。その結果、下記の実験式が得られる：Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１０Ｍｇ１Ｎ１３Ｏ、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ９Ｍｇ２Ｎ１２Ｏ２、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ８Ｍｇ３Ｎ１１Ｏ３、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ７Ｍｇ４Ｎ１０Ｏ４、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ６Ｍｇ５Ｎ９Ｏ５、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ５Ｍｇ６Ｎ８Ｏ６、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ４Ｍｇ７Ｎ７Ｏ７、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ３Ｍｇ８Ｎ６Ｏ８、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ２Ｍｇ９Ｎ５Ｏ９、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌＭｇ１０Ｎ４Ｏ１０、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＭｇ１１Ｎ３Ｏ１１、あるいは
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４、
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１０Ｍｇ１Ｎ１３Ｏ、
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ９Ｍｇ２Ｎ１２Ｏ２、
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ８Ｍｇ３Ｎ１１Ｏ３、
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ７Ｍｇ４Ｎ１０Ｏ４、
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ６Ｍｇ５Ｎ９Ｏ５、
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ５Ｍｇ６Ｎ８Ｏ６、
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ４Ｍｇ７Ｎ７Ｏ７、
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ３Ｍｇ８Ｎ６Ｏ８、
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ２Ｍｇ９Ｎ５Ｏ、
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌＭｇ１０Ｎ４Ｏ１０、
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＭｇ１１Ｎ３Ｏ１１。
【0033】
少なくとも１つの実施形態によれば、無機化合物または蛍光体は、実験式Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉ１＋ｚ’’Ａｌ１１−３ｚ’’Ｓｉ２ｚ’’Ｎ１４を有し、好ましくはＳｒ４−ｘＥｕｘＬｉ１＋ｚ’’Ａｌ１１−３ｚ’’Ｓｉ２ｚ’’Ｎ１４を有し、式中、ｚ’’＝０、１、２、または３であり、０＜ｘ≦２である。実験式Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４に基づけば、この実施形態では、Ａｌ３は、Ｓｉ２Ｌｉにより部分的に置換されてもよい。驚くべきことに、結晶構造を保持しながら、スペクトルの位置、よって、蛍光体のピーク波長はシフトし得る。その結果、下記の実験式が得られる：Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉ２Ａｌ８Ｓｉ２Ｎ１４、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉ３Ａｌ５Ｓｉ４Ｎ１４、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉ４Ａｌ２Ｓｉ６Ｎ１４、あるいは
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４、
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉ２Ａｌ８Ｓｉ２Ｎ１４、
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉ３Ａｌ５Ｓｉ４Ｎ１４、
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉ４Ａｌ２Ｓｉ６Ｎ１４。
【0034】
少なくとも１つの実施形態によれば、無機化合物または蛍光体は、実験式Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉ１Ａｌ１１−２ｘ’’Ｓｉｘ’’Ｍｇｘ’’Ｎ１４を有し、好ましくはＳｒ４−ｘＥｕｘＬｉ１Ａｌ１１−２ｘ’’Ｓｉｘ’’Ｍｇｘ’’Ｎ１４を有し、式中、ｘ’’＝０、１、２、３、４、または５であり、０＜ｘ≦２である。実験式Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４に基づけば、この実施形態では、Ａｌ２は、ＭｇＳｉによって部分的に置換されてもよい。驚くべきことに、結晶構造を保持しながら、スペクトルの位置、よって、蛍光体のピーク波長はシフトし得る。その結果、下記の実験式が得られる：Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ９ＳｉＭｇＮ１４、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ７Ｓｉ２Ｍｇ２Ｎ１４、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ５Ｓｉ３Ｍｇ３Ｎ１４、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ３Ｓｉ４Ｍｇ４Ｎ１４、
Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌＳｉ５Ｍｇ５Ｎ１４、あるいは
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４、
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ９ＳｉＭｇＮ１４、
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ７Ｓｉ２Ｍｇ２Ｎ１４、
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ５Ｓｉ３Ｍｇ３Ｎ１４、
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ３Ｓｉ４Ｍｇ４Ｎ１４、
Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌＳｉ５Ｍｇ５Ｎ１４。
【0035】
興味深いことに、実験式Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４の蛍光体をベースにした置換実験から得られた単結晶、例えば、ＡｌＮ２がＬｉＯ２によって部分的に置換されたもの、ＬｉＡｌがＺｎ２によって部分的に置換されたもの、ＡｌＮがＺｎＯによって部分的に置換されたもの、ＡｌＮがＭｇＯによって部分的に置換されたもの、Ａｌ３がＳｉ２Ｌｉによって部分的に置換されたもの、またはＡｌ２がＭｇＳｉによって部分的に置換されたものは、非置換Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４に比べ、格子定数に関して著しいばらつきを示すものの、結晶構造は保持される。ここで格子定数ｃは、３．２１〜３．２９Åの範囲内であり、格子定数ａは、１０．２４〜１０．４２Åの範囲内であり、格子定数ｂは、１０．２９〜１０．４３Åの範囲内である。置換の結果、発光波長に関してもばらつきが観察され得る。発光の最大強度、即ちピーク波長は、Ｓｒ４ＬｉＡｌ１１Ｎ１４：Ｅｕ２＋については、５９４ｎｍから６７０ｎｍの間で変化する。
【0036】
少なくとも１つの実施形態によれば、無機化合物または蛍光体は、下記の実験式：Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４で表され、式中、Ｍ＝Ｃａ、Ｓｒ、および／またはＢａであり、０＜ｘ≦２である。好ましくは、Ｍ＝Ｓｒ、またはＳｒとＢａ、またはＳｒとＣａである。この実施形態は、ニトリドアルミネート蛍光体に関する。
【0037】
一実施形態では、Ｃｕ−Ｋα１線を使用したＸ線粉末回折図において、無機化合物または蛍光体には、１１．５〜１２．５°２θの角度範囲および１８．５〜１９．５°２θの角度範囲で２つの特徴的な反射がある。Ｘ線回折データは、Ｂｒａｇｇ−Ｂｒｅｎｔａｎｏ幾何形状で、Ｘ−Ｃｅｌｅｒａｔｏｒ ＣＣＤ検出機を備えた粉末回折計（ＰＡＮａｌｙｔｉｃａｌ Ｅｍｐｙｒｅａｎ）上の平型サンプルホルダを用いて記録した。
【0038】
少なくとも１つの実施形態によれば、蛍光体の最大発光は、５００から６８０ｎｍの範囲内、好ましくは５９４ｎｍから６８０ｎｍの間にある。最大発光は、ピーク波長としても知られている。
【0039】
本発明の場合、本願における「ピーク波長」とは、ピークの最大強度が位置するピークの波長を意味する。
【0040】
少なくとも１つの実施形態によれば、蛍光体の主波長は、λ＞５００ｎｍ、好ましくはλ＞６００ｎｍ、特に好ましくはλ＞６２０ｎｍである。主波長は、類似した色知覚を呼び起こすスペクトル（単色）光の観点から、非スペクトル（多色）光混合について記述する方法の１つである。ＣＩＥ色空間では、特定の色に関する点と、点ｘ＝０．３３３、ｙ＝０．３３３とを接続する線を、２点で空間のアウトラインと一致するように外挿してもよい。当該色のより近くに存在する交点は、色の主波長を、この交点での純粋なスペクトルの色の波長として表す。したがって主波長は、人の眼で知覚される波長である。
【0041】
一実施形態によれば、蛍光体は、赤色発光蛍光体を含む。したがって蛍光体は、電磁スペクトルの赤色領域の発光を示す。
【0042】
一実施形態によれば、赤色発光蛍光体は、ニトリドアルミネート蛍光体を含む。言い換えれば、無機化合物はニトリドアルミネート蛍光体であってもよい。特に、ニトリドアルミネート蛍光体はＥｕ２＋でドープされている。
【0043】
「赤色発光」とは、本明細書を通じて、蛍光体がとりわけスペクトルの赤色領域で発光を示すことを意味すると理解される。例えば、蛍光体のピーク波長または主波長はスペクトルの緑色領域に存在してもよいが、スペクトルの赤色領域でも発光を示してもよい。
【0044】
一実施形態によれば、蛍光体または赤色発光蛍光体は、異なる相、とりわけＥｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体を含むもの、またはＥｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体と、１つもしくは複数の他の相とからなるものであってもよい。
【0045】
一実施形態では、蛍光体または赤色発光蛍光体は、Ｅｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体からなる。これは赤色発光蛍光体が、ただ１つの相、即ち、Ｅｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体からなることを意味する。赤色発光蛍光体は、ただ１つの結晶構造内に存在する、Ｅｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体からなるものであってもよい。
【0046】
一実施形態によれば、Ｅｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体は、Ｋ２Ｚｎ６Ｏ７と同様の原子配列を有する結晶構造に結晶化する。
【0047】
結晶構造は、特に、斜方晶空間群Ｐｎｎｍと記述されてもよい。空間群Ｐｎｎｍを有する斜方晶の記述において、格子定数ｃは特に３．２１〜３．２９Åの範囲であり、格子定数ａは１０．２４〜１０．４３Åの範囲であり、格子定数ｂは１０．２９〜１０．４３Åの範囲である。特に、空間群Ｐｎｎｍを有する斜方晶の記述における格子定数は、ａ＝１０．４２９１（７）Å、ｂ＝１０．４３０９（７）Å、およびｃ＝３．２３４９（２）であり、α＝β＝γ＝９０°である。あるいは結晶構造は、双晶形成および擬対称性に起因して、正方結晶系と記述されてもよい。その他の空間群における記述も可能である。
【0048】
一実施形態によれば、Ｅｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体または無機化合物は、実験式Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４を有し、式中、Ｍ＝Ｃａ、Ｓｒ、および／またはＢａであり、０＜ｘ≦２、好ましくは０．００１≦ｘ≦０．４、特に好ましくは０．０１≦ｘ≦０．２が適用される。この場合のＥｕ２＋イオンは、特にＭの代わりに用いられ、Ｍの格子サイトを占有する。実験式Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４を有する、Ｅｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体は、好ましくは、Ｋ２Ｚｎ６Ｏ７と同様の原子配列を有する結晶構造に結晶化する。
【0049】
蛍光体または無機化合物は、他の元素を、例えば不純物の形で含むことが可能であり、これら不純物の合計が、蛍光体の重量に対する割合として、最大でも１パーミル、または１００ｐｐｍ、または１０ｐｐｍ（百万分率）を構成することが好ましい。
【0050】
少なくとも１つの実施形態によれば、Ｅｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体または無機化合物は、実験式Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４を有し、０＜ｘ≦２、好ましくは０．００１≦ｘ≦０．４、特に好ましくは０．０１≦ｘ≦０．２が適用される。
【0051】
少なくとも１つの実施形態によれば、蛍光体または赤色発光蛍光体は、実験式Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４を有する、Ｅｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体からなる。したがって赤色発光蛍光体は、相を１つのみ含む。しかしＡｌＮからなる他の相を存在させることも可能である。
【0052】
少なくとも１つの実施形態によれば、蛍光体または赤色発光蛍光体は、複数の異なる相を含み、特に、実験式Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４を有する、Ｅｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体の１つの相と、実験式ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ２＋の蛍光体の１つの相とを含むか、または赤色発光蛍光体は、これらの相および／または蛍光体からなる。
【0053】
一実施形態では、蛍光体または赤色発光蛍光体、特にＥｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体は、Ｃｕ−Ｋα１線を使用するそのＸ線粉末回折図において、１１．５〜１２．５°２θの角度範囲および１８．５〜１９．５°２θの角度範囲で２つの特徴的な反射を含む。Ｘ線回折データを、Ｂｒａｇｇ−Ｂｒｅｎｔａｎｏ幾何形状で、Ｘ−Ｃｅｌｅｒａｔｏｒ ＣＣＤ検出機を備えた粉末回折計（ＰＡＮａｌｙｔｉｃａｌ Ｅｍｐｙｒｅａｎ）上の平型サンプルホルダを用いて記録した。公知の蛍光体ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ２＋（特許文献１および非特許文献１）には、これらの反射がない。
【0054】
式ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ２＋の公知の蛍光体と比較すると、赤色発光蛍光体、特にＥｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体は、より高い量子効率を示す。量子効率、即ち、放出された光子の数と吸収された光子の数との比、を測定するために、本発明の赤色発光蛍光体および式ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ２＋を有する公知の蛍光体を、それぞれ加圧して粉末錠剤にし、標準蛍光体ＹＡＧ：Ｃｅ３＋（セリウムがドープされた、イットリウムアルミニウムガーネット）と比較した相対量子効率を、同一条件下で、Ｆｌｕｏｒｏｍａｘ分光計で決定した。公知の蛍光体は、この場合は、非特許文献１に示される方法と同等の条件下で製造した。蛍光体は、Ｘ線粉末回折図に基づくＲｉｅｔｖｅｌｄ分析によって特徴付けた。標準蛍光体ＹＡＧ：Ｃｅ３＋に対して測定したとき、本発明の赤色発光蛍光体は、驚くべきことに、公知の蛍光体ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ２＋と比べて、その相対量子効率が１５％も高い。
【0055】
一実施形態では、赤色発光蛍光体の最大発光、即ちピーク波長は、６２０から６８０ｎｍの範囲内、好ましくは６４０から６８０ｎｍの範囲内、特に好ましくは６６０から６８０ｎｍの範囲内である。したがって発光は、電磁スペクトルの、暗赤色領域のスペクトルに存在する。特に、この実施形態による蛍光体は、実験式Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４を有し、式中、Ｍ＝Ｃａ、Ｓｒ、および／またはＢａであり、０＜ｘ≦２であり、またはこの化合物を、無機化合物としてもしくはＥｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体として含む。
【0056】
一実施形態では、６２０から６８０ｎｍの範囲のピーク波長の赤色発光蛍光体は、その半値幅（ＦＷＨＭ）が９０ｎｍ未満、好ましくは７０ｎｍ未満、特に好ましくは６５ｎｍ未満、特に好ましくは６０ｎｍ未満である。そのような小さい半値幅では、本発明の蛍光体は、電磁スペクトルの可視領域のみ、またはほぼこの領域のみの発光が可能であり、これは、電磁スペクトルの非可視領域の発光による効率の損失が、全くまたはごく僅かしか生じないことを意味する。これに比べて、公知の蛍光体である（Ｓｒ，Ｂａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋の半値幅は９０ｎｍよりも大きく、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋の半値幅は７０ｎｍよりも大きく、ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ２＋の半値幅は４８ｎｍ以上である。しかし、蛍光体ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ２＋に対して、本発明の蛍光体は、検出可能なほどのより高い量子効率を示す。
【0057】
一実施形態では、蛍光体または赤色発光蛍光体は、スペクトルの可視領域外の光線を全くまたはごく僅かしか放出しない。したがって、全ての、または実質的に全ての放出された光子は、人の眼で検知可能な範囲内にあり、電磁スペクトルの非可視領域への放出による効率の損失を排除する、または最小限に抑える。このようにして、高いルミネセンス効率が実現される。
【0058】
一実施形態では、蛍光体または赤色発光蛍光体は、Ｌｉ３Ｎ、ＬｉＡｌＨ４、ＡｌＮ、Ｓｒ３Ｎ２およびＥｕＦ３、またはＬｉ３Ｎ、ＬｉＡｌＨ４、ＡｌＮ、Ｓｒ３Ｎ２、ＳｒＨ２およびＥｕＦ３を含む出発材料から製造される。蛍光体は、これらの出発材料からなるように製造されてもよい。驚くべきことに、本発明の蛍光体または赤色発光蛍光体は、これらの出発材料から高い量子効率で製造され得ることがわかった。出発材料であるＬｉ３ＮおよびＬｉＡｌＨ４の存在が、本発明の蛍光体の製造に必須であることが実験によって示された。これら出発材料の１種のみが使用される場合、Ｘ線粉末回折図は、１１．５〜１２．５°２θの角度範囲、および１８．５〜１９．５°２θの角度範囲の特徴的な反射を示さない。特に、蛍光体または無機化合物は、この場合には、Ｋ２Ｚｎ６Ｏ７と同様の原子配列を有する結晶構造を有していない。
【0059】
一実施形態では、赤色発光蛍光体の主波長がλ＞６２０ｎｍである。
【0060】
一実施形態では、蛍光体または赤色発光蛍光体は、電磁スペクトルのＵＶ領域から青色領域の光線によって励起可能である。例えば、蛍光体または赤色発光蛍光体は、波長が２４０ｎｍから５００ｎｍの、好ましくは４００ｎｍから５００ｎｍの、例えば４６０ｎｍの光線によって励起可能である。公知の蛍光体ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ２＋と比較すると、本発明の蛍光体または赤色発光蛍光体は、４５０ｎｍから５００ｎｍの範囲で、より高い吸収を示す。
【0061】
蛍光体または赤色発光蛍光体について記述した実施形態は、以下に記述される方法によって製造することができる。したがって、蛍光体に関して記述される全ての特徴は、それを製造するための方法にも適用され、また、その逆も同様である。
【0062】
蛍光体を製造するための方法が提供される。
【0063】
少なくとも１つの実施形態によれば、蛍光体は無機化合物を含み、当該無機化合物は、その実験式に少なくとも１種の活性化剤Ｅ、ならびにＮおよび／またはＯを含む。ここで活性化剤Ｅは、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｔｍ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、およびこれらの組合せを含む群から選ばれるのものである。
【0064】
少なくとも１つの実施形態によれば、蛍光体は、Ｅｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体を含むか、またはＥｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体からなる、赤色発光蛍光体である。
【0065】
一実施形態によれば、Ｃｕ−Ｋα１線を使用するＸ線粉末回折図では、蛍光体または赤色発光蛍光体には、１１．５〜１２．５°２θの角度範囲および１８．５〜１９．５°２θの範囲に２つの特徴的な反射がある。
【0066】
一実施形態によれば、無機化合物またはＥｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体は、Ｋ２Ｚｎ６Ｏ７と同様の原子配列を有する結晶構造に結晶化する。結晶構造は、斜方晶空間群Ｐｎｎｍと特に記述されてもよい。特に、空間群Ｐｎｎｍを有する斜方晶の記述における格子定数は、ａ＝１０．４２９１（７）Å、ｂ＝１０．４３０９（７）Å、およびｃ＝３．２３４９（２）であり、α＝β＝γ＝９０°である。あるいは結晶構造は、双晶形成および擬対称性に起因して、正方結晶系と記述されてもよい。その他の空間群における記述も可能である。
【0067】
一実施形態によれば、無機化合物またはＥｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体は、実験式Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４を有し、式中、Ｍ＝Ｃａ、Ｓｒ、および／またはＢａであり、０＜ｘ≦２、好ましくは０．００１≦ｘ≦０．４、特に好ましくは０．０１≦ｘ≦０．２が適用される。この場合のＥｕ２＋イオンは、特に、Ｍの代わりに用いられ、Ｍの格子サイトを占有する。実験式Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４を有する、Ｅｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体は、好ましくは、Ｋ２Ｚｎ６Ｏ７と同様の原子配列を有する結晶構造に結晶化する。
【0068】
少なくとも１つの実施形態によれば、無機化合物またはＥｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体は、実験式Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４を有し、０＜ｘ≦０．４、好ましくは０．０１≦ｘ≦２、特に好ましくは０．０１≦ｘ≦０．２が適用される。
【0069】
少なくとも１つの実施形態によれば、蛍光体または赤色発光蛍光体は、実験式Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４を有する、Ｅｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体からなる。したがって蛍光体または赤色発光蛍光体は、１つの相のみを含む。しかし、ＡｌＮからなる他の相を存在させることも可能である。
【0070】
少なくとも１つの実施形態によれば、蛍光体または赤色発光蛍光体は、複数の異なる相を含み、特に、実験式Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４を有する、Ｅｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体の１つの相と、実験式ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ２＋の蛍光体の１つの相とを含む、あるいは蛍光体もしくは赤色発光蛍光体は、これらの相および／または蛍光体からなる。
【0071】
当該方法は、下記の方法ステップを含む。Ａ） Ｌｉ３Ｎ、ＬｉＡｌＨ４、Ｍ３Ｎ２、ＡｌＮ、およびＥｕＦ３を含むか、これらからなる出発材料、またはＬｉ３Ｎ、ＬｉＡｌＨ４、Ｍ３Ｎ２、ＭＨ２、ＡｌＮ、およびＥｕＦ３を含むか、これらからなる出発材料であって、式中、Ｍ＝Ｓｒ、Ｃａ、および／またはＢａである出発材料を混合するステップ、
Ｂ） Ａ）で得られた混合物を、９００から１４００℃の間の温度Ｔ１に加熱するステップ、および
Ｃ） 当該混合物を、９００から１４００℃の温度Ｔ１で５分から６時間焼き戻す（ａｎｎｅａｌ）ステップ。
【0072】
一実施形態によれば、方法は、以下の方法ステップを含む。Ａ） Ｌｉ３Ｎ、ＬｉＡｌＨ４、Ｓｒ３Ｎ２、ＡｌＮ、およびＥｕＦ３を含むか、これらからなる出発材料、またはＬｉ３Ｎ、ＬｉＡｌＨ４、Ｓｒ３Ｎ２、ＳｒＨ２、ＡｌＮ、およびＥｕＦ３を含むか、これらからなる出発材料を混合するステップ、
Ｂ） Ａ）で得られた混合物を、９００から１４００℃の間の温度Ｔ１に加熱するステップ、および
Ｃ） 当該混合物を、９００から１４００℃の温度Ｔ１で５分から６時間焼き戻すステップ。
【0073】
驚くべきことに、本発明の蛍光体または赤色発光蛍光体は、出発材料Ｌｉ３Ｎ、ＬｉＡｌＨ４、Ｓｒ３Ｎ２、ＡｌＮ、およびＥｕＦ３、またはＬｉ３Ｎ、ＬｉＡｌＨ４、Ｓｒ３Ｎ２、ＳｒＨ２、ＡｌＮ、およびＥｕＦ３から製造可能なことが判明した。実験は、出発材料Ｌｉ３ＮおよびＬｉＡｌＨ４の存在が、本発明の蛍光体または赤色発光蛍光体の製造に必須であることを示した。これらの出発材料の１種のみが使用される場合、Ｘ線粉末回折図は、１１．５〜１２．５°２θの角度範囲および１８．５〜１９．５°２θの角度範囲の特徴的な反射を示さない。言い換えれば、本発明の蛍光体または本発明の赤色発光蛍光体は、Ｌｉ３ＮおよびＬｉＡｌＨ４を出発材料として使用しない限り、形成されない。このようにして製造した蛍光体は、驚くべきことに、その量子効率が高い。
【0074】
少なくとも１つの実施形態によれば、Ｌｉ２Ｏ、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ｌｉ２ＣＯ３、Ｓｉ３Ｎ４、および／またはＺｎ３Ｎ２を、追加の出発材料として使用してもよい。
【0075】
一実施形態では、出発材料は粉末状で存在する。
【0076】
少なくとも１つの実施形態によれば、方法は、下記の方法ステップを含む。Ａ） Ｌｉ３Ｎ、ＬｉＡｌＨ４、Ｍ３Ｎ２、ＡｌＮ、およびＥｕＦ３を含むか、これらからなる出発材料、またはＬｉ３Ｎ、ＬｉＡｌＨ４、Ｍ３Ｎ２、ＭＨ２、ＡｌＮ、およびＥｕＦ３を含むか、これらからなる出発材料であって、式中、Ｍ＝Ｓｒ、Ｃａ、および／またはＢａである出発材料を混合するステップ、
Ｂ） Ａ）で得られた混合物を、１０００から１４００℃の間の温度Ｔ１に加熱するステップ、および
Ｃ） 混合物を、１０００から１４００℃、好ましくは１３００℃から１４００℃、例えば１４００℃の温度Ｔ１で、５分から１時間、例えば１５分間焼き戻すステップ。特に、Ｌｉ３Ｎ、ＬｉＡｌＨ４、Ｍ３Ｎ２、ＭＨ２、ＡｌＮ、およびＥｕＦ３からなる出発材料を使用する場合には、驚くべきことに、本発明者らは、主として形成される蛍光体または赤色発光蛍光体が、実験式Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４で表される、Ｅｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体を含むか、またはこの蛍光体からなることを確立した。Ｍ＝Ｓｒが好ましい。
【0077】
一実施形態では、ＬｉＡｌＨ４：Ｌｉ３Ｎのモル比が５：１から１：１の間、好ましくは４：１から１：１の間であり、例えば１：１または３：１である。特に、赤色発光蛍光体がＬｉ３Ｎ、ＬｉＡｌＨ４、Ｓｒ３Ｎ２、ＡｌＮ、およびＥｕＦ３からなる出発材料から製造される場合に、このモル比が存在する。この場合、特に実験式Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４で表される、Ｅｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体の１つの相、および実験式ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ２＋の蛍光体の１つの相を含む蛍光体または赤色発光蛍光体が形成され得る。
【0078】
一実施形態では、Ｔ１は１１００から１３００℃の間、例えば１２５０℃であり、方法ステップＣ）の焼き戻しは、１時間から５時間実施する。
【0079】
一実施形態では、方法ステップＣ）の後に、下記の他の方法ステップが続く。Ｄ） 当該混合物を温度Ｔ２に冷却するステップであって、室温＜Ｔ２＜Ｔ１が適用されるステップ。室温とは、２０℃を意味すると理解される。
【0080】
一実施形態では、方法ステップＤ）の後、下記の他の方法ステップが続く。Ｅ） 当該混合物を、８００から１３００℃の温度Ｔ２で５分から２時間焼き戻すステップ。焼き戻しは、好ましくは５分から６０分間、特に好ましくは１０分から３０分間実施する。特に、方法ステップＤ）およびＥ）を行う場合、方法ステップＣ）の焼き戻しは、５分から２時間、好ましくは５分から６０分、特に好ましくは１０分から３０分間実行してもよい。
【0081】
一実施形態では、Ｔ２は８００℃から１３００℃の間、好ましくは９００℃から１２００℃の間、特に好ましくは９５０℃から１１００℃の間であり、例えば１０００℃である。
【0082】
一実施形態では、Ｔ１＝１２５０℃およびＴ２＝１０００℃である。この実施形態では、方法ステップＣ）およびＥ）の焼き戻しは、それぞれを１０分から３０分間、例えばそれぞれを１５分間実施することができる。
【0083】
一実施形態では、方法ステップＣ）またはＥ）の後に、下記の他の方法ステップが続く。Ｆ） 混合物を室温に冷却するステップ。
【0084】
一実施形態では、方法ステップＦ）における混合物の室温への冷却は、１時間当たり１００から４００℃、好ましくは１時間当たり１５０から３００℃、特に好ましくは１時間当たり２２０から２７０℃の冷却速度、例えば１時間当たり２５０℃の冷却速度で進行する。
【0085】
一実施形態では、方法ステップＤ）における混合物のＴ２への冷却は、１時間当たり１００から４００℃、好ましくは１時間当たり１００から３００℃、特に好ましくは１時間当たり１５０から２００℃の冷却速度、例えば１時間当たり１７０℃の冷却速度で進行する。
【0086】
一実施形態では、方法ステップＢ）、Ｃ）、Ｄ）、Ｅ）、および／またはＦ）は、フォーミングガス雰囲気下で進行する。フォーミングガスは、好ましくは窒素：水素の比が９２．５：７．５である。
【0087】
一実施形態では、方法ステップＢ）、Ｃ）、Ｄ）、Ｅ）、および／またはＦ）は、管型炉内で行われる。
【0088】
一実施形態では、方法ステップＢ）での加熱は、１時間当たり１００から４００℃、特に好ましくは１時間当たり１５０から３００℃、特に好ましくは１時間当たり２００から２５０℃の加熱速度、例えば１時間当たり２５０℃の加熱速度で進行する。
【0089】
一実施形態では、出発材料を、ＡｌＮ：Ｓｒ３Ｎ２：Ｌｉ３Ｎ：ＬｉＡｌＨ４：ＥｕＦ３＝１：０．０５〜０．３：０．０５〜０．２：０．０５〜０．４：０．００１〜０．００９のモル比で使用する。出発材料は、好ましくはＡｌＮ：Ｓｒ３Ｎ２：Ｌｉ３Ｎ：ＬｉＡｌＨ４：ＥｕＦ３＝１：０．１〜０．２：０．０５〜０．１：０．０５〜０．３：０．００１〜０．００３のモル比、特に好ましくはＡｌＮ：Ｓｒ３Ｎ２：Ｌｉ３Ｎ：ＬｉＡｌＨ４：ＥｕＦ３＝１：０．１〜０．１５：０．０６〜０．１：０．０８〜０．２：０．００１〜０．００２のモル比で使用する。特にこれらのモル比においては、実験式Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４で表される、Ｅｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体の１つの相と、実験式ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ２＋の蛍光体の１つの相とを含む、蛍光体または赤色発光蛍光体が形成され得る。
【0090】
温度Ｔ１、温度Ｔ２、方法ステップＣ）の持続時間、方法ステップＥ）の持続時間、および／または出発材料のモル比を変化させることによって、赤色発光蛍光体の半値幅を制御することが可能であることを見出した。特にＬｉ３Ｎ、ＬｉＡｌＨ４、Ｓｒ３Ｎ２、ＡｌＮ、およびＥｕＦ３を出発材料として使用する場合、温度および方法ステップＣ）の持続時間を選択することによって、赤色発光蛍光体の組成を変化させることができる。
【0091】
さらに、温度Ｔ１、方法ステップＣ）の持続時間、および／または出発材料のモル比を変化させること、あるいは出発材料を選択することによって、赤色発光蛍光体の組成に影響を与えることが可能であることも見出した。特に、Ｌｉ３Ｎ、ＬｉＡｌＨ４、Ｍ３Ｎ２、ＭＨ２、ＡｌＮ、およびＥｕＦ３からなる出発材料が使用され、方法ステップＣ）では混合物の焼き戻しが１０００℃から１４００℃、好ましくは１３００℃から１４００℃、例えば１４００℃の温度Ｔ１で５分から１時間を実施する場合、形成された蛍光体または赤色発光蛍光体は、実験式Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４で表される、Ｅｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体を主として含むか、またはこの蛍光体からなる。
【0092】
蛍光体または赤色発光蛍光体の上述した実施形態は、以下に記述される用途に使用することができる。蛍光体の特徴も、その使用に関して開示され、その逆も同様である。
【0093】
光をより長波長の光に変換するための、蛍光体の使用を提供する。これは、光が蛍光体に吸収され、より長波長の光として放出されることを意味すると理解することができる。
【0094】
光をより長波長の赤色光に変換するための、赤色発光蛍光体の使用をさらに提供する。これは、光が赤色発光蛍光体に吸収され、スペクトルの赤色領域に位置付けられる、より長波長の光として放出されることを意味すると理解することができる。
【0095】
一実施形態によれば、変換素子における蛍光体または赤色発光蛍光体の使用を提供する。
【0096】
少なくとも１つの実施形態によれば、蛍光体は無機化合物を含み、当該無機化合物は、少なくとも１種の活性化剤Ｅ、ならびにＮおよび／またはＯをその実験式中に含む。ここで活性化剤Ｅは、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｔｍ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、およびこれらの組合せを含む群から選ばれるものである。
【0097】
少なくとも１つの実施形態によれば、蛍光体は、Ｅｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体を含むか、またはＥｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体からなる、赤色発光蛍光体である。
【0098】
一実施形態によれば、Ｃｕ−Ｋα１線を使用するＸ線粉末回折図において、蛍光体には、１１．５〜１２．５°２θの角度範囲および１８．５〜１９．５°２θの角度範囲に２つの特徴的反射がある。
【0099】
一実施形態によれば、無機化合物またはＥｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体は、Ｋ２Ｚｎ６Ｏ７と同様の原子配列を有する結晶構造に結晶化する。結晶構造は、特に、斜方晶空間群Ｐｎｎｍと記述されてもよい。特に、空間群Ｐｎｎｍを有する斜方晶の記述における格子定数は、ａ＝１０．４２９１（７）Å、ｂ＝１０．４３０９（７）Å、およびｃ＝３．２３４９（２）であり、α＝β＝γ＝９０°である。あるいは結晶構造は、双晶形成および擬対称性に起因して、正方結晶系と記述されてもよい。その他の空間群における記述も可能である。
【0100】
一実施形態によれば、無機化合物またはＥｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体は、実験式Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４で表され、式中、Ｍ＝Ｃａ、Ｓｒ、および／またはＢａであり、０＜ｘ≦２、好ましくは０．００１≦ｘ≦０．４、特に好ましくは０．０１≦ｘ≦０．２が適用されるものである。Ｅｕ２＋イオンは、この場合、特にＭの代わりに用いられ、Ｍの格子サイトを占有する。実験式Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４で表される、Ｅｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体は、好ましくは、Ｋ２Ｚｎ６Ｏ７と同じ原子配列を有する結晶構造に結晶化する。
【0101】
少なくとも１つの実施形態によれば、Ｅｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体は、実験式Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４で表され、０＜ｘ≦２、好ましくは０．００１≦ｘ≦０．４、特に好ましくは０．０１≦ｘ≦０．２が適用されるものである。
【0102】
少なくとも１つの実施形態によれば、蛍光体または赤色発光蛍光体は、実験式Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４で表される、Ｅｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体からなる。したがって蛍光体または赤色発光蛍光体は、１つの相のみを含む。しかし、ＡｌＮからなる他の相が存在することも可能である。
【0103】
少なくとも１つの実施形態によれば、蛍光体または赤色発光蛍光体は、複数の異なる相を含み、特に、実験式Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４で表される、Ｅｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体の１つの相と、実験式ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ２＋の蛍光体の１つの相とを含む、または赤色発光蛍光体は、これらの相および／または蛍光体からなる。
【0104】
使用の一実施形態では、青色光をより長波長の赤色光に変換するために、蛍光体または赤色発光蛍光体を使用する。例えば青色光は、その波長が４００ｎｍから５００ｎｍである。
【0105】
使用の一実施形態では、変換素子が、発光ダイオード（ＬＥＤ）に含まれる。
【0106】
使用の一実施形態では、ＬＥＤは、動作中に４００ｎｍから５００ｎｍの波長範囲、例えば４６０ｎｍの青色光を放射する半導体チップを含む。動作中に青色光を放射するのに適した半導体チップは、例えば窒化ガリウムまたは窒化ガリウムインジウムに基づくものである。
【0107】
ＬＥＤは、好ましくは白色光を放射する。この実施形態では、変換素子がさらに、電磁スペクトルの緑色領域の光を放射する蛍光体を含んでいてもよい。
【0108】
記述した実施形態の蛍光体または赤色発光蛍光体を、発光ダイオードの変換素子に使用することができる。
【0109】
発光ダイオードが提供される。このダイオードは、デバイスの動作中、４００ｎｍから５００ｎｍの波長範囲の青色光を放射する半導体チップと、Ｅｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体を含む赤色発光蛍光体を含む変換素子とを含む。
【0110】
一実施形態によれば、Ｃｕ−Ｋα１線を使用するＸ線粉末回折図において、蛍光体または赤色発光蛍光体は、１１．５〜１２．５°２θの角度範囲および１８．５〜１９．５°２θの角度範囲に２つの特徴的な反射を有する。赤色発光蛍光体は、半導体チップにより放出された発光を、発光ダイオードが動作しているときに、６２０ｎｍから６８０ｎｍの間の波長の２次発光に変換するように構成される。
【0111】
一実施形態によれば、無機化合物またはＥｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体は、Ｋ２Ｚｎ６Ｏ７と同じ原子配列を有する結晶構造に結晶化する。結晶構造は、特に、斜方晶空間群Ｐｎｎｍと記述されてもよい。特に、空間群Ｐｎｎｍを有する斜方晶の記述における格子定数は、ａ＝１０．４２９１（７）Å、ｂ＝１０．４３０９（７）Å、およびｃ＝３．２３４９（２）であり、α＝β＝γ＝９０°である。あるいは結晶構造は、双晶形成および擬対称性に起因して、正方結晶系と記述されてもよい。その他の空間群における記述も可能である。
【0112】
一実施形態によれば、Ｅｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体は、実験式Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４で表され、式中、Ｍ＝Ｃａ、Ｓｒ、および／またはＢａであり、０＜ｘ≦２、好ましくは０．００１≦ｘ≦０．４、特に好ましくは０．０１≦ｘ≦０．２が適用される。この場合Ｅｕ２＋イオンは、特にＭの代わりに用いられ、Ｍの格子サイトを占有する。実験式Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４で表される、Ｅｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体は、好ましくは、Ｋ２Ｚｎ６Ｏ７と同等の原子配列を有する結晶構造に結晶化する。
【0113】
少なくとも１つの実施形態によれば、Ｅｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体は、実験式Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４で表され、０＜ｘ≦２、好ましくは０．００１≦ｘ≦０．４、特に好ましくは０．０１≦ｘ≦０．２が適用される。
【0114】
少なくとも１つの実施形態によれば、蛍光体または赤色発光蛍光体は、実験式Ｍ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４で表される、Ｅｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体からなる。したがって赤色発光蛍光体は、１つの相のみを含む。しかし、ＡｌＮからなる他の相を存在させることも可能である。
【0115】
少なくとも１つの実施形態によれば、赤色発光蛍光体は複数の異なる相を含み、特に、実験式Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４で表される、Ｅｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体の１つの相と、実験式ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ２＋の蛍光体の１つの相とを含む、あるいは赤色発光蛍光体は、これらの相および／または蛍光体からなる。
【0116】
変換素子の１つの可能性ある実施形態は、注封化合物の形状の実施形態であり、ここで注封化合物は、適合する形状の半導体チップを封入している。さらに、適合する形状の半導体チップを封入した注封化合物は、側壁、例えば、パッケージのとなりで安定化させ、例えば、そのようなパッケージのリセス部に位置付けることができる。注封化合物用の材料は、当業者に公知である。
【0117】
変換素子はさらに、変換層の形をとってもよい。変換層の場合、変換層と半導体チップとの間に直接的な接触があり、変換層の厚さは、例えば、半導体チップの厚さ未満であってもよく、例えば全ての発光出口面で一定であってもよい。
【0118】
変換素子はさらに、プレートまたはフィルムの形状をとってもよい。プレートまたはフィルムは、半導体チップ上に配置される。変換素子の、これらのさらなる変種となる変形実施形態では、変換素子と半導体チップとの間に、任意の直接および／または適合した形状の接触が必ずしも必要なわけではない。即ち、変換素子と半導体チップとの間に隙間があってもよい。言い換えれば、変換素子を半導体チップの下流に配置し、半導体チップの放出した光によって照射される。したがって、注封本体または空隙が、変換素子と半導体チップとの間に形成され得る。
【0119】
一実施形態によれば、発光ダイオードはバックライト用に使用することができる。
【0120】
本発明の他の有利な実施形態およびさらなる発展形は、図面と併せて以下に記述される例示的な実施形態により明らかとなる。
【0121】
図１は、銅Ｋα１線を使用した３つのＸ線粉末回折図を示す。回折角は、°２θ値を単位としてｘ軸にプロットし、強度はｙ軸にプロットする。参照記号Ｉで示したＸ線粉末回折図は、本発明の赤色発光蛍光体の第１の例示的な実施形態の回折図を示す。この図には、１１．５〜１２．５°２θの角度範囲および１８．５〜１９．５°２θの角度範囲の２つの特徴的な反射がある。本発明の赤色発光蛍光体のこれらの特徴的な反射は、Ｘ線粉末回折図中の最も強い反射と比べて、相対強度が２％超（絶対強度）または１％超（積分強度）である。これらの反射の強度は、Ｘ線粉末回折図中の平均ノイズの少なくとも３倍程度大きく、したがって、有意な反射であり、赤色発光蛍光体と関連し得る。参照記号ＩＩで示したＸ線粉末回折図は、式ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ２＋の公知の蛍光体の回折図に相当する。ここから明らかなように、この公知の蛍光体は、本発明の赤色発光蛍光体に特徴的な、１１．５〜１２．５°２θの角度範囲および１８．５〜１９．５°２θの角度範囲の反射を示さない。参照記号ＩＩＩで示したＸ線粉末回折図は、式ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４の化合物のシミュレーションした回折図である。ここに示したＸ線粉末回折図から明らかなように、本発明の赤色発光蛍光体は、式ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ２＋の公知の蛍光体とは異なる蛍光体である。このことは、公知の蛍光体と本発明の赤色発光蛍光体との比較に見られる、１１．５〜１２．５°２θの角度範囲および１８．５〜１９．５°２θの角度範囲の追加の反射によっても証明されている。本発明の蛍光体は、公知の蛍光体ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ２＋を含み、さらに実験式Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４で表される、Ｅｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体のその他の１つの相も含む。
【0122】
図１の参照記号Ｉで示したＸ線粉末回折図を有する本発明の蛍光体の第１の例示的な実施形態は、下記の通り製造した。０．０５９１ｍｏｌのＳｒ３Ｎ２、０．０２９７のＬｉ３Ｎ、０．０８９ｍｏｌのＬｉＡｌＨ４、０．４４５ｍｏｌのＡｌＮ、および０．０００７ｍｏｌのＥｕＦ３を、一緒に均質に混合する。ＡｌＮ：Ｓｒ３Ｎ２：Ｌｉ３Ｎ：ＬｉＡｌＨ４：ＥｕＦ３のモル比は、１：０．１３２８：０．０６６７：０．２：０．００１６である。混合物をタングステン坩堝に移し、この坩堝を管型炉に移す。フォーミングガス雰囲気下（Ｎ２：Ｈ２＝９２．５：７．５）で混合物を、１時間当たり２５０℃の加熱速度で１２５０℃の温度に加熱する。混合物を、１２５０℃の温度で１５分間焼き戻し、次いで１０００℃への冷却を、１時間当たり１７０℃の冷却速度で実行する。混合物を１０００℃で１５分間保持し、次いで１時間当たり２５０℃の冷却速度で室温に冷却する。
【0123】
図２は、図１に関して記述したように合成した、本発明の蛍光体の第１の例示的な実施形態の発光スペクトルを示す。ナノメートルを単位とする波長をｘ軸にプロットし、パーセントを単位とする発光強度をｙ軸にプロットする。発光スペクトルを測定するために、本発明の蛍光体を、波長４６０ｎｍの青色光で励起した。蛍光体の半値幅は５９ｎｍであり、主波長は６２７ｎｍであり、最大発光は約６５４ｎｍにある。したがって半値幅が９０ｎｍよりも大きい公知の蛍光体（Ｓｒ，Ｂａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋および半値幅が７０ｎｍよりも大きい公知の蛍光体（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋と比較すると、本発明の蛍光体の半値幅はより小さい。したがって本発明の蛍光体は、事実上、電磁スペクトルの可視範囲内でのみ発光し、ＩＲ領域での損失の低減に繋がる。公知の蛍光体ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ２＋の半値幅は約５０ｎｍであるが、蛍光体ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ２＋と比較すると、本発明の蛍光体の量子効率の方が高い。
【0124】
図３は、図１に関して記述したように合成した、本発明の蛍光体の第１の例示的な実施形態の反射率を、波長の関数として示す。ナノメートルを単位とする波長をｘ軸にプロットし、パーセントを単位とする反射率をｙ軸にプロットする。図から明らかなように、本発明の蛍光体は、４５０から５００ｎｍの間に最小反射率があり、したがって吸収がこの波長で特に高いため、４５０から５００ｎｍの間の波長で最も良く励起される。公知の蛍光体ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ２＋と比較すると、本発明の蛍光体は、４５０ｎｍから５００ｎｍの範囲でより高い吸収を示す。
【0125】
図４は、銅Ｋα１線を使用した３つのＸ線粉末回折図を示す。回折角は、°２θ値を単位としてｘ軸にプロットし、強度はｙ軸にプロットする。参照記号Ｉ’で示したＸ線粉末回折図は、本発明の赤色発光蛍光体の第２の例示的な実施形態の回折図を示す。第１の例示的な実施形態のように、１１．５〜１２．５°２θの角度範囲および１８．５〜１９．５°２θの角度範囲に２つの特徴的な反射がある。第１の例示的な実施形態と比較すると、特徴的反射の強度は、より高い。参照記号ＩＩで示したＸ線粉末回折図は、式ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ２＋の公知の蛍光体の回折図である。図１のように、この図からもまた、公知の蛍光体には１１．５〜１２．５°２θの角度範囲および１８．５〜１９．５°２θの角度範囲の、本発明の蛍光体に特徴的な反射がないことが明らかである。参照記号ＩＩＩで示したＸ線粉末回折図は、式ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４の化合物のシミュレーションした回折図である。
【0126】
本発明の蛍光体の第２の例示的な実施形態、そのＸ線粉末回折図を図４に参照記号Ｉ’で示したものは、下記の通り製造した。０．０５０９ｍｏｌのＳｒ３Ｎ２、０．０３８３のＬｉ３Ｎ、０．０３８３ｍｏｌのＬｉＡｌＨ４、０．４２１６ｍｏｌのＡｌＮ、および０．０００６ｍｏｌのＥｕＦ３を均質な混合物とした。ＡｌＮ：Ｓｒ３Ｎ２：Ｌｉ３Ｎ：ＬｉＡｌＨ４：ＥｕＦ３のモル比は、１：０．１２０７：０．０９０８：０．０９０８：０．００１４である。混合物をタングステン坩堝に移し、この坩堝を管型炉に移す。フォーミングガス雰囲気下（Ｎ２：Ｈ２＝９２．５：７．５）で混合物を、１時間当たり２５０℃の加熱速度で１２５０℃の温度に加熱し、この温度で１時間保持し、次いで１時間当たり２５０℃の冷却速度で室温に冷却する。第２の例示的な実施形態の本発明の蛍光体は、公知の蛍光体ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ２＋、さらに１つの、実験式Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４で表される、Ｅｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体のその他の相も含む。
【0127】
図５は、図４に関して記述したように合成した、本発明の蛍光体の第２の例示的な実施形態の発光スペクトルを示す。ナノメートルを単位とする波長をｘ軸にプロットし、パーセントを単位とする発光強度はｙ軸にプロットする。発光スペクトルを測定するために、本発明の蛍光体を波長４６０ｎｍの青色光で励起した。蛍光体の半値幅は６１ｎｍであり、主波長は６２７ｎｍであり、最大発光は約６５４ｎｍである。
【0128】
図６は、図４に関して記述したように合成した、本発明の蛍光体の第２の例示的な実施形態の反射率を、波長の関数として示す。ナノメートルを単位とする波長をｘ軸にプロットし、パーセントを単位とする反射率をｙ軸にプロットする。図から明らかなように、本発明の蛍光体は、４５０から５００ｎｍの間に最小反射率があり、したがって吸収がこの波長で特に高いため、４５０から５００ｎｍの間の波長で最も良く励起される。公知の蛍光体ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ２＋と比較すると、本発明の蛍光体の第２の例示的な実施形態は、４５０ｎｍから５００ｎｍの範囲にも、より高い吸収を示す。
【0129】
図７は、銅Ｋα１線を使用した３つのＸ線粉末回折図を示す。回折角は、°２θ値を単位としてｘ軸にプロットし、強度はｙ軸にプロットする。参照記号Ｉ’’で提示されるＸ線粉末回折図は、本発明の赤色発光蛍光体の第３の例示的な実施形態の回折図を示す。第１および第２の例示的な実施形態のように、１１．５〜１２．５°２θの角度範囲および１８．５〜１９．５°２θの角度範囲に２つの特徴的な反射がある。第１および第２の例示的な実施形態と比較すると、特徴的な反射の強度は、より高い。参照記号ＩＩで示したＸ線粉末回折図は、式ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ２＋の蛍光体の回折図である。図１および４のように、この図からもまた、公知の蛍光体には１１．５〜１２．５°２θの角度範囲および１８．５〜１９．５°２θの角度範囲の、本発明の蛍光体の特徴的な反射がないことが明らかである。参照記号ＩＩＩで示したＸ線粉末回折図は、式ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４の化合物のシミュレーションした回折図である。第３の例示的な実施形態の本発明の蛍光体は、公知の蛍光体ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ２＋、さらに１つの、実験式Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４で表される、Ｅｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体のその他の相も含む。
【0130】
本発明の蛍光体の第３の例示的な実施形態、そのＸ線粉末回折図を図７に参照記号Ｉ’’で示したものは、下記の通り製造した。０．０５９１ｍｏｌのＳｒ３Ｎ２、０．０２９７のＬｉ３Ｎ、０．０８９ｍｏｌのＬｉＡｌＨ４、０．４４５ｍｏｌのＡｌＮ、および０．０００７ｍｏｌのＥｕＦ３を、均質な混合物とした。ＡｌＮ：Ｓｒ３Ｎ２：Ｌｉ３Ｎ：ＬｉＡｌＨ４：ＥｕＦ３モル比は、１：０．１３２８：０．０６６７：０．２０：０．００１６である。混合物をタングステン坩堝に移し、この坩堝を管型炉に移す。フォーミングガス雰囲気下（Ｎ２：Ｈ２＝９２．５：７．５）で混合物を、１時間当たり２５０℃の加熱速度で１２５０℃の温度に加熱し、この温度で５時間保持し、次いで時間当たり２５０℃の冷却速度で室温に冷却する。
【0131】
図８は、図７に関して記述したように合成した、本発明の蛍光体の第３の例示的な実施形態の発光スペクトルを示す。ナノメートルを単位とする波長をｘ軸にプロットし、パーセントを単位とする発光強度はｙ軸にプロットする。発光スペクトルを測定するため、本発明の蛍光体を、波長４６０ｎｍの青色光で励起した。蛍光体の半値幅は６８ｎｍであり、主波長は６２５ｎｍであり、最大発光は約６５２ｎｍである。
【0132】
図９は、図７に関して記述したように合成した、本発明の蛍光体の第３の例示的な実施形態の反射率を、波長の関数として示す。ナノメートルを単位とする波長をｘ軸にプロットし、パーセントを単位とする反射率をｙ軸にプロットする。図から明らかなように、本発明の蛍光体は、４５０から５００ｎｍの間に最小反射率があり、したがって吸収がこの波長で特に高いため、４５０から５００ｎｍの間の波長で最も良く励起される。公知の蛍光体ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ２＋と比較すると、本発明の蛍光体の第３の例示的な実施形態も、４５０ｎｍから５００ｎｍの範囲でより高い吸収を示すことができる。
【0133】
全体として、本発明の赤色発光蛍光体の３つの例示的な実施形態から、温度Ｔ１、方法ステップＣ）の持続時間、および／または出発材料のモル比を変化させることによって、赤色発光蛍光体または赤色発光蛍光体組成物の半値幅が変化可能であることが明らかである。まとめると、３つの例示的な実施形態それぞれの半値幅および主波長は下記の通りである。
【0134】
【表1】
【0135】
図１０は、本発明の赤色発光蛍光体の第４の例示的な実施形態の発光スペクトルを示す。ナノメートルを単位とする波長をｘ軸にプロットし、パーセントを単位とする発光強度はｙ軸にプロットする。発光スペクトルを測定するために、粉末錠剤の形状の本発明の蛍光体を、波長４６０ｎｍの青色光で励起した。蛍光体の半値幅は８５ｎｍであり、主波長は６２３．５ｎｍであり、最大発光は６７０ｎｍである。
【0136】
本発明の蛍光体の第４の例示的な実施形態を、下記の通り製造した。１６１．７５ｍｍｏｌのＳｒ３Ｎ２、４８５．２６ｍｍｏｌのＳｒＨ２、８２８．２７ｍｍｏｌのＬｉＡｌＨ４、４８．７２ｍｍｏｌのＬｉ３Ｎ、１８４３．６０ｍｍｏｌのＡｌＮ、および３．９０ｍｍｏｌのＥｕＦ３を均質な混合物とした。。ＡｌＮ：Ｓｒ３Ｎ２：ＳｒＨ２：ＬｉＡｌＨ４：Ｌｉ３Ｎ：ＥｕＦ３モル比は、１：０．０８８：０．２６３：０．４４９：０．０２６：０．００２である。混合物をタングステン坩堝に移し、この坩堝をさらに管型炉に移す。フォーミングガス雰囲気下（Ｎ２：Ｈ２＝９２．５：７．５）で混合物を、１時間当たり２５０℃の加熱速度で１４００℃の温度に加熱し、この温度で１５分間保持し、次いで１時間当たり２５０℃の冷却速度で室温に冷却する。蛍光体は、実験式Ｓｒ４ＬｉＡｌ１１Ｎ１４：Ｅｕ２＋を有し、式中、Ｅｕ２＋はＳｒを部分的に置換している。この実験式は、代わりにＳｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４と書くことができる。赤色発光蛍光体、またはＥｕ２＋がドープされたニトリドアルミネート蛍光体は、Ｋ２Ｚｎ６Ｏ７と同じ原子配列を有する結晶構造に結晶化する。結晶構造は、特に、斜方晶空間群Ｐｎｎｍと記述されてもよい。特に、空間群Ｐｎｎｍの斜方晶の記述における格子定数は、ａ＝１０．４２９１（７）Å、ｂ＝１０．４３０９（７）Å、およびｃ＝３．２３４９（２）であり、α＝β＝γ＝９０°である。その他の空間群における記述も可能である。
【0137】
図１１は、図１０に関して記述されるように合成した、本発明の蛍光体の第４の例示的な実施形態の反射率を、波長の関数として示す。ナノメートルを単位とする波長をｘ軸にプロットし、パーセントを単位とする反射率をｙ軸にプロットする。図から明らかなように、本発明の蛍光体は、４５０から５００ｎｍの間に最小反射率があり、したがって吸収がこの波長で特に高いため、４５０から５００ｎｍの間の波長で最も良く励起される。公知の蛍光体ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ２＋と比較すると、本発明の蛍光体の第２の例示的な実施形態は、４５０ｎｍから５００ｎｍの範囲にも、より高い吸収を示す。
【0138】
図１２Ａは、図１０に関して記述されるように合成された、第４の例示的な実施形態の、銅Ｋα１線を使用したＸ線粉末回折図を示す。回折角は、°２θ値を単位としてｘ軸にプロットし、強度はｙ軸にプロットする。第４の例示的な実施形態にも、１１．５〜１２．５°２θの角度範囲および１８．５〜１９．５°２θの角度範囲に２つの特徴的反射がある。
【0140】
図１３Ａは、銅Ｋα１線を使用した２つのＸ線粉末回折図を示す。回折角は、°２θ値を単位としてｘ軸にプロットし、強度はｙ軸にプロットする。参照記号Ｉ’’’で示したＸ線粉末回折図は、本発明の赤色発光蛍光体の第４の例示的な実施形態の回折図である。参照記号ＩＩで示したＸ線粉末回折図は、式ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ２＋の蛍光体の回折図である。図１および図４および図７のように、ここでも公知の蛍光体には、１１．５〜１２．５°２θの角度範囲および１８．５〜１９．５°２θの範囲の、本発明の蛍光体の特徴的な反射がないことが明らかである。
【0142】
図１４は、銅Ｋα１線を使用した２つのＸ線粉末回折図を示す。回折角は、°２θ値を単位としてｘ軸にプロットし、強度はｙ軸にプロットした。参照記号Ｉ’’’で示したＸ線粉末回折図は、本発明の赤色発光蛍光体の第４の例示的な実施形態について測定したＸ線粉末回折図である。参照記号ＩＶで示した回折図は、式Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４の本発明の蛍光体の単結晶データから計算された、Ｘ線粉末回折図に相当する。＊の印を付した反射は、ＡｌＮの第２の相に割り当てられるべきである。この反射は、出発材料からも得られる可能性や、蛍光体の部分的な分解に起因する可能性もある。図から明らかなように、参照記号Ｉ’’’の測定されたＸ線粉末回折図と、参照記号ＶＩの計算された図との間の一致は、非常に高い。
【0143】
図１５は、蛍光体Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４の斜方結晶構造の概略図である。蛍光体は、空間群Ｐｎｎｍで斜方晶状に結晶化する。蛍光体の構造は、単結晶回折データに基づいて決定した。構造は、頂点が連結され、縁部が連結された（Ａｌ，Ｌｉ）Ｎ−四面体である。Ｓｒ原子が、四面体の網状構造中に配置されている。その他の空間群における記述も可能である。したがって本発明の蛍光体は、Ｋ２Ｚｎ６Ｏ７と同じ原子配列である。
【0144】
図１６Ａは、Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４の結晶学的データを示す。
【0145】
図１６Ｂは、Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４の構造内の原子層を示す。
【0146】
図１６Ｃは、Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４に関する異方性変位パラメータを示す。
【0147】
図１７は、蛍光体Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４の３つの置換異形例の発光スペクトルを示す。ここでは、置換異形例は、これら蛍光体において、実験式Ｓｒ４−ｘＥｕｘＬｉＡｌ１１Ｎ１４中の元素Ｓｒ、Ｅｕ、Ｌｉ、Ａｌ、および／またはＮが、その他の元素によって部分的に置換されていることを意味すると理解されたい。ナノメートルを単位とする波長をｘ軸にプロットし、パーセントを単位とする発光強度Ｅをｙ軸にプロットする。発光スペクトルを測定するために、個別の結晶状のサンプルを、波長４６０ｎｍの青色光で励起した。半値幅を保ちながら（即ち原子配列を保ちながら）、組成を変えることにより、短波長側への発光帯での有意なシフトを実現することが可能であり、その結果、視認感度と重複する領域が増大することから、より効率的な蛍光体が得られる。参照記号Ａを付した発光を示す蛍光体は、ＥＤＸ測定において、Ａｌ：Ｓｉモル比が約１：１であり、６３６ｎｍにピーク波長がある。よって、６７０ｎｍにピーク波長がある非置換蛍光体Ｓｒ４ＬｉＡｌ１１Ｎ１４：Ｅｕ２＋と比較すると、著しく青側に偏移している。
【0148】
図１８Ａおよび１８Ｂは、一般実験式（ＡＸａＡＹｂＡＺｃ）（ＢＶｄＢＷｅＢＸｆＢＹｇＢＺｈ）（ＣＸｎＣＹｙ）：Ｅと同様に、置換実験により実現される可能性のある、電気的中性となり得る化合物の表である。示した置換は単なる例示であり、結晶構造を保ちながらも、その他の同様の置換が可能である。
【0149】
例示的な実施形態を参照する記述は、本発明をこれら実施形態に限定するものではない。むしろ本発明は、特に特許請求の範囲に記載の特徴の任意の組合せも含めた、任意の新規な特徴および任意の特徴の組合せを包含するものであり、例え、このような特徴および組合せそれ自体が特許請求の範囲または例示的な実施形態に明示されていないとしても、本発明に包含される。
【符号の説明】
【0150】
Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｉ’、Ｉ’’、Ｉ’’’ Ｘ線粉末回折図Ａ 発光
Ｅ 発光強度
Ｒ 反射率
Ｘ 波長
ｎｍ ナノメートル