AT508302B1 - Lumineszierendes material - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein lumineszierendes Material für die Anregung von ultraviolettem Licht oder sichtbarem Licht, umfassen ein Aluminat mit einem Grundgitter und einem Seltenerdmetall, wobei das Grundgitter Kupfer enthält. Das Aluminat wandelt primäres langwelliges Ultraviolett im Bereich von 300-400 nm und/oder blaue Strahlung im Bereich von 380-500 nm, erzeugt von einem oder mehreren einzelnen primären Elementen innerhalb einer Licht abstrahlenden Vorrichtung, um, wobei Licht im sichtbaren Bereich des Spektrums mit einem hohen Farbwiedergabeindex Ra > 90 hergestellt wird.

Description

österreichisches Patentamt AT508 302B1 2012-09-15
Beschreibung
LUMINESZIERENDES MATERIAL TECHNISCHER BEREICH
[0001] Diese Erfindung betrifft allgemein fluoreszierende Materialien, welche Seltenerdmetalle enthalten, und insbesondere solche lumineszierenden Materialien zum Anregen von ultraviolettem, als auch sichtbaren Licht, welche kupferdotierte Verbindungen enthalten.
STAND DER TECHNIK
[0002] Blei- und Kupfer-aktivierte Materialien sind für Kurzwellenanregung bekannt, z.B. von einer Niederdruck-Quecksilberlampe, wie Bariumdisilicat, aktiviert durch Blei (Keith H. Butler, The Pennsylvania State University Press, 1980, S. 175, Orthosilicat, aktiviert durch Blei (Keith H. Butler, The Pennsylvania State University Press, 1980, S. 181), Akermanite, aktiviert durch Blei, oder Ca-Metasilicat, aktiviert durch Pb2+.
[0003] Im Allgemeinen befinden sich die Maxima der Emissionsbänder solcher Blei - aktivierten Phosphore zwischen zwischen 290 nm und 370 nm bei 254 nm Anregung. Durch Blei aktiviertes Bariumdisilicat ist ein U.V.-abstrahlender Phosphor, welcher gegenwärtig in Lampen von Sonnenstudios verwendet wird.
[0004] Blei hat im Grundzustand zwei äußere Elektronen. Die Elektronenkonfiguration des Grundzustands ist d10s2, so dass der niedrigste angeregte Zustand d10sp-Konfiguration hat. Die angeregte sp-Konfiguration hat vier Niveaus, 3P0,3Pi, 3P2 und welche zwischen 165,57 nm (3P0) und 104,88 nm (^) im freien Ion erreicht werden können. Übergänge zwischen 1S0 und ^ P1 angeregtem Niveau werden durch alle Selektionsregeln gewährt. Während Übergänge zwischen 1S0 und 3P0 nur mit der niedrigsten Symmetrie gewährt werden, werden Übergänge zwischen 1S0 und 3Pi als auch 3P2 nur unter bestimmten Bedingungen gewährt. Jedoch hat Anregung zwischen 180 und 370 nm die gleiche Emission. Anregung mit Wellenlängen länger als 370 nm sind nicht möglich.
[0005] Ansonsten sind lumineszierende Materialien bekannt, welche Blei als Grundgitterbestandteil haben. Molybdatphosphore, welche Mo042'Zentren enthalten, werden in Bernhardt, H.J., Phys. Stat. Sol. (a), 91, 643, 1985 beschrieben. PbMo04 zeigt eine rote Emission bei Raumtemperatur mit einem Emissionsmaximum bei 620 nm unter Photoanregung bei 360 nm.
[0006] Jedoch wird eine solche Emission nicht durch das Blei selbst verursacht. Bei Molybdaten werden die lumineszierenden Eigenschaften nicht durch das Metallion M2+ (M2+Mo04 wo M2+ = Ca, Sr, Cd, Zn, Ba, Pb usw.) verursacht. Hier scheinen defekte Zentren von Mo042 llonen, gekoppelt an 02-ionenvakanzen der Grund zu sein. Dennoch beeinflusst das Pb2+-lon die bevorzugten Emissionseigenschaften, weil es das Grundgitter stabilisiert.
[0007] Als vertrautes Beispiel haben Wolframate (Ca,Pb) W04 als gemischte Kristalle eine starke grüne Emission mit einem großen Quantenausstoß von 75% (Blasse, G., Radiationless processes in luminescent materials, in Radiationless Processes, DiBartolo, B., Ed. Plenum Press, New York, 1980, 287). Unter 250 nm Anregung zeigt PbW04 blaue Emission und unter 313 nm Anregung hat Pb-W04 ein oranges Emissionsband, welches durch Schottky-Defekte oder durch Verunreinigungsionen verursacht sein kann (Phosphor Handbook, herausgegeben unter der Auspice of Phosphor Research Society, CRC Press New York, 1998, S. 205).
[0008] Kupfer wurde als einwertiger Aktivator in Orthophosphaten verwendet (Wanmaker, W.L. und Bakker, C., J. Electrochem. Soc, 106, 1027, 1959) mit einem Emissionsmaximum bei 490 nm. Der Grundzustand von einwertigem Kupfer ist eine vollen Schale 3d10. Das ist das Niveau 1S0. Nach Anregen ist die niedrigste angeregte Konfiguration 3d94s. Diese Konfiguration hat zwei Energieniveaus, 3D und 1D. Die nächst höhere Konfiguration, 3d94p, ergibt 6 Energieniveaus 3P°, 3F°, 3D°, 1F°, 1D° und 1P°. Die Übergänge zwischen dem Grundzustand 1S0 und dem 1 /9 österreichisches Patentamt AT508 302 B1 2012-09-15 1D oder 3D sind durch Parität beziehungsweise Spin verboten. In Kupferionen sind die Anregung zu den Kristallfeld-Niveaus von 4p Energieniveaus erlaubt. Emission wird entweder durch eine direkte Rückkehr vom ungeraden Zustand des Kristallfelds zum Grundzustand erhalten, oder durch eine Kombination von Übergängen, zuerst vom ungeraden Zustand zu einem Kristallfeld-Niveau und danach einem zweiten Übergang von diesen 3D oder 1D Zuständen der 3d94s-Konfiguration zum Grundzustand.
[0009] Der Grundzustand von zweiwertigem Kupfer hat 3d9 - Konfiguration. Das ist das Niveau 2D5/2. Im zweiwertigen Kupfer kann eins der d-Elektronen zum 4s oder 4p Orbital angeregt werden. Die niedrigste Anregungskonfiguration ist das 3d84s mit zwei Quartett-Energieniveaus 4F, 4P und vier Dublett-Energieniveaus, 2F, 2D, 2P und 2G ohne durch verbotene Übergänge verursachte Emission. Die höhere Anregungskonfiguration ist die 3d84p-Konfiguration mit vier Energieniveaus 4D°, 4G°, 4F° und 4P°, wo Emission auftreten kann.
[0010] Kupfer-aktivierte oder co-aktivierte Sulfid-Phosphore sind gut bekannt und sie werden kommerziell für Kathodenstrahlröhren verwendet. Das grün-abstrahlende ZnS : Cu, A1 (worin der Kupfer als Aktivator verwendet wird und A1 als Co-Aktivator verwendet wird) ist in CRT-Anwendungen sehr wichtig.
[0011] Bei Zinksulfid-Phosphoren können die lumineszierenden Materialien in fünf Arten klassifiziert werden, abhängig vom relativen Verhältnis der Konzentration von Aktivatoren und Co-Aktivatoren (van Gool, W., Philips Res. Rept. Suppl., 3, 1, 1961). Hier werden die lumineszierenden Zentren aus tiefen Donatoren oder tiefen Akzeptoren gebildet oder durch ihre Assoziation an den Stellen des nächsten Nachbarn (Phosphor Handbook, herausgegeben unter der Auspice of Phosphor Research Society, CRC Press New York, 1998, S. 238).
[0012] Durch Kupfer aktivierte Orthophosphate (Wanmaker, W.L., und Spier, H.L., JECS 109 (1962), 109) und Pyrophosphate, Alumosilicate, Silicate und Tripolyphosphate, alle aktiviert durch Kupfer, werden in „Keith H. Butler, The Pennsylvania State University Press, 1980, S. 281" beschrieben. Jedoch können solche Phosphore nur für eine kurzwellige UV-Anregung verwendet werden. Wegen ihrer instabilen chemischen Eigenschaften und ihrem Temperaturverhalten können sie nicht in fluoreszierenden Lampen verwendet werden.
[0013] Der Einfluss von Blei- und Kupferionen als Grundgitter-Bestandteil in Sauerstoff - dominierten Verbindungen, aktiviert durch Seltenerdionen wie Eu2+, Ce3+ und andere, ist noch nicht beschrieben worden. Man sollte erwarten, dass der Einschluss von Blei und/oder Kupfer als Grundgitter-Bestandteil die bevorzugten lumineszierend-optischen Eigenschaften hinsichtlich verbesserter lumineszierender Intensität, als auch wünschenswertem Verschieben von Emissi-onsmaxima, Farbpunkten und Form von Emissionsspektren und Stabilisieren des Gitters beeinflusst.
[0014] Der Einfluss von Bleiionen und/oder Kupferionen als Bestandteile in dem Grundgitter sollte verbesserte lumineszierende Eigenschaften für Anregungswellenläge höher als 360 nm zeigen. In diesem Wellenlängenbereich zweigen beide Ionen aufgrund der Energieniveaus ihrer Elektronenkonfiguration keine eigenen Strahlungsübergänge, so dass jede Art Anregungsstrahlung nicht verloren gehen kann.
[0015] Blei- und kupferdotierte lumineszierende Materialien zeigen verbesserte Emissionsintensitäten verglichen mit lumineszierenden Materialien, welche diese Bestandteile im Grundgitter nicht haben. Ferner zeigt als eine wünschenswerte Wirkung von blei- und kupferdotierten lumineszierenden Materialien eine Verschiebung der Emissionswellenlänge zu höheren oder zu niedrigeren Energien. Für Verbindungen, welche Blei oder Kupfer enthalten, reagieren diese Ionen nicht als Aktivatoren im weitesten Sinn. Jedoch führt die Verwendung dieser Ionen zu einem Einfluss auf die Kristallfeld-Aufspaltung, als auch auf die Kovalenz.
[0016] Bleiionen mit einem ionischen Radius von 119 pm können die Erdalkaliionen Ca mit einem ionischen Radius von 100 pm und Sr mit einem ionischen Radius von 118 pm sehr leicht ersetzen. Die Elektronegativität von Blei ist mit 1,55 viel höher, als die von Ca (1,04) und Sr (0,99). Die Herstellung von Substanzen, welche Blei enthalten, ist wegen der Möglichkeit einer 2/9 österreichisches Patentamt AT508 302 B1 2012-09-15
Oxidation dieser lone in reduzierenden Atmosphären kompliziert. Für die Herstellung von bleidotierten Verbindungen, welche reduzierende Atmosphäre benötigen, sind besondere Herstellungsverfahren notwendig.
[0017] Der Einfluss von Blei im Kristallfeld wird in einer allgemeinen Verschiebung der Emissionskennzeichen abhängig von den substituierten Ionen gezeigt. In Fällen einer Substitution von Pb für Sr oder Ba in Eu-aktivierten Aluminaten und/oder Silicaten sollte das Emissionsmaximum wegen kleinerer ionischer Radien von Pb verglichen mit ionischen Radien von Ba und Sr zu längerer Wellenlänge verschoben werden. Dies führt zu einem stärkeren Kristallfeld in der Umgebung des Aktivator - Ions.
[0018] Eine ähnliche Wirkung zeigt die Substitution von Kupfer für Erdalkaliionen. Hier ist ein zusätzlicher Einfluss wirksam. Wegen des höheren ionischen Potentials von Kupfer als Quotient von ionischer Ladung und ionischem Radius verglichen mit den größeren Erdalkaliionen können die Kupferionen die benachbarten Sauerstoffionen stärker anziehen, als die Erdalkaliionen. So führt die Substitution der größeren Erdalkaliionen Ca, Sr und Ba durch Kupfer ebenfalls zu einem stärkeren Kristallfeld in der Umgebung der Aktivator - Ionen. Somit kann die Form von Emissionsbändern beeinflusst werden, die Verschiebung des Emissions - Peaks zu längerer Wellenlänge ist verbunden mit einer Verbreiterung der Emissionskurven für Bandemission. Zusätzlich sollte es möglich sein, die Intensität von Emission durch Substitution von Ionen Kupfer und Blei zu erhöhen. Im Allgemeinen sind die Verschiebungen von Emissions - Peaks zu längerer, als auch zu kürzerer Wellenlänge im Bereich der LED-Beleuchtung wünschenswert. Hier ist es notwendig, eine Feinabstimmung zu realisieren, um eine spezielle Wellenlänge für gewünschte Farbpunkte, als auch für bessere Helligkeit von optischen Vorrichtungen zu erhalten. Durch Verwenden von Kationen, Kupfer und Blei, sollte solch eine Feinabstimmung möglich sein.
[0019] Es ist bekannt, dass einige lumineszierende Materialien und Phosphore in Wasser, Luftfeuchtigkeit, Wasserdampf oder polaren Lösungsmitteln instabil sind. Zum Beispiel zeigen Aluminate mit Spinell - Strukturen oder Silicate mit orthorhombisehen, als auch Akermanit-Strukturen mehr oder weniger hohe Empfindlichkeit gegenüber Wasser, Luftfeuchtigkeit, Wasserdampf oder polaren Lösungsmitteln wegen hoher Basizität. Jedoch sollte wegen höherer Kovalenz und einer niedrigeren Basizität der Einschluss von Blei und Kupfer in ein Grundgitter dieses Verhalten von lumineszierenden Materialien gegenüber Wasser, Luftfeuchtigkeit und polaren Lösungsmitteln verbessern, falls sie für Kationen mit einer hohen Basizität substituiert werden.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG TECHNISCHES PROBLEM
[0020] In Anbetracht des oben beschriebenen Stands der Technik ist es ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, kupferdotierte lumineszierende Materialien vorzusehen, welche sehr gute Möglichkeit haben, Erdalkaliionen durch Kupfer zu ersetzen, mit einer Verschiebung der Emissionsbänder zu längerer, beziehungsweise kürzerer Wellenlänge.
[0021] Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, lumineszierende Materialien, welche Kupfer enthalten, mit verbesserten lumineszierenden Eigenschaften vorzusehen und ebenfalls mit verbesserter Stabilität gegenüber Wasser, Feuchtigkeit, als auch anderen polaren Lösungsmitteln.
[0022] Ein zusätzlicher Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, kupferdotierte lumineszierende Materialien vorzusehen, welche hohen Farbtemperaturbereich etwa 2000 K bis 8000 K oder 10000 K und CRI bis zu über 90 in LED ergeben.
TECHNISCHE LÖSUNG
[0023] Um diese und andere Ziele zu erreichen, wie hierein ausgeführt und umfassend beschrieben, umfassen lumineszierende Materialien für Anregung von ultraviolettem Licht oder 3/9
österreichisches Patentamt AT508 302 B1 2012-09-15 sichtbarem Licht kupferdotierte Aluminate, welche ein Seltenerdmetall sowie gegebenenfalls andere lumineszierende Ionen enthalten.
[0024] Das Aluminat wird wie folgt ausgedrückt:
[0026] a(M'0)*b(M"20)*c(M"X)*4-a-b [0027] -c(M"O)*7(AI203)*d(B203)*e(Ga203)*f(Si02) *g(Ge02) *h(M""xOy) und [0028] a(M'O) · b(M"0) · c(AI203) ^(Μ"'203= ·β(Μ"Ό2) · f (M.....xOy) [0029] Mittlerweile können die lumineszierenden Materialien als Umwandler für das primäre langwellige Ultraviolett im Bereich von 300-400 nm und/oder blauer Strahlung im Bereich von 380-500 nm verwendet werden, erzeugt von einem oder mehreren einzelnen primären Elementen mit einer Licht abstrahlenden Vorrichtung, um Licht im sichtbaren Bereich des Spektrums bis zu einem hohen Farbwiedergabeindex Ra > 90 herzustellen.
[0030] Ferner können die lumineszierenden Materialien in LED als einzelne Verbindung und/oder ein Gemisch aus einer Vielzahl an einzelnen Verbindungen zum Realisieren von weißem Licht mit einer Farbwiedergabe bis zu la verwendet werden.
BESTER MODUS
[0031] Hiernach wird die vorliegende Erfindung detailliert beschrieben.
Beispiel 1: [0032] Lumineszierende Materialien für Anregung von ultraviolettem Licht oder sichtbarem Licht umfassen kupferdotierte Aluminate gemäß der Formel wie folgt:
[0034] worin M' für Cu oder eine Kombination von Cu und Pb Ihrstehen kann; [0035] M ein oder mehrere einwertige Elemente, zum Beispiel Li, Na, K, Rb, Cs, Au, Ag und/oder jede Kombination davon darstellen kann; M'" ein oder mehrere zweiwertige Elemente, zum Beispiel Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, Mn und/oder jede Kombination davon darstellen kann; M"" ein oder mehrere dreiwertige Elemente, zum Beispiel Sc, B, Ga, In und/oder jede Kombination davon darstellen kann; M für Si, Ge, Ti, Zr, Μη, V, Nb, Ta, W, Mo und/oder jede Kombination davon stehen kann; M für Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm,
Yb, Lu und/oder jede Kombination davon, gegebenenfalls in Kombination mit Bi, Sn und/oder Sb, stehen kann; X für F, CI, Br, J und/oder jede Kombination davon stehen kann; 0 < a < 2 ; 0<b<2;0<c<2;0 <Sich d<8;0<e<4;0<f<3;0<g<8;0<h<2;1 < o < 2; 1 < p < 5; 1 < x < 2; und 1 < y < 5.
[0036] a(M'0)*b(M" 20)*c(M"X)*4-a-b [0037] -c(M"O)*7(AI203)*d(B203)*e(Ga203)*f(Si02)*g(Ge02)*h(M""x0y)......(2) [0038] worin M' für Cu oder eine Kombination von Cu und Pb stehen kann; M" ein oder mehrere einwertige Elemente, zum Beispiel Li, Na, K, Rb, Cs, Au, Ag und/oder jede Kombination davon darstellen kann; M'" ein oder mehrere zweiwertige Elemente, zum Beispiel Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, Mn und/oder jede Kombination davon darstellen kann; M"" für Sc, Y, La, In, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu und jede Kombination davon, gegebenenfalls in Kombination mit Bi, Sn und/oder Sb, stehen kann; X für F, CI, Br, J und jede Kombination davon stehen kann; 0<a<4;0<b<2;0<c<2;0<d<1;0<e<1;0<f<1;0<g<1;0<h<2; 1 <x<2; und 1 <y <5.
[0039] Die Herstellung von kupferdotierten lumineszierenden Materialien kann eine basische Festzustandumsetzung sein. Reine Ausgangsmaterialien ohne irgendwelche Verunreinigungen, z.B. Eisen, können verwendet werden. Jedes Ausgangsmaterial, welches durch ein Erwärmungsverfahren in Oxide überführen kann, kann verwendet werden, um Sauerstoff - dominierte 4/9 österreichisches Patentamt AT508 302B1 2012-09-15
Phosphore zu bilden.
[0040] Herstellungsbeispiele: [0041] Herstellung des lumineszierenden Materials mit der Formel (3) [0042] CUo,02SR3,98Ali4025-EU (3) [0043] Ausgangsmaterialien: CuO, SrC03, AI (OH)3, Eu203 und/oder jede Kombination davon.
[0044] Die Ausgangsmaterialien in Form von Oxiden, Hydroxiden und/oder Carbonaten können in stöchiometrischen Anteilen zusammen mit geringen Mengen an Flussmittel, z.B. H3B03 gemischtwerden. Das Gemisch kann in einem Aluminiumoxid-Schmelztigel in einem ersten Schritt bei etwa 1200°C für etwa eine Stunde befeuert werden. Nach Mahlen der vorbefeuerten Materialien kann ein zweiter Befeuerungsschritt bei etwa ΜδΟ'Ο in einer reduzierten Atmosphäre für etwa 4 Stunden folgen. Danach kann das Material gemahlen, gewaschen, getrocknet und gesiebt werden. Das sich ergebende lumineszierende Material kann ein Emissionsmaximum von etwa 494 nm haben.
[0045] Tabelle 1: Kupferdotiertes Eu2+- aktiviertes Aluminat verglichen mit Eu2+- aktiviertem Aluminat ohne Kupfer bei etwa 400 nm Anregungswellenlänge
Kupferdotierte Verbindung Verbindung ohne Kupfer Cuo,o2SR3.98AI14025:Eu Sr4A114025: Eu Leuchtdichte (%) 103, 1 100 Wellenlänge (nm) 494 493 [0046] Tabelle 2: Optische Eigenschaften von einigen kupferdotierten Aluminaten, anregbar durch langwelliges ultraviolettes und/oder durch sichtbares Licht und ihre Leuchtdichte in % bei 400 nm Anregungswellenläge.
Zusammensetzung Möglicher An- regungsb ereich (nm) Leuchtdichte bei 400 nm Anregung verglichen mit Kupfer -nicht - dotierten Verbindungen (%) Peak Wellenlänge von kupferdotierten Materialien (nm) Peak Wellenlänge von Materialien ohne Kupfer (nm) Cu0,5Sr3,5AI14O25: Eu 360-430 101,2 495 493 Cuo,o2Sr3,98AI-|4025: Eu 360-430 103, 1 494 493 CUo,OlSr3,ggAli3igg5 Sio. οοδΟ^: Eu 360-430 103 494 492 CUo,OlSr3,395Bao,595 Ali4025: Eu, Dy 360-430 100, 8 494 493
Beispiel 2: [0047] Lumineszierende Materialien für Anregung von ultraviolettem Licht oder sichtbarem Licht, welche mit Kupfer oder einer Kombination von Cu und Pb dotierte Aluminate umfassen, gemäß der Formel wie folgt: [0048] a(M'O) · b(M"0) · c(AI203 ) · d(M'"203 ) · e(M""02) · f (M.....xOy)..........(5) [0049] worin M für Cu oder einer Kombination von Cu und Pb stehen kann; M" für Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, Mn und/oder jede Kombination davon stehen kann; M'" für B, Ga, In und/oder 5/9 österreichisches Patentamt AT508 302B1 2012-09-15 jede Kombination davon stehen kann; M"" für Si, Ge, Ti, Zr, Hf und/oder jede Kombination davon stehen kann; M.....für Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu und/oder jede Kombination davon, gegebenenfalls in Kombination mit Bi, Sn und/oder Sb, stehen kann; 0<a<1;0<b<2;0<c<8;0<d<1;0<e<1;0<f<2;1<x<2; und 1 < y < 5.
[0050] Leucht-Peak und -dichte von Beispiel 2 werden in Tabelle 7 beschrieben, welche unten gezeigt werden wird.
[0051] Herstellungsbeispiel: [0052] Herstellung des lumineszierenden Materials mit der Formel (6) [0053] Cuo.oöSro.gsAL ,9997Sio,0003 04: Eu (6) [0054] Ausgangsmaterialien: CuO, SrC03, AI 2 03, SiO 2, Eu 2 03 und/oder jede Kombination davon.
[0055] Die Ausgangsmaterialien in Form von zum Beispiel reinen Oxiden und/oder als Carbo-nate können in stöchiometrischen Anteilen zusammen mit kleinen Mengen an Flussmittel, zum Beispiel A1F3, gemischt werden. Das Gemisch kann in einem Aluminium-Schmelztigel bei etwa 1250^ in einer reduzierten Atmosphäre für etwa 3 Stunden befeuert werden. Danach kann das Material gemahlen, gewaschen, getrocknet und gesiebt werden. Das sich ergebende lumines-zierende Material kann ein Emissionsmaximum von etwa 521,5 nm haben.
[0056] Tabelle 4: Kupferdotiertes Eu2+- aktiviertes Aluminat, verglichen mit Eu2+- aktiviertem Aluminat ohne Kupfer bei etwa 400 nm Anregungswellenlänge
Kupferdotierte Verbindung Verbindung ohne Kupfer CUoi05Sroi95Alii9997Sioi0003 04 : Eu SrAI204:Eu Leuchtdichte (%) 106 100 Wellenlänge (nm) 521,5 519 [0057] Herstellung des lumineszierenden Materials mit der Formel (7) [0058] Cuo,i2BciMc|i,88Ali6027 : Eu (7) [0059] Ausgangsmaterialien: CuO, MgO, BaC03, AI(OH)3, Eu203 und/oder jede Kombination davon.
[0060] Die Ausgangsmaterialien in Form von zum Beispiel reinen Oxiden, Hydroxiden und/oder Carbonaten können in stöchiometrischen Anteilen zusammen mit kleinen Mengen an Flussmittel, zum Beispiel A1F3, gemischt werden. Das Gemisch kann in einem Aluminium-Schmelztigel bei etwa 1420°C in einer reduzierten Atmosphäre für etwa 2 Stunden befeuert werden. Danach kann das Material gemahlen, gewaschen, getrocknet und gesiebt werden. Das sich ergebende lumineszierende Material kann ein Emissionsmaximum von etwa 452 nm haben.
[0061] Tabelle 5: Kupferdotiertes Eu2+- aktiviertes Aluminat, verglichen mit nicht kupferdotiertem Eu2+ - aktiviertem Aluminat bei 400 nm Anregungswellenlänge
Kupferdotierte Verbindung Vergleich ohne Kupfer CUo^BaMgi.ssAlieO^ : Eu BciMq 2 A116 O 27 · Eu Leuchtdichte (%) 101 100 Wellenlänge (nm) 452 450 [0062] Hinsichtlich kupfer- und bleidotierte Aluminate erhaltene Ergebnisse werden in Tabelle 7 gezeigt. 6/9

Claims (3)

  1. österreichisches Patentamt AT508 302 B1 2012-09-15 [0063] Tabelle 7: Optische Eigenschaften von einigen kupfer- und bleidotierten Aluminaten, anregbar durch langwelliges ultraviolettes und/oder durch sichtbares Licht und ihre Leuchtdichte in % bei 400 nm Anregungswellenlänge Zusammensetzung Möglicher An-regungsb ereich (nm) Leuchtdichte bei 400 nm Anregung verglichen mit Kupfer/Blei -nichtdotierten Verbindungen (%) Peak Wellenlänge von blei-/kup-ferdotier -ten Materialien (nm) Peak Wellenlänge von Materialien ohne Blei/Kup-fer (nm) CU o,o5 Sr 0,95 AI 1,9997 Sl 0,0003 O 4 : Eu 360-440 106 521,5 519 Cu 0,2 Mg 0,7995 Li 0,0005 AI 1i9 Ga 0,1 0 4: Eu, Dy 360-440 101,2 482 480 Cu 0,05 BaMg 195 AI 16 O 27: Eu, Mn 360-400 100,5 451,515 450, 515 Cu 0,12 BaMg 188 AI 16 0 27 - Eu 360-400 101 452 450 CUo,oi BaMg0,ggAli0Oi7 : Eu 360-400 102,5 451 449 Cuo,o6Sr0,94AI204:Eu 360-440 102,3 521 519 Cuo,o5Bao,94Pbo,o6Mgo,95 AI10Oi7:Eu 360-440 100,4 451 449 Pbo,3Ba0,7Cuo,i Mg! ,gAI16 027: Eu 360-400 100,8 452 450 Pb0,3Ba0,7Cu0,i Mg1,9AI16027: Eu, Mn 360-400 100,4 452, 515 450, 515 Patentansprüche 1. Lumineszierendes Material für die Anregung von ultraviolettem Licht oder sichtbarem Licht, umfassend ein Aluminat mit einem kupferhältigen Grundgitter und ein Seltenerdmetall.
  2. 2. Lumineszierendes Material gemäß Anspruch 1, worin das Aluminat eine Verbindung mit der Formel (1) a(M'O) b(M" 2 O) c(M"X) dAI203 ·β(Μ'"0) f(M"" 203) *g(M.....0Op) *h(M......xOy).....(1) einschließt, worin M' für Cu oder eine Kombination von Cu und Pb steht; M" für Li, Na, K, Rb, Cs, Au, Ag oder jede Kombination davon steht; M'" für Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, Mn oder jede Kombination davon steht; M"" für Sc, B, Ga, In oder jede Kombination davon steht; M.....für Si, Ge, Ti, Zr, Μη, V, Nb, Ta, W, Mo oder jede Kombination davon steht; 7/9 österreichisches Patentamt AT508 302 B1 2012-09-15 M......für Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu oder jede Kom bination davon, gegebenenfalls in Kombination mit Bi, Sn und/oder Sb, steht; X für F, CI, Br, J oder jede Kombination davon steht; 0 < a < 2 ; 0 <b<2 0 < c < 2 0 < d < 8 0 < e < 4 0 <f <3; 0 <g <8 0 < h < 2 und 1 <o<2 1 < p < 5 1 < x < 2 1 <y <5.
  3. 3. Lumineszierendes Material gemäß Anspruch 1, worin das Aluminat eine Verbindung mit der Formel (2) a(M'O) b(M"20) c(M"X) 4-a-b -c(M'"0) 7(AI203) d(B203) e(Ga203) f(Si02) g(Ge02) h(M""xOy)......(2) einschließt, worin M' für Cu oder eine Kombination von Cu und Pb steht; M” für Li, Na, K, Rb, Cs, Au, Ag oder jede Kombination davon steht; M'” für Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, Mn oder jede Kombination davon steht; M”” für Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu oder jede Kombination davon, gegebenenfalls in Kombination mit Bi, Sn und/oder Sb, steht; X für F, CI, Br, J oder jede Kombination davon steht; 0 < a < 4 ; 0 <b<2; 0 < c < 2; 0 <d < 1; 0 <e< 1; 0 <f < 1; 0 <g < 1; 0 < h < 2; 0 < x < 2; und 1 < y < 5. 8/9
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