CN104781369B - 用于固态照明的诸如新窄带红色发射磷光体的新磷光体 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了尤其用于照明单元中的应用的磷光体，其具有式M1‑x‑y‑zZzAaBbCcDdEeN4‑nOn:ESx,REy（I），其中M=选自包括Ca、Sr和Ba的组；Z=选自包括一价Na、K和Rb的组；A=选自包括二价Mg、Mn、Zn和Cd的组；B=选自包括三价B、Al和Ga的组；C=选自包括四价Si、Ge、Ti和Hf的组；D=选自包括一价Li和Cu的组；E=选自包括P、V、Nb和Ta的组；ES=选自包括二价Eu、Sm和Yb的组；RE=选自包括三价Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er和Tm的组；0≤x≤0.2；0≤y≤0.2；0<x+y≤0.4；0≤z<1；0≤n≤0.5；0≤a≤4（诸如2≤a≤3）；0≤b≤4；0≤c≤4；0≤d≤4；0≤e≤4；a+b+c+d+e=4；并且2a+3b+4c+d+5e=10–y–n+z。
Description
技术领域
本发明涉及一类新型磷光体，以及其各个构件，并且涉及包括这样的磷光体中的一个或多个和可选地一个或多个其它磷光体以用于生成冷光的照明单元。
背景技术
用于LED（发光设备）应用的红色发光材料在本领域中是已知的。例如US8153025描述了式M1-yA1+xSi4-xN7-x-2yOx+2y:RE的红光发射材料，由此M选自包括Ba、Sr、Ca、Mg或其混合物的组，A选自包括Al、Ga、B或其混合物的组，RE选自包括稀土金属、Y、La、Sc或其混合物的组并且x为≥0并且≤1，并且y为≥0和≤0.2。该材料被认为在包括用于稀土金属合并的两个单独晶格格点的结构类型中结晶，这导致改善的照明行为。
WO2010/119375公开了式MLi2-yMgySi2-z-yAx+yN4-xOx:RE的红光发射材料，其中（M=碱土元素，A=Al、Ga、B。该材料在立方体结构类型中结晶。
发明内容
仍旧存在对于获取可以取代或补充诸如用于固态照明的现有发光材料的良好无机发光材料的需要，例如由于更好的效率或其它有利发光属性，比如激发和/或发射带位置和/或发射带宽。光照等级白色磷光体转换的（pc）LED的发光效能当前受红色发射磷光体成分的发射带的光谱带宽限制。
因而，本发明的一个方面是提供替换的磷光体，特别是可替换的红色磷光体和/或可选的黄色和/或绿色磷光体，其优选地进一步至少部分地消除上述缺陷中的一个或多个，其优选地在蓝和/或UV（和/或绿和/或黄光）特别是蓝色中进行良好地吸收，和/或其高效地将所吸收的光转换成可见光特别是红光（和/或绿和/或黄光）。然而，其它颜色（在可见中）也可以是感兴趣的，比如青色或橙色。另一方面是提供替换的照明单元，其被配置成使用这样的替换（红色）磷光体（例如作为发光材料，可选地与其它磷光体组合）。
在第一方面中，本发明提供了一种照明单元，包括被配置成生成光源光的光源和被配置成将光源光的至少一部分转换成发光材料光的发光材料，其中光源包括发光二极管（LED）或者可选地（或者附加地）另一光源，并且其中发光材料包括具有UCr4C4结构或UCr4C4珂罗酊氯化银的有序变型或者NaLi3SiO4结构或者KLi3GeO4结构的磷光体，其具有（化学）式M1-x-y-zZzAaBbCcDdEeN4-nOn:ESx,REy（具有式（I）的磷光体），其中M=选自包括Ca（钙）、Sr（锶）和Ba（钡）的组；Z选自包括一价Na（钠）、K（钾）和Rb（铷）的组；A=选自包括二价Mg（镁）、Mn（锰）、Zn（锌）和Cd（镉）的组（特别地，A=选自包括二价Mg（镁）、Mn（锰）、Zn（锌）的组，甚至更特别地选自包括二价Mg（镁）、Mn（锰）的组）；B=选自包括三价B（硼）、Al（铝）和Ga（镓）的组；C=选自包括四价Si（硅）、Ge（锗）、Ti（钛）和Hf（铪）的组；D选自包括一价Li（锂）和Cu（铜）的组；E选自包括P（元素磷）、V（钒）、Nb（铌）和Ta（钽）的组；ES=选自包括二价Eu（铕）、Sm（钐）和镱的组，特别地选自包括二价Eu和Sm的组；RE=选自包括三价Ce（铈）、Pr（镨）、Nd（钕）、Sm（钐）、Eu（铕）、Gd（钆）、Tb（铽）、Dy（镝）、Ho（钬）、Er（铒）和Tm（铥）的组；其中0 ≤ x ≤ 0.2；0 ≤ y≤ 0.2；0 < x+y ≤0.4；0 ≤ z < 1；0 ≤ n ≤ 0.5；0 ≤ a ≤ 4（诸如2 ≤ a ≤ 3）；0≤ b ≤ 4；0 ≤ c ≤ 4；0 ≤ d ≤ 4；0 ≤ e ≤ 4；a + b + c +d + e = 4；并且2a +3b + 4c +d + 5e = 10 – y – n + z。特别地，z ≤ 0.9，诸如z ≤ 0.5。另外，特别地，x+y+z ≤ 0.2。
磷光体，当被光源光照射时，因此将光源光的至少一部分转换成发光材料光（发射）。发光材料光因此包含来自磷光体（具有式（I））和可选地其它磷光体（同样参见下文）的冷光。
在第二方面中，本发明还提供了这样的磷光体本身，即具有式M1-x-y- zZzAaBbCcDdEeN4-nOn:ESx,REy（I）的磷光体，其中M选自包括Ca、Sr和Ba的组；Z选自包括一价Na、K和Rb的组；A选自包括二价Mg、Mn、Zn和Cd的组（特别地，A选自包括二价Mg、Mn和Zn的组；甚至更特别地选自包括Mg和Mn的组，特别地为Mg）；B选自包括三价B、Al和Ga的组；C选自包括四价Si、Ge、Ti和Hf的组；D选自包括一价Li和Cu的组；E选自包括P、V、Nb和Ta的组；ES选自包括二价Eu、Sm和Yb的组，特别地选自包括二价Eu和Sm的组；RE选自包括三价Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er和Tm的组；0 ≤ x ≤ 0.2；0 ≤ y ≤ 0.2；0 < x+y ≤ 0.4；0 ≤ z <1；0 ≤ n ≤ 0.5；0 ≤ a ≤ 4（诸如2 ≤ a ≤ 3）；0 ≤ b ≤ 4；0 ≤ c ≤ 4；0 ≤ d≤ 4；0 ≤ e ≤ 4；a + b + c +d + e = 4；并且2a + 3b + 4c +d + 5e = 10 – y – n +z。
本发明还涉及至少包括该磷光体和可选地比如一个或多个其它磷光体和/或一个或多个其它物相（比如（残余）熔剂材料）的一个或多个其它材料的发光材料。磷光体还可以包括杂质，比如卤素杂质和金属杂质中的一个或多个。发光材料可以在靠近如本文定义的一个或多个磷光体处还包括其它物相，比如——已经指示的（残余）——熔剂材料、（多种）残余起始材料中的一个或多个的其它物相，以及还可以在一个或多个（相应）磷光体的合成期间形成的一个或多个物相。
同样地，磷光体还可以包括其它物相，比如——已经指示的（残余）——熔剂材料、（多种）残余起始材料和可以在一个或多个（相应）磷光体的合成期间形成的一个或多个物相中的一个或多个。一般而言，这样的其它（多个）物相的重量百分比将在大约10wt.%以下（相对于磷光体的总重量）。
如以上所指示的，磷光体还可能包括杂质。这在本领域中是已知的。因而，在实施例中，比如Ba.95Sr.05Mg2Ga2N4:Eu；BaMg2Ga2N4:Eu；SrMg3SiN4:Eu；SrMg2Al2N4:Eu; SrMg2Ga2N4:Eu；BaMg3SiN4:Eu；CaLiAl3N4:Eu；SrLiAl3N4:Eu；CaLi0.5MgAl2.5N4:Eu；SrLi0.5MgAl2.5N4:Eu；(Sr0.8Ca0.2)0.995LiAl2.91Mg0.09N3.91O0.09:Eu0.005；(Sr0.9Ca0.1)0.905Na0.09LiAl3N3.91O0.09:Eu0.005；Sr0.8Ca0.03Ba0.17)0.989LiAl2.99Mg0.01N4:Ce0.01,Eu0.001；Ca0.995LiAl2.995Mg0.005N3.995O0.005:Yb0.005(YB(II))；Na0.995MgAl3N4:Eu0.005；Na0.895Ca0.1Mg0.9Li0.1Al3N4:Eu0.005；Sr0.99LiMgAlSiN4:Eu0.01；Ca0.995LiAl2.955Mg0.045N3.96O0.04:Ce0.005；(Sr0.9Ca0.1)0.998Al1.99Mg2.01N3.99O0.01:Eu0.002；(Sr0.9Ba0.1)0.998Al1.99Mg2.01N3.99O0.01:Eu0.002；(Sr,Ca)Mg3SiN4:Eu；(Sr,Ca)Mg2Al2N4:Eu；Ba0.95Sr0.05Mg2Ga2N4:Eu；BaMg2Ga2N4:Eu；SrMg3SiN4:Eu；SrMg2Al2N4:Eu；SrMg2Ga2N4:Eu；BaMg3SiN4:Eu；(Sr,Ca)Mg3SiN4:Eu和(Sr,Ca)Mg2Al2N4:Eu的化学式（诸如以下定义的那样）等不排除杂质的存在，例如高达大约500ppm的总量，特别地高达大约200ppm，甚至更特别地高达大约200ppm。因而，即便化学式不指示杂质的存在，可以（不论如何都）存在的杂质可以例如选自包括Li、Na、K、Sc、Y、Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ni、Pd、Cu、Zn、V、C、N、O、F、Al、Si、P、S、Cl、Ga、Ge、Se、Br、Lu、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Tl、Pb和Bi的组。在此，列举了杂质。当例如化学式指示Li或Eu的可用性时，这些——甚至在小量可用时——不被视为是杂质。因而，例如在SrLiAl3N4:Eu中，Eu不是杂质，但是SrLiAl3N4:Eu可以包括例如150ppm的Hf或Na或Mg（作为一种/多种杂质）。
另外，发光材料可以包括散射颗粒和卤化物盐中的一个或多个。
对于白色LED中的红色磷光体成分的要求可以是获取Ra8>90的显色性，并且（可选地与其它磷光体组合）可以获取在2500-5000K范围中的相关色温。理想地，红色磷光体成分应当示出具有小于80nm的半高全宽（FWHM）的605-635nm波长范围中的发射峰。对于白色LED中的红色磷光体成分的要求可以是在显示器背光配置中获取NTSC标准的>90%的色域并且（可选地与其它磷光体组合）可以获取在7000-11000K范围中的相关色温。理想地，红色磷光体成分应当示出具有小于80nm的半高全宽（FWHM）的630-655nm波长范围中的发射峰。
然而，如上文所指示的，具有其它特性的磷光体也可以是所感兴趣的。
本发明有利地提供了替换的磷光体，其尤其可以有利地具有以下属性中的一个或多个：（1）在可见光谱的一个或多个部分中进行发射，至少在绿色、黄色和红色中的一个或多个中，特别地在红色中，（2）具有良好的效率，（3）具有窄带宽（在红色中），（4）具有高显色性Ra（假设红色磷光体），以及（5）具有其它有利（光学）属性（诸如长寿命/高稳定性）。
术语“磷光体”在本文中用于当激发时在光谱的可见部分中发射辐射的任何材料。用于“磷光体”的另一术语可以是发光材料，但是该术语“发光材料”在本文中保留了至少包括磷光体（具有如本文所定义的式（I））和可选地还有一个或多个其它磷光体（同样参见下文）的材料或材料混合物的含义。
术语磷光体可以在实施例中涉及具体磷光体并且在另一实施例中涉及（单晶）磷光体层。在具体实施例中，术语磷光体可以包括自支撑层，诸如陶瓷多晶材料。同样，术语“发光材料”可以在实施例中涉及颗粒状“发光材料”，并且在另一实施例中涉及（单晶）“发光材料”层。在具体实施例中，术语“发光材料”可以包括自支撑层，诸如陶瓷材料。
术语“陶瓷”特别地涉及在诸如至少0.5MPa，比如特别地至少1Mpa，比如1至大约500MPa，诸如至少5MPa，或至少10Mpa的高压之下，特别地在单向压力或等静压力之下，特别地在等静压力之下，通过比如至少500℃，特别地至少800℃，诸如至少1000℃加热（多晶）粉末可获得的无机材料。获得陶瓷的具体方法是热等静压（HIP），比如在如上文指示的温度和压力条件之下。通过这样的方法可获得的陶瓷可以就此使用，或者可以被进一步处理（比如抛光或者甚至再次处理成颗粒）。陶瓷特别地具有理论密度（即单晶的密度）的至少90%，诸如至少95%，比如在97-100%的范围中的密度。陶瓷可以仍旧是多晶的，但是具有降低的或者强烈降低的晶粒（经挤压的颗粒或经挤压的成块颗粒）之间的体积。
然而，同样一般而言，可以施加单向或等静压力来获取磷光体。因而，在实施例中，本发明还提供了用于产生本文所描述的磷光体的方法，其通过以可以至少导致期望的磷光体的比例选择起始材料并且在压力、特别是单向或等静压力、甚至更特别地等静压力之下加热起始材料来至少产生期望的磷光体。可以应用高达大约1500℃的特别地至少800℃的温度和应用从大气压力直至上文指示的压力或者甚至以上的压力。
如上文所指示的和/或如可以从上文推导的，发光材料和因此同样地在应用陶瓷发光材料的情况中的陶瓷材料可以包括本文所描述的磷光体中的一个或多个和可选地以下各项中的一个或多个：（a）一个或多个其它类型的磷光体，（b）在本文所描述的磷光体中的一个或多个的合成期间（分别）形成的一个或多个其它物相，（c）在本文所描述的磷光体中的一个或多个的合成期间（分别）使用的一个或多个起始材料，（d）在本文所描述的磷光体中的一个或多个的合成期间（分别）使用的一个或多个熔剂，（e）一个或多个散射材料以及（f）一个或多个其它材料（诸如卤化物盐）。
在实施例中，术语“磷光体”可以涉及全部服从式（I）的不同磷光体的组合。术语“式（I）”还可以指示为“化学式（I）”。因而，发光材料至少包括具有化学式（I）的一个或多个磷光体和可选地不具有该化学式（I）的一个或多个其它磷光体（诸如例如Y3Al5O12:Ce3+和/或Sr2Si5N8:Eu2+）。
可以利用固态合成方法制作新颖的磷光体。所要求保护的材料的合成可以例如通过各种处理方法实施。已经发现保持煅烧温度为低（低于~1500℃，诸如低于1400℃）可以改善物相纯度和所要求保护的物相的发光属性。因而，本发明还涉及在低于1400℃的温度处执行的固态氮化物合成方法，以及通过这样的合成方法可获得的式（I）的磷光体。事实证明，比如通过构成的M、Z、A、B、C、D和E金属、碱土氨基化合物或硅二酰亚胺的熔化获得的金属间相的反应前体是特别合适的。比如氟化物或氯化物、特别地至少氟化物的熔剂材料的添加也可以改善物相形成。尽管未明确计及，但是在给定式中所添加的卤化物熔剂的部分在煅烧之后可以在磷光体内残余而不使其发光属性恶化。这同样适用于比如碳的其它杂质，其可以在某种程度上在例如石墨炉中的反应期间或者通过碳还原和氮化（CRN）反应方法的应用合并到氮晶格格点上的晶格中。合适的合成方法包括（a）高压氮化，（b）在碱金属熔体中的处理，（c）氮热合成以及（d）标准混合和煅烧方法。在具体实施例中，一个或多个起始材料包括氢化物（诸如SrH2），并且可选地在合成方法时应用热等静压（HIP）。在又一具体实施例中，一个或多个起始材料包括氢化物（诸如SrH2），并且以碱金属氟化物（诸如SrF2）的形式应用过剩的碱土金属，并且可选地在合成方法时应用热等静压（HIP）。
这样的合成方法在本领域中是已知的，并且例如描述在Watanabe等人的Synthesis of Sr0.99Eu0.01AlSiN3 from intermetallic precursor（Sr0.99Eu0.01AlSiN3从金属间前体的合成）（日本陶瓷协会期刊117（2009）115-119）；Zeuner等人的Li2CaSi2N4 andLi2SrSi2N4 - a Synthetic Approach to Three-Dimensional LithiumNitridosilicates（Li2CaSi2N4和Li2SrSi2N4——到三维氮硅化锂的合成方法）（欧洲无机化学期刊（2010）4945-495）；以及Li等人的Low-Temperature Crystallization of Eu-DopedRed-Emitting CaAlSiN3 from Alloy-Derived Ammonometallates（来自合金得到的含氨金属化物的Eu掺杂的红色发射CaAlSiN3的低温结晶）（材料化学19（2007）3592-3594）中。
看起来已经由本发明人制作的式（I）的磷光体具有UCr4C4主晶格结构或者NaLi3SiO4主晶格结构或者KLi3GeO4主晶格结构。制作了多个磷光体，并且所有都具有那些主晶格结构之一。系统的伦琴数据使得服从由D.G.Park等人在Solid State Sci., 10(2008), pp. 1846-1852中公开的信息，其描述了作为单晶从其熔融Na. Sr(Mg3Ge)N4和Sr(Mg2Ga2)N4中的构成元素获得的两个同构含Mg四元氮化物Sr(Mg3Ge)N4和Sr(Mg2Ga2)N4二者分别以a = 8.316(1)，c = 3.398(1) Å，Z = 2和a = 8.2925(7)，c = 3.3585(5) Å，Z = 2在空间群I4/m（No. 87）中结晶。这两个化合物是等电子的，其中Sr(Mg2Ga2)N4中的两个Ga3+被Sr(Mg3Ge)N4中的一个Mg2+和一个Ge4+取代。浓缩的次氨基金属化阳离子(Mg3Ge)N4]2-和(Mg2Ga2)N4]2-形成具有网状腔体的3D网络结构，所述腔体被Sr2+抗衡阳离子占据。每个Sr2 +对称地同位到八个N，接近立方体构造，具有2.86 Å的所有Sr-N键长度。
据认为，Eu2+或其它稀土阳离子，比如Ce3+，合并到被六到八个N原子同位的M个晶格格点上，这取决于碱土阳离子的大小。
虽然在UCr4C4结构类型（空间群I4/m，例如参见下表）中结晶的组成可以示出具有多重态8（Wyckoff字母h）的阳离子格点的二价A、三价B、四价C和一价D的混合占据，在NaLi3SiO4结构类型（空间群I41/a）或KLi3KSiO4结构类型（空间群P-1）中结晶的组成示出二价A、三价B、四价C原子和一价D原子的有序分布。有序NaLi3SiO4结构例如看似优选地形成用于C=Si并且A和/或B是较大原子。有序KLi3KSiO4结构看似优选地形成用于D=Li和比如Sr或Ba的大M原子。那些系统的XRD图样在本领域中是已知的。UCr4C4结构具有粉末衍射图样PDF-Nr. 00-040-1029，NaLi3SiO4结构具有粉末衍射图样PDF-Nr. 00-039-0162，并且KLi3GeO4结构具有粉末衍射图样PDF-Nr. 01-077-0269。因而，本发明特别地关于具有化学式（I）并且在空间群I4/m（No. 87）或空间群I41/a（No. 88）或空间群P-1（No.2）中结晶的磷光体，其中前者是珂罗酊氯化银（aristotype）并且后者是前者的有序结构变型。例如，UCr4C4和NaLi3SiO4结构形成具有由晶胞扩张引起的平移对称的损失的klassengleiche（等价类）群-子群关系（aNaLi3SiO4 = aUCr4C4 * √2；cNaLi3SiO4 = cUCr4C4 * 4）。看起来所有化合物具有化学计量M1-x-y-zZzA3CN4-nOn:ESx,REy或M1-x-y-zZzB3DN4-nOn:ESx,REy（优选地在有序NaLi3SiO4或KLi3GeO4结构类型（A/C比或B/D比3/1）中结晶而诸如M1-x-y-zZzA2B2N4-nOn:ESx,REy（A/B比2/2）之类的其它化学计量优选地在UCr4C4结构类型中结晶。UCr4C4珂罗酊氯化银的另外的有序变型以及示出长程和短程排序的混合物的物相可以取决于所应用的合成条件（压力、温度的变化）和化学计量比。因而，在实施例中，磷光体选自包括M1-x-y-zZzA3CN4-nOn:ESx,REy、M1-x-y-zZzB3DN4-nOn:ESx,REy和M1-x-y-zZzA2B2N4-nOn:ESx,REy的组。
在具体实施例中，d>0和/或z>0，特别地至少d>0。特别地，磷光体至少包括锂。相比于无碱金属的同型磷光体，这样的磷光体令人惊喜地示出增加的化学稳定性和光输出。
比如例如Sr1-x[LiAl3]N4:Eux（KLi3GeO4结构类型）或Ca1-x[Li0.5MgAl2.5]N4:Eux（UCr4C4结构类型）的所公开的材料组成示出相比于诸如例如Sr1-x[Mg3Si]N4:Eux（NaLi3SiO4结构类型）或Ca1-x[Mg2Al2]N4:Eux（UCr4C4结构类型）之类的无碱金属组成显著增加的水解稳定性和光输出。据认为，一价碱金属离子的合并导致其余较高价阳离子通过BIII(N,O)4、CIV(N,O)4或EV(N,O)4四面体单元的边和顶点共享的增加的连接性。还据认为，这导致N和O原子电荷密度的总体减小并且因此增加水解稳定性。观察到的增加的光输出可以归因于增加的结晶度（碱性原子的自熔化动作）或者归因于位于最低的Eu2+ 5d级到主晶格导带的底部的较大能量距离。
诸如Na+之类的较大碱金属阳离子可以合并在UCr4C4（KLi3GeO4、NaLi3SiO4）结构类型中的同位M格点的8折叠（7+1折叠）上以允许主晶格阳离子的净价的增加。示例例如是Na1-x[Mg1+xAl3-x]N4:Eux或Sr0.5-xK0.5[Li0.5Mg1.5AlSi]N4:Eux。
优选的是导致在微观尺度上的主晶格阳离子在晶格中的有序布置的磷光体组成，如例如对于NaLi3SiO4结构类型观察到的那样，因为如果掺杂有二价Eu则这些在红色光谱区域中示出最窄的发射带。对于含Li材料的情况，已经发现例如对于组成Sr1-x[LiAl3]N4:Eux（KLi3GeO4结构）或Ca1-x[LiAl3]N4:Eux（NaLi3SiO4结构）的磷光体而言这是可能的。
表1示出可以合并在较大的8折叠同位晶格格点中和四面体同位的晶格格点中的具有以pm为单位的相应有效离子半径的阳离子。
表1：具有可以合并在UCr4C4、NaLi3SiO4或KLi3GeO4结构类型中的其有效离子半径（pm）的所选阳离子
。
如上文所陈述的，有序变型都具有ANX类型式ABC3X4（在（Strukturbericht的）ANX类型记法内具有正氧化态的元素在字母表的第一字母（A-M）之下生成，具有负氧化态的元素在最后字母（例如X-Z）之下；因此UCr4C4结构的B原子格点被有序子结构中的1B和3C原子占据。上文尤其描述了第一变型NaLi3SiO4结构。第二变型是KLi3GeO4结构，其是三斜晶系的。以下，在表2中呈现了具有已发现结构类型的一些ABC3X4化合物（包括在本申请中描述的氮化物）。
对KLi3GeO4同型的变型因此例如是CsNa3PbO4（同样参见上表；倒数第二行）。关于本文所描述的系统的更多信息还可以尤其从Hoppe等人的Z. Anorg. Allg. Chem. 622(1996) 1715-1720, Z. Anorg. Allg. Chem. 571 (1989) 101-112，Revue de ChimieMinérale, t. 24 (1987) 96-115和Z. Anorg. Allg. Chem. 509 (1984) 7-22中推导。虽然掺杂有Eu（II）的磷光体典型地示出在红色光谱范围中的发射，但是例如诸如Ca1-xLi1+ xAl3-xN4:Cex之类的掺杂有Ce（III）的材料示出在绿色-黄色光谱范围中的高效发光。这些发射颜色的关系从比如示出在~650nm处的发射的CaS:Eu2+和示出在~505nm处的发射的CaS:Ce3+的其它已知磷光体是已知的。如果Eu（II）磷光体的发射带位置是已知的，则可以相当精确地预测在相同主晶格中的Ce（III）的带位置，如由P.Dorenbos（J. Lumin. 91（2000）155-176）示出的那样。
利用Ce（III）和Eu（II）二者的如本发明中所要求保护的含碱金属磷光体的共掺杂可以导致具有高效红色发射和归因于低Eu浓度的Eu（II）发射的降低的自吸收的磷光体。对于这样的材料的示例是例如(Sr0.9Ba0.1)0.988Li1.01Al2.99N4:Ce0.01,Eu0.002。
等式a + b + c +d + e = 4；和2a + 3b + 4c +d + 5e = 10 – y – n + z分别特别地确定晶格中的Z、A、B、C、D和E阳离子以及O和N阴离子，并且从而（还）定义系统的电中和。例如，电荷补偿由公式2a + 3b + 4c +d + 5e = 10 – y – n + z覆盖。其覆盖例如通过减小O含量的电荷补偿或通过用B阳离子置换C阳离子或者由A阳离子置换B阳离子等的电荷补偿。例如：x = 0.01，y = 0.02，n = 0，a = 3；则6 + 3b + 4c = 10 – 0.02；其中a+b+c= 4：b = 0.02，c = 0.98。
如对本领域技术人员将清楚明白的，a，b，c，d，e，n，x，y，z总是等于或大于零。当结合等式a + b + c +d + e = 4和2a + 3b + 4c +d + 5e = 10 – y – n + z定义a时，则在原理上，b，c，d和e不再需要被定义。然而，为了完整性起见，本文还定义了0 ≤ b ≤ 4；0≤ c ≤ 4；0 ≤ d ≤ 4；0 ≤ e ≤ 4。
假设比如SrMg2Ga2N4:Eu的系统。在此，a=2，b=2，c=d=e=y=z=n=0。在这样的系统中，2 + 2 + 0 + 0 + 0 = 4和2*2+3*2+0+0+0=10-0-0+0=10。因而，服从两个等式。假设引入0.5 O。具有0.5 O的系统可以例如在0.5 Ga-N被0.5 Mg-O取代时获得（这是电荷中性取代）。这将会导致SrMg2.5Ga1.5N3.5O0.5:Eu。在此，在这样的系统中2.5 + 1.5 + 0 + 0 + 0 =4并且2*2.5 + 3*1.5 + 0 +0+0= 10 -0 – 0.5 +0 = 9.5。因而，同样在此服从两个等式。
如上文所指示的，在有利实施例中d>0和/或z>0，特别地至少d>0。特别地，磷光体至少包括锂。
在又一实施例中，2 ≤ a ≤ 3，并且特别地同样d=0，e=0并且z=0。在这样的实例中，磷光体尤其由a + b + c = 4和2a + 3b + 4c = 10 – y – n表征。
在可以与在前实施例组合的另一具体实施例中e=0。在可以与在前实施例组合的再一具体实施例中M为Ca和/或Sr。
具有铈的所感兴趣的系统为例如SrLiAl3N4:Ce，以及CaMg2Al2N4:Ce等。
在再一具体实施例中，本发明提供了涂敷的磷光体。在又一具体实施例中，本发明提供了嵌入的磷光体。在在前实施例、涂敷的实施例中，特别地磷光体为具有包括涂层的磷光体颗粒的颗粒磷光体。然而，磷光体还可以包括涂敷在具有涂层的一侧或两侧上的层。在后一实施例中，磷光体可以嵌入在有机或无机主材料中。例如，磷光体可以包括特定磷光体，其中颗粒磷光体的颗粒嵌入在有机或无机主体中，比如例如PMMA、PET、PC、硅倍半氧烷、玻璃等。
在具体实施例中，磷光体包括AlPO4涂层。这样的涂层可以例如通过由Cho等人（2005）在“Control of AlPO4-nanoparticle coating on LiCoO2 by using water orethanol（通过使用水或酒精对LiCoO2上的AlPO4纳米颗粒涂层的控制）”ElectrochimicaActa 50, 4182-4187中描述的方法提供。一个或多个替换的或附加的涂层可以包括Al2O3涂层和SiO2涂层中的一个或多个。
Al2O3涂层可以通过例如原子层沉积制备（诸如例如在Avci, N.；Musschoot, J.；Smet, P.F.；Korthout, K.；Avci, A.；Detavernier, C.；Poelman, D.的Microencapsulation of Moisture-Sensitive CaS:Eu2+ Particles with AluminumOxide（利用氧化铝的潮湿敏感性CaS:Eu2+颗粒的微囊化）J. Electrochem. Soc. 2009，156, J333-J337中描述的那样）。
硅石涂层可以例如经由溶胶凝胶法制备。这样的方法可以包括在酒精中将磷光体粉末与一些四甲氧基硅烷搅拌。然后，添加浓缩的氨水。在添加氨水之后，酒精中的四乙氧基硅烷可以在搅拌时添加到封闭系统中；可选地可以应用超声降解。因此获得的悬浮物可以被过滤、冲洗和干燥。
术语“包括”可以在实施例中指“由……构成”，但是可以在另一实施例中还指“至少包含所定义的种类和可选地一个或多个其它种类”。短语“选自包括三价的组”可以在实施例中指选自该组的单个种类，但是在另一实施例中还可以指选自该组的一个或多个种类。因而，有时还应用短语“选自包括……的组的一个或多个”。因此，比如“选自包括Ca、Sr和Ba的组的M”的短语可以指示选自包括Ca、Sr和Ba的组的一个或多个M（种类）。因此，这样的短语还涉及两个或更多的组合（在适用的情况下）。
假设ES为钐和铕（以及同样可选地（二价）镱），针对x的值仍旧如本文所指示的那样，但是是各个种类的总和。同样地，这适用于在式中指示的所有其它元素种类。因而，式（I）的示例可以例如是：Ca0.45Sr0.45Mg1.5ZnAl0.6Ga0.4Si0.25Ge0.25N4:Eu (10%)，其还可以被指示为Ca0.45Sr0.45Eu0.1Mg1.5Zn Al0.6Ga0.4Si0.25Ge0.25N4。
二价和三价钐和/或二价和三价铕可以取决于例如合成期间的（降低）条件而存在。作为发光离子，优选地RE和ES包括（a）Eu2+（即没有RE并且没有Sm）或者（b）Ce3+（即没有ES并且没有其它RE）或（c）Eu2+和Ce3+（即没有Sm并且没有其它RE）。因而，在实施例（a）中，一方面的其它所有可选ES和RE的和与另一方面的Eu之间的摩尔比((Sm(II)+RE)/Eu)<0.1，特别地<0.01，甚至更特别地<0.0001；在实施例（b）中，一方面的其它所有可选ES和RE的和与另一方面的Ce之间的摩尔比((ES+RE)/Ce)<0.1，特别地<0.01，甚至更特别地<0.0001；并且在实施例（b）中，一方面的其它所有可选ES和RE的和与另一方面的Eu（II）和Ce之间的摩尔比((ES+RE)/(Ce+Eu(II))<0.1，特别地<0.01，甚至更特别地<0.0001。如果Yb（II）同样可用，则((Sm(II)+RE)/Eu)可以重定义为((Sm(II)+Yb(II)+RE)/Eu)，其中((Sm(II)+Yb(II)+RE)/Eu) )<0.1，特别地<0.01，甚至更特别地<0.0001。
特别地，作为二价发光种类，仅选取Sm和Eu中的一个或多个，特别地基本上只有Eu。
在另一实施例中，作为RE可以应用Ce和Pr（特别是在不存在Sm和Eu的情况下）；Pr可以提供（n附加）红色发光。三价铈可以用于提供黄色和/或绿色发射器，和/或使二价铕（在存在Ce和Eu二者的情况中）敏感。种类ES和RE在本文中还指示为掺杂剂。
当ES可用并且RE可用时，在RE≠Ce的情况中，在实施例中y/x优选地<0.1，特别地<0.01。这喻示了当应用二价Eu和/或Sm时，在其中可选三价镧系不是铈的情况下，可选的三价镧系RE以分别小于Eu和/或Sm摩尔量的10%的摩尔量存在。在具体实施例中，x>0并且y=0；例如ES基本上排他地为铕，比如作为掺杂剂二价铕存在，并且所有其它潜在发光的掺杂剂不可用，或者以小于二价铕的摩尔量的0.01%的摩尔量可用。
在具体实施例中，磷光体可以附加地或者可替换地，发光稀土离子（RE）（还）包括非发光稀土离子。为了理解起见，这不包括在基本式中，但是在可替换的实施例中，式（I）的磷光体还可以被重写为具有式M1-x-y-z-z2ZzAaBbCcDdEeN4-nOn:ESx,REy,NREz2（式II）的磷光体，其中M=选自包括Ca、Sr和Ba的组；Z=选自包括一价Na、K和Rb的组；A=选自包括二价Mg、Mn、Zn和Cd的组；B=选自包括三价B、Al和Ga的组；C=选自包括四价Si、Ge、Ti和Hf的组；D=选自包括一价Li和Cu的组；E=选自包括P、V、Nb和Ta的组；ES=选自包括二价Eu、Sm和Yb的组，特别地选自包括二价Eu和Sm的组；RE=选自包括三价Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er和Tm的组；NRE选自包括Sc（钪）、La（镧）和Lu（镥）的组；0 ≤ x ≤ 0.2；0 ≤ y ≤ 0.2；0 ≤ z2 ≤ 0.2；0 < x+y ≤ 0.4；0 ≤ z < 1；0 < y+z ≤ 0.2；0 ≤ n ≤ 0.5；0 ≤ a ≤ 4（诸如2 ≤ a≤ 3）；0 ≤ b ≤ 4；0 ≤ c ≤ 4；0 ≤ d ≤ 4；0 ≤ e ≤ 4；a + b + c +d + e = 4；并且2a + 3b + 4c = 10 –y -z–n。因而，本文中涉及磷光体I的所有实施例还涉及磷光体II。
在具体实施例中，例如对于照明单元中的应用而言，具有式I的磷光体（进一步）服从：M=选自包括Ca、Sr和Ba的组；Z=Na或者z=0；A=Mg或者a=0；B=选自包括三价Al和Ga的组；C=选自包括四价Si和Ge的组；D=Li或者d=0；e=0；ES=Eu；RE=Ce；其中x/y<0.1或者其中y/x<0.1。还可以应用如上文指示的其它条件。
其中x/y<0.1或者其中y/x<0.1的条件指示或者RE=Ce主要作为发光种类存在，或者ES=Eu主要作为发光种类存在。注意这些实施例还可以包括其中分别x=0（仅有Ce）或者y=0（仅有Eu）的变型。比如“Na或z=0”的条件指示Z或者是Na，或者不存在Z元素（Na、K和Rb）。同样地，条件“e=0”指示没有E元素（P、V、Nb和Ta）可用。然而，参见其它地方，杂质可以存在。
特别地，可以用包括Mg的A获得良好的磷光体。另外，B可以特别地包括Al和Ga中的一个或多个。在又一具体实施例中，C可以包括四价Si；这样，可以获得最高效的磷光体。另外，特别地ES包括三价Ce和/或二价Eu，特别地基本上仅二价Eu（并且没有其它的ES或RE）。在再一实施例中，RE选自包括三价Ce、Pr、Sm、Gd、Tb和Dy的组。在优选实施例中，0 < x ≤0.2；换言之，至少存在二价Sm和/或Eu，特别地基本上仅二价Eu。在另外的实施例中，y（和z）（基本上）为零。
因而，可以利用A=Mg，B=选自包括Al和Ga的组，C=四价Si，ES=二价Eu，RE=选自包括三价Ce、Pr、Sm、Gd、Tb和Dy的组，并且0 < x ≤ 0.2可以获得特别良好的磷光体。甚至更特别地，M选自包括Ca和Sr的组，A包括Mg（特别地由Mg构成），B包括Al（特别地由Al构成），C包括Si（特别地由Si构成），ES包括Eu（特别地由Eu构成），并且其中y/x < 0.1，特别地<0.01，并且其中优选地n ≤ 0.1，特别地<0.01。甚至更特别地y=0。
因而，在具体实施例中，磷光体具有式M（Ca和/或Sr）1-x-yMgaAlbSicN4-nOn:ESx,REy（I），其中ES=选自包括二价Eu（铕）或Sm（钐）或Yb（镱）的组；RE=选自包括三价Ce（铈）、Pr（镨）、Nd（钕）、Sm（钐）、Eu（铕）、Gd（钆）、Tb（铽）、Dy（镝）、Ho（钬）、Er（铒）和Tm（铥）的组，其中y/x < 0.1，特别地<0.01并且n ≤ 0.1，特别地<0.01，甚至更特别地<0.001，进一步更特别地<0.0001。因而，在该实施例中，描述了基本上含钐和或铕的磷光体。例如，当存在二价Eu时，其中x=0.05，并且例如用于Pr的y1可以是0.001，并且用于Tb的y2可以是0.001，导致y=y1+y2=0.002。在这样的实例中，y/x=0.04。甚至更特别地，y=0。然而，如其它地方所指示的，当应用Eu和Ce时，y/x比可以大于0.1。
条件0 < x+y ≤ 0.4指示M可以在总体上被高达40%的ES和/或RE置换。与在0与0.2之间的x和y组合的条件“0 < x+y ≤ 0.4”指示至少存在ES和RE之一。不一定存在着两种类型。如上文所指示的，ES和RE二者可以每一个单独地指一个或多个子种类，诸如ES指Sm和Eu中的一个或多个，并且RE指Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er和Tm中的一个或多个。
特别地，当铕作为二价发光种类或掺杂剂应用时，钐和铕之间的摩尔比（Sm/Eu）为<0.1，特别地< 0.01，特别地<0.001。
当将会应用与镱组合的铕时这同样适用。当铕作为二价发光种类或掺杂剂应用时，镱和铕（Yb/Eu）之间的摩尔比为<0.1，特别地< 0.01，特别地<0.001。如果一起应用所有三者，则相同的摩尔比可能适用，即((Sm+Yb)/Eu)为<0.1，特别地< 0.01，特别地<0.001。
特别地，x在0.001-0.2的范围中（即0.001 ≤ x ≤ 0.2），比如0.002-0.2，诸如0.005-0.1，特别地0.005-0.08。特别地在本文所描述的系统中的二价铕的情况中，摩尔百分比可以在0.1-5%的范围中（0.001 ≤ x ≤ 0.05），诸如0.2-5%，比如0.5-2%。对于其它发光离子，x可以（但不一定）在实施例中等于或大于1%（x等于或大于0.01）。
在具体实施例中，磷光体选自包括(Sr,Ca)Mg3SiN4:Eu、(Sr,Ca)Mg2Al2N4:Eu、(Sr,Ca)LiAl3N4:Eu和(Sr,Ca)LidMgaAlbN4:Eu的组，其中a、b、d如上文所定义的那样。
如本文同样指示的，记法“（Sr，Ca）”和具有其它元素的类似记法指示M-位置被Sr和/或Ca（或者其它元素，分别地）阳离子占据。
在另外的具体实施例中，磷光体选自包括Ba.95Sr.05Mg2Ga2N4:Eu、BaMg2Ga2N4:Eu、SrMg3SiN4:Eu、SrMg2Al2N4:Eu、SrMg2Ga2N4:Eu、BaMg3SiN4:Eu、CaLiAl3N4:Eu、SrLiAl3N4:Eu、CaLi0.5MgAl2.5N4:Eu和SrLi0.5MgAl2.5N4:Eu的组。
针对这样的磷光体的另外的（非限制性）示例是例如(Sr0.8Ca0.2)0.995LiAl2.91Mg0.09N3.91O0.09:Eu0.005；(Sr0.9Ca0.1)0.905Na0.09LiAl3N3.91O0.09:Eu0.005；(Sr0.8Ca0.03Ba0.17)0.989LiAl2.99Mg0.01N4:Ce0.01,Eu0.001；Ca0.995LiAl2.995Mg0.005N3.995O0.005:Yb0.005 (YB(II))；Na0.995MgAl3N4:Eu0.005；Na0.895Ca0.1Mg0.9Li0.1Al3N4:Eu0.005；Sr0.99LiMgAlSiN4:Eu0.01；Ca0.995LiAl2.955Mg0.045N3.96O0.04:Ce0.005；(Sr0.9Ca0.1)0.998Al1.99Mg2.01N3.99O0.01:Eu0.002；(Sr0.9Ba0.1)0.998Al1.99Mg2.01N3.99O0.01:Eu0.002。
在另外的具体实施例中，磷光体选自包括(Sr,Ca)Mg3SiN4:Eu和(Sr,Ca)Mg2Al2N4:Eu的组。在又一具体实施例中，磷光体选自包括Ba0.95Sr0.05Mg2Ga2N4:Eu、BaMg2Ga2N4:Eu、SrMg3SiN4:Eu、SrMg2Al2N4:Eu、SrMg2Ga2N4:Eu和BaMg3SiN4:Eu的组。特别地，这些磷光体和甚至更特别地(Sr,Ca)Mg3SiN4:Eu和(Sr,Ca)Mg2Al2N4:Eu可以是具有良好发光属性的磷光体，尤其是在光谱位置和发光分布方面具有良好发光属性。
特别感兴趣的是其中磷光体服从0≤ x ≤ 0.2, y/x < 0.1，M至少包括Sr，z ≤0.1，a ≤ 0.4，2.5 ≤ b ≤ 3.5，B至少包括Al，c ≤ 0.4, 0.5 ≤ d ≤ 1.5，D至少包括Li，e ≤ 0.4，n ≤ 0.1并且其中ES至少包括Eu的磷光体。
特别地，y+z ≤ 0.1。另外，特别地x+y+z ≤ 0.2。另外，特别地a接近0或零。另外，特别地b大约为3。另外，特别地c接近0或零。另外，特别地d大约为1。另外，特别地e接近0或零。另外，特别地n接近0或零。另外，特别地y接近0或零。
特别地，在量子效率和水解稳定性方面良好的系统是其中z + d > 0，即Na、K、Rb、Li和Cu（I）中的一个或多个、特别地至少Li可用的那些，诸如例如(Sr,Ca)LiAl3N4:Eu和(Sr,Ca)LidMgaAlbN4:Eu，其中a、b、d如上文定义。在另外的具体实施例中，磷光体选自包括CaLiAl3N4:Eu、SrLiAl3N4:Eu、CaLi0.5MgAl2.5N4:Eu和SrLi0.5MgAl2.5N4:Eu的组。
特别感兴趣的另外的磷光体为(Sr,Ca,Ba)(Li,Cu)(Al,B,Ga)3N4:Eu，其包括作为M离子的至少Sr，作为B离子的至少Al和作为D离子的至少Li。
在再一实施例中，RE包括Ce，并且x/y < 0.1，特别地<0.01，甚至更特别地<0.001，并且n ≤ 0.1。因而，在该实施例中，RE包括铈或者特别地由铈构成。这喻示了当应用三价Ce（作为RE）时，存在分别小于Ce摩尔量的10%的摩尔量的可选二价镧系SE。例如，当存在Ce时，其中y=0.05，例如用于（二价）Sm的x1可以为0.001，并且用于（二价）Eu的x2可以为0.001，导致x=x1+x2=0.002。在这样的实例中，x/y=0.04。甚至更特别地，x=0。
诸如Ce3+之类的三价RE的合并特别地经由阳离子晶格中的电荷补偿完成（参见条件2a + 3b + 4c + d + 5e = 10 – y – n + z，其中y为三价稀土元素分数）。在实践中，为了产生例如SrLiAl3N4:Ce和类似的系统，式将为(Sr1-xCex)Li1+x/2Al 3-x/2N4。换言之，三价RE阳离子连同（Z和/或D类型的）一价阳离子可以通过取代（M类型的）两个二价阳离子来引入。可替换地，为了产生例如SrMg3SiN4:Ce，式将是(Sr1-xCex)Mg3+x/2Si1-x/2N4，或者为了产生CaMg2Al2N4:Ce，式将是(Ca1-xCex)Mg2+xAl1-xN4。由于UCr4C4和NaLi3SiO4或KLi3GeO4结构类型的类似性，额外的较低价阳离子在较高价阳离子格点上的容纳应当是可能的。最可能地，如果主晶格阳离子的电荷和大小差异是小的，较大和aliovalent Ce（III）离子的合并在能量上是最容易的，因为这是对于例如CaMg2Ga2N4的情况（参见表1）。
氧经由起始材料或者在所要求保护的组成的处理期间的合并可以通过如（多个）上式定义的主晶格阳离子组成的调节来补偿。优选地，n是小的，n < 0.1，因为发现较高的O浓度可能导致具有降低的稳定性的样品。甚至更特别地，n=0。
如上文所指示的，RE元素可以合并在晶格中以增加稳定性或修改发射特性。RE的合并典型地导致Eu（II）发射带的蓝移。Ce（III）合并可以导致在绿色到橙色光谱范围中的发射。Eu（II）掺杂的化合物与Ce（III）的共掺杂可以用于增加蓝色光谱范围中的吸收，其中Ce（III）充当用于Eu（II）发射的敏化剂（同样参见上文）。
参考二价铕：由于可以仅存在一个晶格格点以用于Eu2+合并，所要求保护的磷光体的发射带显著地窄于比如M2Si5N8:Eu（M=Ba、Sr、Ca）的当前工艺水平的红色发射磷光体，这在照明应用中是有利的，因为人眼对其不敏感的低能量光的量降低。针对所要求保护的组成中的一些找到的有序结构变形的优点在于，如果Eu2+合并在这样的晶格中则示出较窄发射带。这可以由发射带的稍许不均匀宽化造成。利用简单配置的同位模型（参见Henderson,Imbusch：Optical Spectroscopy of Inorganic Solids（无机固体的光谱学，ClarendonPress, 1989）所观察到的发射光谱的分析揭示了在范围2-5中的Huang-Rhys耦合参数S和在范围150-500cm-1中的平均声子频率ω。
与其它Eu（II）掺杂的磷光体系统形成对照，出乎预料地，如果混合晶体组成中的M原子的平均大小减小，则许多所要求保护的材料示出发射蓝移。结果示出如果合并较小主晶格阳离子（离子半径次序：Ca<Sr<Ba）则Eu（II）发射可以朝向蓝色频移，而较大个体的合并导致红移。例如，制作了分别掺杂有20%Ca或20%Ba的两种SrMg3SiN4:Eu，其中Ca、Sr系统具有相比于SrMg3SiN4:Eu系统的蓝移的红色发射，并且其中Ba、Sr系统具有相比于SrMg3SiN4:Eu系统的红移的红色发射。
因而，在实施例中，没有Ge存在并且A仅为Mg。
在下表3中指示包括一些光学参数的所制作的系统的非详尽概览：
。
有利地，Eu2+和/或Ce3+的发射带的位置可以分别通过Eu2+和Ce3+的浓度调整。例如假设SrMg2Al2N4:Eu，发射最大值可以被调整在大约600nm与大约700nm之间（当在大约0.1与5%之间变化Eu的含量时（M被Eu取代））。
术语光源可以在原理上涉及在本领域中已知的任何光源，但是可以特别地指基于LED的光源，其在本文中进一步指示为LED。以下描述将——为了理解起见——仅着重基于LED的光源。光源被配置成提供UV和/或蓝光。在优选实施例中，发光二极管被配置成生成具有蓝色成分的LED光。换言之，光源包括蓝色LED。因而，在实施例中，光源被配置成生成蓝光。特别地，LED是固态LED。
在又一实施例中，发光二极管被配置成生成具有UV成分的LED光。换言之，光源包括UV LED。当应用UV光源并且期望蓝光或白光时，作为蓝色成分，可以应用例如众所周知的材料BaMgAl10O17:Eu2+或(Sr,Ba,Ca)5(PO4)3Cl:Eu2+。然而，还可以可替换地或附加地应用能够将UV光转换成蓝光的其它发光材料。
优选地，光源是在操作期间至少发射选自200-490nm范围的波长处的光的光源，特别是在操作期间至少发射选自400-490nm范围、甚至更特别地在440-490nm范围中的波长处的光的光源。该光可以部分地被（多个）发光材料使用（参见下文）。在具体实施例中，光源包括固态LED光源（诸如LED或激光二极管）。
术语“光源”还可以涉及多个光源，诸如2-20个（固态）LED光源。因而，术语LED还可以指多个LED。因而，在具体实施例中，光源被配置成生成蓝光。
在本文中的术语白光对本领域技术人员而言是已知的。它特别地涉及具有在大约2000和20000K之间、特别地为2700-20000K的相关色温（CCT）的光，其用于特别地在大约2700K和6500K的范围中的一般照明，和用于特别地在大约7000K和20000K的范围中的背光照明目的，并且特别地在从BBL（黑体轨迹）大约15 SDCM（颜色匹配标准偏差）内，特别地在从BBL大约10 SDCM内，甚至更特别地在从BBL大约5 SDCM内。
在实施例中，光源还可以提供具有在大约5000和20000K之间的相关色温（CCT）的光源光，例如直接磷光体转换的LED（具有用于例如获得10000K的磷光体薄层的蓝光发射二极管）。因而，在具体实施例中，光源被配置成提供具有在5000-20000K的范围中、甚至更特别地在6000-20000K的范围中，诸如8000-20000K的相关色温的光源光。相对高的色温的优点可以是可以在光源光中存在相对高的蓝色成分。
术语“紫光”或者“紫色发射”特别地涉及具有在大约380-440nm范围中的波长的光。术语“蓝光”或者“蓝色发射”特别地涉及具有在大约440-490nm范围中的波长的光（包括一些紫色和青色调）。术语“绿光”或者“绿色发射”特别地涉及具有在大约490-560nm范围中的波长的光。术语“黄光”或者“黄色发射”特别地涉及具有在大约540-570nm范围中的波长的光。术语“橙光”或者“橙色发射”特别地涉及具有在大约570-600范围中的波长的光。术语“红光”或者“红色发射”特别地涉及具有在大约600-750nm范围中的波长的光。术语“粉光”或者“粉色发射”涉及具有蓝色和红色成分的光。术语“可见”、“可见光”或者“可见光发射”指的是具有在大约380-750nm范围中的波长的光。
发光材料包括如本文所描述的一个或多个磷光体和可选地选自包括含二价铕的氮化物发光材料或者含二价铕的氮氧化物发光材料的组的一个或多个另外的磷光体。红色发光材料可以在实施例中包括选自包括(Ba,Sr,Ca)S:Eu、(Mg,Sr,Ca)AlSiN3:Eu和(Ba,Sr,Ca)2Si5N8:Eu的组的一个或多个材料。在这些化合物中，铕（Eu）基本上或者仅为二价的，并且取代所指示的二价阳离子中的一个或多个。一般而言，Eu将不以大于阳离子的10%的量存在，特别地在相对于它所取代的（多个）阳离子的大约0.5-10%的范围中，更特别地在大约0.5-5%的范围中。术语“:Eu”或“Eu2+”指示部分的金属离子被Eu取代（在这些示例中被Eu2+取代）。例如，假设CaAlSiN3:Eu中的2%的Eu，正确式可以为(Ca0.98Eu0.02)AlSiN3。二价铕将一般而言取代二价阳离子，诸如上文的二价碱土阳离子，特别是Ca、Sr或Ba。材料(Ba,Sr,Ca)S:Eu还可以被指示为MS:Eu，其中M是选自包括钡（Ba）、锶（Sr）和钙（Ca）的组的一个或多个元素；特别地，M在该化合物中包括钙或锶，或者钙和锶，更特别地为钙。在此，Eu被引入并且取代至少部分的M（即Ba、Sr和Ca中的一个或多个）。另外，材料(Ba,Sr,Ca)2Si5N8:Eu还可以指示为M2Si5N8:Eu，其中M是选自包括钡（Ba）、锶（Sr）和钙（Ca）的组的一个或多个元素；特别地，M在该化合物中包括Sr和/或Ba。在另外的具体实施例中，M包括Sr和/或Ba（不考虑Eu的存在），特别地50-100%、特别地50-90% Ba和50-0%、特别地50-10% Sr，诸如Ba1.5Sr0.5Si5N8:Eu（即75% Ba；25% Sr）。在此，Eu被引入并且取代至少部分的M，即Ba、Sr和Ca中的一个或多个。同样地，材料(Ba,Sr,Ca)AlSiN3:Eu也可以指示为MAlSiN3:Eu，其中M是选自包括钡（Ba）、锶（Sr）和钙（Ca）的组的一个或多个元素；特别地，M在该化合物中包括钙或锶，或者钙和锶，更特别地为钙。在此，Eu被引入并且取代至少部分的M（即Ba、Sr和Ca中的一个或多个）。优选地，在实施例中第一发光材料包括(Ca,Sr,Mg)AlSiN3:Eu，优选为CaAlSiN3:Eu。另外，在可以与前者结合的另一实施例中，第一发光材料包括(Ca,Sr,Ba)2Si5N8:Eu，优选为(Sr,Ba)2Si5N8 :Eu。术语“(Ca,Sr,Ba)”指示对应阳离子可以被钙、锶或钡占据。还指出，在这样的材料中对应阳离子格点可以用选自包括钙、锶和钡的组的阳离子占据。因此，材料可以例如包括钙和锶，或者仅为锶等。
因而，在实施例中，发光材料还可以包括M2Si5N8:Eu2+，其中M选择包括Ca、Sr和Ba的组，甚至更特别地其中M选自包括Sr和Ba的组。在可以与前者结合的又一实施例中，发光材料还可以包括MSiAlN3:Eu2+，其中M选自包括Ca、Sr和Ba的组，甚至更特别地其中M选自包括Sr和Ba的组。
发光材料还可以包括选自包括含三价铈的石榴石和含三价铈的氮氧化物的组的一个或多个磷光体。
氮氧化物材料在本领域中同样还指示为氧氮化物材料。
特别地，发光材料还可以包括M3A5O12:Ce3+发光材料，其中M选自包括Sc、Y、Tb、Gd和Lu的组，其中A选自包括Al和Ga的组。优选地，M至少包括Y和Lu中的一个或多个，并且其中A至少包括Al。这些类型的材料可以给出最高的效率。在具体实施例中，第二发光材料至少包括M3A5O12:Ce3+类型的两个发光材料，其中M选自包括Y和Lu的组，其中A选自包括Al的组，并且其中Y:Lu比对于至少两个发光材料是不同的。例如，它们之一可以纯粹基于Y，诸如Y3Al5O12:Ce3+，并且它们之一可以是基于Y,Lu的系统，诸如(Y0.5Lu0.5)3Al5O12:Ce3+。石榴石的实施例特别地包括M3A5O12石榴石，其中M至少包括钇或镥并且其中A至少包括铝。这样的石榴石可以掺杂有铈（Ce），掺杂有镨（Pr）或铈和镨的组合；然而，特别地掺杂有Ce。特别地，A包括铝，然而，A还可以部分地包括镓（Ga）和/或钪（Sc）和/或铟（In），特别地高达大约20%的Al，更特别地高达大约10%的Al（即A离子本质上包括90或更多分子%的Al和10或更少分子%的Ga、Sc和In中的一个或多个）；A可以特别地包括高达大约10%的镓。在另一变型中，A和O可以至少部分地被Si和N取代。元素M可以特别地选自包括钇（Y）、钆（Gd）、铽（Tb）和镥（Lu）的组。另外，Gd和/或Tb特别地仅存在高达大约20%的M的量。在具体实施例中，石榴石发光材料包括(Y1-xLux)3Al5O12:Ce，其中x等于或大于0并且等于或小于1。术语“:Ce”或“:Ce3+”（或类似的术语）指示发光材料的部分金属离子（即在石榴石中：部分的“M”离子）被Ce取代（或者当（多个）术语可以指示它的另一发光种类，比如“:Yb”）。例如，假设(Y1-xLux)3Al5O12:Ce，部分的Y和/或Lu被Ce取代。该记法对本领域技术人员而言是已知的。Ce将一般而言取代不超过10%的M；一般而言，Ce浓度将在0.1-4%的范围中，特别是0.1-2%（相对于M）。假设1% Ce和10% Y，完整的正确式可以是(Y0.1Lu0.89Ce0.01)3Al5O12。在石榴石中的Ce基本上或者仅在三价状态，如对本领域技术人员而言已知的那样。
因此，发光材料可以在实施例中还包括选自包括含二价铕的氮化物发光材料、含二价铕的氮氧化物发光材料、含三价铈的石榴石和含三价铈的氮氧化物的组的一个或多个其它的磷光体。
如将对本领域技术人员而言清楚明白的，还可以应用磷光体的组合。另外，如将对本领域技术人员而言清楚明白的，可以应用（多个）发光材料（或磷光体）关于一个或多个构成元素、催化剂浓度、颗粒大小等的优化或者关于（多个）发光材料组合的优化以优化光照设备。
光源可以配置在腔室中，具有（多个）反射壁（诸如涂敷有比如TiO2的反射性材料）以及透明窗。在实施例中，窗是光转换层。在又一实施例中，窗包括光转换层。该层可以布置在窗的上游或窗的下游。在再一实施例中，光转换层可以应用在窗的两侧。
术语“上游”和“下游”涉及项或者特征相对于来自光生成装置（在此为光源）的光的传播的布置，其中相对于来自光生成装置的光线内的第一位置，更接近光生成装置的光线中的第二位置是“上游”，并且更远离光生成装置的光线内的第三位置是“下游”。
发光材料被配置成转换至少部分的光源光。换言之，可以说光源辐射耦合到发光材料。当光源包括基本上UV光发射光源时，发光材料可以被配置成基本上转换撞击在发光材料上的所有光源光。在光源被配置成生成蓝光的情况中，发光材料可以部分地转换光源光。取决于配置，其余光源光中的一部分可以透射通过包括发光材料的层。
在此，指示了本发明的许多应用：办公室照明系统、家用电器系统、商店照明系统、家庭照明系统、重点照明系统、局部照明系统、剧院照明系统、光纤应用系统、投影系统、自点亮显示系统、像素化显示系统、分段显示系统、警告标志系统、医疗照明应用系统、指示器标志系统、装饰性照明系统、便携式系统、汽车应用和温室照明系统。
如上文所指示的，照明单元可以用作LCD显示设备中的背光单元。因而，在另外的方面中，本发明还提供了包括被配置为背光单元的如本文所定义的照明单元的LCD显示设备。
本文中的术语“基本上”（诸如，在“基本上所有的发射”中或者在“基本上包括”中）将被本领域技术人员所理解。术语“基本上”还可以包括带有“整个地”、“完全地”、“所有的”等的实施例。因而，在实施例中也可以移除修饰语基本上。在适用的情况下，术语“基本上”还可以涉及90%或者更高，诸如95%或者更高，特别地99%或者更高，甚至更特别地99.5%或者更高，包括100%。术语“包括”还包含其中术语“包括”意味着“由……构成”的实施例。术语“包括”可以在实施例中指“由……构成”，但是可以在另一实施例中还指“至少包含所定义的种类和可选地一个或多个其它种类”。术语“和/或”特别地指在“和/或”之前和之后提到的项中的一个或多个。例如，短语“项1和/或项2”和类似的短语可以涉及项1和项2中的一个或多个。
另外，在说明书和权利要求中的术语第一、第二、第三等被用于在类似的元件之间进行区分并且未必是用于描述顺序的或者先后顺序的次序。要理解，如此使用的术语在合适的环境下是可互换的，并且本文所描述的本发明的实施例能够以不同于本文所描述或者说明的其它顺序进行操作。
在本文中，尤其在操作期间描述设备。如本领域技术人员将清楚的，本发明不限于操作的方法或者操作中的设备。
应当注意，以上提到的实施例说明而不是限制本发明，并且本领域技术人员将能够设计许多可替换的实施例，而不脱离随附权利要求书的范围。在权利要求书中，放置在括号之间的任何参考标记不应被解释为限制权利要求。动词“包括”及其词形变化的使用不排除除了在权利要求中陈述的那些之外的元件或步骤的存在。元件之前的冠词“一”或“一个”不排除多个这样的元件的存在。本发明可以借助于包括若干不同元件的硬件和借助于适当编程的计算机来实现。在列举若干装置的设备权利要求中，这些装置中的若干个可以由同一个硬件项体现。在相互不同的从属权利要求中记载某些措施这一仅有事实不指示这些措施的组合不能被用于获益。
本发明还应用于包括在说明书中描述的和/或在附图中示出的表征特征中的一个或多个的设备。本发明还涉及包括在说明书中描述的和/或在附图中示出的表征特征中的一个或多个的方法或过程。
在本专利中讨论的各个方面可以组合以便提供附加的优势。另外，一些特征可以形成一个或多个分案申请的基础。
附图说明
现在将仅以示例的方式参照随附的示意图来描述本发明的实施例，在示意图中对应的参考符号指示对应的部分，并且其中：
图1A-1D示意性地描绘了照明单元的一些实施例；图未必是按比例的；
图2：多个不同磷光体的发射光谱（显示在一幅图中）（在25°处测得）；
图3：示出掺杂有5%铕的Ca[LiAl3]N4的光致发光光谱；
图4A：相比于CaSiAlN3:Eu（虚线）的掺杂有1%铕的Sr[LiAl3]N4的光致发光光谱；还示出反射谱（r）；
图4B：SrLiAl3N4:Eu（1%）的低T发射光谱。激发波长：450nm；
图4C：示出所要求保护的磷光体中的一些的发射属性与当前工艺水平的红色发射磷光体材料的比较；
图5A：掺杂有1%铕的CaLi0.5MgAl2.5N4的光致发光光谱；
图5B：掺杂有1%铕的SrLi0.5MgAl2.5N4的光致发光光谱；
图6显示了以0.1-5%的SrMg2Al2N4:Eu的发射光谱（从左到右顺序曲线分别为：0.1%；0.2%；0.5%；1%；2%和5% Eu）；以及
图7：掺杂有1% Ce的CaMg2Al2N4的光致发光光谱。
在图2-4B、5A-7中y轴上的符号“I”指示以任意单位的发射强度；在图4A中y轴上的符号R指示以1作为最大反射率并且以0作为完全吸收的反射率；图4C中的SS指示“斯托克斯频移”并且FWHM指示“半高全宽”。
具体实施方式
图1A 示意性地描绘了本发明的以参考标记100指示的照明单元的实施例。照明单元包括光源10，其在该示意图中为LED（发光二极管）。在该实施例中，在光源10的顶部上，在此为在（光出射）表面15上，因此在光源10的下游，提供发光材料20。该发光材料20包括用参考标记40指示的如本文所描述的磷光体。通过示例的方式，照明单元100还包括例如为了光提取属性的（透射性）圆顶61。这是透射性光学元件60的实施例，其在该实施例中布置在光源10的下游以及光转换层20的下游。光源10提供光源光11，其至少部分地被光转换层20、至少部分地被磷光体40转换成发光材料光51。从照明单元发出的光用参考标记101指示，并且至少包含该发光材料光51，但是可选地，取决于发光材料50的吸收，还包含光源光11。
图1B 示意性地描绘了另一实施例，没有圆顶，而是具有可选涂层62。该涂层62是透射性光学元件60的另一示例。注意，涂层62可以在实施例中为聚合物层、硅树脂层或环氧树脂层中的一个或多个。可替换地或此外，可以施加二氧化硅和/或氮化硅的涂层。
在图1A -1B 的示意性描绘的实施例中，发光材料20与光源10或至少其光出射表面（即表面15）（诸如LED的管芯）物理接触。然而，在图1C 中，发光材料20被布置成远离光源10。在该实施例中，发光材料20被配置在诸如出射窗之类的透射性（即透光）支撑30的上游。光转换层20施加到的支撑30的表面用参考标记65指示。注意，发光材料20还可以布置在支撑30的下游，或者可以在支撑的两侧施加发光材料20。发光材料20与光源（特别是其光出射表面15）之间的距离用参考标记d1指示，并且可以在0.1mm-10cm的范围中。注意，在图1C 的配置中，在原理上还可以应用多于一个的光源10。
图1D 与图1C 在示意上相同，但是现在具有多个光源10。
可选地，发光材料被成形为自支撑层，诸如陶瓷材料。在这样的实例中，透射性光学元件60可能是不必要的，但是尽管如此仍可以存在。
实验
如上文所指示的，所要求保护的材料的合成可以通过各种处理方法实施。本发明人已经发现，保持煅烧温度为低（低于~1200℃）改善物相纯度和所要求保护的物相的发光属性。事实证明比如通过构成的M、Z、A、B、C、D和E金属、碱土氨基化合物或硅二酰亚胺的熔化获得的金属间相的反应前体是特别合适的。比如氟化物或氯化物的熔剂材料的添加也改善物相形成。合适的合成方法包括高压氮化，在碱金属熔体中的处理，氮热合成以及标准混合和煅烧方法。
BaMg
2
Ga
2
N
4
:Eu的合成
通过Ba的氢化作用制作的5g BaH2粉末和1.744g Mg粉末混合并且在800℃处在N2/H2（95/5）之下煅烧4h。所获得的4g BaMg2N2与3.131g GaN粉末和0.039g EuF3混合并且在850℃处在流动的N2气氛之下煅烧4小时，随后在1000℃、500巴N2气压处加压烧结4小时。为了移除残余的BaGa4杂质物相，可以在样品研磨之后重复压力处理。
可替换的BaMg
2
Ga
2
N
4
:Eu的合成
从以0.24:0.26:1的摩尔比的元素Ba、Mg、Ga与Na-熔剂中的NaN3（1.3mol%）和EuF3（0.004mol%）开始，混合物在焊接关闭的金属安瓿中以760℃煅烧48h，并且然后在165h内缓慢冷却到200℃。不均匀的产品通过反应之后的Na升华纯化。
SrMg
2
Al
2
N
4
:Eu的合成
SrAl2(NH2)8、LiAlH4、Mg和LiN3以摩尔比1:2:1:2.6的混合物与Li熔剂中的Eu(NH2)2（0.03mol%）在焊接关闭的钽安瓿中以900℃煅烧24h。获得SrMg2Al2N4:Eu。
MMg
3
SiN
4
:Eu的合成（M=Ca、Sr、Ba）
从以1:1:3的摩尔比的M、Eu、硅二酰亚胺Si(NH)2和Mg开始，在氮气气氛之下混合物在开口钨坩埚中在1.5h内加热到900℃，在该温度处保持8h并且随后通过关断炉子淬火至室温。获得含(M,Eu)Mg3SiN4的均匀粉末。
可替换的MMg
3
SiN
4
:Eu（M=Ca、Sr、Ba）的合成
以0.99:0.01:1:1:2的摩尔比的MF2、EuF3、Mg3N2、Si(NH)2和LiN3在Li熔剂中的混合物在900℃处在焊接关闭的钽安瓿中煅烧24h。获得MMg3SiN4:Eu。可以通过在真空下升华来移除氟化物副产物。
利用定制的分光荧光计测量激发和发射。本文中所描述的磷光体在蓝色光谱范围中良好地可激发，这使得它们对具有蓝色泵浦发射的磷光体转换的LED中的应用特别有用。大多数系统具有处于或接近450nm的令人惊喜的激发最大值。
在图2中描绘一些系统的发射光谱。在y轴上，显示归一化的强度；在x轴上为以nm为单位的波长。显示了Ba0.95Sr0.05Mg2Ga2N4; Eu（1）、BaMg2Ga2N4:Eu（2）、SrMg3SiN4:Eu（3）、SrMg2Al2N4:Eu（4）和BaMg3SiN4:Eu（5）的发射光谱；后两者在顶部上接近彼此。另外，还测量了所制造的另一样品Ca0.2Sr0.8Mg3SiN4:Eu (2%)的发光。其发光未显示在图2中，而是关于与Ba0.95Sr0.05Mg2Ga2N4:Eu(2%)的发光可比较但是大幅变窄（FWHM）的其光谱位置，参见下表4。
因而，这样的(Ca,Sr)Mg3SiN4，特别是具有在0.1-0.4范围中的Ca/Sr，同样由于光谱位置和发射形状（发光）而是令人感兴趣的磷光体。
另外，同样测量了Ce掺杂的化合物CaMg3SiN4:Ce(1%)，其在NaLi3SiO4结构类型中结晶，其具有带有在大约585nm处的发射带最大值和大约90nm的光谱半宽FWHM的黄色发光。
还制作了许多其它的系统，但是在本文中并未显示所有的发射光谱。
针对Ba0.95Sr0.05Ga2Mg2N4的晶体数据被估计为：
。
同样估计了其它系统的晶体数据，并且看起来服从所指示的（两个）晶体结构。
Ca
1-x
LiAl
3
N
4
:Eu
x
的合成
CaH2、Li3N、Al和作为掺杂剂的1或5mol%的EuF3的化学计量混合物在保护性氮气气氛之下混合在研钵中。在1250℃处在氮气气氛之下煅烧粉末至少5小时。在444nm处激发的磷光体的光致发光光谱揭示了具有近似67nm的半高全宽（FWHM）的大约660nm处的发射峰，如在图3中可见（5% Eu样品）。
从单晶的X射线衍射测量结果获得的磷光体Ca[LiAl3]N4的晶格常数如下：
。
SrLiAl
3
N
4
:Eu（1%）
磷光体通过使用氮气气氛中的常规固态反应合成。起始化合物SrH2、Li3N、Al和EuF3的混合物在1250℃处被煅烧至少5小时。所计算的铕的掺杂水平为1mol%。在444nm处激发的光致发光光谱示出在大约656nm处的发射峰和近似49nm的FWHM，如图4A 中所示。低温发射测量结果（图4B ）示出零声子线位于633nm（15798cm-1）处，并且所观察到的斯托克斯频移为1014cm-1。图4B 示出SrLiAl3N4:Eu(1%)在450nm的激发波长处的低T发射光谱。图4C 示出了所要求保护的磷光体的发射属性与当前工艺水平的红色发射磷光体材料的比较。在x轴上，显示了以cm-1为单位的发射带宽（FWHM；半高全宽），并且在y轴上显示了以cm-1为单位的斯托克斯频移。所计算的值在由FWHM = sqr(8ln2)*sqr(2kT)*sqr(SS/2)给出的高T近似中（参见Henderson，Imbusch：Optical Spectroscopy of Inorganic Solids（无机固体的光谱学），Clarendon Press，1989），其中SS~2S*h/2π*ω。
从Rietveld结构精修获得的晶格常数如下：
。
CaLi
0.5
MgAl
2.5
N
4
:Eu（5%）
将Ca、AlF3、Mg3N2和5mol% EuF3的化学计量混合物连同LiN3和作为熔剂的过剩Li金属一起置于弧焊接的钽安瓿中。装置在惰性气体气氛中在1000℃处被煅烧至少24小时。反应的驱动力是通过复分解的非常稳定的LiF的形成。在460nm处激发的磷光体的光致发光光谱揭示了具有近似72nm的半高全宽（FWHM）的大约706nm处的发射峰。
从单晶的X射线衍射测量结果获得的磷光体CaLi0.5MgAl2.5N4的晶格常数如下：
。
块体粉末样品的Rietveld精修确认晶格参数以及组成：
。
还制作了1% Eu样品。在图5A 中示出其发射光谱。
SrLi
0.5
MgAl
2.5
N
4
:Eu（5%）
通过使用氮气气氛中的固态复分解反应合成化合物。反应的驱动力是非常稳定的LiF的形成。将Sr、AlF3、Mg3N2和5mol% EuF3的化学计量混合物连同LiN3和作为熔剂的过剩Li金属一起置于弧焊接的钽安瓿中。装置在保护性气体气氛中在1000℃处被煅烧至少24小时。在450nm处激发的磷光体的光致发光光谱揭示了具有近似86nm的半高全宽（FWHM）的大约704nm处的发射峰。
从单晶的X射线衍射测量结果获得的磷光体SrLi0.5MgAl2.5N4的晶格常数如下：
。
还制作了1% Eu样品。在图5B 中示出其发射光谱。
铕浓度
如上文所描述的那样制作SrMg2Al2N4:Eu和BaMg2Al2N4:Eu，其中铕浓度分别从0.1-5%和0.1-1%变化。当增加浓度时分别发现100nm和50nm的（红）移。具有0.1-5%的SrMg2Al2N4:Eu的发射光谱在图6中示出（从左到右顺序曲线分别为：0.1%；0.2%；0.5%；1%；2%和5% Eu）。
熔剂变化
对于若干系统而言熔剂是变化的。这里在下文中描述针对SrMg3SiN4:Eu（1%）的结果。
样品（1）以化学计量被加权并且不包含SrF2（作为参考样品）：0.99 SrH2 + 0.01EuF3 + 3 Mg + Si。样品（2）被加权，其中20（mol）%的离析SrH2被交换成SrF2：0.79 SrH2 +0.01 EuF3 + 0.2 SrF2 + 3 Mg + Si。样品（3）被加权，其包含除了与样品（1）中的相同量的SrH2之外的20mol%的SrF2：0.99 SrH2 + 0.01 EuF3 + 0.2 SrF2 + 3 Mg + Si。样品（4）被加权，其包含另外的40mol%的SrF2：0.99 SrH2 + 0.01 EuF3 + 0.4 SrF2 + 3 Mg + Si。
在同一次运行中在热等静压（HIP）下合成了所有四个样品，因此它们具有相同的温度和压力条件，并且可以被相当良好地进行比较。（HIP中的温度以150℃/h升高至600℃，维持3000PSI（=207巴）的N2压力。在600℃处的两小时之后，温度和压力然后分别以大约200℃/h升高至1050℃和7500PSI（=517巴）。在1050℃处，5h之后，在2.5h中再次将样品冷却至室温。）
磷光体的效率从样品（1）到样品（4）增加。
针对Sr
1-x
LiAl
3
N
4
:Eu
x
的另外的数据
。
发光寿命（单指数拟合，没有观察到余辉）：
。
温度淬火测量（450nm激发）：
。
SrLiAl3N4:Eu2+同样分散在用于具有蓝色发光管芯（700mA/mm2，85℃）的LED应用的树脂中。在寿命和热淬火方面获得良好的结果。特别地，淬火温度非常有益。
Claims (18)
1.一种照明单元（100），包括被配置成生成光源光（11）的光源（10）和被配置成将光源光（11）的至少一部分转换成发光材料光（51）的发光材料（20），其中光源（10）包括发光二极管（LED），并且其中发光材料（20）包括具有UCr4C4结构或UCr4C4 aristotype的有序变型或者NaLi3SiO4结构或者KLi3GeO4结构的磷光体（40），其具有下式：
M1-x-y-zZzAaBbCcDdEeN4-nOn:ESx,REy（I）
其中
M=选自由Ca、Sr和Ba组成的组
Z=选自由一价Na、K和Rb组成的组
A=选自由二价Mg、Mn、Zn和Cd组成的组
B=选自由三价硼、Al和Ga组成的组
C=选自由四价Si、Ge、Ti和Hf组成的组
D=选自由一价Li和Cu组成的组
E=选自由P、V、Nb和Ta组成的组
ES=选自由二价Eu、Sm和Yb组成的组
RE=选自由三价Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er和Tm组成的组
0 ≤ x ≤ 0.2；0 ≤ y ≤ 0.2；0 < x+y ≤ 0.4；
0 ≤ z < 1；
0 ≤ n ≤ 0.5；
0 ≤ a ≤ 4；0 ≤ b ≤ 4；0 ≤ c ≤ 4；0 ≤ d ≤ 4；0 ≤ e ≤ 4；
a + b + c +d + e = 4；并且
2a + 3b + 4c +d + 5e = 10 – y – n + z。
2.根据权利要求1的照明单元（100），其中进一步地以下各项中的一个或多个适用（i）z+d>0，以及（ii）2 ≤ a ≤ 3。
3.根据权利要求1和2中任一项的照明单元（100），其中
M=选自由Ca和Sr组成的组
A=Mg
B=选自由Al和Ga组成的组
C=四价Si
ES=二价Eu
RE=选自由三价Ce、Pr、Sm、Gd、Tb和Dy组成的组，
其中以下各项中的一个或多个适用：（i）0 < x ≤ 0.2，并且其中y/x < 0.1并且n ≤0.1以及（ii）RE包括Ce，并且其中x/y < 0.1并且n ≤ 0.1。
4.根据权利要求1和2中任一项的照明单元（100），其中发光材料（20）还包括选自由含二价铕的氮化物发光材料、含二价铕的氮氧化物发光材料、含三价铈的石榴石和含三价铈的氮氧化物组成的组的一种或多种磷光体，并且其中光源（10）被配置成生成蓝光。
5.根据权利要求1和2中任一项的照明单元（100），其中发光材料（20）还包括选自由Ba0.95Sr0.05Mg2Ga2N4:Eu、BaMg2Ga2N4:Eu、SrMg3SiN4:Eu、SrMg2Al2N4:Eu、SrMg2Ga2N4:Eu、BaMg3SiN4:Eu、CaLiAl3N4:Eu、SrLiAl3N4:Eu、CaLi0.5MgAl2.5N4:Eu和 SrLi0.5MgAl2.5N4:Eu组成的组的一种或多种磷光体。
6.根据权利要求1和2中任一项的照明单元（100），其中磷光体服从0 ≤ x ≤ 0.2，y/x< 0.1，M至少包括Sr，z ≤ 0.1, a ≤ 0.4，2.5 ≤ b ≤ 3.5，B至少包括Al，c ≤ 0.4，0.5≤ d ≤ 1.5，D至少包括Li，e ≤ 0.4，n ≤ 0.1并且其中ES至少包括Eu。
7.根据权利要求1和2中任一项的照明单元（100），其中
M=选自由Ca、Sr和Ba组成的组
Z=Na或者z=0
A=Mg或者a=0
B=选自由三价Al和Ga组成的组
C=选自由四价Si和Ge组成的组
D=Li或者d=0
e=0
ES=Eu
RE=Ce
其中x/y<0.1或者其中y/x<0.1。
8.根据权利要求1和2中任一项的照明单元（100），其中磷光体选自由M1-x-y-zZzA3CN4-nOn:ESx,REy、M1-x-y-zZzB3DN4-nOn:ESx,REy和M1-x-y-zZzA2B2N4-nOn:ESx,REy组成的组。
9.一种具有UCr4C4结构或UCr4C4 aristotype的有序变型或者NaLi3SiO4结构或者KLi3GeO4结构的磷光体，其具有下式：
M1-x-y-zZzAaBbCcDdEeN4-nOn:ESx,REy（I）
其中
M=选自由Ca、Sr和Ba组成的组
Z=选自由一价Na、K和Rb组成的组
A=选自由二价Mg、Mn、Zn和Cd组成的组
B=选自由三价硼、Al和Ga组成的组
C=选自由四价Si、Ge、Ti和Hf组成的组
D=选自由一价Li和Cu组成的组
E=选自由P、V、Nb和Ta组成的组
ES=选自由二价Eu、Sm和Yb组成的组
RE=选自由三价Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er和Tm组成的组
0 ≤ x ≤ 0.2；0 ≤ y ≤ 0.2；0 < x+y ≤ 0.4；
0 ≤ z < 1；
0 ≤ n ≤ 0.5；
0 ≤ a ≤ 4；0 ≤ b ≤ 4；0 ≤ c ≤ 4；0 ≤ d ≤ 4；0 ≤ e ≤ 4；
a + b + c +d + e = 4；并且
2a + 3b + 4c +d + 5e = 10 – y – n + z。
10.根据权利要求9的磷光体，其中z+d>0。
11.根据权利要求9-10中任一项的磷光体，其中
A=Mg
B=选自由Al和Ga组成的组
C=四价Si
ES=二价铕
RE=选自由三价Ce、Pr、Sm、Gd、Tb和Dy组成的组，
其中2 ≤ a ≤ 3，0 < x ≤ 0.2，并且其中y/x < 0.1并且n ≤ 0.1。
12.根据权利要求9-10中任一项的磷光体，其中磷光体选自由(Sr,Ca)Mg3SiN4:Eu、(Sr,Ca)Mg2Al2N4:Eu、(Sr,Ca)LiAl3N4:Eu、(Sr,Ca)LidMgaAlbN4:Eu、Ba0.95Sr0.05Mg2Ga2N4:Eu、BaMg2Ga2N4:Eu、SrMg3SiN4:Eu、SrMg2Al2N4:Eu、SrMg2Ga2N4:Eu、BaMg3SiN4:Eu、CaLiAl3N4:Eu、SrLiAl3N4:Eu、CaLi0.5MgAl2.5N4:Eu和SrLi0.5MgAl2.5N4:Eu组成的组。
13.根据权利要求9-10中任一项的磷光体，其中RE包括Ce并且其中x/y < 0.1并且n ≤0.1。
14.根据权利要求9-10中任一项的磷光体，其中磷光体包括具有涂层的磷光体颗粒，其中涂层包括选自由AlPO4涂层、Al2O3涂层和SiO2涂层组成的组中的一个或多个涂层。
15.根据权利要求9-10中任一项的磷光体，其中磷光体服从0 ≤ x ≤ 0.2，y/x <0.1，M至少包括Sr，z ≤ 0.1, a ≤ 0.4，2.5 ≤ b ≤ 3.5，B至少包括Al，c ≤ 0.4，0.5≤ d ≤ 1.5，D至少包括Li，e ≤ 0.4，n ≤ 0.1并且其中ES至少包括Eu。
16.根据权利要求9-10中任一项的磷光体，其中
M=选自由Ca、Sr和Ba组成的组
Z=Na或者z=0
A=Mg或者a=0
B=选自由三价Al和Ga组成的组
C=选自由四价Si和Ge组成的组
D=Li或者d=0
e=0
ES=Eu
RE=Ce
其中x/y<0.1或者其中y/x<0.1。
17.根据权利要求9-10中任一项的磷光体，其中磷光体选自由M1-x-y-zZzA3CN4-nOn:ESx,REy、M1-x-y-zZzB3DN4-nOn:ESx,REy和M1-x-y-zZzA2B2N4-nOn:ESx,REy组成的组。
18.一种包括被配置为背光单元的根据权利要求1-8中任一项的照明单元的LCD显示设备。
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