DE102011115341A1 - Gelber Phosphor mit Oxyapatitstruktur, Herstellungsverfahren und weißes Licht-emittierende Diode davon - Google Patents

Gelber Phosphor mit Oxyapatitstruktur, Herstellungsverfahren und weißes Licht-emittierende Diode davon Download PDF

Info

Publication number
DE102011115341A1
DE102011115341A1 DE102011115341A DE102011115341A DE102011115341A1 DE 102011115341 A1 DE102011115341 A1 DE 102011115341A1 DE 102011115341 A DE102011115341 A DE 102011115341A DE 102011115341 A DE102011115341 A DE 102011115341A DE 102011115341 A1 DE102011115341 A1 DE 102011115341A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
yellow
metal
yellow phosphor
rare earth
earth metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102011115341A
Other languages
English (en)
Inventor
Teng-Ming Chen
Chien-Hao Huang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Chiao Tung University NCTU
Original Assignee
National Chiao Tung University NCTU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Chiao Tung University NCTU filed Critical National Chiao Tung University NCTU
Publication of DE102011115341A1 publication Critical patent/DE102011115341A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7783—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals one of which being europium
    • C09K11/7795—Phosphates
    • C09K11/7796—Phosphates with alkaline earth metals
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Abstract

Ein gelber Phosphor mit Oxyapatitstruktur, ein Herstellungsverfahren und eine weisses Licht emittierende Diode davon werden offenbart. Der gelbe Phosphor weist eine chemische Formel (A1-xEux)8-yB2÷ y(PO4)6-y(SiO4)y(O1-zSz)2auf, worin A und Eu zweiwertige Metallionen sind, B ein dreiwertiges Metallion ist, 0 < x≰0,6, 0≰y≰6 und 0≰z≰1. A kann ein Seltenerdenmetall, Mn oder Zn sein. B kann ein Gruppe 13-Metall, ein Seltenerdenmetall oder Bi sein.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Offenbarung betrifft gelben Phosphor bzw. gelben phosphoreszierenden bzw. nachleuchtenden Stoff. Die Offenbarung betrifft insbesondere einen neuen gelben Phosphor mit Oxyapatitstruktur für Festphasen-Licht-Anwendung.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Seit der Erfindung von blaues Licht emittierenden, auf InGaN-basierenden Chips im frühen 20-igsten Jahrhundert wurde bei der Entwicklung von im Handel realisierten effizienten, weisses Licht-emittierenden Dioden (WLEDs) ein erheblicher Fortschritt erzielt. Durch Kombination der blauen Emission aus den auf InGaN-basierenden Chips und der gelben Emission, basierend auf der Umwandlung von Y3Al5O12:Ce3+ (YAG:Ce) basierenden Phosphoren, übertraf das erzeugte weiße Licht bereits das von weiß-glühenden Lampen und ist gegenüber herkömmlichen Fluoreszenz-Lampen konkurrenzfähig. WLEDs sind im Vergleich mit herkömmlichen Lichtquellen Energie-effizient, langlebig und umweltfreundlich. Die Farbqualität der WLEDs ist jedoch hinsichtlich der Weiß-Farbton-Einstellung, der Farbtemperatur und der Farbwiedergabe verbesserungsbedürftig. So sind diese Eigenschaften insbesondere mit der allgemeinen Beleuchtung/Farbgebung korreliert.
  • Die meisten gegenwärtig in WLEDs-Systemen im Einsatz befindlichen Phosphore, genügen nicht den optimalen Anforderungen an weißes Licht und zeigen im roten Spektralbereich eine schlechte Farbwiedergabe. Es ist daher wichtig ein geeignetes lumineszentes Material für Phosphor-konvertierte WLEDs (pc-WLEDs) aufzufinden, um den optischen Anforderungen an weißes Licht zu genügen.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Gemäß einem Gesichtspunkt betrifft die vorliegende Erfindung einen gelben Phosphor bzw. gelben phosphoreszierenden bzw. nachleuchtenden Stoff mit Oxyapatitstruktur und einer chemischen Formel (A1-xEux)8-yB2 + y(PO4)6-y(SiO4)y(O1-zSz)2, worin A und Eu zweiwertige Metallionen sind, B ein dreiwertiges Metallion ist, 0 < x ≦ 0,6, 0 ≦ y ≦ 6 und 0 ≦ z ≦ 1. A kann ein Seltenerdenmetall, Mn oder Zn sein. B kann ein Metall der Gruppe 13 sein, ein Seltenerdenmetall oder Bi.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die chemische Formel (A1-xEux)8B2(PO4)6O2, wenn sowohl y als auch z 0 sind.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die chemische Formel (A1-xEux)2B8(SiO4)O2, wenn y 6 ist und z 0 ist.
  • Gemäß noch einer anderen Ausführungsform ist die chemische Formel (A1-xEux)8B2(PO4)6S2, wenn y 0 ist und z 1 ist.
  • Gemäß noch einer anderen Ausführungsform ist die chemische Formel (A1-xEux)2B8(SiO4)6S2, wenn y 6 ist und z 1 ist.
  • Gemäß einem anderen Gesichtspunkt betrifft die Erfindung eine weißes Licht emittierende Diode (WLED), die einen blauen leichten Phosphor und den vorstehend aufgeführten gelben Phosphor bzw. gelben phosphoreszierenden bzw. nachleuchtenden Stoff umfasst.
  • Gemäß noch einem anderen Gesichtspunkt betrifft die Erfindung weiter ein Verfahren zur Herstellung des vorstehend aufgeführten gelben Phosphors bzw. des gelben phosphoreszierenden bzw. nachleuchtenden Stoffs. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte.
  • Stöchiometrische Mengen Rohmaterialien für erforderliche Elemente des gelben Phosphors bzw. gelben phosphoreszierenden bzw. nachleuchtenden Stoffs werden eingewogen. Die Rohmaterialien der Metalle in dem gelben Phosphor sind Metalloxid oder Metallcarbonat, das Rohmaterial des Phosphats in dem gelben Phosphor ist (NH4)2HPO4 oder (NH4)H2PO4, das Rohmaterial des Silikats in dem gelben Phosphor ist Siliziumdioxid, und das Rohmaterial des Schwefels in dem gelben Phosphor ist Schwefelpulver. Die eingewogenen Rohmaterialien werden dann einheitlich vermischt. Anschließend werden die vermischten Rohmaterialien in einer Sauerstoff enthaltenden Umgebung bei einer Temperatur von 1200–1400°C kalziniert/gebrannt, bis ein Produkt mit einer reinen Oxyapatitphase erhalten wird. Schließlich wird Eu3+ des kalzinierten Produkts in einer NH3-Atmosphäre bei einer Temperatur von 900–1200°C zu Eu2+ reduziert, um den vorstehend aufgeführten gelben Phosphor zu erhalten.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann das kalzinierte Produkt vor dem Reduzierungsschritt weiter homogenisiert werden.
  • Das vorstehend Aufgeführte stellt eine vereinfachte Zusammenfassung der Offenbarung dar, um dem Leser ein grundlegendes Verständnis zu geben. Diese Zusammenfassung ist keine ausführliche Übersicht der Offenbarung und zeigt keine kritischen/Schlüssel-Elemente der vorliegende Erfindung oder zeigt den Umfang der vorliegende Erfindung. Der einzige Zweck besteht darin, einige der hier gezeigte Konzepte in einfacher Form als Einleitung zu der ausführlicheren, nachstehend gegebenen Beschreibung zu geben.
  • Viele der dazugehörenden Merkmale werden einfacher verständlich, da diese unter Bezug auf die folgende ausführliche Beschreibung, die in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen gegeben wird, besser verständlich wird.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein Flussdiagramm der Herstellung des gelben Phosphors mit Oxyapatitstruktur.
  • 2–5 sind XRD-, Anregungs-, Emissions- und UV-Vis-Remissions-(Grad der gestreuten Reflexion)Spektren von (Ca1-xEux)8La2(PO4)6O2.
  • 6 ist das Anregungs- und Emissions-Spektrum von Ca8La2(PO4)6O2:0,03Eu2+ (als durchgehende Linie gezeigt) und einem herkömmlichen gelben Phosphor-Produkt von Y3Al5O12:Ce3+ (als YAG:Ce3+ bezeichnet, als gestrichelte Linie gezeigt).
  • 7A–7E sind Anregungs- und Emissions-Spektren der jeweiligen Beispiele 1–5.
  • 8A–8H sind Anregungs- und Emissions-Spektren der jeweiligen Beispiele 6–13.
  • 9 ist ein Anregungs- und Emissions-Spektrum von Beispiel 14.
  • 10 ist ein Anregungs- und Emissions-Spektrum von Beispiel 15.
  • 11 ist das Emissions-Spektrum der erhaltenen WLEDS der Beispiele 16–24.
  • Ausführliche Beschreibung
  • In der folgenden ausführlichen Beschreibung werden zum Zwecke der Erläuterung zahlreiche spezifische Details mitgeteilt, um ein grundlegendes Verständnis der offenbarten Ausführungsformen zu vermitteln. Es sollte jedoch klar sein, dass eine oder mehrere Ausführungsformen ohne diese spezifischen Details ausgeführt werden können. In anderen Fällen sind wohlbekannte Strukturen und Einrichtungen schematisch gezeigt, um die Zeichnungen zu vereinfachen.
  • Europium (Eu) ist ein Lanthanoid und bildet gewöhnlich zweiwertige Verbindungen, da Eu(II) eine relativ stabile 4f7-Konfiguration aufweist. Das Anregungs- und Emissions-Spektrum von Eu(II) sind jeweils breite Banden. Eu(II) kam daher in Licht-emittierenden Dioden verbreitet zum Einsatz. Die Farbe des emittierten Lichts hängt von der Kristallstruktur der zweiwertigen Eu-Verbindungen ab und tendiert gewöhnlich zu blau. Das Anregungs- und Emissions-Spektrum von Eu(III) ist jeweils linear. Phosphor-Anwendungen von Eu(III) sind daher begrenzt.
  • Bei der Photolumineszenz ist Apatit ein effektiver Wirt. Viele Oxyapatite, die verschiedene Seltenerdenmetalle enthalten, wurden hergestellt. Die Oxyapatite weisen die allgemeine chemische Formel Ca8M2(PO4)6O2 auf, worin M ein dreiwertiges Seltenerdenmetallion ist. Die Reihe Ca8M2(PO4)6O2 kann Licht verschiedener Wellenlängen emittieren, wie Licht im sichtbaren oder nahe infrarotem Bereich, indem unterschiedliche dreiwertig Seltenerdenmetallionen eingesetzt werden.
  • Darüber hinaus können bei den vorstehend aufgeführten Oxyapatite die Phosphationen teilweise oder vollständig durch Silikationen ersetzt sein. Sind die Phosphationen vollständig durch Silikationen ersetzt, wird die Struktur Silikat-Oxyapatit genannt, wobei die chemische Formel Ca2M8(SiO4)6O2 erhalten wird, worin M ein dreiwertiges Seltenerdenmetallion ist, das für die Lichtemission verantwortlich ist. Bei Ca2M8(SiO4)6O2 sind sechs Ca2+ durch 6 M3+ ersetzt, um die durch die sechs Silikationen erhöhten sechs negativen Ladungen auszugleichen.
  • Gelber Phosphor mit Oxyapatitstruktur
  • Ein gelber Phosphor mit Oxyapatitstruktur wird bereit gestellt. Der gelbe Phosphor weist die chemische Formel (A1-xEux)8-yB2+y(PO4)6-y(SiO4)y(O1-zSz)2 auf. A und Eu sind zweiwertige Kationen, die Ca2+ in der Oxyapatitstruktur ersetzen. B ist ein dreiwertiges Metallion, das das Seltenerdenmetallkation in der vorstehend aufgeführtem Oxyapatitstruktur ersetzt. B kann ein Metall der Gruppe 13 sein, ein Seltenerdenmetall oder Bi, wobei das Metall der Gruppe 13 Al, Ga oder In sein kann, das Seltenerdenmetall Sc, Y oder ein Lanthanoid sein kann, wie La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb oder Lu. In der vorstehend aufgeführten chemischen Formel sind die Werte für x, y und z 0 < x ≦ 0,6, 0 ≦ y ≦ 6 bzw. 0 ≦ z ≦ 1. Die Phosphationen und Silikationen besetzen in der Oxyapatitkristallstruktur die gleichen Stellen, wobei O und S in der Oxyapatitkristallstruktur ebenfalls die gleichen Stellen besetzen.
  • Unter bestimmten Bedingungen kann die chemische Formel (A1-xEux)8-yB2+y(PO4)6-ySiO4)y(O1-zSz)2 vereinfacht werden. Siehe Tabelle 1. Tabelle 1: gelber Phosphor mit Oxyapatitstruktur
    y z Chemische Formel Struktur
    0 0 (A1-xEux)8B2(PO4)6O2 Oxyapatit
    0–6 0 (A1-xEux)8-yB2+y(PO4)6-y(SiO4)yO2 Phosphationen teilweise ersetzt durch Silikationen
    6 0 (A1-xEux)2B8(SiO4)6O2 Silikat-Oxyapatit
    0 1 (A1-xEux)8B2(PO4)6S2 Oxyapatit
    0–6 1 (A1-xEux)8-yB2+y(PO4)6-y(SiO4)yS2 Phosphationen teilweise ersetzt durch Silikationen
    6 1 (A1-xEux)2B8(SiO4)6S2 Silikat-Oxyapatit
  • In einigen Literaturstellen wird die Zahl der Elemente in der chemischen Formel Ca8M2(PO4)6O2 des vorstehend aufgeführten Oxyapatits geteilt, um die vereinfachte chemische Formel Ca4M(PO4)3O zu erhalten. Die chemischen Formeln des vorstehend aufgeführten gelben Phosphors kann daher in der gleichen Art und Weise vereinfacht werden. Die vereinfachte chemische Formel kann ausgedrückt werden als (A1-xEux)4-dB1+d(PO4)3-d(SiO4)d(O1-zSz)1, worin die Werte für x und y die gleichen wie vorstehend aufgeführt sind (0 < x ≦ 0,6, 0 ≦ y ≦ 6 und 0 ≦ z ≦ 1) und der Wert für d 0 ≦ d ≦ 3 ist.
  • Herstellungsverfahren des gelben Phosphors mit Oxyapatitstruktur
  • Ein Herstellungsverfahren des gelben Phosphors mit Oxyapatitstruktur wird bereit gestellt. 1 ist ein Flussdiagramm der Herstellung des gelben Phosphors mit Oxyapatitstruktur.
  • In Schritt 110 von 1 werden gemäß der chemischen Formel des gewünschten gelben Phosphors stöchiometrische Mengen der Rohmaterialien eingewogen. Für die Metallionen Eu, A und B können entsprechende Metalloxide oder Metallcarbonate die Quellen sein. So können beispielsweise Calciumoxid oder Calciumcarbonat die Quellen des Ca-Ions sein. Eu2O3 kann die Quelle der Eu(II/III)-Ionen sein. Für Phosphationen können (NH4)2HPO4 oder (NH4)H2PO4 die Quellen sein. Für Silikationen kann Siliziumdioxid die Quelle sein. Für Schwefel kann Schwefelpulver die Quelle sein.
  • In Schritt 120 werden die Rohmaterialien durch ein Verfahren, wie Mahlen, einheitlich vermischt. In Schritt 130 werden die vermischten Rohmaterialien unter einer Sauerstoff enthaltenden Atmosphäre, wie Luft, bei einer Temperatur von 1200–1400°C kalziniert/gebrannt, bis ein Produkt mit einer reinen Oxyapatitkristallphase erhalten wird. Da die Kalzinierung in einer Sauerstoff enthaltenden Umgebung durchgeführt wird, sind die in dem kalzinierten Produkt enthaltenen Eu-Ionen Eu(III). Die in der Oxyapatitstruktur Ca(II)-Stellen besetzenden Eu(III) müssen daher zu Eu(II) reduziert werden.
  • In Schritt 140 wird das kalzinierte Produkt erneut homogenisiert, um das Eu(III) vollständig zu reduzieren und die Reduzierungsrate der nachfolgenden Reduktionsreaktion zu erhöhen. Das kalzinierte Produkt kann beispielsweise erneut gemahlen werden.
  • In Schritt 150 wird das homogenisierte Produkt anschließend unter einer Ammoniumatmosphäre bei einer Temperatur von 900–1200°C für etwa 10 Stunden reduziert.
  • Ausführungsform 1: Mit verschiedenen Mengen Eu(II) dotiertes Ca8La2(PO4)6O2
  • Zuerst wurde Ca8La2(PO4)6O2 mit verschiedenen Mengen Eu2+ dotiert, um Ca2+ zu ersetzen, um eine (Ca1-xEux)8La2(PO4)6O2-Reihe zu bilden (in dieser Ausführungsform als Ca8La2(PO4)6O2:Eu2+ bezeichnet. Entsprechende Photolumineszenz-Eigenschaften wurden beobachtet. In der chemischen Formel (A1-xEux)8-yB2-y(PO4)6-y(SiO4)y(O1-zSz)2 dieser Ausführungsform ist A2+ Ca2+, B3+ ist La3+ und y = z = 0, wobei x 0, 0,001, 0,003, 0,005, 0,007, 0,010, 0,020, 0,030, 0,050, 0,070 und 0,100 ist.
  • 2–5 sind XRD-Anregungs-Emissions- und UV-Vis-Remissions-Spektren von (Ca1-xEux)8La2(PO4)6O2. Dem XRD-Spektrum in 2 ist zu entnehmen, dass die Kristallstruktur von Ca8La2(PO4)6O2 bis zu einer Dotierungsmenge Eu2+ von 10 Mol% unverändert bleibt.
  • Das Anregungsspektrum in 3 wurde durch Aufzeichnen der Emission bei 630 nm erhalten. Aus 3 ist ersichtlich, dass die maximale Absorption von blauem Licht bei 450 auftritt, wenn x 0,030 ist (d. h. die Dotierungsmenge an Eu2+ ist 3 Mol%). Das Emissionsspektrum von 4 wurde erhalten, indem bei 450 nm angeregt wurde. Aus 4 ist ersichtlich, dass die maximale Emission nahe 625 nm auftritt, wenn x 0,030 ist. Aus dem UV-Vis-Remissionsspektrum in 5 ist ersichtlich, dass die mit Eu2+ dotierten Ca8La2(PO4)6O2-Verbindungen eine starke Absorption im Bereich unter 500 nm aufweist. Im Gegensatz dazu weist das nicht dotierte Ca8La2(PO4)6O2 nahezu keine Absorption im Bereich unter 500 nm auf.
  • 6 ist ein Vergleich zwischen dem Anregungs- und Emissionsspektrum von Ca8La2(PO4)6O2:0,03Eu2+ (als durchgehende Linie gezeigt) und dem im Handel erhältlichen gelben Phosphorprodukt von Y3Al5O12:Ce3+ (als YAG:Ce3+ bezeichnet; als gestrichelte Linie gezeigt). Aus 6 ist ersichtlich, dass Ca8La2(PO4)6O2:0,03Eu2+ ein breiteres Anregungs- und Emissions-Spektrum aufweist, und dass die Emissionswellenlängen zum Bereich des roten Lichts tendieren. Die schlechte Farbwiedergabe im Bereich des roten Lichts herkömmlicher YAG:Ce3+ kann durch diesen neuen gelben Phosphor beseitigt werden.
  • Ausführungsform 2: Herstellung von (A1-xEux)8B2(PO4)6O2
  • Ist y = z = 0, dann kann die chemische Formel (A1-xEux)8B2(PO4)6O2 erhalten werden. In den hergestellten Beispielen dieser Ausführungsform umfasste A2+ 89 Mol% Ca2+ und 10 Mol% Mg2 +, Sr2 +, Ba2 +, Mn oder Zn2 +. Die Dotierungsmenge an Eu2+ betrug 1 Mol%. B2+ war La2+.
  • Tabelle 2 zeigt die 8-Koordinations Ionenradien von Mg2 +, Sr2 +, Ba2 +, Mn2+ und Zn2+ und verwandte Photolumineszenz-Daten. Aus Tabelle 2 ist ersichtlich, dass der Emissionsbereich und die Wellenlängen fast gleich sind, obwohl der Ionenradius der verschiedenen A2+-Ionen im Bereich von 89 bis 142 pm liegen. Dieses Ergebnis zeigt, dass die verschiedenen A2+-Ionen wenig Einfluss auf die Anregungs- und Emissions-Eigenschaften von (Ca0 , 89A0 , 1Eu0 , 01)8La2(PO4)6O2 aufweisen.
  • Die 7A–7E sind Anregungs- und Emission-Spektren der jeweiligen Beispiele 1–5. Aus den Spektren in 7A–7E ist ersichtlich, dass die Anregungs- und Emission-Spektren der Beispiele 1, 2, 4 und 5 ähnlich sind, mit der Maßgabe von (Ca0,89Mn0,1Eu0,01)8La2(PO4)6O2 aus Beispiel 3. Dieses Ergebnis zeigt erneut, dass die verschiedenen A2+-Ionen nur geringen Einfluss aufweisen auf die Anregungs- und Emission-Eigenschaften von (Ca0,89A0,1Eu0,01)8La2(PO4)6O2. Tabelle 2
    Beispiele Ionenradius von A2+ (pm) Anregungsbereich (Peak) (nm) Emissionsbereich (Peak) (nm) CIE (x, y)
    1 (Ca0,89Mg0,1Eu0,01)8La2(PO4)6O2 89 240–500 (450) 480–800 (628) 0,550,0441
    2 (Ca0,89Zn0,1Eu0,01)8La2(PO4)6O2 90 240–500 (450) 480–800 (631) 0,561,0,432
    3 (Ca0,89Mn0,1Eu0,01)8La2(PO4)6O2 96 240–500 (370) 420–800 (651) 0,373,0,329
    4 (Ca0,89Sr0,1Eu0,01)8La2(PO4)6O2 126 240–500 (450) 480–800 (623) 0,544,0445
    5 (Ca0,89Ba0,1Eu0,01)8La2(PO4)6O2 142 240–500 (450) 480–800 (623) 0,532,0,454
  • Ausführungsform 3: Herstellung von (A1-xEux)8B2(PO4)6O2
  • Ist y = z = 0, dann kann eine chemische Formel (A1-xEux)8B2(PO4)6O2 erhalten. In den hergestellten Beispielen dieser Ausführungsform war A2+ Ca2+ und die dotierte Menge an Eu2+ betrug 1 Mol%. Darüber hinaus umfasste B3+ 90% La3+ und 10 Mol% Al3 +, Ga3 +, Sc3 +, In3+, Lu3 +, Y3+ oder Gd3+.
  • Tabelle 3 zeigt 6-Koordinations Ionen-Radien von Al3 +, Ga3 +, Sc3 +, In3+, Lu3+, Y3+ oder Gd3+ und Photolumineszenzdaten der vorstehend hergestellten Beispiele. Aus Tabelle 3 ist ersichtlich, dass der Emissionsbereich und die Wellenlängen nahezu gleich ist/sind, obwohl der Ionenradius der verschiedenen B3+-Ionen von 53,5 pm bis 103 pm reichen. Dieses Ergebnis zeigt, dass die verschiedenen B3+-Ionen wenig Einfluss auf die Anregungs- und Emissions-Eigenschaften von (Ca0,99Eu0,01)8(La0,9B0,1)2(PO4)6O2 aufweisen.
  • Die 8A–8H sind Anregungs- und Emissions-Spektren der jeweiligen Beispiele 6–13. Aus dem Spektrum in den 8A–8H ist ersichtlich, dass die Anregungs- und Emissions-Spektren vergleichbar sind mit denen der Beispiele 6–12 ist, mit der Maßgabe von (Ca0,99Eu0,01)8(La0,9Bi0,1)2(PO4)6O2 von Beispiel 13. Dieses Ergebnis zeigt erneut, dass die verschiedenen B3+-Ionen wenn Einfluss auf die Anregungs- und Emissions-Eigenschaften von (Ca0,99Eu0,01)8(La0,9B0,1)2(PO4)6O2 aufweisen. Tabelle 3
    Beispiele Ionenradius von A2+ (pm) Anregungsbereich (Peak) (nm) Emissionsbereich (Peak) (nm) CIE (x, y)
    6 (Ca0,99Eu0,01)8(La2Al0,1)2(PO4)6O2 53,5 240–500 (450) 480–800 (626) 0,558,0435
    7 (Ca0,99Eu0,01)8(La0,9Ga0,1)2(PO4)6O2 62 240–500 (450) 480–800 (632) 0,561,0,431
    8 (Ca0,99Eu0,01)8(La0,9Sc0,1)2(PO4)6O2 74,5 240–500 (450) 480–800 (633) 0,548,0,441
    9 (Ca0,99Eu0,01)8(La0,9In0,1)2(PO4)6O2 80 240–500 (450) 480–800 (631) 0,564,0430
    10 (Ca0,99Eu0,01)8(La0,9Lu0,1)2(PO4)6O2 86,1 240–500 (450) 480–800 (638) 0,558,0,434
    11 (Ca0,99Eu0,01)8(La0,9Y0,1)2(PO4)6O2 90 240–500 (450) 480–800 (630) 0,542,0,445
    12 (Ca0,99Eu0,01)8(La0,9Gd0,1)2(PO4)6O2 93,8 240–500 (450) 480–800 (633) 0,553,0,438
    13 (Ca0,99Eu0,01)8(La0,9Bi0,1)2(PO4)6O2 103 240–400 (298) 400–750 (458) 0,214,0,266
  • Ausführungsform 4: Herstellung von (A1-xEux)8-yB2+y(PO4)6-y(SiO4)yO2
  • Ist z = 0, dann kann die chemische Formel (A1-xEux)8-yB2+y(PO4)6-y(SiO4)yO2 erhalten werden. In dem hergestellten Beispiel dieser Ausführungsform war A2+ Ca2+ und die dotierte Menge an Eu2+ betrug 1 Mol%. Darüber hinaus war B3+ La3+ und y = 1. Die erhaltene chemische Formel war (Ca0,99Eu0,01)7La3(PO4)5(SiO4)O2. Die entsprechenden Photolumineszenz-Eigenschaften sind in Tabelle 4 aufgeführt und die Anregungs- und Emissions-Spektren sind in 9 gezeigt.
  • Aus Tabelle 4 und 9 ist ersichtlich, dass die Emissionsdaten von (C0,99Eu0,01)7La3(PO4)5(SiO4)O2 vergleichbar sind mit denen der vorstehend aufgeführten Beispiele 1–13 Dieses Ergebnis zeigt, dass der Ersatz eines Phosphations durch ein Silikation wenig Einfluss hat auf die Anregungs- und Emissions-Spektren dieser Verbindungen. Tabelle 4: Photolumineszenzeigenschaften von (Ca0,99Eu0,01)7La3(PO4)5(SiO4)O2
    Beispiele Anregungsbereich (Peak) (nm) Emissionsbereich (Peak) (nm) CIE (x, y)
    14 (Ca0,9Eu0,01)7La3(PO4)5(SiO4)O2 240–500 (410) 480–800 (612) 0,456,0448
  • Ausführungsform 5: Herstellung von (A1-xEux)8B2(PO4)6(O1-zSz)2
  • Ist y = 0 dann kann eine chemische Formel (A1-xEux)8B2(PO4)6(O1-zSz)2 erhalten werden. In dem hergestellten Beispiel dieser Ausführungsform war A2+ Ca2+ und die dotierte Menge an Eu2+ betrug 1 Mol%. Darüber hinaus was B3+ La3+ und z = 0,1. Die erhaltene chemische Formel war daher (Ca0,99Eu0,01)8La3(PO4)6(O0,9S0,01)2. Die entsprechenden Photolumineszenz-Eigenschaften sind in Tabelle 5 gezeigt und die Anregungs- und Emissions-Spektren sind in 10 gezeigt.
  • Aus Tabelle 5 und 10 ist ersichtlich, dass die Emissionsdaten von (Ca0,99Eu0,01)8La3(PO4)6(O0,9S0,1)2 vergleichbar zu denen der vorstehend aufgeführten Beispiele 1–13 sind. Dieses Ergebnis zeigt, dass der Ersatz eine O2–-Ions durch ein S2–-Ion wenig Einfluss hat auf die Anregungs- und Emissions-Spektren dieser Verbindungen. Tabelle 5: Photolumineszenzeigenschaften von (Ca0,99Eu0,01)8La3(PO4)6(O0 , 9S0,1)2
    Beispiele Anregungsbereich (Peak) (nm) Emissionsbereich (Peak) (nm) CIE (x, y)
    15 (Ca0,99Eu0,01)7La3(PO4)5(SiO4)O2 240–500 (375) 480–800 (624) 0,568,427
  • Ausführungsform 6: Einsatz von (Ca0,97Eu0,03)8La2(PO4)6O2 in WLEDs
  • In dieser Ausführungsform wurde ein leichter InGaN-Blau-Chip verwendet, der bei 460 nm emittiert, und verschiedene Konzentrationen (Ca0,97Eu0,03)8La2(PO4)6O2 wurden in die Dichtung des Chips dotiert, um eine weisses Licht emittierende Diode (WLED) zu bilden. Die dotierten Konzentrationen und entsprechenden CIE-Werte der erhaltenen WLEDs sind in Tabelle 6 aufgeführt, und das Emissions-Spektrum der erhaltenen WLEDs ist in 11 gezeigt. Tabelle 6: Dotierungskonzentrationen und entsprechende CIE-Werte der erhaltenen WLEDs
    Beispiele Dotierungskonzentration CIE (x, y)
    16 50 (0,586, 0,405)
    17 45 (0,557, 0,406)
    18 40 (0,512, 0,385)
    19 35 (0,473, 0,325)
    20 30 (0,430, 0,325)
    21 25 (0,376, 0,280)
    22 20 (0,346, 0,256)
    23 15 (0,306, 0,225)
    24 10 (0,277, 0,192)
  • Aus Tabelle 6 und 11 ist ersichtlich, dass bei sinkender Dotierungskonzentration von (Ca0,97Eu0,03)8La2(PO4)6O2 in der Dichtung die Intensität des nahe 460 nm emittierten blauen Lichts stieg und die Intensität des nahe 625 nm emittierten gelben Lichts abnahm. Der CIE-Wert der WLEDs kann daher von (0,586, 0,405) orange-gelbem Licht zu (0,277, 0,192) kaltem weissem Licht der Beispiele 16–24 verändert werden.
  • Zusammenfassend, der hauptsächliche Emissionsbereich des vorstehend aufgeführten gelben Phosphors mit Oxyapatitstruktur weist längere Wellenlängen auf und tendiert daher in den Bereich roten Lichts. Die Verwendung des vorstehend aufgeführten gelben Phosphors bei der Herstellung von WLEDs kann die Farbechtheits-Eigenschaften des emittierten Lichts verbessern, um eine bessere Qualität des weissen Lichts zu erhalten.
  • Der Leser wird auf alle Papiere und Dokumente verwiesen, die zusammen mit dieser Beschreibung eingereicht werden, und die anhand dieser Beschreibung der Öffentlichkeit zugänglich gemacht wurden, wobei der Inhalt all derartiger Papiere und Dokumente hier durch Inbezugnahme mit aufgenommen wird.
  • Alle in dieser Beschreibung offenbarten Merkmale (einschließlich aller anliegender Ansprüche, der Zusammenfassung und den Zeichnungen) können durch andere Merkmale ersetzt werden, die dem gleichen, einem äquivalenten oder vergleichbaren Zweck dienen, außer dies wird anders angegeben. Jedes offenbarte Merkmal ist daher nur ein Beispiel einer generischen Reihe äquivalenter oder ähnlicher Merkmale.

Claims (18)

  1. Gelber Phosphor mit Oxyapatitstruktur und einer chemischen Formel (A1-xEux)8-yB2+y(PO4)6-y(SiO4)y(O1-zSz)2, worin A und Eu zweiwertige Metallionen sind, B ein dreiwertiges Metallion ist, 0 < x ≦ 0,6, 0 ≦ y ≦ 6 und 0 ≦ z ≦ 1.
  2. Gelber Phosphor nach Anspruch 1, worin die chemische Formel (A1-xEux)8B2(PO4)6O2 ist, wenn y und z Null sind.
  3. Gelber Phosphor nach Anspruch 1, worin die chemische Formel (A1-xEux)2B8(SiO4)6O2 ist, wenn y 6 und z Null ist.
  4. Gelber Phosphor nach Anspruch 1, worin die chemische Formel (A1-xEux)8B2(PO4)6S2 ist, wenn y 0 und z 1 ist.
  5. Gelber Phosphor nach Anspruch 1, worin die chemische Formel (A1-xEux)2B8(SiO4)6S2 ist, wenn y 6 und z 1 ist.
  6. Gelber Phosphor nach Anspruch 1, worin A ein Seltenerdenmetall, Mn oder Zn ist.
  7. Gelber Phosphor nach Anspruch 6, worin das Seltenerdenmetall Sc, Y, oder ein Lanthanoid ist.
  8. Gelber Phosphor nach Anspruch 1, worin B ein Metall der Gruppe 13, ein Seltenerdenmetall oder Bi ist.
  9. Gelber Phosphor nach Anspruch 8, worin das Seltenerdenmetall Sc, Y oder ein Lanthanoid ist
  10. Gelber Phosphor nach Anspruch 8, worin das Metall der Gruppe 13 Al, Ga oder In ist.
  11. Weisses Licht emittierende Diode (WLED), welche umfasst: einen blauen Phosphor; und den gelben Phosphor nach Anspruch 1.
  12. WLED nach Anspruch 11, worin A ein Seltenerdenmetall, Mn oder Zn ist.
  13. WLED nach Anspruch 12, worin das Seltenerdenmetall Sc, Y, oder ein Lanthanoid ist.
  14. WLED nach Anspruch 11, worin B ein Metall der Gruppe 13, ein Seltenerdenmetall oder Bi ist.
  15. WLED nach Anspruch 14, worin das Seltenerdenmetall Sc, Y oder ein Lanthanoid ist
  16. WLED nach Anspruch 14, worin das Metall der Gruppe 13 Al, Ga oder In ist.
  17. Verfahren zur Herstellung von gelbem Phosphor nach Anspruch 1, welches umfasst: Einwiegen stöchiometrischer Mengen Rohmaterialien für erforderliche Elemente des gelben Phosphors, worin das Rohmaterial der Metalle in dem gelben Phosphor Metalloxid oder Metallcarbonat ist, das Rohmaterial des Phosphats in dem gelben Phosphor (NH4)2HPO4 oder (NH4)H2PO4 ist, das Rohmaterial des Silikats in dem gelben Phosphor Siliziumdioxid ist, und das Rohmaterial des Schwefels in dem gelben Phosphor Schwefelpulver ist; Einheitliches Vermischen der eingewogenen Rohmaterialien; Kalzinieren der vermischten Rohmaterialien in einer Sauerstoff enthaltenden Umgebung bei einer Temperatur von 1200–1400°C, bis ein Produkt mit einer reinen Oxyapatitphase erhalten wird; Reduzieren von Eu3+ des kalzinierten Produkts zu Eu2+ in einer NH3-Atmosphäre bei einer Temperatur von 900–1200°C, um den gelben Phosphor nach Anspruch 1 zu erhalten.
  18. Verfahren nach Anspruch 17. welches weiter Homogenisieren des kalzinierten Produkts vor dem Reduktionsschritt umfasst.
DE102011115341A 2010-12-20 2011-10-07 Gelber Phosphor mit Oxyapatitstruktur, Herstellungsverfahren und weißes Licht-emittierende Diode davon Ceased DE102011115341A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW099144785A TW201226530A (en) 2010-12-20 2010-12-20 Yellow phosphor having oxyapatite structure, preparation method and white light-emitting diode thereof
TW099144785 2010-12-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102011115341A1 true DE102011115341A1 (de) 2012-06-21

Family

ID=46233177

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011115341A Ceased DE102011115341A1 (de) 2010-12-20 2011-10-07 Gelber Phosphor mit Oxyapatitstruktur, Herstellungsverfahren und weißes Licht-emittierende Diode davon

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8444880B2 (de)
JP (1) JP5355613B2 (de)
DE (1) DE102011115341A1 (de)
TW (1) TW201226530A (de)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012217643A1 (de) * 2012-09-27 2014-03-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement
CN103059849B (zh) * 2013-01-23 2014-10-08 苏州大学 一种Eu2+激活的硅磷酸盐绿色荧光粉、制备方法及应用
CN103740370A (zh) * 2013-12-11 2014-04-23 中国地质大学（北京） 一种可激发蓝绿光的磷灰石结构荧光粉及其制备方法
US20160009981A1 (en) * 2014-02-19 2016-01-14 Tadesse Weldu Teklu Enhanced oil recovery process to inject low-salinity water alternating surfactant-gas in oil-wet carbonate reservoirs
CN104194788B (zh) * 2014-08-26 2016-06-01 中国计量学院 一种白光led用磷酸盐绿色荧光粉及其制备方法
CN104293352A (zh) * 2014-09-30 2015-01-21 杭州电子科技大学 一种白光led用磷酸盐蓝色荧光粉及其制备方法
CN112048299B (zh) * 2020-09-30 2022-07-12 上海应用技术大学 一种Ce3+掺杂的白光LED荧光材料及其制备方法
CN112322292B (zh) * 2020-12-02 2022-07-12 上海应用技术大学 Eu3+掺杂的荧光材料及其制备方法
CN112779009A (zh) * 2021-02-05 2021-05-11 淮阴师范学院 一种高灵敏度光学温度传感发光材料及其制备方法
CN113549458B (zh) * 2021-08-17 2022-07-12 上海应用技术大学 一种基于磷灰石结构的高显色性三价Eu离子掺杂的红色荧光材料及其制备方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8006223A (nl) * 1980-11-14 1982-06-01 Philips Nv Luminescerend scherm en lagedrukkwikdampontladingslamp voorzien van een dergelijk scherm.
US4748391A (en) * 1986-12-18 1988-05-31 Gte Laboratories Incorporated Yellow green barium lanthanum silicate oxyapatite phosphor, a fluorescent lamp containing the same, and a method thereof
US4879492A (en) * 1988-09-30 1989-11-07 North American Philips Corp. Fluorescent lamp having a multi-layer phosphor optimized for lumen output, color rendering and cost
JPH05304331A (ja) 1992-04-27 1993-11-16 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 固体レーザ用単結晶及びこれをレーザ媒体として用いたレーザ
FR2734096B1 (fr) 1995-05-12 1997-06-06 Commissariat Energie Atomique Cavite microlaser et microlaser solide impulsionnel a declenchement passif et a commande externe
EP0979883A4 (de) 1997-12-25 2003-10-15 Japan Energy Corp Verfahren und vorrichtung zur herstellung von einkristallen von verbundhalbleitern und einkristalle von verbundhalbleitern
DE10036940A1 (de) * 2000-07-28 2002-02-07 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Lumineszenz-Konversions-LED
US6490081B1 (en) 2000-07-28 2002-12-03 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Method of amplifying optical signals using doped materials with extremely broad bandwidths
JP2005126577A (ja) * 2003-10-24 2005-05-19 Matsushita Electric Works Ltd 蛍光体及びこれを利用した発光装置
DE502004006221D1 (de) 2003-12-10 2008-03-27 High Q Laser Production Gmbh Hochrepetierendes lasersystem zur erzeugung von ultrakurzen pulsen nach dem prinzip der puls-auskopplung
US8906262B2 (en) * 2005-12-02 2014-12-09 Lightscape Materials, Inc. Metal silicate halide phosphors and LED lighting devices using the same
EP2078105B1 (de) 2006-10-08 2017-11-22 Soraa, Inc. Verfahren zur herstellung von nitridkristallen
TWI378138B (en) * 2007-04-02 2012-12-01 Univ Nat Chiao Tung Green-emitting phosphors and process for producing the same
JP2009155369A (ja) * 2007-12-25 2009-07-16 Kyocera Corp 蛍光体および波長変換器ならびに発光装置、照明装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20120153228A1 (en) 2012-06-21
JP5355613B2 (ja) 2013-11-27
TW201226530A (en) 2012-07-01
JP2012131969A (ja) 2012-07-12
US8444880B2 (en) 2013-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011115341A1 (de) Gelber Phosphor mit Oxyapatitstruktur, Herstellungsverfahren und weißes Licht-emittierende Diode davon
EP2313473B1 (de) Alpha-sialon-leuchtstoff
DE102007035592B4 (de) Temperaturstabiler Leuchtstoff, Verwendung eines Leuchtstoffs und Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffs
EP2134810B1 (de) Rot emittierender leuchtstoff und lichtquelle mit derartigem leuchtstoff
DE112007000656B4 (de) Leuchtstoff, Verfahren zur Herstellung desselben und lichtemittierende Vorrichtungen unter Verwendung desselben
DE112007001219B4 (de) Weisser Leuchtstoff, und dessen Verwendung
DE112011102173T5 (de) Oxynitrid-Leuchtstoff, dessen Herstellungsverfahren und die mit derartigem Leuchtstoff hergestellte Lichtquelle zur Beleuchtung
DE10360546A1 (de) Leuchtstoff und Lichtquelle mit derartigem Leuchtstoff
DE112017002922B4 (de) Fluoreszierendes pulver, herstellungsverfahren dafür und leuchtende vorrichtung mit diesem fluoreszierenden pulver
EP1670876B1 (de) Hocheffizienter leuchtstoff
DE10340111A1 (de) Europium-aktivierte Leuchtstoffe und Herstellungsverfahren
DE10202742A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer rosafarbenes Licht emittierenden Diode mit hoher Helligkeit
DE10202741A1 (de) Rosafarbenes Licht emittierende Vorrichtung
DE102011014958B4 (de) Gelblicht emittierende Fluorosulfidleuchtstoffe und deren Herstellungsverfahren, sowie eine diesen Leuchtstoff umfassende Weißlicht emittierende Diode
DE112014006040B4 (de) Leuchtstoff und lichtemittierende Vorrichtung
DE102011016811B4 (de) Roter und grüner Fluorsulfidleuchtstoff, Herstellungsverfahren davon sowie Verwendung des Leuchtstoffes in einer Weißlicht emittierenden Diode
DE112014002862T5 (de) Roter Leuchtstoff, Weißlichtquelle, Lichtemissionseinrichtung und Verfahren zur Herstellung des roten Leuchtstoffs
DE102018218159B4 (de) Roter leuchtstoff, verfahren zur herstellung eines leuchtstoffs und konversions-led
DE102012111876B4 (de) Oxynitridbasierender Leuchtstoff und lichtemittierende Vorrichtung mit demselben
DE112021002599B4 (de) Roter leuchtstoff, verfahren zur herstellung eines leuchtstoffs und konversions-led
DE102017120681A1 (de) Rot-emittierende Leuchtstoffkeramik
DE102021132496A1 (de) Leuchtstoff, verfahren zur herstellung eines leuchtstoffs und strahlungsemittierendes bauelement
DE102022120309A1 (de) Leuchtstoff, verfahren zur herstellung eines leuchtstoffs und strahlungsemittierendes bauelement
DE102022119601A1 (de) Leuchtstoff, verfahren zur herstellung eines leuchtstoffs und strahlungsemittierendes bauelement
WO2020245282A1 (de) Gelber leuchtstoff und lichtquelle

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final