DE102021111033A1

DE102021111033A1 - Leuchtstoff, verfahren zur herstellung eines leuchtstoffs und strahlungsemittierendes bauelement

Info

Publication number: DE102021111033A1
Application number: DE102021111033.5A
Authority: DE
Inventors: Daniel Bichler; Gina Maya Achrainer; Johanna Strube-Knyrim; Mark Vorsthove; Frauke Philipp; Simon Dallmeir; Juliane Kechele
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2021-04-29
Filing date: 2021-04-29
Publication date: 2022-11-03

Abstract

Es wird ein Leuchtstoff (1) mit der allgemeinen Summenformel RE4-yEAyD5-xExN1-x-yO1+x+y:M angegeben, wobei- RE ein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der Seltenerdmetalle ist,- EA ein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der zweiwertigen Elemente ist,- D ein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der vierwertigen Elemente ist,- E ein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der dreiwertigen Elemente ist,- M ein Aktivator-Element ist,- 0 ≤ x ≤ 5 und- 0 ≤ y < 4.Außerdem wird ein Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffs und ein strahlungsemittierendes Bauelement angegeben.

Description

Es werden ein Leuchtstoff und ein Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffs angegeben. Ferner wird ein strahlungsemittierendes Bauelement angegeben.
Es ist unter anderem die Aufgabe, einen Leuchtstoff anzugeben, der eine erhöhte Effizienz aufweist. Eine weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Leuchtstoffs und ein strahlungsemittierendes Bauelement mit einer erhöhten Effizienz bereitzustellen.
Es wird ein Leuchtstoff angegeben. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Leuchtstoff die allgemeine Summenformel RE_4-yEA_yD_5-xE_xN_1-x-yO_1+x+y:M auf.
Dabei ist RE ein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der Seltenerdmetalle und EA ein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der zweiwertigen Elemente. Weiterhin ist D ein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der vierwertigen Elemente, E ein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der dreiwertigen Elemente und M ein Aktivator-Element. Ferner gilt 0 ≤ x ≤ 5 und 0 ≤ y < 4.
Bevorzugt gilt 0 ≤ y < 2, besonders bevorzugt gilt 0 ≤ y < 1.
Hier und im Folgenden werden Leuchtstoffe anhand von Summenformeln beschrieben. Die in den Summenformeln aufgeführten Elemente liegen dabei in geladener Form vor. Hier und im Folgenden sind mit Elementen beziehungsweise Atomen in Bezug auf die Summenformeln der Leuchtstoffe somit Ionen in Form von Kationen und Anionen gemeint, auch wenn dies nicht explizit angegeben ist. Dies gilt auch für Elementsymbole, wenn diese der Übersichtlichkeit halber ohne Ladungszahl genannt werden.
Es ist bei den angegebenen Summenformeln möglich, dass der Leuchtstoff weitere Elemente, beispielsweise in Form von Verunreinigungen, aufweist. Zusammengenommen weisen die Verunreinigungen höchstens 1 Promille, insbesondere höchstens 100 ppm (parts per million), bevorzugt höchstens 10 ppm auf.
Der vorliegende Leuchtstoff kann nach außen hin ungeladen vorliegen. Das bedeutet, dass im Leuchtstoff nach außen hin ein vollständiger Ladungsausgleich zwischen positiven und negativen Ladungen bestehen kann. Es ist hingegen auch möglich, dass der Leuchtstoff formell in geringem Maße keinen vollständigen Ladungsausgleich besitzt.
RE ist ein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der Seltenerdmetalle. Zu den Seltenerdmetallen werden chemische Elemente aus der 3. Nebengruppe des Periodensystems und die Lanthanoide gezählt. Die Seltenerdmetalle umfassen also die folgenden chemischen Elemente: Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu. Bevorzugt ist RE ein Element oder eine Kombination von Elementen ausgewählt aus einer Gruppe, die aus den chemischen Elementen Sc, Y, Lu, La, Ce, Pr, Nd, Sm und Eu gebildet wird. Besonders bevorzugt ist RE ein Element oder eine Kombination von Elementen ausgewählt aus einer Gruppe, die aus den chemischen Elementen Sc, Y, Lu und La gebildet wird. Beispielsweise ist RE La.
Mit dem Begriff „Wertigkeit“ in Bezug auf ein bestimmtes Element ist vorliegend gemeint, wie viele Elemente mit einfacher entgegengesetzter Ladung in einer chemischen Verbindung benötigt werden, um einen Ladungsausgleich zu erzielen. Somit umfasst der Begriff „Wertigkeit“ die Ladungszahl des Elements.
EA ist ein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der zweiwertigen Elemente. Zweiwertige Elemente sind Elemente mit der Wertigkeit zwei. Zweiwertige Elemente sind häufig in chemischen Verbindungen zweifach positiv geladen und besitzen eine Ladungszahl von +2. Insbesondere ist EA ein Element oder eine Kombination von Elementen ausgewählt aus einer Gruppe, die aus den chemischen Elementen Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Nd, Eu, Sm, Dy, Tm und Yb gebildet ist.
Beispielsweise ist EA ein Element oder eine Kombination von Elementen ausgewählt aus einer Gruppe, die aus den chemischen Elementen Mg, Ca, Sr und Ba gebildet ist.
D ist ein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der vierwertigen Elemente. Vierwertige Elemente sind Elemente mit der Wertigkeit vier. Vierwertige Elemente sind häufig in chemischen Verbindungen vierfach positiv geladen und besitzen eine Ladungszahl von +4.
E ist ein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der dreiwertigen Elemente. Dreiwertige Elemente sind Elemente mit der Wertigkeit drei. Dreiwertige Elemente sind häufig in chemischen Verbindungen dreifach positiv geladen und besitzen eine Ladungszahl von +3.
M ist ein Aktivator-Element. Der Leuchtstoff umfasst zum Beispiel ein Wirtsgitter, in das Fremdelemente als Aktivator-Elemente eingebracht sind. Das Aktivator-Element des Leuchtstoffs kann direkt elektromagnetische Strahlung einer Anregungswellenlänge absorbieren und dadurch einen elektronischen Übergang anregen. Alternativ dazu ist es möglich, dass das Wirtsgitter die elektromagnetische Strahlung der Anregungswellenlänge absorbiert und die absorbierte Energie auf das Aktivator-Element transferiert, wodurch ebenfalls ein elektronischer Übergang im Aktivator-Element angeregt wird. In beiden Fällen können die angeregten Elektronen des Aktivator-Elements unter Aussenden von elektromagnetischer Strahlung mit einem Emissionsspektrum wieder in den Grundzustand übergehen. Das Aktivator-Element, das in das Wirtsgitter eingebracht ist, ist damit für eine wellenlängenkonvertierende Eigenschaft des Leuchtstoffs verantwortlich.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist D ein Element oder eine Kombination von Elementen ausgewählt aus einer Gruppe, die aus den chemischen Elementen Si und Ge gebildet ist. Bevorzugt ist D Si.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist E ein Element oder eine Kombination von Elementen ausgewählt aus einer Gruppe, die aus den chemischen Elementen Al, Ga und B gebildet ist. Bevorzugt ist E Al.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist M ausgewählt aus einer Gruppe, die aus den chemischen Elementen Ce, Eu, Pr und Sm gebildet ist. Bevorzugt ist M Ce oder Eu. Besonders bevorzugt ist M Ce. Cer liegt dabei insbesondere in der Form Ce³⁺ vor. Europium liegt dabei insbesondere entweder in der Form Eu²⁺ oder Eu³⁺ vor. Praseodym liegt dabei insbesondere in der Form Pr³⁺ vor.
Samarium liegt dabei insbesondere in der Form Sm³⁺ vor.
Bei Leuchtstoffen, die Eu als Aktivator-Element aufweisen, treten bereits ab niedrigen Bestrahlungsstärken, beispielsweise um 100 mW/mm², Quenchingeffekte auf, was zu einer Verringerung der Quanteneffizienz führt. Für Leuchtstoffe, die Ce als Aktivator-Element aufweisen, werden selbst bei hohen Bestrahlungsstärken im Vergleich zu Eu niedrigere Quenchingeffekte beobachtet. Beispielsweise weist ein Leuchtstoff mit der Summenformel Y₃Al₅O₁₂:Ce ein Intensitätsquenching erst oberhalb einer Bestrahlungsstärke von 10 W/mm² auf. Diese Tatsache wird darauf zurückgeführt, dass ein angeregter Zustand von Ce eine deutlich niedrigere Lebensdauer aufweist als ein angeregter Zustand von Eu. Eine typische Lebensdauer des angeregten Zustandes von Ce beträgt beispielsweise 100 Nanosekunden wohingegen eine typische Lebensdauer des angeregten Zustands von Eu im Bereich von 1 Mikrosekunde bis 10 Mikrosekunden liegt. Vorteilhafterweise wird also Ce als Aktivator-Element in dem Leuchtstoff eingesetzt, da Quenchingeffekte erst ab weit höheren Bestrahlungsstärken im Vergleich mit Eu als Aktivator-Element auftreten.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist M einen molekularen Anteil zwischen einschließlich 0,1% und einschließlich 10% bezogen auf RE und EA auf. Mit anderen Worten sind zwischen einschließlich 0,1% und einschließlich 10% der Punktlagen von RE und/oder EA mit M besetzt.
Bevorzugt ist der molekulare Anteil von M zwischen einschließlich 0,1% und einschließlich 5% bezogen auf RE und EA.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Leuchtstoff die Summenformel RE_4-yEA_ySi_5-xAl_xN_10-x-yO_1+x+y:M auf. Das heißt, in der allgemeinen Summenformel RE_4-yEA_yD_5-xE_xN_1-x-yO_1+x+y:M ist für D Si gewählt und für E Al. Bevorzugt weist der Leuchtstoff die Summenformel RE₄Si_5-xAl_xN_10-xO_1+x:M auf. Das heißt, in der allgemeinen Summenformel RE_4-yEA_yD_5-xE_xN_10-x-yO_1+x+y:M ist für D Si gewählt und für E Al. Weiterhin gilt y gleich 0. In anderen Worten enthält der Leuchtstoff keine Erdalkalimetalle EA. Besonders bevorzugt weist der Leuchtstoff die Summenformel La₄Si_5-xAl_xN_10-xO_1+x:M auf. Beispielsweise weist der Leuchtstoff die Summenformel La₄Si_5-xAl_xN_10-xO_1+x: Ce auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt ein Absorptionsbereich des Leuchtstoffs zumindest teilweise, insbesondere vollständig im violetten bis blauen Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums. Insbesondere liegt der Absorptionsbereich zwischen einschließlich 400 Nanometer und einschließlich 480 Nanometer. Beispielsweise absorbiert der Leuchtstoff elektromagnetische Strahlung von 408 Nanometer oder 448 Nanometer. Vorzugsweise liegt die Anregungswellenlänge des Leuchtstoffs im Absorptionsbereich des Leuchtstoffs.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist ein Emissionsspektrum einer von dem Leuchtstoff ausgesandten elektromagnetischen Strahlung einen Emissionspeak mit einem Emissionsmaximum auf, dass zwischen einschließlich 450 Nanometer und einschließlich 800 Nanometer liegt, bevorzugt zwischen einschließlich 450 Nanometer und einschließlich 600 Nanometer. Das Emissionsmaximum liegt dabei bei einer Wellenlänge, die größer ist als die Anregungswellenlänge. Der Leuchtstoff konvertiert also einfallende elektromagnetische Strahlung aus dem violetten bis blauen Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums in elektromagnetische Strahlung des blaugrünen bis roten Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums. Bevorzugt weist das Emissionsspektrum der von dem Leuchtstoff ausgesandten elektromagnetischen Strahlung einen Emissionspeak mit einem Emissionsmaximum auf, das zwischen einschließlich 450 Nanometer und einschließlich 490 Nanometer oder zwischen einschließlich 570 Nanometer und einschließlich 600 Nanometer liegt. Der Leuchtstoff konvertiert also einfallende elektromagnetische Strahlung aus dem violetten bis blauen Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums in elektromagnetische Strahlung des blaugrünen oder gelborangen Wellenlängenbereichs des elektromagnetischen Spektrums.
Eine exakte Lage des Emissionsmaximums des Leuchtstoffs kann beispielsweise durch die Substitution des Elements D durch das Element E und durch eine Substitution von N durch O erfolgen. Insbesondere ist es möglich Si durch Al zu ersetzten.
Insbesondere gilt 0 ≤ x ≤ 0,5 für den Leuchtstoff, der einfallende elektromagnetische Strahlung aus dem violetten bis blauen Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums in elektromagnetische Strahlung des gelborangen Wellenlängenbereichs des elektromagnetischen Spektrums konvertiert.
Bei dem Emissionsspektrum handelt es sich um die Verteilung der vom Leuchtstoff emittierten elektromagnetischen Strahlung nach Anregung mit elektromagnetischer Strahlung der Anregungswellenlänge. Zum Beispiel wird das Emissionsspektrum in Form eines Diagramms dargestellt, bei dem eine spektrale Intensität oder ein spektraler Strahlungsfluss pro Wellenlängenintervall („spektrale Intensität/spektraler Strahlungsfluss“) der von dem Leuchtstoff ausgesandten elektromagnetischen Strahlung in Abhängigkeit der Wellenlänge A dargestellt ist. Mit anderen Worten ist das Emissionsspektrum als eine Kurve darstellbar in einem x-/y-Diagramm, wobei auf der x-Achse die Wellenlänge und auf der y-Achse die spektrale Intensität oder der spektrale Strahlungsfluss aufgetragen ist.
Der hier beschriebene Leuchtstoff mit dem Emissionsmaximum im blaugrünen Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums kann vorteilhafterweise in Human-Centric-Lighting-Anwendungen eingesetzt werden. Unter Human Centric Lighting versteht man menschenzentrierte Beleuchtungskonzepte, die neben der rein visuellen auch nicht-visuelle Wirkungen von Licht mitberücksichtigen. Beispiele für eine nicht-visuelle Wirkung können gesteigerte Aufmerksamkeit und Wachheit sein. Diese Wirkungen werden einer Aktivierung des Fotorezeptors Melanopsin im Auge zugeschrieben. Die Fähigkeit von Strahlung, den Fotorezeptor Melanopsin anzuregen, kann beispielsweise mit der „melanopic efficacy of luminous radiation“ (kurz: melanopische ELR) bewertet werden. Insbesondere übertrifft der vorliegende Leuchtstoff einen herkömmlichen Leuchtstoff in der melanopischen ELR um ein Vielfaches. Daher ist der Einsatz des vorliegenden Leuchtstoffs in einer Human-Centric-Lighting-Anwendung von Vorteil. Beispielsweise weist der Leuchtstoff eine melanopische ELR von größer 1 auf.
Der vorliegende Leuchtstoff mit dem Emissionsmaximum im gelborangen Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums kann beispielsweise in Anwendungen eingesetzt werden, bei denen es neben Helligkeit auch auf einen geringen roten Anteil des elektromagnetischen Spektrums ankommt. Insbesondere kann der vorliegende Leuchtstoff als eine orange Komponente für Anwendungen mit höherer Bestrahlungsstärke, wie zum Beispiel Fahrtrichtungsanzeiger oder Automobilscheinwerfer, eingesetzt werden. Üblicherweise werden Lösungen aus mindestens zwei Leuchtstoffen eingesetzt, um eine Emission im gelborangen Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums zu erzeugen. Dafür wird beispielsweise ein grüner Leuchtstoff mit einem roten Leuchtstoff kombiniert und so ein gelboranges Gesamtemissionsspektrum erzeugt. Der vorliegende Leuchtstoff wird vorteilhafterweise ohne einen weiteren Leuchtstoff verwendet, so dass eine Anwendung, Entwicklung und Fertigung eines entsprechenden Systems deutlich einfacher, kostengünstiger und weniger aufwändig ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt eine Dominanzwellenlänge der von dem Leuchtstoff ausgesandten elektromagnetischen Strahlung zwischen einschließlich 470 Nanometer und einschließlich 600 Nanometer. Insbesondere liegt die Dominanzwellenlänge des Leuchtstoffs zwischen einschließlich 570 Nanometer und 600 Nanometer oder 470 Nanometer und 490 Nanometer.
Zur Bestimmung der Dominanzwellenlänge der von dem Leuchtstoff ausgesandten elektromagnetischen Strahlung wird in dem CIE-Normdiagramm ausgehend vom Weißpunkt durch den Farbort der elektromagnetischen Strahlung eine gerade Linie gezogen. Der Schnittpunkt der geraden Linie mit der das CIE-Normdiagramm begrenzenden Spektralfarblinie bezeichnet die Dominanzwellenlänge der elektromagnetischen Strahlung. Im Allgemeinen weicht die Dominanzwellenlänge von der Wellenlänge des Emissionsmaximums ab. Mit anderen Worten ist die Dominanzwellenlänge eine monochromatische Wellenlänge, die denselben Farbeindruck erzeugt wie eine polychromatische Lichtquelle. Die Dominanzwellenlänge ist also die Wellenlänge, die von einem menschlichen Auge wahrgenommen wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist eine Kristallstruktur des Wirtsgitters des Leuchtstoffs D(N,O)₄-Tetraeder und/oder E(N,O)₄-Tetraeder auf.
Die Kristallstruktur ist dabei eine Beschreibung einer Anordnung der Atome beziehungsweise Ionen in einem kristallinen Material. Die Kristallstruktur ist aus einer dreidimensionalen Elementarzelle aufgebaut, die sich in der Regel periodisch wiederholt. Mit anderen Worten handelt es sich bei der Elementarzelle um die kleinste wiederkehrende Einheit der Kristallstruktur des Wirtsgitters. Die Elemente RE, EA, D, E, M, N und O besetzen in der Elementarzelle jeweils festgelegte Plätze, die auch als Punktlagen bezeichnet werden. Die Elemente RE, EA und M können äquivalente Punktlagen besetzen. Das heißt, es befindet sich entweder RE, EA oder M auf dem Platz, der durch die Punktlage des Elements RE beschrieben wird. Weiterhin können die Elemente D und E sowie die Elemente N und O äquivalente Punktlagen besetzen.
Der D(N,O)₄-Tetraeder beziehungsweise der E(N,O)₄-Tetraeder in der Kristallstruktur des Wirtsgitters des Leuchtstoffs wird von vier N- oder vier O-Atomen oder einer Mischung aus insgesamt vier N- und O-Atomen aufgespannt. Das heißt, die Kristallstruktur des Wirtsgitters des Leuchtstoffs kann DN₄-Tetraeder, DN₃O-Tetraeder, DN₂O₂-Tetraeder, DNO₃-Tetraeder und DO₄-Tetraeder sowie EN₄-Tetraeder, EN₃O-Tetraeder, EN₂O₂-Tetraeder, ENO₃-Tetraeder und EO₄-Tetraeder aufweisen. Die D(N,O)₄-Tetraeder und die E(N,O)₄-Tetraeder können weiterhin eine Tetraederlücke aufweisen, die sich im Inneren des jeweiligen Tetraeders befindet. Beispielsweise wird mit dem Begriff „Tetraederlücke“ der Bereich im Innern des Tetraeders bezeichnet, der frei bleibt, wenn in Ecken des Tetraeders sich berührende Kugeln gesetzt werden. In der Tetraederlücke der D(N,O)₄-Tetraeder befindet sich das D-Atom und in der Tetraederlücke der E(N,O)₄-Tetraeder das E-Atom. Mit anderen Worten sind die Tetraeder um das D-Atom beziehungsweise das E-Atom zentriert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegen in der Kristallstruktur des Wirtsgitters des Leuchtstoffs die D(N,O)₄-Tetraeder und/oder die E(N,O)₄-Tetraeder eckenverknüpft vor. Das heißt, D(N,O)₄-Tetraeder können mit D(N,O)₄-Tetraedern eckenverknüpft sein, D(N,O)₄-Tetraeder können mit E(N,O)₄-Tetraedern eckenverknüpft sein und E(N,O)₄-Tetraederkönnen mit E(N,O)₄-Tetraedern eckenverknüpft sein. Eckenverknüpft bedeutet, dass eine Ecke eines Tetraeders über ein gemeinsames O- oder N-Atom mit einem weiteren Tetraeder verbunden ist. Mit anderen Worten ist das O- oder N-Atom, das die Tetraeder verknüpft, Teil von beiden Tetraedern. Bevorzugt sind nicht alle D(N,O)₄-Tetraeder und/oder E(N,O)₄-Tetraederallseitig eckenverknüpft.
Durch eine Eckenverknüpfung der D(N,O)₄-Tetraeder und/oder der E(N,O)₄-Tetraederweist die Kristallstruktur des Wirtsgitters des Leuchtstoffs beispielsweise ein komplexes, dreidimensional unendlich ausgedehntes Netzwerk aus D(N,O)₄-Tetraedern und/oder E(N,O)₄-Tetraedern auf, das Hohlräume aufweist, die durch RE-, EA- oder M-Atome zumindest teilweise besetzt sind.
Bevorzugt weist die Kristallstruktur des Wirtsgitters des Leuchtstoffs sechs symmetrisch unterschiedliche Arten von D(N,O)₄-Tetraedern und/oder E(N,O)₄-Tetraedern auf. Vier symmetrisch unterschiedliche D(N,O)₄-Tetraeder und/oder E(N,O)₄-Tetraedersind allseitig mit jeweils einem weiteren D(N,O)₄-Tetraeder oder E(N,O)₄-Tetraedereckenverknüpft. Die übrigen zwei symmetrisch unterschiedlichen D(N,O)₄-Tetraeder und/oder E(N,O)₄-Tetraedersind über zwei ihrer Ecken jeweils mit einem weiteren D(N,O)₄-Tetraeder oder E(N,O)₄-Tetraeder verknüpft.
Beispielsweise ist ein D(N,O)₄-Tetraeder allseitig mit vier weiteren D(N,O)₄-Tetraedern oder E(N,O)₄-Tetraedern eckenverknüpft. Es ist weiterhin möglich, dass ein D(N,O)₄-Tetraeder allseitig mit einer Mischung aus insgesamt vier D(N,O)₄-Tetraedern und E(N,O)₄-Tetraedern eckenverknüpft vorliegt. Ein über zwei seiner Ecken verknüpfter D(N,O)₄-Tetraeder kann mit zwei D(N,O)₄-Tetraedern oder zwei E(N,O)₄-Tetraedern oder einem D(N,O)₄-Tetraeder und einem E(N,O)₄-Tetraeder eckenverknüpft sein. Die für die D(N,O)₄-Tetraeder gezeigten Kombinationenmöglichkeiten können entsprechend auch für die E(N,O)₄-Tetraedergelten.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Kristallstruktur des Wirtsgitters des Leuchtstoffs Dreier-Ringe auf. Die Dreier-Ringe sind aus zwei allseitig eckenverknüpften D(N,O)₄-Tetraedern und/oder E(N,O)₄-Tetraedern und aus einem D(N,O)₄-Tetraeder oder E(N,O)₄-Tetraeder, das über zwei seiner Ecken mit einem weiteren D(N,O)₄-Tetraeder oder E(N,O)₄-Tetraederverknüpft ist, aufgebaut.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden in der Kristallstruktur des Wirtsgitters des Leuchtstoffs durch die D(N,O)₄-Tetraeder und/oder E(N,O)₄-Tetraeder Sechser-Ringe gebildet. Ein solcher Sechser-Ring weist sechs D(N,O)₄-Tetraeder und/oder E(N,O)₄-Tetraeder auf, die allseitig eckenverknüpft vorliegen. In anderen Worten, wird der Sechser-Ring durch sechs D(N,O)₄-Tetraeder oder durch sechs E(N,O)₄-Tetraeder oder durch eine Mischung aus insgesamt sechs D(N,O)₄-Tetraedern und E(N,O)₄-Tetraedern aufgebaut.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Kristallstruktur des Wirtsgitters des Leuchtstoffs zwei unterschiedliche Sorten von Sechser-Ringen auf. Eine erste Sorte von Sechser-Ringen ist aus vier allseitig eckenverknüpften D(N,O)₄-Tetraedern und/oder E(N,O)₄-Tetraedern, die jeweils Teil von drei Sechser-Ringen sind, und zwei allseitig eckenverknüpften D(N,O)₄-Tetraedern und/oder E(N,O)₄-Tetraedern, die jeweils Teil von zwei Sechser-Ringen und einem Dreier-Ring sind, aufgebaut. Eine zweite Sorte von Sechser-Ringen ist aus zwei allseitig eckenverknüpften D(N,O)₄-Tetraedern und/oder E(N,O)₄-Tetraedern, die jeweils Teil von drei Sechser-Ringen sind, und vier allseitig eckenverknüpften D(N,O)₄-Tetraedern und/oder E(N,O)₄-Tetraedern, die jeweils Teil von zwei Sechser-Ringen und einem Dreier-Ring sind, aufgebaut.
Insbesondere weist die Kristallstruktur des Wirtsgitters des Leuchtstoffs zwei unterschiedliche Arten von allseitig eckenverknüpften D(N,O)₄-Tetraedern und/oder E(N,O)₄-Tetraedern auf. Eine erste Art von allseitig eckenverknüpften D(N,O)₄-Tetraedern und/oder E(N,O)₄-Tetraedern ist Teil von drei Sechser-Ringen, eine zweite Art von allseitig eckenverknüpften D(N,O)₄-Tetraedern und/oder E(N,O)₄-Tetraedern ist Teil von zwei Sechser-Ringen und einem Dreier-Ring.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Wirtsgitter des Leuchtstoffs eine Struktur mit einer orthorhombischen Raumgruppe auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Wirtsgitter des Leuchtstoffs die Raumgruppe Pmn2₁ auf.
Es wird weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffs angegeben. Vorzugsweise ist mit dem hier beschriebenen Verfahren der hier beschriebene Leuchtstoff herstellbar. Es gelten insbesondere alle für den Leuchtstoff gemacht Ausführungen auch für das Verfahren und umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines Leuchtstoffs mit der allgemeinen Summenformel RE_4-yEA_ySi_5-xAl_xN_10-x-yO_1+x+y:M, wobei

- RE ein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der Seltenerdmetalle ist,
- EA ein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der zweiwertigen Elemente ist,
- D ein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der vierwertigen Elemente ist,
- E ein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der dreiwertigen Elemente ist,
- M ein Aktivator-Element ist,
- 0 ≤ x ≤ 5 und
- 0 ≤ y < 4,

- Bereitstellen von Edukten,
- Vermengen der Edukte zu einem Eduktgemenge und
- Erhitzen des Eduktgemenges.

Bevorzugt erfolgen die Schritte in der angegebenen Reihenfolge.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden in einem ersten Schritt des Verfahrens Edukte bereitgestellt. Beispielsweise sind die Edukte ausgewählt aus einer Gruppe, die die Oxide, Nitride, Fluoride, Oxalate, Citrate, Carbonate, Amine und Imide von RE, EA, D, E und M umfasst. Bevorzugt sind die Edukte ausgewählt aus einer Gruppe, die die Oxide und Nitride von RE, EA, D, E und M umfasst.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden in einem zweiten Schritt des Verfahrens die Edukte vermengt. Beispielsweise kann das Vermengen in einem Handmörser, einer Mörsermühle, einer Kugelmühle oder einem Mehrachsmischer erfolgen. Das entstandene Eduktgemenge wird in einen Tiegel, beispielsweise in einen Wolframtiegel, überführt und in einem Ofen, insbesondere in einem Ofen mit Gaseinlass, erhitzt.
Bevorzugt wird das Eduktgemenge auf eine Temperatur von maximal 2000 °C erhitzt. Besonders bevorzugt wird das Eduktgemenge auf eine Temperatur im Bereich von einschließlich 1200 °C bis einschließlich 2000 °C, bevorzugt von einschließlich 1600 °C bis einschließlich 1800 °C erhitzt. Beispielsweise wird das Eduktgemenge auf eine Temperatur von 1700 °C erhitzt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Eduktgemenge unter einem erhöhten Druck erhitzt. Beispielsweise wird während des Erhitzens ein Druck von einschließlich 5 bar bis einschließlich 50 bar, bevorzugt einschließlich 5 bar bis einschließlich 20 bar, besonders bevorzugt einschließlich 7 bar bis einschließlich 12 bar eingestellt. Beispielsweise beträgt der Druck während des Erhitzens 10 bar.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Erhitzen des Eduktgemenges für eine Zeit von einschließlich 30 Minuten bis einschließlich 5 Tage, bevorzugt für eine Zeit von einschließlich 1 Stunde bis einschließlich 1 Tag. Beispielsweise erfolgt das Erhitzen für eine Zeit von 12 Stunden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens findet das Erhitzen des Eduktgemenges unter einer N₂-Atmosphäre oder einer N₂/H₂-Atmosphäre statt. Bei dem Erhitzen des Eduktgemenges unter einer N₂/H₂-Atmosphäre kann die N₂/H₂-Atmosphäre beispielsweise ein Verhältnis von 95/5% (N₂/H₂) aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden CeO₂, LaN, Si₃N₄, SiO₂ und AlN als Edukte bereitgestellt.
Insbesondere ist es möglich, dass durch das Verfahren ein Gemisch hergestellt wird, welches den Leuchtstoff umfasst oder daraus besteht. Weitere Bestandteile des Gemisches können beispielsweise Edukte sein, welche bei der Herstellung des Leuchtstoffs nicht reagiert haben, Verunreinigungen und/oder Nebenphasen, welche bei der Herstellung gebildet wurden.
Es wird weiterhin ein strahlungsemittierendes Bauelement enthaltend einen Leuchtstoff angegeben. Vorzugsweise ist der oben beschriebene Leuchtstoff zur Verwendung in einem hier beschriebenen strahlungsemittierenden Bauelement geeignet und vorgesehen. Merkmale und Ausführungsformen, die in Verbindung mit dem Leuchtstoff und/oder dem Verfahren beschrieben sind, gelten auch für das strahlungsemittierende Bauelement und umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das strahlungsemittierende Bauelement einen Halbleiterchip, der im Betrieb elektromagnetische Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs aussendet, und ein Konversionselement mit dem zuvor beschriebenen Leuchtstoff. Der Leuchtstoff wandelt elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs in elektromagnetische Strahlung eines zweiten Wellenlängenbereichs um, der von dem ersten Wellenlängenbereich zumindest teilweise verschieden ist. Insbesondere weisen der erste und der zweite Wellenlängenbereich keine Überlappung auf.
Bei dem strahlungsemittierenden Bauelement handelt es sich beispielsweise um eine Leuchtdiode (LED).
Insbesondere umfasst der Halbleiterchip eine aktive Schichtenfolge, die einen aktiven Bereich enthält, der im Betrieb des Bauelements die elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs erzeugt. Der Halbleiterchip ist beispielsweise ein Leuchtdiodenchip oder ein Laserdiodenchip. Die elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs wird durch eine Strahlungsaustrittsfläche des Halbleiterchips emittiert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform emittiert der Halbleiterchip im Betrieb elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von einschließlich 400 Nanometer bis einschließlich 460 Nanometer.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wandelt das Konversionselement die elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs vollständig in elektromagnetische Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs um. In anderen Worten findet also eine Vollkonversion statt.
Beispielsweise liegt der zweite Wellenlängenbereich im gelborangen Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums. Das strahlungsemittierende Bauelement sendet bei Vollkonversion also gelboranges Licht aus. Vorteilhafterweise kann ein solches strahlungsemittierendes Bauelement in einem Fahrtrichtungsanzeiger eingesetzt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sendet das strahlungsemittierende Bauelement ein Mischlicht aus, das sich aus der elektromagnetischen Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs und der elektromagnetischen Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs zusammensetzt.
Liegt beispielsweise der erste Wellenlängenbereich im blauen Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums und der zweite Wellenlängenbereich im gelborangen Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums, so wird vorteilhafterweise weißes Mischlicht von dem strahlungsemittierenden Bauelement ausgesendet. Insbesondere wird warmweißes Mischlicht ausgesendet. Mit herkömmlichen Ce-aktivierten Leuchtstoffen ist dabei eine Farbtemperatur unter 4000 K üblicherweise nicht erreichbar. Wird der vorliegende Leuchtstoff in dem Konversionselement des strahlungsemittierenden Bauteils eingesetzt, so können Farbtemperaturen von deutlich unter 4000 K erreicht werden. Beispielsweise kann weißes Mischlicht mit einer Farbtemperatur von 2589 K erzeugt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Konversionselement einen zweiten Leuchtstoff auf, der die elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs in elektromagnetische Strahlung eines dritten Wellenlängenbereichs umwandelt, der zumindest teilweise von dem ersten und zweiten Wellenlängenbereich verschieden ist.
Eine Verwendung des zweiten Leuchtoffs in dem Konversionselement ermöglicht es, einen Farbort der von dem strahlungsemittierenden Bauelement ausgesendeten elektromagnetischen Strahlung genau einzustellen. Die Kombination des vorliegenden Leuchtstoffs mit dem zweiten Leuchtstoff ist beispielsweise vorteilhaft in Human-Centric-Lighting-Anwendungen.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen, Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Leuchtstoffs, des Verfahrens zur Herstellung eines Leuchtstoffs und des strahlungsemittierenden Bauelements ergeben sich aus den folgenden, in Verbindung mit den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen.

1 zeigt einen Leuchtstoff in schematischer Darstellung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Die 2 bis 4 zeigen schematische Ausschnitte einer Kristallstruktur eines Wirtsgitters eines Leuchtstoffs gemäß einem Ausführungsbeispiel aus zwei verschiedenen Blickrichtungen.
5 zeigt ein Emissionsspektrum eines Vergleichsbeispiels.
6 zeigt ein Emissionsspektrum eines weiteren Vergleichsbeispiels.
7 zeigt Emissionsspektren eines Leuchtstoffs gemäß zweier Ausführungsbeispiele.
8 zeigt Emissionsspektren eines Leuchtstoffs gemäß einem Ausführungsbeispiel, einem Vergleichsbeispiel und eine melanopische Kurve.
9 zeigt Emissionsspektren eines Leuchtstoffs gemäß einem Ausführungsbeispiel und einem Vergleichsbeispiel.
10 zeigt ein Emissionsspektrum einer simulierten Weißlichtlösung mit einem Leuchtstoff gemäß einem Ausführungsbeispiel.
11 zeigt ein Emissionsspektrum einer simulierten Weißlichtlösung mit einem Vergleichsbeispiel.
12 zeigt schematisch verschiedene Schritte eines Verfahrens zur Herstellung eines Leuchtstoffs gemäß einem Ausführungsbeispiel.
13 zeigt ein strahlungsemittierendes Bauelement in schematischer Schnittdarstellung gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente, insbesondere Schichtdicken zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
1 zeigt den Leuchtstoff 1 in schematischer Darstellung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Leuchtstoff 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel gehorcht der allgemeinen Summenformel RE_4-yEA_yD_5-xE_xN_10-x-yO_1+x+y:M, wobei RE ein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der Seltenerdmetalle ist, EA ein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der Erdalkalimetalle ist, D ein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der vierwertigen Elemente ist, E ein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der dreiwertigen Elemente ist, M ein Aktivator-Element ist und es gilt: 0 ≤ x ≤ 5 und 0 ≤ y < 4. Insbesondere gehorcht der Leuchtstoff 1 der Summenformel La₄Si_5-xAl_xN_10-xO_1+x: Ce³⁺.
Der Leuchtstoff 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1 liegt in Form von Partikeln vor. Beispielsweise weisen die Partikel eine Korngröße zwischen einschließlich 0,5 Mikrometer und 100 Mikrometer auf.
Die 2 bis 4 zeigen schematische Ausschnitte einer Kristallstruktur eines Wirtsgitters eines Leuchtstoffs 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel aus verschiedenen Blickrichtungen. Das Wirtsgitter des Leuchtstoffs 1 gehorcht vorliegend der Summenformel La₄Si_5-xAl_xN_10-xO_1+x.
In 2 wird ein Ausschnitt der Kristallstruktur des Wirtsgitter des Leuchtstoffs 1 mit der Summenformel La₄Si_5-xAl_xN_10-xO_1+x: Ce³⁺ aus der Blickrichtung der kristallographischen a-Achse gezeigt. In 3 wird ein Ausschnitt des Wirtsgitter des Leuchtstoffs 1 mit der Summenformel La₄Si_5-xAl_xN_10-xO_1+x: Ce³⁺ aus der Blickrichtung der kristallographischen b-Achse gezeigt. Der Übersicht wegen sind in beiden Figuren die La-Atome nicht gezeigt. In der Kristallstruktur des Leuchtstoffs 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besetzen Si-Atom und Al-Atom sowie N-Atom und O-Atom äquivalente Punktlagen. Auf Grund einer ähnlichen Elektronendichte dieser Atome ist es mittels der hier benutzten Einkristallröntgenbeugung nicht möglich exakt zu bestimmen, ob ein Si-Atom oder Al-Atom beziehungsweise ein N-Atom oder O-Atom auf einer bestimmten Punktlage sitzt.
Die Kristallstruktur des Wirtsgitters des vorliegenden Leuchtstoffs 1 weist eine ähnliche Struktur wie die bekannte Verbindung La₃BaSi₅N₉O₂ auf. Die Kristallstruktur des Wirtsgitters des Leuchtstoffs 1 weist ein komplexes, dreidimensional unendlich ausgedehntes Netzwerk aus Si(N,O)₄-Tetraedern 2 und/oder Al (N,O)₄-Tetraedern 2 auf. Die Tetraeder 2 sind Si- beziehungsweise Al-zentriert und über gemeinsame N- und O-Atome eckenverknüpft. Auf diese Art und Weise werden Sechser-Ringe und Dreier-Ringe aus Tetraedern 2 aufgebaut.
Die Kristallstruktur des Wirtsgitters des Leuchtstoffs 1 weist sechs symmetrisch unterschiedliche Arten von Tetraedern 2 auf. Vier symmetrisch unterschiedliche Tetraeder 2 sind über alle vier Ecken zu jeweils einem weiteren Tetraeder 2 verknüpft. In anderen Worten sind vier symmetrisch unterschiedliche Tetraeder 2 allseitig eckenverknüpft. Die übrigen zwei symmetrisch unterschiedlichen Tetraeder 2 sind über zwei ihrer Ecken jeweils mit einem weiteren Tetraeder 2 verknüpft.
Die allseitig eckenverknüpften Tetraeder 2 bilden Sechser-Ringe, die aus jeweils sechs Tetraedern 2 aufgebaut sind. Ein Tetraeder 2, der über nur zwei Ecken zu weiteren Tetraedern 2 verknüpft ist, und zwei allseitig eckenverknüpfte Tetraeder 2 bilden einen Dreier-Ring.
Weiterhin weist die Kristallstruktur des Wirtsgitters des Leuchtstoffs 1 zwei verschiedene allseitig eckenverknüpfte Tetraeder 2 auf. Eine erste Art von allseitig eckenverknüpften Tetraedern 2 ist Teil von drei Sechser-Ringen, eine zweite Art von allseitig eckenverknüpften Tetraedern ist Teil von zwei Sechser-Ringen und einem Dreier-Ring. Durch die zwei Arten von allseitig eckenverknüpften Tetraedern werden zwei unterschiedliche Sorten von Sechser-Ringen gebildet. Die erste Sorte von Sechser-Ringen ist aus vier allseitig verknüpften Tetraedern der ersten Art und zwei allseitig verknüpften Tetraedern der zweiten Art aufgebaut. Die zweite Sorte von Sechser-Ringen ist aus zwei allseitig verknüpften Tetraedern der ersten Art und vier allseitig verknüpften Tetraedern der zweiten Art aufgebaut.
Durch die Sechser-Ringe und Dreier-Ringe ergibt sich ein komplexes, dreidimensional unendlich ausgedehntes Netzwerk aus Tetraedern 2. Das Netzwerk weist Hohlräume auf, in denen die La-Atome angeordnet sind. Mögliche kristallographische Lagen 3 für das La-Atom sind in 4 gezeigt.
In 4 wird ein Ausschnitt der Kristallstruktur des Wirtsgitters des Leuchtstoffs 1 mit der Summenformel La₄Si_5-xAl_xN_10-xO_1+x: Ce³⁺ aus der Blickrichtung der kristallographischen a-Achse gezeigt. Im Vergleich zur 2 sind mögliche kristallographische Lagen 3 für das La-Atom eingezeichnet. Insgesamt weist die Kristallstruktur des Wirtsgitters des vorliegenden Leuchtstoffs 1 zwölf symmetrisch unterschiedliche kristallographische Lagen 3 für das La-Atom auf. Die kristallographischen Lagen 3 können aus Platzgründen nicht alle gleichzeitig besetzt sein. Die kristallographischen Lagen 3 sind weiterhin nicht zwingend in jeder Elementarzelle besetzt. Die kristallographischen Lagen 3 werden nicht nur durch das La-Atom besetzt, sondern auch durch das Aktivator-Element Ce. Ein Aktivator-Element besetzt also die gleichen kristallographischen Lagen 3 wie das Element RE.
Wird in die Kristallstruktur des Wirtsgitters des Leuchtstoffs 1 mit der allgemeinen Summenformel RE_4-yEA_yD_5-xE_xN_1-x-yO_1+x+y:M anstelle von Elementen RE auch Elemente EA eingebaut, so besetzen die EA-Atome eine oder mehrere kristallographische Lagen 3 zumindest teilweise.

Die kristallographischen Daten des Ausführungsbeispiels des Leuchtstoffs 1 gehorchend der Summenformel La₄Si_5-xAl_xN_10-xO_1+x: Ce³⁺ sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Die kristallographischen Lageparameter des Ausführungsbeispiels des Leuchtstoffs 1 gehorchend der Summenformel La₄Si_5-xAl_xN_10-xO_1+x:Ce³⁺ sind in Tabelle 2 aufgeführt. Tabelle 1: Kristallographische Daten von La₄Si_5-xAl_xN_10-xO_1+x: Ce³⁺.

Summenformel		La ₄ Si _5-x Al _x N _10-x O _1+x : Ce ³⁺
Formelmasse / g mol^-1		852.12
Z		8
Kristallsystem		orthorhombisch
Raumgruppe		Pmn2₁
Gitterparameter
a /pm	949,78(2)	α /°	90
b /pm	957,76(3)	β /°	90
c /pm	1209,21(4)	γ /°	90
Volumen V /nm³		1,099.97(6)
Kristallographische Dichte ρ /		5,140
g cm^-3
T /K		296 (2)
Diffraktometer		Bruker D8 Quest
Strahlung		Cu K_α (154,178 nm)
Messbereich		4,62° < θ ≤ 51,45°
Gemessene / unabhängige		2308/687
Reflexe
Gemessener reziproker Raum		-9 ≤ h ≤ 9;
		-9 ≤ k ≤ 9;
		0 ≤ 1 ≤ 12
R_all/wR_ref		5,09% / 11,7%
GooF		1,108

Tabelle 2: Kristallographische Lageparameter von La₄Si_5-xAl_xN_10-xO_1+x: Ce³⁺.

Name	Atomtyp	Wyckoff-Lage	x	y	z	Besetzung	U _iso
La01	La	2a				1	0,0443(14)
			0	0,9506(5)	0,1684(4)
							U_ani
La02	La	4b				1	0,0542(12)
			0,2228(3)	0., (3)	0,4632(3)
							U_ani
La3A	La	2a				0,765	0,0237 (16)
			1/2	0,5443(6)	0,6323(4)
							U_ani
LA3B	La	2a	1/2	0,5811(19)	0,6044(15)	0,235	0,0100
La04	La	4b				1	0,0381(9)
			0,2249(3)	0,4364(3)	0,8344(2)
							U_ani
La5A	La	2a				0,924	0,060(3)
			0	0,3021(7)	0,5208(8)
							U_ani
La5B	La	2a	0	0,280(9)	0,495(5)	0,076	0,0100
La6A	La	2a	1/2	1,2013(17)	0,2501(17)	0,262	0,0105(17)
La6B	La	2a	1/2	1,2131(18)	0,2927(14)	0,236	0,0105(17)
La6C	La	2a	1/2	1,1667(18)	0,3140(14)	0,231	0,0105(17)
La6D	La	2a	1/2	1,2139(15)	0,1975(15)	0,197	0,0105(17)
La6E	La	2a	1/2	1,118(5)	0,329(4)	0,074	0,0105(17)
Si07	Si	4b	0,3229(14)	0,7868(13)	0,7747(13)	1	0,025(3)
Si08	Si	2a	1/2	0,7992(17)	0,3889(17)	1	0,020(4)
Si09	Si	2a	0	0,7098(16)	0,4117(16)	1	0,017(4)
Si00A	Si	4b	0,3359(13)	0,9103(11)	0,1994(14)	1	0,021(3)
Si00B	Si	4b	0,1628(14)	0,5820(12)	0,5988(15)	1	0,026(3)
Si00C	Si	4b	0,3232(13)	0,2847(12)	0,5161(13)	1	0,022(3)
N00D	N	2a	1/2	0,633(4)	0,441(3)	1	0,002(9)
N00E	N	4b	0,352(5)	0,809(4)	0,307(4)	1	0,045(11)
O00F	O	2a	0	0,579(5)	0,314(5)	1	0,061(16)
N00G	N	4b	0,150(3)	0,697(3)	0,490(3)	1	0,015(7)
N00H	N	4b	0,257(8)	0,782(5)	0,903(7)	1	0,100(17)
N00I	N	2a	1/2	0,794(6)	0,757(6)	1	0,067(19)
N00J	N	2a	1/2	0,294(5)	0,495(4)	1	0,043(14)
N00K	N	2a	1/2	0,907(5)	0,493(5)	1	0,035(14)
N00L	N	4b	0,288(5)	0,151(5)	0,597(5)	1	0,078(15)
N00M	N	4b	0,260(4)	0,440(3)	0,585(3)	1	0,038(10)
N00N	N	2a	0	0,545(5)	0,657(5)	1	0,037(17)
N00O	N	2a	1/2	0,970(6)	0,145(6)	1	0,043(18)
N00P	N	4b	0,255(3)	0,643(3)	0,701(3)	1	0,023(8)
O00Q	O	2a	0	0,876(4)	0,372(3)	1	0,02(1)
N00R	N	4b	0,236(4)	0,944(4)	0,760(3)	1	0,042(10)

5 zeigt ein Emissionsspektrum E-VB1 eines Vergleichsbeispiels. Das Vergleichsbeispiel weist die Summenformel Lu₃Al₅O₁₂: Ce³⁺ auf. Das Emissionsspektrum ist im Wellenlängenbereich von 430 Nanometer bis 800 Nanometer dargestellt. Da das Emissionsmaximum im Bereich um 530 Nanometer liegt, handelt es sich bei dem Leuchtstoff mit der Summenformel Lu₃A1₅O₁₂: Ce³⁺ um einen grün emittierenden Leuchtstoff.
6 zeigt ein Emissionsspektrum E-VB2 eines weiteren Vergleichsbeispiels. Das Vergleichsbeispiel weist die Summenformel Y₃Al₅O₁₂: Ce³⁺ auf. Das Emissionsspektrum ist im Wellenlängenbereich von 400 Nanometer bis 800 Nanometer dargestellt. Da das Emissionsmaximum im Bereich um 560 Nanometer liegt, handelt es sich bei dem Leuchtstoff mit der Summenformel Y₃Al₅O₁₂: Ce³⁺ um einen gelb emittierenden Leuchtstoff.
7 zeigt Emissionsspektren E1 und E2 eines Leuchtstoffs 1 gemäß zweier Ausführungsbeispiele. Beide Ausführungsbeispiele des Leuchtstoffs 1 weisen die Summenformel La₄Si_5-xAl_xN_10-xO_1+x: Ce³⁺ auf. Die Emissionsspektren sind im Wellenlängenbereich von 380 Nanometer bis 800 Nanometer dargestellt.
Ein erstes Ausführungsbeispiel des Leuchtstoffs 1 zeigt ein Emissionsspektrum E1 mit einem Emissionsmaximum λ_max bei ungefähr 585 Nanometer. Das erste Ausführungsbeispiel des Leuchtstoffs 1 gehorcht vorliegend der Summenformel La₄Si₅N₁₀O: Ce³⁺. Der Parameter x ist also gleich 0. Das Emissionsspektrum E1 ist mit einer durchgezogenen Linie dargestellt. Die Anregungswellenlänge für das erste Ausführungsbeispiel des Leuchtstoffs 1 beträgt 448 Nanometer. Das erste Ausführungsbeispiel des Leuchtstoffs 1 wandelt also elektromagnetische Strahlung des blauen Wellenlängenbereichs in elektromagnetische Strahlung des orangen Wellenlängenbereichs um. Weiterhin weist das erste Ausführungsbeispiel des Leuchtstoffs 1 eine Dominanzwellenlänge λ_dom von 582 Nanometer und eine Halbwertsbreite FWHM von 135 Nanometer auf.
Ein zweites Ausführungsbeispiel des Leuchtstoffs 1 zeigt ein Emissionsspektrum E2 mit einem Emissionsmaximum λ_max bei ungefähr 470 Nanometer. Das zweite Ausführungsbeispiel des Leuchtstoffs 1 gehorcht vorliegend der Summenformel La₄Si_5-xAl_xN_10-xO_1+x:Ce³⁺. Dabei ergibt sich aus der Einwaage der eingesetzten Edukte ein formales x gleich 1,6667. Das Emissionsspektrum E2 ist mit einer gestrichelten Linie dargestellt. Die Anregungswellenlänge für das zweite Ausführungsbeispiel des Leuchtstoffs 1 beträgt 408 Nanometer. Das zweite Ausführungsbeispiel des Leuchtstoffs 1 wandelt also elektromagnetische Strahlung des violetten Wellenlängenbereichs in elektromagnetische Strahlung des blaugrünen Wellenlängenbereichs um. Weiterhin weist das zweite Ausführungsbeispiel des Leuchtstoffs 1 eine Dominanzwellenlänge λ_dom von 484 Nanometer und eine Halbwertsbreite FWHM von 114 Nanometer auf.
Die genannten spektralen Daten des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels des Leuchtstoffs 1 mit der Summenformel La₄Si_5-xAl_xN_10-xO_1+x: Ce³⁺ sind in Tabelle 3 zusammengefasst. Tabelle 3: Spektrale Daten des Leuchtstoffs 1 gemäß zweier Ausführungsbeispiele mit der Summenformel La₄Si_5-xAl_xN_10-xO_1+x : Ce³⁺.

Erstes Ausführungsbeispiel Zweites Ausführungsbeispiel

λ_dom 582 nm 484 nm

λ_max 585 nm 470 nm

FWHM 135 nm 114 nm

Anregung bei 448 nm 408 nm
8 zeigt Emissionsspektren E2 und E-VB1 des Leuchtstoffs 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel und einem Vergleichsbeispiel und eine melanopische Kurve M. Bei dem Ausführungsbeispiel handelt es sich um das zweite Ausführungsbeispiel des Leuchtstoffs 1 mit der Summenformel La₄Si_5-xAl_xN_10-xO_1+x: Ce³⁺. Bei dem Vergleichsbeispiel handelt es sich um einen Leuchtstoff mit der Summenformel Lu₃Al₅O₁₂:Ce³⁺. Das Emissionsspektrum E2 des zweiten Ausführungsbeispiels des Leuchtstoffs 1 ist mit einer durchgezogenen Linie dargestellt, das Emissionsspektrum E-VB1 des Vergleichsbeispiels ist als gepunktete Linie dargestellt und die melanopische Kurve M als gestrichelte Linie.
Elektromagnetische Strahlung, die dem Wellenlängenbereich der melanopischen Kurve M entspricht, regt einen Fotorezeptor Melanopsin im Auge an. Durch eine Anregung des Fotorezeptors Melanopsin können gesteigerte Aufmerksamkeit und Wachheit hervorgerufen werden.
Das Emissionsspektrum E2 des Leuchtstoffs 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weist eine wesentlich größere Überlappung mit der melanopischen Kurve M auf als das Emissionsspektrum E-VB1 des Vergleichsbeispiels mit der Summenformel Lu₃Al₅O₁₂:Ce³⁺. Der Leuchtstoff 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel regt also den Fotorezeptor Melanopsin stärker an im Vergleich zu dem Leuchtstoff mit der Summenformel Lu₃Al₅O₁₂ : Ce³⁺.
Die größere Überlappung des Emissionsspektrums E2 des Leuchtstoff 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel mit der melanopischen Kurve M im Vergleich mit dem Emissionsspektrum E-VB1 des Vergleichsbeispiels spiegelt sich ebenfalls in der melanopischen ELR wieder. Die melanopische ELR des Leuchtstoffs 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist mehr als doppelt so groß wie die melanopische ELR des Vergleichsbeispiels. Die exakten Daten für die melanopischen ELR sind in der Tabelle 4 zusammengefasst. Tabelle 4: Vergleich der melanopischen ELR des Leuchtstoffs 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel mit der Summenformel La₄Si_5-xAl_xN_10-xO_1+x: Ce³⁺ und dem Vergleichsbeispiel mit der Summenformel Lu₃Al₅O₁₂: Ce³⁺.

Vergleichsbeispiel (Lu ₃ Al ₅ O ₁₂ : Ce ³⁺ ) Zweites Ausführungsbeispiel

melanopische ELR 0,6572 1,6874

Relative melanopische ELR 100% 257%
9 zeigt Emissionsspektren E1 und E-VB2 des Leuchtstoffs 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel mit der Summenformel La₄Si_5-xAl_xN_10-xO_1+x: Ce³⁺ und des Vergleichsbeispiels mit der Summenformel Y₃Al₅O₁₂: Ce³⁺. Die Emissionsspektren sind in einem Wellenlängenbereich von 450 Nanometer bis 800 Nanometer dargestellt. Das Emissionsspektrum E1 des Leuchtstoffs gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist als durchgezogene Linie dargestellt, dass Emissionsspektrum E-VB2 des Vergleichsbeispiels als gestrichelte Linie. Das Emissionsmaximum des ersten Ausführungsbeispiels ist im Vergleich zum Vergleichsbeispiel hin zu größeren Wellenlängen verschoben.
10 zeigt ein Emissionsspektrum Wl einer simulierten Weißlichtlösung mit dem Leuchtstoff 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel mit der Summenformel La₄Si_5-xAl_xN_10-xO_1+x: Ce³⁺. Mit der simulierten Weißlichtlösung kann weißes Mischlicht emittiert werden. Die Weißlichtlösung weist einen blau-emittierenden Halbleiterchip und den Leuchtstoff 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel auf.
11 zeigt ein Emissionsspektrum W-VB einer simulierten Weißlichtlösung mit einem Vergleichsbeispiel mit der Summenformel Y₃Al₅O₁₂: Ce³⁺. Mit der simulierten Weißlichtlösung kann weißes Mischlicht emittiert werden. Die Weißlichtlösung weist eine blau-emittierenden Halbleiterchip und als Leuchtstoff das Vergleichsbeispiel auf.
Im Zusammenhang mit dem 10 und 11 sowie der Tabelle 5 ergibt sich, dass die Weißlichtlösung mit dem Leuchtstoff 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel eine deutlich geringere Farbtemperatur (CCT) des erzeugten weißen Mischlichts aufweist als die Weißlichtlösung mit dem Vergleichsbeispiel. Dabei bleibt die Farbwiedergabe (CRI) gleich. Die exakten Werte für die Farbtemperatur und die Farbwiedergabe sind in Tabelle 5 gezeigt. Tabelle 5: Vergleich der Weißlichtlösungen mit dem Leuchtstoff 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel mit der Summenformel La₄Si_5-xAl_xN_10-xO_1+x: Ce und dem Vergleichsbeispiel mit der Summenformel Y₃Al₅O₁₂: Ce³⁺.

Vergleichsbeispiel (Y ₃ Al ₅ O ₁₂: Ce ³⁺ ) Erstes Ausführungsbeispiel

Farbtemperatur CCT 4369 K 2588 K

Farbwiedergabe CRI 63 63
12 zeigt schematisch verschiedene Schritte eines Verfahrens zur Herstellung eines Leuchtstoffs 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
In einem ersten Verfahrensschritt S1 werden Edukte bereitgestellt. Die Edukte umfassen beispielsweise CeO₂, LaN, Si₃N₄, SiO₂ und AlN. In einem zweiten Verfahrensschritt S2 werden die Edukte zu einem Eduktgemenge vermengt. Das Vermengen kann beispielsweise in einem Handmörser, einer Mörsermühle, einer Kugelmühle, einem Mehrachsmischer oder ähnlichem erfolgen. Das Reaktionsgemenge wird in einen Tiegel, beispielsweise aus Wolfram, überführt und der Tiegel anschließend in einem Ofen platziert. In einem dritten Verfahrensschritt S3 wird das Eduktgemenge in dem Ofen unter einer N₂-Atmosphäre oder bevorzugt unter einer N₂/H₂-Atmosphäre mit einem Verhältnis von 95/5% (N₂/H₂) bei einem Druck von 10 bar und unter Ausschluss von Luft für 12 Stunden zur Reaktion gebracht. Anschließend wird das Reaktionsgemenge auf eine Temperatur kleiner 30 °C abgekühlt und vermahlen. Ein Vermahlen erfolgt beispielsweise in einem Handmörser, einer Mörsermühle oder einer Kugelmühle.

In der Tabelle 6 sind Einwaagen der bereitgestellten Edukte für die Herstellung des Leuchtstoffs (1) gemäß verschiedener Ausführungsbeispiele aufgeführt. Der in dieser Tabelle ebenfalls aufgeführte Parameter x ist aus dem Verhältnis von Si und Al berechnet. Tabelle 6: Einwaagen für die Herstellung des Leuchtstoff (1) gemäß verschiedener Ausführungsbeispiele.

	x	CeO ₂	LaN	Si ₃ N ₄	AlN	SiO ₂
Ausführungsbeispiel 1	0	0,05 g	3,5830 g	1,2399 g	-	0,1770 g
Ausführungsbeispiel 2	1,6667	0,02 g	1,3685 g	0,4252 g	0,1864 g	-
Ausführungsbeispiel 3	0,8333	0,02 g	1,3594 g	0,528 g	0,0926 g	-
Ausführungsbeispiel 4	2,14	0,02 g	1,1739 g	0,4863 g	0,3197 g	-
Ausführungsbeispiel 5	3,75	0,02 g	0,9306 g	0,2891 g	0,7603 g	-
Ausführungsbeispiel 6	3,89	0,02 g	0,5612 g	0,3488 g	1,0700 g	-
Ausführungsbeispiel 7	4,44	0,02 g	0,5674 g	0,1763 g	1,2363 g	-

13 zeigt ein strahlungsemittierendes Bauelement 4 in schematischer Schnittdarstellung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Das strahlungsemittierende Bauelement 4 weist einen Halbleiterchip 5 auf, der im Betrieb elektromagnetische Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs emittiert. Der Halbleiterchip 5 umfasst einen Träger 6, auf den eine epitaktische Halbleiterschichtenfolge 7 aufgebracht ist. Die epitaktische Halbleiterschichtenfolge 7 weist einen aktiven Bereich 8 auf, der im Betrieb des strahlungsemittierende Bauelements 4 die elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs emittiert. Insbesondere handelt es sich bei der elektromagnetischen Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs um elektromagnetische Strahlung im violetten bis blauen Wellenlängenbereich.
Das strahlungsemittierende Bauelement 4 umfasst weiterhin ein Konversionselement 9, das insbesondere den Leuchtstoff 1 aufweist. Es ist weiterhin möglich, dass das Konversionselement 9 einen weiteren Leuchtstoff aufweist. Der Leuchtstoff 1 konvertiert die elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs in elektromagnetische Strahlung eines zweiten Wellenlängenbereichs, der beispielsweise im blaugrünen oder gelborangen Wellenlängenbereich liegt. Insbesondere liegt der zweite Wellenlängenbereich im gelborangen Wellenlängenbereich.
Das strahlungsemittierende Bauelement 4 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sendet beispielsweise weißes Mischlicht aus, das sich aus der elektromagnetischen Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs und der elektromagnetischen Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs zusammensetzt.
Alternativ kann das strahlungsemittierende Bauelement 4 beispielsweise nur gelboranges Licht aussenden. Dabei wird also nur elektromagnetische Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs emittiert. Es findet eine vollständige Konversion der elektromagnetischen Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs in elektromagnetische Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs statt. Ein solches strahlungsemittierendes Bauelement 4 kann beispielsweise in einem Fahrtrichtungsanzeiger eingesetzt werden.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Merkmale und Ausführungsbeispiele können gemäß weiteren Ausführungsbeispielen miteinander kombiniert werden, auch wenn nicht alle Kombinationen explizit beschrieben sind. Weiterhin können die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele alternativ oder zusätzlich weitere Merkmale gemäß der Beschreibung im allgemeinen Teil aufweisen.
Bezugszeichenliste

1: Leuchtstoff
2: Si(N,O)₄-Tetraeder, Al(N,O)₄-Tetraeder
3: kristallographische Lage der La-Atome
4: strahlungsemittierendes Bauelement
5: Halbleiterchip
6: Substrat
7: epitaktische Halbleiterschichtenfolge
8: aktiver Bereich
9: Konversionselement
E-VB1: Emissionsspektrum des Vergleichsbeispiels 1
E-VB2: Emissionsspektrum des Vergleichsbeispiels 2
E1: Emissionsspektrum des Ausführungsbeispiels 1
E2: Emissionsspektrum des Ausführungsbeispiels 2
M: melanopische Kurve
W1: Emissionsspektrum einer simulierten Weißlichtlösung mit dem Ausführungsbeispiel 1
W-VB: Emissionsspektrum einer simulierten Weißlichtlösung mit dem Vergleichsbeispiel 2
S1: Verfahrensschritt 1
S2: Verfahrensschritt 2
S3: Verfahrensschritt 3

Claims

Leuchtstoff (1) mit der allgemeinen Summenformel RE_4-yEA_yD_5-xE_xN_10-x-yO_1+x+y:M, wobei - RE ein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der Seltenerdmetalle ist, - EA ein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der zweiwertigen Elemente ist, - D ein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der vierwertigen Elemente ist, - E ein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der dreiwertigen Elemente ist, - M ein Aktivator-Element ist, - 0 ≤ x ≤ 5 und - 0 ≤ y < 4.
Leuchtstoff (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei D ein Element oder eine Kombination von Elementen ausgewählt aus der folgenden Gruppe ist: Si, Ge.
Leuchtstoff (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei E ein Element oder eine Kombination von Elementen ausgewählt aus der folgenden Gruppe ist: Al, Ga, B.
Leuchtstoff (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei M ausgewählt aus der folgenden Gruppe ist: Ce, Eu, Pr, Sm.
Leuchtstoff (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei M einen molekularen Anteil zwischen einschließlich 0,1% und einschließlich 10% bezogen auf RE aufweist.
Leuchtstoff (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Leuchtstoff die Summenformel RE_4-yEA_ySi_5-xAl_xN_10-x-yO_1+x+y:M aufweist.
Leuchtstoff (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Absorptionsbereich des Leuchtstoffs zumindest teilweise im violetten bis blauen Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums liegt.
Leuchtstoff (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Emissionsspektrum einer von dem Leuchtstoff ausgesandten elektromagnetischen Strahlung einen Emissionspeak mit einem Emissionsmaximum aufweist, das zwischen einschließlich 450 Nanometer und einschließlich 800 Nanometer liegt.
Leuchtstoff (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Dominanzwellenlänge einer von dem Leuchtstoff ausgesandten elektromagnetischen Strahlung zwischen einschließlich 470 Nanometer und einschließlich 600 Nanometer liegt.
Leuchtstoff (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Kristallstruktur eines Wirtsgitters des Leuchtstoffs D(N,O)₄-Tetraeder und/oder E(N,O)₄-Tetraeder aufweist.
Leuchtstoff (1) nach Anspruch 10, wobei in der Kristallstruktur des Wirtsgitters des Leuchtstoffs die D(N,O)₄-Tetraeder und/oder die E(N,O)₄-Tetraeder eckenverknüpft vorliegen.
Leuchtstoff (1) nach Anspruch 10 oder 11, wobei in der Kristallstruktur des Wirtsgitters des Leuchtstoffs durch die D(N,O)₄-Tetraeder und/oder E(N,O)₄-Tetraeder Sechser-Ringe gebildet werden.
Leuchtstoff (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Wirtsgitter des Leuchtstoffs eine Struktur mit einer orthorhombischen Raumgruppe aufweist.
Leuchtstoff (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Wirtsgitter des Leuchtstoffs die Raumgruppe Pmn2₁ aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffs (1) mit der allgemeinen Summenformel RE_4-yEA_yD_5-xE_xN_10-x-yO_1+x+y:M, wobei - RE ein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der Seltenerdmetalle ist, - EA ein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der zweiwertigen Elemente ist, - D ein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der vierwertigen Elemente ist, - E ein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der dreiwertigen Elemente ist, - M ein Aktivator-Element ist, - 0 ≤ x ≤ 5 und - 0 ≤ y < 4, umfassend die Schritte - Bereitstellen von Edukten, - Vermengen der Edukte zu einem Eduktgemenge und - Erhitzen des Eduktgemenges.
Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffs (1) nach Anspruch 15, wobei das Eduktgemenge unter einem erhöhten Druck erhitzt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffs (1) nach Anspruch 15 oder 16, wobei das Erhitzen unter einer N₂-Atmosphäre oder einer N₂/H₂-Atmosphäre stattfindet.
Strahlungsemittierendes Bauelement (4) aufweisend: - einen Halbleiterchip (5), der im Betrieb elektromagnetische Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs aussendet, und - ein Konversionselement (9) mit einem Leuchtstoff (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, der elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs in elektromagnetische Strahlung eines zweiten Wellenlängenbereichs umwandelt, der von dem ersten Wellenlängenbereich zumindest teilweise verschieden ist.
Strahlungsemittierendes Bauelement (4) nach Anspruch 18, wobei das Konversionselement (9) die elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs vollständig in elektromagnetische Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs umwandelt.
Strahlungsemittierendes Bauelement (4) nach Anspruch 18, wobei das Konversionselement (9) einen zweiten Leuchtstoff (10) aufweist, der die elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs in elektromagnetische Strahlung eines dritten Wellenlängenbereichs umwandelt, der zumindest teilweise von dem ersten und zweiten Wellenlängenbereich verschieden ist.