DE112011103145T5

DE112011103145T5 - Leuchtstoff und Verfahren zum Herstellen desselben

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Publication number: DE112011103145T5
Application number: DE112011103145T
Authority: DE
Inventors: Hyong Sik Won; Chan Suk MIN; Youn Gon Park; Seong Min Kim; Chul Soo Yoon
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2010-09-20
Filing date: 2011-09-20
Publication date: 2013-08-01
Also published as: US9187694B2; KR101214236B1; WO2012039573A3; CN103298908A; KR20120030842A; US20130256597A1; WO2012039573A2; CN103298908B

Abstract

Gemäß einem Beispiel der vorliegenden Anmeldung besitzt ein Leuchtstoff die folgende Zusammensetzungsformel (1): [Zusammensetzungsformel 1] Si(6-z)AlzOyN(8-z):Rex, wobei x, y und z jeweils 0,018 ≤ x ≤ 0,3; 0,3 ≤ y ≤ 0,75; 0,42 ≤ z ≤ 1,0 sind und Re ein Seltenerdelement ist. Selbst wenn daher die Aluminiumkonzentration 0,42 mol bis 1,0 mol ist, zeigt ein Sialon-Leuchtstoff der vorliegenden Anmeldung eine hohe Leuchtdichte und hat eine Partikelgröße D50, die zwischen 5 bis 20 μm variiert. Ein Verfahren zum Herstellen eines Leuchtstoffs gemäß einem Bespiel der vorliegenden Anmeldung betrifft zusätzlich ein Anpassen der Sauerstoffkonzentration, um die überlegene Kristallinität des Leuchtstoffs sicherzustellen und somit die Leuchtdichte desselben zu verbessern.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Leuchtstoff und auf ein Verfahren zum Herstellen desselben und insbesondere auf einen β-Sialon-Leuchtstoff, der fähig ist, die Leuchtdichte zu verbessern, und auf ein Verfahren zum Herstellen desselben.
HINTERGRUND
Ein Leuchtstoff wird für eine Vakuumfluoreszenzanzeige (VFD; VFD = vacuum fluorescent display), eine Feldemissionsanzeige (FED; FED = field emission display), einen Plasmaanzeigebildschirm (PDP; PDP = plasma display panel), eine Licht emittierende Anzeige (LED; LED = light emitting display) oder dergleichen verwendet. Um einen Leuchtstoff Licht emittieren zu lassen, wird der Leuchtstoff mit einer Energie versorgt, um den Leuchtstoff angeregt zu gestalten, und der Leuchtstoff wird durch eine Anregungsquelle, die eine hohe Energie hat, beispielsweise Vakuum-Ultraviolettstrahlen, Ultraviolettstrahlen, Elektronenstrahlen und blaues Licht, angeregt. Da jedoch der Leuchtstoff durch diese Anregungsquellen umgeformt wird und somit dazu tendiert, von einer Verringerung der Leuchtdichte betroffen zu sein und sich zu verschlechtern, ist ein Leuchtstoff, der eine kleinere Leuchtdichtenverschlechterung hat, erforderlich. SiAlON- bzw. Sialon-Leuchtstoffe, die eine langsame Abnahme der Leuchtdichte zeigen, werden statt Silikatleuchtstoffen, Phosphatleuchtstoffen, Aluminatleuchtstoffen und Sulfidleuchtstoffen, die herkömmlicherweise verwendet werden, eingeführt.
Ein Sialon-Leuchtstoff ist eine Art von Säurenitriden, die Si, Al, O und N haben, und weist einen α-Sialon-Leuchtstoff und einen β-Sialon-Leuchtstoff, die unterschiedliche Kristallstrukturen haben, auf. Die Nicht-Patentliteratur 1 offenbart einen α-Sialon-Leuchtstoff, während die Patentdokumente 1, 2, 3 und 4 einen α-Sialon-Leuchtstoff und eine Licht emittierende Vorrichtung, die denselben verwendet, offenbaren. Das Patentdokument 5 offenbart ebenfalls einen β-Sialon-Leuchtstoff, während das Patentdokument 6 einen β-Sialon-Leuchtstoff und eine denselben verwendende Licht emittierende Vorrichtung offenbart.
[Nicht-Patenliteratur 1] J. W. H. vankrebel „On new rare earth doped M-Si-Al-O-N materials", Tu Eindhoven The Netherland, P 145–161 (1998)
[Patentdokument 1] JP Patentveröffentlichung Nr. 2002-363554
[Patentdokument 2] JP Patentveröffentlichung Nr. 2003-336059
[Patentdokument 3] JP Patentveröffentlichung Nr. 2004-238505
[Patentdokument 4] JP Patentveröffentlichung Nr. 2007-31201
[Patentdokument 5] JP Patentveröffentlichung Nr. S60-206889
[Patentdokument 6] JP Patentveröffentlichung Nr. 2005-255895
α-Sialon hat eine Kristallstruktur, die eine Einheitsstruktur, die durch Si_12-(m+n)Al_(m+n)O_nN_8-n dargestellt ist, hat, bei der zwei leere Kugeln anwesend sind. Metallionen, die einen relativ kleinen Radius haben, beispielsweise Ca²⁺, können in den leeren Kugeln der Kristallstruktur gebunden sein, und α-Sialon, das die Metallionen bindet, kann durch eine allgemeine Formel M_m/vSi_12-(m+n)Al_(m+n)O_nN_8-n:Eu dargestellt sein, wobei M ein Metallion ist, und V eine Valenz desselben ist. Wie in der Nicht-Patentliteratur 1 und dem Patentdokument 1 erwähnt ist, ist ein α-Sialon, das Ca und ein aktives Material Eu bindet, als ein Leuchtstoff bekannt, der Licht in einer gelben Region emittiert. Da dieser Leuchtstoff ein kontinuierliches Anregungsband von einer Ultraviolettregion zu einer blauen Region hat und somit durch eine Erregung mit Ultraviolettstrahlen oder blauem Licht gelbes Licht emittiert, kann der Leuchtstoff als ein gelber Leuchtstoff für eine weißes Licht emittierende Vorrichtung verwendet sein.
Dieser Leuchtstoff kann durch Mischen von geeigneten Mengen von Vorläufermaterialien, die aus Pulvern von Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid, Calciumkarbonat (CaCO₃) erhalten werden, und Europiumoxid als Ausgangsmaterialien und Sintern der Mischung bei einer hohen Temperatur in einer Stickstoffatmosphäre hergestellt werden. Ein Substrat eines hochreinen Materials mit einer begrenzen Menge an Verunreinigungen, das in dem Patentdokument 3 offenbart ist, oder ein Metallsilizium, das in dem Patentdokument 4 offenbart ist, wird verwendet, um eine hohe Leuchtdichte zu erreichen.
Unterdessen ist β-Sialon durch eine allgemeine Formel Si_6-xAl_xO_xN_6-x dargestellt. Die Patentdokumente 5 und 6 offenbaren einen β-Sialon-Leuchtstoff, der durch Hinzufügen eines aktiven Materials zu dem β-Sialon hergestellt wird. Das Patentdokument 5 offenbart einen β-Sialon-Leuchtstoff, der unter Verwendung von β-Sialon und einem aktiven Material, beispielsweise Cu, Ag, oder eines Seltenerdelements, wie zum Beispiel Eu, erhalten wird. Es wird jedoch berichtet, dass ein Eu-aktivierter β-Sialon-Leuchtstoff des Patentdokuments 5 Licht in einer blauen Wellenlängenregion von 410 nm bis 440 nm emittiert, während ein Leuchtstoff, der in dem Patentdokument 6 offenbart ist, ein grüner Leuchtstoff ist. Der Unterschied der Emissionsfarbe zwischen den Leuchtstoffen liegt wahrscheinlich an der Tatsache, wie es in dem Patentdokument 6 erwähnt ist, dass das aktive Material Eu nicht sicher in dem β-Sialon gebunden ist, da das Eu-aktivierte β-Sialon des Patentdokuments 5 eine niedrige Sintertemperatur hat.
Ein Eu-aktivierter β-Sialon-Leuchtstoff des Patentdokuments 6 emittiert grünes Licht und wird durch Licht in einer blauen Wellenlängenregion angeregt. Der Eu-aktivierte β-Sialon-Leuchtstoff zieht somit als ein grünes Licht emittierender Leuchtstoff für eine weißes Licht emittierende Vorrichtung, die durch eine blaues Licht emittierende Vorrichtung und einen Leuchtstoff oder durch eine Ultraviolettlicht emittierende Vorrichtung und einen Leuchtstoff gebildet ist, eine Aufmerksamkeit auf sich. Der Eu-aktivierte β-Sialon-Leuchtstoff hat insbesondere eine schmale Spektralbreite von etwa 55 nm und eine gute Farbreinheit, und es wird somit erwartet, dass derselbe als ein grüner Leuchtstoff für eine weißes Licht emittierende Vorrichtung, die eine Farbreproduzierbarkeit erfordert, verwendet wird. Da jedoch der Eu-aktivierte β-Sialon-Leuchtstoff keine ausreichend hohe Leuchtdichte hat, ist eine Steigerung der Leuchtdichte notwendig.
Ein β-Sialon-Leuchtstoff wird ferner durch Mischen von geeigneten Mengen von Materialien, die aus Pulvern von Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid erhalten werden, und eines aktiven Materials als Ausgangsmaterialien und Sintern der Mischung bei einer hohen Temperatur in einer Stickstoffatmosphäre hergestellt. Ein β-Sialon-Leuchtstoff, der unter Verwendung von Nitriden, wie zum Beispiel Siliziumnitrid oder Aluminiumnitrid, als ein Ausgangsmaterial durch das aktuell bekannte Verfahren erhalten wird, hat jedoch keine ausreichend hohe Leuchtdichte.
Das heißt bei einem herkömmlichen Verfahren eines Synthetisierens eines β-Sialon-Leuchtstoffs mit hinzugefügtem Seltenerdelement werden Rohmaterialien, die Oxide und Nitride, wie zum Beispiel Si₃N₄, SiO₂, AlN, Al₂O₃ und Eu₂O₃, aufweisen, gemischt und bei 1900°C oder höher in einer Stickstoffatmosphäre synthetisiert. Wenn jedoch β-Sialon durch Mischen eines Seltenerdelements, das als ein bivalenter Kationen-Aktivator beim Mischen der Rohmaterialien verwendet wird, synthetisiert wird, können andere Kationen als Si und Al, die Sialon bilden, als Verunreinigungen dienen, die eine Kristallinität von β-Sialon vermindern, was eine Verringerung der Leuchtdichte des Leuchtstoffs verursachen kann.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, zeigt ferner, obwohl ein gelber YAG-Leuchtstoff bei einer Licht emittierenden Vorrichtung angewendet wird, um eine weißes Licht emittierende Vorrichtung zum ersten Mal zu realisieren, die ein weißes Licht emittierende Vorrichtung verglichen mit einer gewöhnlichen Lampe einen niedrigen Farbwiedergabeindex (CRI; CRI = color rendering index). Eine weißes Licht emittierende Vorrichtung, die durch Verwenden von grünen und roten Leuchtstoffen einen verbesserten CRI hat, wurde somit in jüngster Vergangenheit entwickelt. Als ein grüner Leuchtstoff, der bei der Vorrichtung angewendet wird, wird ein Silikatleuchtstoff oder ein Sulfidleuchtstoff verwendet. Solche Leuchtstoffe zeigen jedoch niedrige Hochtemperatur-, thermische und chemische Beständigkeiten, und somit wird ein Leuchtstoff, der Nitride verwendet, lebhaft untersucht. Da ein Nitrid-Leuchtstoff durch Hinzufügen eines Aktivators zu einem Wirtsmaterial, wie zum Beispiel Si₃N₄ und Sialon, die für Hochtemperaturstrukturmaterialien verwendet werden, erhalten wird, hat der Leuchtstoff eine überlegene Farbreproduzierbarkeit und Zuverlässigkeit einer Anzeige und ausgezeichnete Hochtemperaturcharakteristiken für ein Lichtemittieren und wird somit auf eine Fernseh-(TV)Hintergrundbeleuchtung und eine Beleuchtungslampe angewendet. Dieser Leuchtstoff hat jedoch 70% oder weniger des Wirkungsgrads des YAG-Leuchtstoffs, und somit wird eine Verbesserung des Wirkungsgrads benötigt.
KURZFASSUNG
Ein Aspekt der vorliegenden Anmeldung schafft einen Leuchtstoff und ein Verfahren zum Herstellen desselben.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Anmeldung ist ein Leuchtstoff geschaffen, der durch eine Formel 1 dargestellt ist:
[Formel 1]

Si_(6-z)Al_zO_yN_(8-z):Re_x,

wobei 0,018 ≤ x ≤ 0,3; 0,3 ≤ y ≤ 0,75; 0,42 ≤ z ≤ 1,0 und Re ein Seltenerdelement ist.
z kann 0,50 bis 0,75 sein.
z kann 0,60 bis 0,70 sein.
Der Leuchtstoff kann eine Spitzenemissionswellenlänge von 500 bis 550 nm haben, wenn derselbe durch eine Anregungsquelle bestrahlt wird.
Der Leuchtstoff kann eine Spitzenemissionswellenlänge von 535 bis 545 nm haben, wenn derselbe durch eine Anregungsquelle bestrahlt wird.
Der Leuchtstoff kann eine Partikelgröße D50 von 5 bis 20 μm haben.
Die Anregungsquelle kann eine Spitzenemissionswellenlänge von 300 bis 480 nm haben.
Das Seltenerdelement kann aus einer Gruppe, die Eu und Ce aufweist, ausgewählt sein.
Der Leuchtstoff kann ferner ein Alkalierdmetall, das aus einer Gruppe, die Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr) und Barium (Ba) aufweist, ausgewählt ist, aufweisen.
Der Leuchtstoff kann ferner Mangan (Mn) aufweisen.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Anmeldung ist ein Verfahren zum Herstellen eines Leuchtstoffs geschaffen. Das Verfahren weist ein Erzeugen einer ersten Mischung durch Mischen eines Siliziumvorläufers, eines Aluminiumvorläufers und eines Vorläufers eines aktiven Materials auf. Die Sauerstoffkonzentration wird durch Oxidieren der ersten Mischung angepasst. Die oxidierte erste Mischung wird in einer Stickstoffatmosphäre gesintert. Der Leuchtstoff ist durch die Formel 1 dargestellt:
[Formel 1]

Si_(6-z)Al_zO_yN_(8-z):Re_x,

wobei 0,018 ≤ x ≤ 0,3; 0,3 ≤ y ≤ 0,75; 0,42 ≤ z ≤ 1,0 und Re ein Seltenerdelement ist.
Der Leuchtstoff kann eine Spitzenemissionswellenlänge von 500 bis 550 nm haben, wenn derselbe durch eine Anregungsquelle bestrahlt wird.
Der Leuchtstoff kann eine Spitzenemissionswellenlänge von 535 bis 545 nm haben, wenn derselbe durch eine Anregungsquelle bestrahlt wird.
Der Schritt eines Anpassens der Sauerstoffkonzentration kann derart ausgeführt werden, dass die Sauerstoffkonzentration eine Bedingung (Aluminiumkonzentration – 0,1) ≤ Sauerstoffkonzentration ≤ (Aluminiumkonzentration + 0,1) erfüllt.
Der Siliziumvorläufer kann aus einer Gruppe, die metallisches Silizium und Siliziumnitrid aufweist, ausgewählt sein.
Der Aluminiumvorläufer kann aus einer Gruppe, die metallisches Aluminium, Aluminiumnitrid und Aluminiumhydroxid aufweist, ausgewählt sein.
Der Vorläufer eines aktiven Materials kann das Seltenerdelement aufweisen.
Das Seltenerdelement kann aus einer Gruppe, die Eu und Ce aufweist, ausgewählt sein.
Der Schritt eines Oxidierens der ersten Mischung kann bei einer Temperatur von 300 bis 1300°C in einer Sauerstoff- oder Luftatmosphäre ausgeführt werden.
Der Schritt eines Sinterns kann bei einer Temperatur von 1500 bis 2200°C ausgeführt werden.
Der Schritt eines Sinterns kann bei einem Druck eines Stickstoffgases von 0,1 bis 10 MPa ausgeführt werden.
Der Leuchtstoff kann eine Partikelgröße D50 von 5 bis 20 μm haben.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Anmeldung ist ein Verfahren zum Herstellen eines Leuchtstoffs geschaffen. Das Verfahren weist ein Erzeugen einer ersten Mischung durch Mischen von Siliziumoxid, Aluminiumoxid und eines Vorläufers eines aktiven Materials, während die Sauerstoffkonzentration angepasst wird, auf. Die erste Mischung wird in einer Stickstoffatmosphäre gesintert. Der Leuchtstoff ist durch die Formel 1 dargestellt:
[Formel 1]

Si_(6-z)Al_zO_yN_(8-z):Re_x,

wobei 0,018 ≤ x ≤ 0,3; 0,3 ≤ y ≤ 0,75; 0,42 ≤ z ≤ 1,0 und Re ein Seltenerdelement ist.
Der Schritt eines Anpassens der Sauerstoffkonzentration kann derart ausgeführt werden, dass die Sauerstoffkonzentration eine Bedingung (Aluminiumkonzentration – 0,1 ≤ Sauerstoffkonzentration ≤ (Aluminiumkonzentration + 0,1) erfüllt.
Das Seltenerdelement kann aus einer Gruppe, die Eu und Ce aufweist, ausgewählt sein.
Der Schritt eines Sinterns kann bei einer Temperatur von 1500 bis 2200°C ausgeführt werden.
Der Schritt eines Sinterns kann bei einem Druck von Stickstoffgas von 0,1 bis 10 MPa ausgeführt werden.
Der Leuchtstoff kann eine Partikelgröße D50 von 5 bis 20 μm haben.
Gemäß einem Beispiel der vorliegenden Anmeldung ist ein Leuchtstoff durch die Formel 1 dargestellt:
[Formel 1]

Si_(6-z)Al_zO_yN_(8-z):Re_x,

wobei 0,018 ≤ x ≤ 0,3; 0,3 ≤ y ≤ 0,75; 0,42 ≤ z ≤ 1,0 und Re ein Seltenerdelement ist.
Die vorliegende Anmeldung liefert somit einen Sialon-Leuchtstoff, der eine hohe Leuchtdichte aufweist und eine Partikelgröße D50, die zwischen 5 bis 20 μm variiert, hat, selbst wenn eine Aluminiumkonzentration 0,42 mol bis 1,0 mol ist.
Bei einem Verfahren zum Herstellen eines Leuchtstoffs gemäß einem Beispiel der vorliegenden Anmeldung wird ferner eine Sauerstoffkonzentration angepasst, um eine überlegene Kristallinität des Leuchtstoffs sicherzustellen und somit eine Leuchtdichte desselben zu verbessern.
Der Leuchtstoff gemäß dem Beispiel der vorliegenden Anmeldung kann schließlich eine ausgezeichnete Eigenschaft eines Emittierens von grünem Licht zeigen, nicht zulassen, dass eine Partikelgröße desselben größer wird, eine Steuerung der Partikelgröße ermöglichen und eine Leuchtdichte verbessern, selbst wenn eine Aluminiumkonzentration hoch ist.
Zusätzliche Vorteile und neue Charakteristiken sind teilweise in der folgenden Beschreibung dargelegt, und sind teilweise für Fachleute nach einer Prüfung des Folgenden und der beigefügten Zeichnungen offensichtlich oder können durch eine Erzeugung oder einen. Betrieb der Beispiele gelernt werden. Die Vorteile der vorliegenden Lehren können durch eine Praxis oder eine Verwendung von verschiedenen Aspekten der Methodiken, Mittel und Kombinationen, die bei den im Folgenden erörterten detaillierten Beispielen dargelegt sind, realisiert und erlangt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorhergehenden und anderen Aspekte, Charakteristiken und Vorteile der vorliegenden Anmeldung sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen offensichtlicher. Es zeigen:
1 eine grafische Darstellung, die eine XRD von Sialon-Leuchtstoffen, die bei einem Beispiel 1 und einem Vergleichsbeispiel 1 hergestellt werden, darstellt;
2 eine grafische Darstellung, die relative Photolumineszenz(PL-)Intensitäten von Sialon-Leuchtstoffen, die bei den Beispielen 1 bis 8 hergestellt werden, basierend auf derselben des Vergleichsbeispiels 1 darstellt;
3 eine grafische Darstellung, die relative PL-Intensitäten der Sialon-Leuchtstoffe, die bei den Beispielen 1 bis 8 hergestellt werden, gemäß einer Emissionswellenlänge basierend auf derselben des Vergleichsbeispiels 1 darstellt;
4 eine grafische Darstellung, die einen Bereich bei einer Emissionswellenlänge von 520 bis 570 nm von 3 vergrößert;
5 eine grafische Darstellung, die Spitzenemissionswellenlängen der Sialon-Leuchtstoffe der Beispiele 1 bis 8 und des Vergleichsbeispiels 1 darstellt;
6 eine grafische Darstellung, die eine Halbwertsbreite (FWHM; FWHM = full width at half maximum) der Sialon-Leuchtstoffe der Beispiele 1 bis 8 und des Vergleichsbeispiels 1 darstellt;
7 eine grafische Darstellung, die PL-Intensitäten von Sialon-Leuchtstoffen von Beispielen 9 bis 13 und eines Vergleichsbeispiels 2 gemäß einer Sauerstoffkonzentration darstellt;
8 eine grafische Darstellung, die Spitzenemissionswellenlängen der Sialon-Leuchtstoffe der Beispiele 9 bis 13 und des Vergleichsbeispiels 2 gemäß der Sauerstoffkonzentration darstellt;
9a eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme (SEM; SEM = scanning electron micrograph) von Partikeln des Sialon-Leuchtstoffs gemäß dem Vergleichsbeispiel 2; und
9b eine SEM von Partikeln des Sialon-Leuchtstoffs gemäß einem Beispiel 11.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In der folgenden detaillierten Beschreibung sind zahlreiche spezifische Details mittels Beispielen dargelegt, um ein gründliches Verständnis der relevanten Lehren zu liefern. Es ist jedoch Fachleuten offensichtlich, dass die vorliegenden Lehren ohne solche Details praktiziert werden könnten. In anderen Fällen sind gut bekannte Verfahren, Prozeduren, Komponenten und/oder Schaltungen auf einem relativ hohen Niveau ohne Details beschrieben, um ein nicht notwendiges Verbergen von Aspekten der vorliegenden Lehren zu vermeiden.
Im Folgenden sind ein Leuchtstoff und ein Verfahren zum Herstellen desselben gemäß einem Beispiel der vorliegenden Anmeldung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Der Leuchtstoff gemäß dem Beispiel ist ein β-Sialon-Leuchtstoff, auf den mit verschiedenen Begriffen in der Beschreibung, beispielsweise ein Leuchtstoff und ein Sialon-Leuchtstoff, Bezug genommen sein kann.
Der Leuchtstoff gemäß dem Beispiel der vorliegenden Anmeldung ist durch die Formel 1 dargestellt:
[Formel 1]

Si_(6-z)Al_zO_yN_(8-z):Re_x,

wobei 0,018 ≤ x ≤ 0,3; 0,3 ≤ y ≤ 0,75; 0,42 ≤ z ≤ 1,0 und Re ein Seltenerdelement ist.
Der Leuchtstoff kann eine ausgezeichnete Eigenschaft eines Emittierens von grünem Licht zeigen, eine Partikelgröße desselben auf ein kleines Niveau steuern, und eine Leuchtdichte selbst dann verbessern, wenn eine Aluminiumkonzentration hoch ist.
In der Formel 1 ist z vorzugsweise 0,5 mol bis 0,75 mol und bevorzugter 0,60 mol bis 0,70 mol.
Selbst wenn die Aluminiumkonzentration 0,42 oder höher ist, emittiert der Leuchtstoff Licht mit einer Spitzenemissionswellengänge in einem Bereich von 500 bis 550 nm, wenn derselbe durch eine Anregungsquelle mit einer Spitzenemissionswellenlänge in einem Bereich von 300 bis 480 nm bestrahlt wird, was die ausgezeichnete Eigenschaft eines Emittierens von grünem Licht zeigt. Wenn ferner die Anregungsquelle bestrahlt wird, kann die Spitzenemissionswellenlänge 535 bis 545 nm bevorzugter 540 bis 542,5 nm sein.
Selbst wenn die Aluminiumkonzentration 0,4 mol bis 1,0 mol ist, kann zusätzlich eine Partikelgröße D50 des Sialon-Leuchtstoffs in einen Bereich von 5 bis 20 μm gesteuert sein. Das heißt, wenn die Aluminiumkonzentration hoch ist, wird die Partikelgröße groß, um eine Porosität zu erhöhen, sodass eine Leuchtdichte reduziert wird. Bei dem vorliegenden Beispiel wird jedoch der Sialon-Leuchtstoff mit einer kleinen Partikelgröße selbst bei einer Aluminiumkonzentration von 0,42 bis 1,0 gebildet, wodurch eine Verringerung der Leuchtdichte verhindert wird.
Der Sialon-Leuchtstoff gemäß dem vorliegenden Beispiel hat ferner bei einer Aluminiumkonzentration von 0,42 mol bis 1,0 mol verglichen mit einem Sialon-Leuchtstoff, der eine Aluminiumkonzentration von 0,23 mol (1,64 mol%) hat, eine um 12,5% verbesserte Leuchtdichte. Die Leuchtdichte des Leuchtstoffs wird dementsprechend mit der vorhergehenden Rate verbessert, und somit kann eine Licht emittierende Vorrichtung, die den Leuchtstoff gemäß dem vorliegenden Beispiel verwendet, einen höheren Umwandlungswirkungsgrad erreichen.
Der Sialon-Leuchtstoff gemäß dem vorliegenden Beispiel hat verglichen mit einem herkömmlichen Sialon-Leuchtstoff mit z < 0,35 Eigenschaften eines hohen Lichtemittierens und ausgezeichnete thermische und chemische Beständigkeiten. Eine weißes Licht emittierende Vorrichtung mit einer hohen Ausgangsleistung/hohen Zuverlässigkeit kann somit hergestellt werden.
Bei dem Sialon-Leuchtstoff gemäß dem vorliegenden Beispiel kann das Seltenerdelement aus einer Gruppe, die Eu und Ce aufweist, ausgewählt sein. Eu kann aus Europiumoxid (Eu₂O₃) als eine Eu enthaltende Verbindung gewonnen sein, während Si aus Siliziumoxid (SiO₂) oder Siliziumnitrid (Si₃N₄) als eine Si enthaltende Verbindung gewonnen sein kann. Al kann ferner aus Aluminiumnitrid (AlN) oder Aluminiumoxid (Al₂O₃) als eine Al enthaltende Verbindung gewonnen sein. Die Sauerstoffkonzentration wird durch Oxidieren einer Mischung von Rohmaterialien nach dem Mischen der Rohmaterialien angepasst, wenn Siliziumnitrid und Aluminiumnitrid verwendet werden. Die Sauerstoffkonzentration wird alternativ durch Anpassen von Mengen von Siliziumoxid und Aluminiumoxid angepasst, wenn Siliziumoxid und Aluminiumoxid verwendet werden.
Der Sialon-Leuchtstoff gemäß dem vorliegenden Beispiel ist eine Verbindung, die durch Si_(6-x)Al_xO_yN_(8-y):Re_z dargestellt ist, die durch Hinzufügen von Aluminiumnitrid zu einer Zusammensetzung von Siliziumnitrid und Europiumoxid erhalten wird. Hier können x und z Werte sein, die aus den Bedingungen 0,018 ≤ x ≤ 0,3 bzw. 0,42 ≤ z ≤ 1,0 ausgewählt sind. Für den Sialon-Leuchtstoff, der eine Konzentration mit einem z von 0,42 oder höher hat, ist insbesondere allgemein bekannt, dass derselbe eine Verringerung der Eigenschaft eines Emittierens von grünem Licht zeigt und eine große Partikelgröße hat. Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, hat jedoch selbst bei einer Aluminiumkonzentration von 0,42 oder höher der Sialon-Leuchtstoff gemäß dem vorliegenden Beispiel eine ausgezeichnete Eigenschaft eines Emittierens von grünem Licht, lässt nicht zu, dass die Partikelgröße desselben wächst, steuert die Partikelgröße und verbessert durch Anpassen von Konzentrationen von Sauerstoff, Re und Aluminium eine Leuchtdichte.
Der Sialon-Leuchtstoff gemäß dem vorliegenden Beispiel kann ferner außerdem eine Alkalierdmetall enthaltende Verbindung oder eine Mangan (Mn) enthaltende Verbindung aufweisen. Ein Alkalierdmetall kann aus einer Gruppe, die Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr) und Barium (Ba) aufweist, ausgewählt sein.
Bei dem Sialon-Leuchtstoff, der die Alkalierdmetall enthaltende Verbindung oder die Mangan enthaltende Verbindung aufweist, ersetzen das Alkalierdmetall oder das Mangan nicht Silizium oder Aluminium, die eine Wirtsmatrix bilden, sondern werden als ein Dotierstoff zu einer leeren Kugel einer Kristallstruktur hinzugefügt. Schließlich trägt bei einem Beispiel die Hinzufügung eines Alkalierdmetalls oder von Mangan zu einer Phasenstabilisierung des Sialon-Leuchtstoffs bei, wodurch eine Zuverlässigkeit verbessert wird, ein Wirkungsgrad eines Lichtemittierens gesteigert wird, und eine Wellenlänge eines Lichts verkürzt wird, ohne die Kristallstruktur der Wirtsmatrix umzuformen oder zu beeinträchtigen.
Im Folgenden ist ein Verfahren zum Herstellen eines Sialon-Leuchtstoffs gemäß einem Beispiel der vorliegenden Anmeldung beschrieben.
Das Verfahren zum Herstellen des Sialon-Leuchtstoffs gemäß dem Beispiel der vorliegenden Anmeldung weist ein Erzeugen einer ersten Mischung durch Mischen eines Siliziumvorläufers, eines Aluminiumvorläufers und eines Vorläufers eines aktiven Materials auf. Die Sauerstoffkonzentration wird durch Oxidieren der Mischung angepasst. Die oxidierte erste Mischung wird in einer Stickstoffatmosphäre gesintert.
Ein Sialon-Leuchtstoff, der durch das Verfahren zum Herstellen des Sialon-Leuchtstoffs gemäß dem vorliegenden Beispiel hergestellt wird, ist durch die Formel 1 dargestellt.
[Formel 1]

Si_(6-z)Al_zO_yN_(8-z):Re_x,

wobei 0,018 ≤ x ≤ 0,3; 0,3 ≤ y ≤ 0,75; 0,42 ≤ z ≤ 1,0 und Re ein Seltenerdelement ist.
In der Formel 1, Si_(6-z)Al_zO_yN_(8-z):Re_x, ist z vorzugsweise 0,5 bis 0,75 bevorzugter 0,60 bis 0,70.
Selbst wenn eine Aluminiumkonzentration 0,42 oder höher ist, emittiert der Sialon-Leuchtstoff, der durch das exemplarische Verfahren hergestellt wird, Licht mit einer Spitzenemissionswellenlänge in einem Bereich von 500 bis 550 nm, wenn derselbe durch eine Anregungsquelle mit einer Spitzenwellenlänge in einem Bereich von 300 bis 480 nm bestrahlt wird, was eine ausgezeichnete Eigenschaft eines Emittierens von grünem Licht zeigt. Wenn ferner diese Anregungsquelle bestrahlt wird, kann die Spitzenemissionswellenlänge 535 bis 545 nm bevorzugt 540 bis 542,5 nm sein.
Der Sialon-Leuchtstoff, der gemäß dem vorliegenden Beispiel hergestellt wird, kann ferner eine Leuchtdichte haben, die verglichen mit einem Sialon-Leuchtstoff, der eine Aluminiumkonzentration von 0,23 mol hat, bei einer Aluminiumkonzentration von 0,42 mol bis 1,0 mol um 12,5% oder höher verbessert ist. Aufgrund der Verbesserung der Leuchtdichte des Leuchtstoffs kann dementsprechend eine Licht emittierende Vorrichtung, die den Leuchtstoff gemäß dem vorliegenden Beispiel verwendet, einen hohen Umwandlungswirkungsgrad erreichen.
Bei einer Aluminiumkonzentration von 0.42 mol bis 1,0 mol kann außerdem der Sialon-Leuchtstoff eine Partikelgröße D50, die auf 5 bis 20 μm gesteuert ist, haben.
Der Siliziumvorläufer kann ein metallisches Silizium oder eine Siliziumverbindung aufweisen. Als der Siliziumvorläufer kann metallisches Silizium alleine oder in Kombination mit einer Siliziumverbindung verwendet sein. Die Siliziumverbindung kann Siliziumnitrid sein.
Das metallische Silizium ist vorzugsweise ein hochreines pulveriges metallisches Silizium mit einem niedrigen Gehalt an Verunreinigungen, wie zum Beispiel Fe. Ein Partikeldurchmesser oder eine Partikelverteilung eines metallischen Siliziumpulvers hat keine direkte Auswirkung auf ein Partikelsystem des Leuchtstoffs. Abhängig von Sinterbedingungen oder gemischten Rohmaterialien hat jedoch der Partikeldurchmesser oder die Partikelverteilung des Siliziumpulvers nicht nur eine Auswirkung auf Charakteristiken des Leuchtstoffs hinsichtlich der Partikelgröße, wie zum Beispiel eines Partikeldurchmessers oder einer Partikelform, sondern ferner auf Eigenschaften eines Lichtemittierens des Leuchtstoffs, und somit hat das Pulver eines metallischen Siliziums vorzugsweise einen Partikeldurchmesser von 300 μm oder weniger.
Da das metallische Silizium mit einem kleineren Partikeldurchmesser eine höhere Reaktivität zeigt, hat das metallische Silizium angesichts der Reaktivität vorzugsweise kleinere Partikel. Die Reaktivität hängt jedoch ferner von gemischten Rohmaterialien oder einer Sinterrate ab, und somit muss das metallische Silizium nicht notwendigerweise einen kleinen Partikeldurchmesser haben und ist nicht auf eine Pulverform begrenzt.
Der Aluminiumvorläufer kann metallisches Aluminium oder eine Aluminiumverbindung aufweisen. Als der Aluminiumvorläufer kann metallisches Aluminium alleine oder in Kombination mit einer Aluminiumverbindung verwendet sein. Die Aluminiumverbindung kann aus einer Gruppe, die Aluminiumnitrid und Aluminiumhydroxid aufweist, ausgewählt sein.
Wenn der Siliziumvorläufer ein metallisches Silizium ist, muss der Aluminiumvorläufer nicht notwendigerweise metallisches Aluminium sein, kann jedoch allein eine Aluminiumverbindung sein.
Wenn das metallische Aluminium verwendet ist, ist ein hochreines pulveriges metallisches Aluminium mit einem niedrigen Gehalt an Verunreinigungen, wie zum Beispiel Fe, vorzuziehen. Wie im Vorhergehenden erwähnt ist, hat das metallische Aluminium vorzugsweise ferner einen Partikeldurchmesser von 300 μm oder weniger. Da jedoch die Reaktivität ferner von gemischten Rohmaterielien oder einer Sinterrate abhängt, muss das metallische Aluminium nicht notwendigerweise einen kleinen Partikeldurchmesser haben und ist nicht auf eine Pulverform begrenzt.
Das Seltenerdelement als ein aktives Material kann aus einer Gruppe, die Eu, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm und Yb, aufweist, ausgewählt sein. Das Seltenerdelement ist vorzugsweise Eu oder Ce. Der Vorläufer eines aktiven Materials kann Oxide, wie zum Beispiel Eu₂O₃, Sm₂O₃, Yb₂O₃, CeO, Pr₇O₁₁ und Tb₃O₄, Eu(NO₃)₃, EuN oder EuCl₃ aufweisen.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, werden der Siliziumvorläufer, der Aluminiumvorläufer und der Vorläufer eines aktiven Materials gemessen und in eine erste Mischung gemischt. Die erste Mischung wird anschließend oxidiert, um eine Sauerstoffkonzentration anzupassen, und in einer Stickstoffatmosphäre gesintert, wodurch ein Sialon-Leuchtstoff hergestellt wird.
Da die erste Mischung keinen Sauerstoff enthält, wird die erste Mischung bei einer Temperatur von 300 bis 1300°C in einer Sauerstoff- oder Luftatmosphäre einer Oxidation ausgesetzt, wodurch die Sauerstoffkonzentration angepasst wird. Die Sauerstoffkonzentration kann hier angepasst werden, um eine Bedingung (Aluminiumkonzentration – 0,1) ≤ Sauerstoffkonzentration ≤ (Aluminiumkonzentration + 0,1) zu erfüllen. Auf diese Weise wird die erste Mischung, die keinen Sauerstoff aufweist, gebildet und dann einer Oxidation ausgesetzt, um dadurch eine gleichmäßige Sauerstoffkonzentration zu liefern.
Das heißt ein Sauerstoffgas dient in der Sauerstoff- oder Luftatmosphäre als eine Sauerstoffversorgungsquelle. Silizium, Aluminium und das aktive Material regieren hier miteinander während der Oxidation, sodass der Sialon-Leuchtstoff eine gleichmäßige Zusammensetzung erhalten kann. Schließlich ist, da die Sauerstoffkonzentration in dem Sialon-Leuchtstoff gleichmäßig angepasst ist, der Sialon-Leuchtstoff nicht teilweise kristallisiert, sondern gänzlich kristallisiert, um eine Kristallinität zu steigern, sodass die Leuchtdichte verbessert wird.
Die oxidierte erste Mischung wird bei einer Temperatur von 1500 bis 2200°C und einem Druck des Stickstoffgases von 0,1 bis 10 MPa gesintert. Ein Sintern kann durch Verdichten des sortierten ersten Mischungspulvers in einem Bornitrid-(BN-)Tiegel ausgeführt werden. Die Stickstoff enthaltende Atmosphäre hat hier vorzugsweise eine N₂-Gaskonzentration von 90% oder höher. Die Stickstoffatmosphäre kann durch Erzeugen eines Vakuumzustands und dann Einleiten eines Stickstoff enthaltenden Gases gebildet werden. Die Stickstoffatmosphäre kann alternativ durch Einleiten eines Stickstoff enthaltenden Gases ohne eine Erzeugung eines Vakuumzustands, bei dem eine Einleitung des Gases möglicherweise diskontinuierlich ausgeführt wird, gebildet werden.
Bei einem Beispiel der vorliegenden Anmeldung kann das Verfahren zum Herstellen des Leuchtstoffs ferner ein Wärmebehandeln des gesinterten Leuchtstoffs in einer reduzierenden Atmosphäre aufweisen, um die Reduktion von Europiumoxid (Eu₂O₃) zu beschleunigen. In der reduzierenden Atmosphäre kann eine Mischung eines N₂-Gases mit H₂, CO oder NH₃ verwendet werden, wobei eine Konzentration von H₂, CO oder NH₃, die dem N₂-Gas hinzugefügt sind, 0,1 bis 10% sein kann. Eine Wärmebehandlung in der reduzierenden Atmosphäre kann bei einer Temperatur von 1000 bis 1700°C für etwa 1 bis 20 Stunden ausgeführt werden.
Ein Verfahren zum Herstellen eines Sialon-Leuchtstoffs gemäß einem Beispiel der vorliegenden Anmeldung weist alternativ ein Erzeugen einer ersten Mischung durch Mischen eines Siliziumoxids, Aluminiumoxids und eines Vorläufers eines aktiven Materials, während die Sauerstoffkonzentration angepasst wird, und ein Sintern der oxidierten ersten Mischung in einer Stickstoffatmosphäre auf.
Ein Sialon-Leuchtstoff, der durch dieses Verfahren hergestellt wird, ist durch die Formel 1 dargestellt:
[Formel 1]

Si_(6-z)Al_xO_yN_(8-z):Re_x,

wobei 0,018 ≤ x ≤ 0,3; 0,3 ≤ y ≤ 0,75; 0,42 ≤ z ≤ 1,0 und Re ein Seltenerdelement ist.
Dieses Verfahren kann einem Mischen der Vorläufer, einem Oxidieren der Mischung und einem Anpassen einer Sauerstoffkonzentration entsprechen. Das heißt ein Oxid wird als ein Vorläufermaterial verwendet, um die Sauerstoffkonzentration anzupassen, und somit kann die Sauerstoffkonzentration beim Bilden der ersten Mischung angepasst werden. Auf diese Weise kann ferner eine gleichmäßige Konzentration von Sauerstoff geliefert werden. Sowie die Sauerstoffkonzentration in dem Sialon-Leuchtstoff gleichmäßig angepasst wird, wird dementsprechend der Sialon-Leuchtstoff nicht teilweise kristallisiert, sondern gänzlich kristallisiert, um eine Kristallinität zu steigern, sodass eine Leuchtdichte verbessert wird. Die Sauerstoffkonzentration kann zusätzlich durch verschiedene Verfahren, ohne auf die vorhergehenden Beispiele begrenzt zu sein, angepasst werden.
Ein Verfahren zum Mischen des Siliziumvorläufers, des Aluminiumvorläufers und des Vorläufers eines aktiven Materials nach einer Messung kann entweder eines mit einem trockenen Mischen oder einem nassen Mischen sein.
Gemäß einem Verfahren eines nassen Mischens werden zuerst der Siliziumvorläufer, der Aluminiumvorläufer und der Vorläufer des aktiven Materials, die gemessen sind, Kugeln, um beim Mischen und Zerkleinern der Vorläufer zu helfen, und ein Lösungsmittel gemischt. Hier können die Kugeln Siliziumdioxid-(SiO₂-), Aluminiumoxid-(Al₂O₃-) oder Zirkoniumdioxid-(ZrO₂-)Kugeln oder Kugeln, die allgemein zum Mischen von Bestandteilen verwendet werden, sein. Das Lösungsmittel kann entionisiertes (DI-; DI = deionized) Wasser, Alkohole, wie zum Beispiel Ethanol, oder organische Lösungsmittel, wie zum Beispiel n-Hexan, sein. Das heißt nach dem Bringen der Vorläufer, des Lösungsmittels und der Kugeln in einen Behälter wird der Behälter verschlossen, gefolgt von einem homogene Mischen für etwa 0,1 bis 100 Stunden unter Verwendung einer Mühle oder dergleichen. Wenn das Mischen abgeschlossen ist, wird eine erste Mischung von den Kugeln getrennt und in einem Ofen für etwa 1 bis 30 Stunden getrocknet, um das Lösungsmittel größtenteils verdampfen zu lassen. Das getrocknete Pulver wird dann unter Verwendung eines mikrometergroßen Siebs aus Metall oder Polymer gleichmäßig zerkleinert.
Unterdessen werden gemäß einem Verfahren eines trockenen Mischens die Vorläufer in einen Behälter ohne ein Lösungsmittel gebracht und unter Verwendung einer Mahlmaschine homogen gemischt. Das Mischen wird für etwa 0,1 bis 1 Stunde ausgeführt, bei dem die Kugeln zusammen mit den Vorläufern für eine Erleichterung des Mischens hinzugefügt werden, wodurch eine Mischzeit reduziert wird. Das Verfahren eines trockenen Mischens kann verglichen mit dem Verfahren eines nassen Mischens eine Gesamtprozesszeit reduzieren, da dies mit keinem Trocknungsprozess eines Lösungsmittels einhergeht. Nachdem die Vorläufer gemischt sind, kann das resultierende Pulver unter Verwendung eines gewünschten mikrometergroßen Siebs aus Metall oder Polymer auf die gleiche Art und Weise wie bei dem Verfahren des nassen Mischens gleichmäßig zerkleinert werden.
Bei der vorliegenden Anmeldung zeigt, selbst wenn eine Aluminiumkonzentration 0,42 mol bis 1,0 mol ist, der Sialon-Leuchtstoff eine hohe Leuchtdichte und hat eine Partikelgröße D50 in einem Bereich von 5 bis 20 μm.
Bei dem Verfahren zum Herstellen des Leuchtstoffs gemäß dem Beispiel der vorliegenden Anmeldung wird ferner die Sauerstoffkonzentration angepasst, um eine ausgezeichnete Kristallinität des Leuchtstoffs zu sichern, wodurch die Leuchtdichte verbessert wird.
Der Sialon-Leuchtstoff gemäß dem Beispiel der vorliegenden Anmeldung kann schließlich eine ausgezeichnete Eigenschaft eines Emittierens von grünem Licht zeigen, nicht zulassen, dass eine Partikelgröße desselben größer wird, eine Steuerung der Partikelgröße ermöglichen und eine Leuchtdichte selbst dann ermöglichen, wenn eine Aluminiumkonzentration hoch ist.
Bei dem Mischen des Siliziumvorläufers, des Aluminiumvorläufers und des Vorläufers eines aktiven Materials kann ferner zusätzlich eine Alkalierdmetall enthaltende Verbindung oder eine Mangan (Mn) enthaltende Verbindung damit gemischt werden. Das Alkalierdmetall kann aus einer Gruppe, die Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr) und Barium (Ba) aufweist, ausgewählt sein.
Wenn die Alkalierdmetall enthaltende Verbindung oder Mangan enthaltende Verbindung ferner beim Mischen der Vorläufer hinzugefügt wird, ersetzt das Alkalierdmetall oder das Mangan nicht Silizium oder Aluminium, das die Wirtsmatrix bildet, wird jedoch als ein Dotierstoff zu der leeren Kugel der Kristallstruktur hinzugefügt. Bei einem Beispiel formt schließlich die Hinzufügung des Alkalierdmetalls oder des Mangans weder die Kristallstruktur der Wirtsmatrix um noch beeinträchtigt dieselbe.
Das Alkalierdmetall oder das Mangan trägt ferner zu einer Phasenstabilisierung des Sialon-Leuchtstoffs bei, wodurch eine Zuverlässigkeit verbessert wird, ein Wirkungsgrad eines Lichtemittierens gesteigert wird und eine Lichtwellenlänge verkürzt wird.
Das Alkalierdmetall oder das Mangan können in einer Menge von 0,0001 bis 10 mol% hinzugefügt werden. Wenn die Menge des Alkalierdmetalls oder des Mangans kleiner als 0,1 mol% ist, können eine Verbesserung des Wirkungsgrads und ein Wellenlängen verkürzender Effekt nicht ausreichend erreicht werden. Wenn die Menge des Alkalierdmetalls oder des Mangans größer als 3 mol% ist, besitzt der Leuchtstoff verglichen mit einem Leuchtstoff ohne solche Materialien einen reduzierten Wirkungsgrad. Die Menge des Alkalierdmetalls oder des Mangans ist vorzugsweise 0,05 bis 0,5 mol%.
Der Leuchtstoff, der das Alkalierdmetall oder das Mangan aufweist, zeigt insbesondere eine Leuchtdichte, die um etwa 10% höher als bei einem Leuchtstoff ohne ein Alkalierdmetall oder Mangan gesteigert ist, sodass ein hoher Umwandlungswirkungsgrad erreicht wird.
Licht, das von dem Leuchtstoff durch eine Bestrahlung einer Anregungsquelle emittiert wird, hat eine Spitzenwellenlänge von 535 bis 545 nm, die dazu tendiert, relativ verkürzt zu sein. der Leuchtstoff kann somit Charakteristiken von grünen Wellenlängen, die bei einem Standard-RGB erforderlich sind, in einem vergleichsweise hohen Ausmaß erfüllen. Das heißt, wenn das Licht, das von dem Leuchtstoff durch eine Bestrahlung der Anregungsquelle emittiert wird, als (x, y) in einer CIE-1931-Farbtafel ausgedrückt wird, dann erfüllen x und y x ≤ 0,36 bzw. y ≥ 0,61, und der Leuchtstoff kann somit effektiv als ein grüner Leuchtstoff, der ein leuchtendes weißes Licht liefert, verwendet werden.
Die vorliegende Anmeldung ist im Folgenden unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele beschrieben. Diese Beispiele sind lediglich für darstellende Zwecke vorgesehen und sind in keiner Weise als die vorliegende Anmeldung begrenzend aufzufassen.
Bei den folgenden Beispielen werden ein Siliziumvorläufer, ein Aluminiumvorläufer und ein Vorläufer eines aktiven Materials gemessen und durch eine Kugelmühle oder einen Mischer gemischt, wodurch eine erste Mischung hergestellt wird. Die erste Mischung wird bei 300 bis 1300°C in einer Sauerstoff- oder Luftatmosphäre gemischt und einen Behälter gebracht, der gegenüber einer hohen Temperatur widerstandsfähig ist, wie zum Beispiel einen BN-Tiegel, der in einen elektrischen Ofen gebracht wird, in dem ein Druckbrennen und Vakuumbrennen ausgeführt werden. Die oxidierte erste Mischung wird einer Wärmebehandlung bei 1000°C oder höher und einem Gasdruck von 0,1 MPa bis 10 MPa in einer Stickstoff enthaltenden Atmosphäre durch Anheben der Temperatur um 10°C/min oder weniger ausgesetzt, um dadurch einen Sialon-Leuchtstoff herzustellen.
Der Siliziumvorläufer, der Aluminiumvorläufer und der Vorläufer eines aktiven Materials werden durch Ändern eines Mischungsverhältnisses gefolgt von einer Oxidation und einem Sintern gemischt, wodurch Eu-aktivierte Sialon-Leuchtstoffe gemäß den Beispielen 1 bis 13, dem Vergleichsbeispiel 1, bei dem eine Aluminiumkonzentration 0,23 mol ist, und dem Vergleichsbeispiel 2, bei dem sich die Sauerstoffkonzentration unterscheidet, hergestellt werden.
[Beispiel 1]
Siliziumnitrid (Si₃N₄) wird als ein Siliziumvorläufer verwendet, und Aluminiumnitrid (AlN) und Aluminiumoxid (Al₂O₃) werden als ein Aluminiumvorläufer verwendet. Europiumoxid (Eu₂O₃) wird ferner als ein aktives Material verwendet. 179,98 g von Si₃N₄, 5,9418 g von AlN, 16,4493 g von Al₂O₃ und 3,4187 g von Eu₂O₃ werden unter Verwendung eines Mischers und eines Siebs gemischt und in einem BN-Tiegel verdichtet, der in einen druckwiderstandsfähigen elektrischen Ofen gestellt wird. Zum Sintern wird der elektrische Ofen auf 500°C in einem Vakuumzustand geheizt und mit einem N₂-Gas bei 500°C versorgt. Die Mischung wird bei 2050°C für 5 Stunden in einer N₂-Gasatmosphäre durch Anheben der Temperatur um 10°C/min von 500°C auf 2050°C und Beibehalten eines Gasdrucks von 1 MPa oder höher gesintert. Die Mischung wird dann gekühlt, und der Tiegel wird aus dem elektrischen Ofen genommen. Der resultierende Sialon-Leuchtstoff wird zerkleinert und einem 100-Maschen-Sieb ausgesetzt.
[Beispiel 2]
Ein Sialon-Leuchtstoff wird auf die gleiche Art und Weise wie bei dem Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass 186,70 g von Si₃N₄, 3,1655 g von Eu₂O₃, 8,3598 g von AlN und 6,1066 g von Al₂O₃ verwendet werden.
[Beispiel 3]
Ein Sialon-Leuchtstoff wird auf die gleiche Art und Weise wie bei dem Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass 185,02 g von Si₃N₄, 3,2921 g von Eu₂O₃, 7,8143 g von AlN und 8,6189 g von Al₂O₃ verwendet werden.
[Beispiel 4]
Ein Sialon-Leuchtstoff wird auf die gleiche Art und Weise wie bei dem Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass 183,34 g von Si₃N₄, 3,2921 g von Eu₂O₃, 7,2982 g von AlN und 11,0946 g von Al₂O₃ verwendet werden.
[Beispiel 5]
Ein Sialon-Leuchtstoff wird auf die gleiche Art und Weise wie bei dem Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass 181,66 g von Si₃N₄, 3,0388 g von Eu₂O₃, 6,5463 g von AlN und 13,8636 g von Al₂O₃ verwendet werden.
[Beispiel 6]
Ein Sialon-Leuchtstoff wird auf die gleiche Art und Weise wie bei dem Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass 178,29 g von Si₃N₄, 3,4187 g von Eu₂O₃, 5,3668 g von AlN und 18,9983 g von Al₂O₃ verwendet werden.
[Beispiel 7]
Ein Sialon-Leuchtstoff wird auf die gleiche Art und Weise wie bei dem Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass 177,89 g von Si₃N₄, 3,8261 g von Eu₂O₃, 5,1235 g von AlN und 21,3340 g von Al₂O₃ verwendet werden.
[Beispiel 8]
Ein Sialon-Leuchtstoff wird auf die gleiche Art und Weise wie bei dem Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass 177,89 g von Si₃N₄, 3,8261 g von Eu₂O₃, 5,1235 g von AlN und 21,3340 g von Al₂O₃ verwendet werden.
[Beispiel 9]
Ein Sialon-Leuchtstoff wird auf die gleiche Art und Weise wie bei dem Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass 11,8836 g von AlN und 9,0590 g von Al₂O₃ verwendet werden.
[Beispiel 10]
Ein Sialon-Leuchtstoff wird auf die gleiche Art und Weise wie bei dem Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass 10,1585 g von AlN und 11,2046 g von Al₂O₃ verwendet werden.
[Beispiel 11]
Ein Sialon-Leuchtstoff wird auf die gleiche Art und Weise wie bei dem Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass 8,1460 g von AlN und 13,7078 g von Al₂O₃ verwendet werden.
[Beispiel 12]
Ein Sialon-Leuchtstoff wird auf die gleiche Art und Weise wie bei dem Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass 6,0376 g von AlN und 16,3301 g von Al₂O₃ verwendet werden.
[Beispiel 13]
Ein Sialon-Leuchtstoff wird auf die gleiche Art und Weise wie bei dem Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass 4,2168 g von AlN und 18,5949 g von Al₂O₃ verwendet werden.
[Vergleichsbeispiel 1]
Siliziumnitrid (Si₃N₄) wird als ein Siliziumvorläufer verwendet, und Aluminiumnitrid (AlN) wird als ein Aluminiumvorläufer verwendet. Europiumoxid (Eu₂O₃) wird ferner als ein aktives Material verwendet. 194,10 g von Si₃O₄, 6,7822 g von AlN und 2,2791 g von Eu₂O₃ werden unter Verwendung eines Mischers und eines Siebs gemischt und in einem BN-Tiegel verdichtet, der in einen druckwiderstandsfähigen elektrischen Ofen gestellt wird. Zum Sintern wird der elektrische Ofen auf 500°C in einem Vakuumzustand geheizt und mit einem N₂-Gas bei 500°C versorgt. Die Mischung wird bei 2050°C für 5 Stunden einer N₂-Gasatmosphäre durch Anheben der Temperatur um 10°C/min von 500°C auf 2050°C und Beibehalten eines Gasdrucks von 1 MPa oder höher gesintert. Dann wird die Mischung gekühlt, und der Tiegel wird aus dem elektrischen Ofen genommen. Der resultierende Sialon-Leuchtstoff wird zerkleinert und einem 100-Maschen-Sieb ausgesetzt.
[Vergleichsbeispiel 2]
Ein Sialon-Leuchtstoff wird auf die gleiche Art und Weise wie das Vergleichsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass 179,98 g von Si₃N₄, 1,3417 g von AlN, 22,1708 g von Al₂O₃, und 3,4187 g von Eu₂O₃ verwendet werden.

Zusammensetzungen von Rohmaterialien, die bei den Beispielen 1 bis 8 und dem Vergleichsbeispiel 1 verwendet werden, sind in Tabelle 1 dargestellt. TABELLE 1

Beispiel-Nr.	Si₃N₄ (g)	Eu₂O₃ (g)	AlN (g)	Al₂O₃ (g)	Al-Konzentration (mol%)
Beispiel 1	179,98	3,4187	5,9418	16,4493	4,643
Beispiel 2	186,70	3,1655	8,3598	6,1066	3,214
Beispiel 3	185,02	3,2921	7,8143	8,6189	3,571
Beispiel 4	183,04	3,2921	7,2982	11,0946	3,929
Beispiel 5	181,66	3,0388	6,5463	13,8636	4,283
Beispiel 6	178,29	3.4187	5,3668	18,9983	5.000
Beispiel 7	177,89	3,8261	5,1235	21,3340	5,357
Beispiel 8	169,42	3,8261	1,8712	34,6147	7,140
Vergleichsbeispiel 1	194,10	2,2791	6,7822	0,0000	1,643

Die Leuchtdichte, die Spitzenemissionswellenlänge und die Halbwertsbreite (FWHM) der Leuchtstoffe gemäß den Beispielen 1 bis 8 und dem Vergleichsbeispiel 1 sind ferner in Tabelle 2 aufgelistet. Die Leuchtdichte ist als ein relativer Wert basierend auf demselben des Leuchtstoffs gemäß dem Vergleichsbeispiel 1 ausgedrückt. TABELLE 2

Beispiel-Nr.	Leuchtdichte (%)	Spitzenemissionswellenlänge (nm)	FWHM (nm)
Beispiel 1	117,3	541,5	52,6
Beispiel 2	116,87	541,5	53,1
Beispiel 3	117,54	542,6	53,7
Beispiel 4	114,51	541,5	53,7
Beispiel 5	115,50	542,0	52,5
Beispiel 6	117,57	542,1	53,0
Beispiel 7	113,43	540,6	53,1
Beispiel 8	112,5	543,3	54,1
Vergleichsbeispiel 1	100.00	539,5	51

Zusammensetzungen der Rohmaterialien, die bei den Beispielen 9 bis 13 und dem Vergleichsbeispiel 2 verwendet werden, und Sauerstoffkonzentrationen sind ferner in Tabelle 3 dargestellt. TABELLE 3

Beispiel-Nr.	Si₃N₄ (g)	Eu₂O₃ (g)	AlN (g)	Al₂O₃ (g)	Sauerstoffkonzentration (mol%)
Beispiel 9	179,98	3,4187	11,8836	9,0590	3,60
Beispiel 10	179,98	3,4187	10,1585	11,2046	3,90
Beispiel 11	179,98	3,4187	8,1460	13,7078	4,24
Beispiel 12	179,98	3,4187	6,0376	16,3301	4,60
Beispiel 13	179,98	3,4187	4,2168	18,5949	4,91
Vergleichsbei_spiel ₂	179,98	3,4187	1,3417	22,1708	5,40

Die Leuchtstoffe, die bei dem Beispiel 1 und dem Vergleichsbeispiel 1 hergestellt werden, werden durch eine Pulver-Röntgenstrahlbeugung (XRD; XRD = X-ray diffraction) analysiert und Analyseresultate sind in 1 gezeigt. Die hergestellten Leuchtstoffe sind als ein Sialon-Leuchtstoff unter Bezugnahme auf 1 und Join-Committee-on-Powder-Diffraction-Standards-(= JCPDS = gemischter Ausschuss zum Pulverbeugungsstandard)Daten identifiziert.
2 ist eine grafische Darstellung, die relative PL-Intensitäten der Sialon-Leuchtstoffe, die bei den Beispielen 1 bis 8 hergestellt werden, basierend auf derselben des Vergleichsbeispiels 1 darstellt. 3 ist eine grafische Darstellung, die relative PL-Intensitäten der Sialon-Leuchtstoffe, die bei den Beispielen 1 bis 8 hergestellt werden, gemäß einer Emissionswellenlänge basierend auf derselben des Vergleichsbeispiels 1 darstellt. 4 ist eine grafische Darstellung, die einen Bereich bei einer Emissionswellenlänge von 520 bis 570 nm von 3 vergrößert.
Bezug nehmend auf 2 zeigen die Sialon-Leuchtstoffe, die eine Aluminiumkonzentration von 0,45 bis 1,0 mol (Beispiele 1 bis 8) haben, verglichen mit dem Sialon-Leuchtstoff, der eine Aluminiumkonzentration von 0,23 mol des Vergleichsbeispiels 1 hat, um 12,5% oder höher verbesserte PL-Intensitäten. Das heißt die Sialon-Leuchtstoffe der Beispiele 1 bis 8 zeigen eine Leuchtdichte, die verglichen mit dem Sialon-Leuchtstoff, der eine Aluminiumkonzentration von 0,23 mol des Vergleichsbeispiels 1 hat, um 12,5 bis 20% verbessert ist, selbst mit einer höheren Aluminiumkonzentration. Bezug nehmend auf 3 und 4, die relative PL-Intensitäten gemäß einer Emissionswellenlänge darstellen, haben die Sialon-Leuchtstoffe der Beispiele 1 bis 8 bei einer Wellenlänge von 540 bis 542,5 nm höhere relative PL-Intensitäten als ein Sialon-Leuchtstoff des Vergleichsbeispiels 1.
5 ist eine grafische Darstellung, die Spitzenemissionswellenlängen der Sialon-Leuchtstoffe der Beispiele 1 bis 8 und des Vergleichsbeispiels 1 darstellt. Die Sialon-Leuchtstoffe der Beispiele 1 bis 8 und des Vergleichsbeispiels 1 haben eine Spitzenemissionswellenlänge von 540 bis 554,5, die stabil ist.
6 ist eine grafische Darstellung, die eine Halbwertsbreite (FWHM) der Sialon-Leuchtstoffe der Beispiele 1 bis 8 und des Vergleichsbeispiels 1 darstellt. Die Sialon-Leuchtstoffe der Beispiele 1 bis 8 und des Vergleichsbeispiels 1 haben bei einer Aluminiumkonzentration von 0,42 oder höher eine FWHM von 52 bis 53,5, die stabil ist.
7 ist eine grafische Darstellung, die PL-Intensitäten der Sialon-Leuchtstoffe der Beispiele 9 bis 13 und des Vergleichsbeispiels 2 gemäß der Sauerstoffkonzentration darstellt. 8 ist eine grafische Darstellung, die Spitzenemissionswellenlängen der Sialon-Leuchtstoffe der Beispiele 9 bis 13 und des Vergleichsbeispiels 2 gemäß der Sauerstoffkonzentration darstellt.
Bezug nehmend auf 7 ändern sich die PL-Intensitäten gemäß der Sauerstoffkonzentration bei einer Aluminiumkonzentration von 0,65 mol und einer Europiumkonzentration von 0,027 mol. Eine höchste PL-Intensität erscheint ferner, wenn eine Sauerstoffkonzentration ähnlich zu einer Aluminiumkonzentration ist. Das heißt die PL-Intensitäten sind hoch, wenn eine Sauerstoffkonzentration eine Bedingung (Aluminiumkonzentration – 0,1) ≤ Sauerstoffkonzentration ≤ (Aluminiumkonzentration + 0,1) erfüllt.
Ferner Bezug nehmend auf 8 ändern sich die Spitzenemissionswellenlängen gemäß der Sauerstoffkonzentration bei einer Aluminiumkonzentration von 0,65 mol und einer Europiumkonzentration von 0,027 mol. Auf die gleiche Art und Weise wie bei 7 ist eine höchste Spitzenemissionswellenlänge etwa 542,5, wenn eine Sauerstoffkonzentration ähnlich zu einer Aluminiumkonzentration ist.
Die Sauerstoffkonzentration kann durch Oxidieren der Vorläufer nach einem Mischen oder durch Verwenden von Oxiden als die Vorläufer angepasst werden. Sowie somit die Sauerstoffkonzentration in den Sialon-Leuchtstoffen gleichmäßig angepasst wird, werden die Sialon-Leuchtstoffe nicht teilweise kristallisiert, sondern gänzlich kristallisiert, um eine Kristallinität zu steigern, sodass eine Leuchtdichte verbessert wird.
9a ist eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme (SEM) von Partikeln des Sialon-Leuchtstoffs gemäß dem Vergleichsbeispiel 2, und 9b ist eine SEM von Partikeln des Sialon-Leuchtstoffs gemäß dem Beispiel 13.
9a und 9b zeigen, dass sich eine Partikelgröße der Leuchtstoffe gemäß der Sauerstoffkonzentration ändert. Bezug nehmend auf 9a und 9b wird, wenn eine Sauerstoffkonzentration übermäßig ist, die Partikelgröße größer, sodass die Partikel grob sind. Das heißt die Sauerstoffkonzentration ist 5,400 mol% in 9a, in der D50 25 μm ist, während die Sauerstoffkonzentration 4,616 mol% in 9b ist, in der D50 15 μm ist. Daher ist D50 kleiner, wenn eine Sauerstoffkonzentration gleich einer Aluminiumkonzentration ist.
Zum Abschluss werden die Leuchtstoffe gemäß dem Beispiel der vorliegenden Anmeldung synthetisiert, um eine Partikelgröße D50 von 5 bis 20 μm und einen Durchschnittspartikeldurchmesser von etwa 10 μm bei einer Sauerstoffkonzentration hinsichtlich der höchsten PL-Intensität zu haben, sodass die Leuchtstoffe auf eine Licht emittierende Vorrichtung angewendet werden können.
Obwohl das Vorhergehende beschreibt, was als der beste Modus betrachtet wird, und/oder andere Beispiele beschreibt, versteht es sich von selbst, dass verschiedene Modifikationen daran vorgenommen sein können, und dass der Gegenstand, der hierin offenbart ist, in verschiedenen Formen und Beispielen implementiert sein kann, und dass die Lehren auf zahlreiche Anwendungen angewendet werden können, von denen lediglich einige hierin beschrieben sind. Es sollen durch die folgenden Ansprüche jede und alle Anwendungen, Modifikationen und Variationen, die in den wirklichen Schutzbereich der vorliegenden Lehren fallen, beansprucht werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2002-363554 [0003]
JP 2003-336059 [0003]
JP 2004-238505 [0003]
JP 2007-31201 [0003]
JP 60-206889 [0003]
JP 2005-255895 [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

J. W. H. vankrebel „On new rare earth doped M-Si-Al-O-N materials”, Tu Eindhoven The Netherland, P 145–161 (1998) [0003]

Claims

Leuchtstoff, der durch eine Formel 1 dargestellt ist: [Formel 1] Si_(6-z)Al_zO_yN_(8-z):Re_x, wobei 0,018 ≤ x ≤ 0,3; 0,3 ≤ y ≤ 0,75; 0,42 ≤ z ≤ 1,0 und Re ein Seltenerdelement ist.
Leuchtstoff nach Anspruch 1, bei dem z 0,50 bis 0,75 ist.
Leuchtstoff nach Anspruch 2, bei dem z 0,60 bis 0,70 ist.
Leuchtstoff nach Anspruch 1, bei dem der Leuchtstoff eine Spitzenemissionswellenlänge von 500 bis 550 nm hat, wenn derselbe durch eine Anregungsquelle bestrahlt wird.
Leuchtstoff nach Anspruch 4, bei dem die Spitzenemissionswellenlänge 535 bis 545 nm ist.
Leuchtstoff nach Anspruch 1, bei dem der Leuchtstoff eine Partikelgröße D50 von 5 bis 20 μm hat.
Leuchtstoff nach Anspruch 4 oder 5, bei dem die Anregungsquelle eine Spitzenemissionswellenlänge von 300 bis 480 nm hat.
Leuchtstoff nach Anspruch 1, bei dem das Seltenerdelement aus einer Gruppe, die Eu und Ce aufweist, ausgewählt ist.
Leuchtstoff nach Anspruch 1, bei dem der Leuchtstoff ferner ein Alkalierdmetall, das aus einer Gruppe, die Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr) und Barium (Ba) aufweist, ausgewählt ist, aufweist.
Leuchtstoff nach Anspruch 1, bei dem der Leuchtstoff ferner Mangan (Mn) aufweist.
Verfahren zum Herstellen eines Leuchtstoffs, mit folgenden Schritten: Erzeugen einer ersten Mischung durch Mischen eines Siliziumvorläufers, eines Aluminiumvorläufers und eines Vorläufers eines aktiven Materials; Anpassen einer Sauerstoffkonzentration durch Oxidieren der ersten Mischung; Sintern der oxidierten ersten Mischung in einer Stickstoffatmosphäre, wobei der Leuchtstoff durch eine Formel 1 dargestellt ist: [Formel 1] Si_(6-z)Al_zO_yN_(8-z):Re_x, wobei 0,018 ≤ x ≤ 0,3; 0,3 ≤ y ≤ 0,75; 0,42 ≤ z ≤ 1,0 und Re ein Seltenerdelement ist.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem der Leuchtstoff eine Spitzenemissionswellenlänge von 500 bis 550 nm, wenn derselbe durch eine Anregungsquelle bestrahlt wird, hat.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Spitzenwellenlänge 535 bis 545 nm ist.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem das Anpassen der Sauerstoffkonzentration derart ausgeführt wird, dass eine Sauerstoffkonzentration eine Bedingung (Aluminiumkonzentration – 0,1) ≤ Sauerstoffkonzentration ≤ (Aluminiumkonzentration + 0,1) erfüllt.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem der Siliziumvorläufer aus einer Gruppe, die metallisches Silizium und Siliziumnitrid aufweist, ausgewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem der Aluminiumvorläufer aus einer Gruppe, die metallisches Aluminium, Aluminiumnitrid und Aluminiumhydroxid aufweist, ausgewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem der Vorläufer eines aktiven Materials das Seltenerdelement aufweist.
Verfahren nach Anspruch 17, bei dem das Seltenerdelement aus einer Gruppe, die Eu und Ce aufweist, ausgewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem das Oxidieren der ersten Mischung bei 300 bis 1300°C in einer Sauerstoff- oder Luftatmosphäre ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem das Sintern bei 1500 bis 2200°C ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem das Sintern bei einem Druck eines Stickstoffgases von 0,1 bis 10 MPa ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem der Leuchtstoff eine Partikelgröße D50 von 5 bis 20 μm hat.
Verfahren zum Herstellen eines Leuchtstoffs, mit folgenden Schritten: Erzeugen einer ersten Mischung durch Mischen von Siliziumoxid, Aluminiumoxid und eines Vorläufers eines aktiven Materials, während die Sauerstoffkonzentration angepasst wird; und Sintern der ersten Mischung in einer Stickstoffatmosphäre, wobei der Leuchtstoff durch eine Formel 1 dargestellt ist: [Formel 1] Si_(6-z)Al_zO_yN_(8-z):Re_x, wobei 0,018 ≤ x ≤ 0,3; 0,3 ≤ y ≤ 0,75; 0,42 ≤ z ≤ 1,0 und Re ein Seltenerdelement ist.
Verfahren nach Anspruch 23, bei dem das Anpassen der Sauerstoffkonzentration derart ausgeführt wird, dass die Sauerstoffkonzentration eine Bedingung (Aluminiumkonzentration – 0,1) ≤ Sauerstoffkonzentration ≤ (Aluminiumkonzentration + 0,1) erfüllt.
Verfahren nach Anspruch 23, bei dem das Seltenerdelement aus einer Gruppe, die Eu und Ce aufweist, ausgewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 23, bei dem das Sintern bei 1500 bis 2200°C ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 23, bei dem das Sintern bei einem Druck eines Stickstoffgases von 0,1 bis 10 MPa ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 23, bei dem der Leuchtstoff eine Partikelgröße D50 von 5 bis 20 μm hat.