EP1390989A1 - Highly efficient luminescent substance - Google Patents

Highly efficient luminescent substance

Info

Publication number
EP1390989A1
EP1390989A1 EP01947188A EP01947188A EP1390989A1 EP 1390989 A1 EP1390989 A1 EP 1390989A1 EP 01947188 A EP01947188 A EP 01947188A EP 01947188 A EP01947188 A EP 01947188A EP 1390989 A1 EP1390989 A1 EP 1390989A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
phosphor
phosphors
thiometalate
cation
mixture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01947188A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Manfred Kobusch
Martin Judenhofer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors GmbH filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
Publication of EP1390989A1 publication Critical patent/EP1390989A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7783Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals one of which being europium
    • C09K11/7784Chalcogenides
    • C09K11/7786Chalcogenides with alkaline earth metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7715Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing cerium
    • C09K11/7716Chalcogenides
    • C09K11/7718Chalcogenides with alkaline earth metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7728Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
    • C09K11/7729Chalcogenides
    • C09K11/7731Chalcogenides with alkaline earth metals

Definitions

  • the invention is based on a phosphor from the class of thiometalates according to the preamble of claim 1, the thiometalate being derived from the general formula AB 2 S 4 : D 2+ , where A at least one divalent cation from the group Ba individually or in Is a combination with Mg and / or Ca, and where B is at least one trivalent cation from the group Al, Ga, Y and where the dopant / activator D is europium and / or cerium. The proportion of divalent cation A is reduced by the proportion t of activator D added. These are in particular thiogallates which have light emission in the green spectral range.
  • the concept according to the invention can also be represented in a different notation if the thiometalates of the original empirical formula AB 2 S 4 are written as a product of the components AS and B 2 S 3 in the form AS » B 2 S 3 .
  • the thiometalate is shown as (AS) « w (B 2 S 3 ).
  • Ba can be used as cation A individually or in combination with Mg, Ca, in particular in combination of all three cations.
  • As an activator as a partial replacement for A, europium and / or cerium can be used. Ga, but also Al or Y, is preferably used as the cation B. The gallium can in particular be partially (up to 10 mol%) replaced by aluminum.
  • Another preferred embodiment is phosphors with the composition (AS) » w (B 2 S 3 )
  • a manufacturing process uses the following steps:
  • pyrolysis of the ground nitrate at 500-700 ° C, preferably at 600 ° C, in an Ar or N 2 atmosphere to produce a finely dispersed metal oxide mixture with the desired composition.
  • Second reaction at 800-1000 ° C, preferably 900-950 ° C, in a flowing H 2 S or CS 2 atmosphere or combinations thereof for 1-6 hours, preferably for 2 hours.
  • the flow rate is preferably 50-500 ml / min, preferably 120 ml / min, and the gas atmosphere preferably consists of H 2 S or CS 2 and Ar or N 2 as carrier gas with 10-50% H 2 S or CS 2 or mixtures thereof, preferably 30% H 2 S or CS 2 or mixtures thereof.
  • the mixture is gradually heated up to the reaction temperature, preferably at the rate 0.5-20 K / min, preferably 10 K / min.
  • steps e) and g) a gradual cooling is carried out after the reaction, preferably at the rate 0.5-20 K / min, preferably 10 K / min.
  • the phosphors according to the invention are particularly suitable for use in UV or blue-emitting LEDs for color conversion.
  • they can be used individually or in combination with other phosphors, in particular in combination with other phosphors according to the invention.
  • Another possible application is plasma displays.
  • the phosphors can be used individually or in combination with other phosphors, in particular in combination with other phosphors according to the invention, in order to convert the short-wave plasma discharge radiation into visible light.
  • Figure 1 shows the emission spectrum of the phosphor
  • FIG. 2 shows the reflection spectrum of the phosphor from FIG. 1.
  • the dried nitrate mixture is ground in a mortar mill for 20 minutes and then pyrolyzed at 600 ° C. for 4 hours under nitrogen using the following reaction equation:
  • the oxide mixture generated is filled into a quartz boat and heated to 900 ° C in a tube furnace under protective gas (argon). After reaching the reaction temperature, hydrogen sulfide is introduced with 120 ml of 30% H 2 S / min in a stream of nitrogen and the oxide mixture is converted into the thiogallate within four hours using the following reaction equation: 1 mol [0.20BaO »0.15CaO» 0 ) 60MgO » 0.025Eu 2 ⁇ 3 » 1, 10Ga 2 ⁇ 3] + 4.325mol H 2 S -> (Ba 0.2 oCa 0, i 5 go , 60 Euo , o 5 ) S »1, Ga 2 S 3 + 4.325mol H 2 O + 0.025mol S
  • a temperature of 870 to 930 ° C has proven to be the optimal conversion temperature for a highly efficient phosphor.
  • reaction product is ground in a mortar mill for 10 minutes and reacted again in a 20% hydrogen sulfide stream at 900 ° C. for three hours.
  • the quantum efficiency increases significantly if w is chosen to be both lower and higher than 1, the emission wavelength remaining unchanged at a maximum emission intensity of 532 nm - 538 nm or 508 nm - 513 nm.
  • the installation of the activator Eu 2+ can be favored in terms of more complete and trouble-free installation in the crystal lattice of the thiometalates. It can also be important to achieve a more favorable sulfur stoichiometry in line with the balance sheet, which can be better adapted to the local atomic cation composition according to the model of coreshell formation. Overall, the changed phosphor composition leads to an increased perfection of the phosphor product and / or to a reduction in QE-reducing non-radiative recombination centers.
  • Figure 1 shows the emission spectrum of the phosphor
  • the emission band lies in the green spectral range between about 460 nm and 620 nm.
  • the emission maximum is 538 nm, the mean wavelength is 544 nm.
  • This phosphor can be excited well by short-wave radiation between 300 and 450 nm. It is particularly advantageous for use with LEDs for color conversion, as a so-called LED converter.
  • the emission radiation of a UV-emitting LED is converted into visible light (here green or blue-green) or white light (mixture of red, green and blue emitting phosphors) using one or more phosphors.
  • a second variant, when using a blue LED is the use of one phosphor or two phosphors (for example yellow- or green- and red-emitting phosphors), so that white light also results here.
  • Technical details on this can be found, for example, in US Pat. No. 5,998,925.
  • These phosphors can be applied as LED converters, for example, in full encapsulation using epoxy resins.
  • the phosphor powder is dispersed in an epoxy resin, placed as a drop on the chip and cured. It is important here that the thiometalates have a similarly non-polar surface as the likewise non-polar resin, which leads to good wetting. Further advantages lie in the fact that mixtures with other phosphors such as YAG: Ce or YAG: Ce -based phosphors work well because the specific weight of the two phosphor classes is similar, so that no segregation occurs due to sedimentation effects with a comparable particle size.
  • the specific weight of typical thiometalates is approximately 4.4 to 4.5 g / cm 3
  • that of YAG: Ce-based phosphors is typically 4.6 to 4.7 g / cm 3 .
  • Sedimentation in the resin can be minimized by average particle sizes ⁇ 5 ⁇ m, especially around 2 + 1 ⁇ m.
  • the particle size is adjusted by grinding, for example in ball mills.

Abstract

The invention relates to a luminescent substance of the thiometallate class, preferably thiogallates. The thiometallate is prepared according to the formula (AS)<.>w(B2S3), whereby A is at least a bivalent cation selected from the Ba group, either individually or in combination with Mg and/or Ca, B is at least a trivalent cation from the Al, Ga, Y group and the factor w can lie both in the range 0.8 </= w </= 0.98 and in the range 1.02 </= w </= 1.2.

Description

Hocheffizienter LeuchtstoffHighly efficient fluorescent
Technisches GebietTechnical field
Die Erfindung geht aus von einem Leuchtstoff aus der Klasse der Thiometallate gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , wobei das Thiometaliat von der allgemeinen Formel AB2S4:D2+ abgeleitet ist, wobei A mindestens ein zweiwertiges Kation aus der Gruppe Ba einzeln oder in Kombination mit Mg und/oder Ca, ist und wobei B mindestens ein dreiwertiges Kation aus der Gruppe AI, Ga, Y ist und wobei der Do- tierstoff/A tivator D Europium und/oder Cer ist. Dabei ist der Anteil des zweiwertigen Kations A um den zugesetzten Anteil t des Aktivators D vermindert. Es handelt sich dabei insbesondere um Thiogallate, die eine Lichtemission im grünen Spektralbereich aufweisen. Dabei wird die Zusammensetzung des Leuchtstoffs so angesetzt, dass der molare Anteil von zweiwertigen Ionen A zu dreiwertigen Ionen B in der allgemeinen Summenformel AB2S4 nicht exakt dem Verhältnis A : B = 1 : 2 entspricht.The invention is based on a phosphor from the class of thiometalates according to the preamble of claim 1, the thiometalate being derived from the general formula AB 2 S 4 : D 2+ , where A at least one divalent cation from the group Ba individually or in Is a combination with Mg and / or Ca, and where B is at least one trivalent cation from the group Al, Ga, Y and where the dopant / activator D is europium and / or cerium. The proportion of divalent cation A is reduced by the proportion t of activator D added. These are in particular thiogallates which have light emission in the green spectral range. The composition of the phosphor is set up in such a way that the molar proportion of divalent ions A to trivalent ions B in the general empirical formula AB 2 S 4 does not exactly correspond to the ratio A: B = 1: 2.
Stand der TechnikState of the art
Aus der US 3 639 254 und der US 5 834 053 sind bereits Thiogallate bekannt, deren Emissionsspektren im blauen oder grünen Spektralbereich liegen. Diese Leuchtstoffe folgen der Formel AGa2S4 , wobei A mindestens ein Element aus der Gruppe der Erdalkalimetalle darstellt, insbesondere Ca, Ba, Sr, oder auch Zn. Aktivatoren sind Europium, Blei oder Cer. Die genannten Leuchtstoffe weisen jedoch für Anwendungen mit hoher Lichtausbeuteforderung (z.B. Beleuchtungstechnik) zu geringe Emissionseffizienzen auf. Diese Emissionseffizienz wird durch die sog. Quan- teneffizienz QE (Verhältnis von Anzahl der emittierenden Quanten zur Anzahl der absorbierten Anregungsquanten ) ausgedrückt. Typische Quanteneffizienzwerte für die genannten Leuchtstoffe liegen zwischen 60 % und 70 %. Aus der WO 98/18721 ist ein elektrolumineszierender Leuchtstoff aus der Gruppe der Thiometallate bekannt, mit Sr oder einem anderen Erdalkalimetall als zweiwertiges Kation, wobei Ga, AI oder In die Rolle des dreiwertigen Kations übernehmen. Insbesondere wird dort ein Herstellverfahren beschrieben unter Beibehaltung eines gewissen Anteils von Restsauerstoff.US Pat. No. 3,639,254 and US Pat. No. 5,834,053 already disclose thiogallates whose emission spectra are in the blue or green spectral range. These phosphors follow the formula AGa 2 S 4 , where A represents at least one element from the group of alkaline earth metals, in particular Ca, Ba, Sr, or also Zn. Activators are europium, lead or cerium. However, the luminescent materials mentioned have emission efficiencies which are too low for applications with high luminous efficiency requirements (for example lighting technology). This emission efficiency is expressed by the so-called quantum efficiency QE (ratio of the number of emitting quanta to the number of absorbed quanta). Typical quantum efficiency values for the phosphors mentioned are between 60% and 70%. From WO 98/18721 an electroluminescent phosphor from the group of thiometalates is known, with Sr or another alkaline earth metal as the divalent cation, Ga, Al or In taking on the role of the trivalent cation. In particular, a manufacturing process is described there while maintaining a certain proportion of residual oxygen.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Leuchtstoff gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, der bei einer vorgegebenen Emissionswellenlänge eine möglichst hohe Quanteneffizienz besitzt.It is an object of the present invention to provide a phosphor which has the highest possible quantum efficiency at a given emission wavelength.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved by the characterizing features of claim 1. Particularly advantageous configurations can be found in the dependent claims.
Erfindungsgemäß wird die Zusammensetzung des Leuchtstoffs so gewählt, dass der Anteil von zweiwertigen Ionen A zu dreiwertigen Ionen B, ausgehend von der allgemeinen Summenformel AB2S4 , vom Verhältnis A : B = 1 : 2 abweicht. Das erfindungsgemäße Konzept lässt sich auch in anderer Schreibweise darstellen, wenn die Thiometallate der ursprünglichen Summenformel AB2S4 als Produkt der Komponenten AS und B2S3 in der Form AS»B2S3 geschrieben werden. Das Verhältnis der Komponente AS zu der Komponente B2S3 wird im folgenden mit dem Faktor w = B2S3/AS beschrieben. Insgesamt folgt daraus eine Darstellung des Thiometallats als (AS)« w (B2S3). Dabei zeigt sich, dass Leuchtstoffe mit der angesetzten Zusammen- setzung (AS)» w (B2S3) sowohl im Bereich 0,8 ≤ w < 0,98 als auch im Bereich 1 ,02 < w ≤ 1 ,2 höhere Quanteneffizienzen liefern als Leuchtstoffe mit der Zusammensetzung w = 1.According to the invention, the composition of the phosphor is selected such that the proportion of divalent ions A to trivalent ions B, based on the general empirical formula AB 2 S 4 , deviates from the ratio A: B = 1: 2. The concept according to the invention can also be represented in a different notation if the thiometalates of the original empirical formula AB 2 S 4 are written as a product of the components AS and B 2 S 3 in the form AS » B 2 S 3 . The ratio of component AS to component B 2 S 3 is described below with the factor w = B 2 S 3 / AS. Overall, the thiometalate is shown as (AS) « w (B 2 S 3 ). It can be seen that phosphors with the composition (AS) » w (B 2 S 3 ) have higher quantum efficiencies both in the range 0.8 ≤ w <0.98 and in the range 1.02 <w ≤ 1.2 deliver as phosphors with the composition w = 1.
Durch die Kombination verschiedener Kationen des Typs A und B lassen sich unterschiedliche Emissionswellenlängen und Farborte erzielen und an die jeweilige An- wendung anpassen. Für einen effizienten („hellen") Leuchtstoff muss zusätzlich gelten, dass eine geringe Reflexion im Anregungsbereich und eine hohe Quanteneffizienz vorliegen.By combining different cations of type A and B, different emission wavelengths and color locations can be achieved and adapted to the respective application. For an efficient ("bright") phosphor, it must also apply that there is little reflection in the excitation area and high quantum efficiency.
Als Kation A kommen Ba einzeln oder in Kombination mit Mg, Ca, in Frage, insbesondere in Kombination aller drei Kationen. Als Aktivator, der als teilweiser Ersatz für A wirkt, kommt Europium und/oder Cer in Frage. Als Kation B wird bevorzugt Ga, aber auch AI oder Y, eingesetzt. Das Gallium kann dabei insbesondere teilweise (bis zu 10 mol-%) durch Aluminium ersetzt sein. Der Dotierstoff D (D = Eu und/oder Ce) wird dabei vollständig der Teilkomponente AS zugerechnet, also in ausführli- eher Darstellung Aι.tDtS.Ba can be used as cation A individually or in combination with Mg, Ca, in particular in combination of all three cations. As an activator, as a partial replacement for A, europium and / or cerium can be used. Ga, but also Al or Y, is preferably used as the cation B. The gallium can in particular be partially (up to 10 mol%) replaced by aluminum. The dopant D (D = Eu and / or Ce) is completely assigned to the subcomponent AS, that is to say in a more detailed representation Aι. t D t S.
Besonders hohe Quanteneffizienz zeigen Leuchtstoffe mit der Zusammensetzung (AS)» w (B2S3), wobei A= MgaCabBacEut mit a+b+c+t = 1 mit folgenden Bereichen: 0,4<a≤0,8; 0,05 ≤ b < 0,35; 0,05 ≤c≤ 0,4; 0,01 < t < 0,1; sowiePhosphors with the composition (AS) » w (B 2 S 3 ) show particularly high quantum efficiency, where A = Mg a Ca b Ba c Eu t with a + b + c + t = 1 with the following ranges: 0.4 <a ≤0,8; 0.05 ≤ b <0.35; 0.05 ≤c ≤ 0.4; 0.01 <t <0.1; such as
B= (GaxAlyYz)2 mit x+y+z=1 und 0,9 ≤ x < 1 und 0 < y < 0,1 und 0 < z < 0,1; sowie 0,8 ≤ w ≤ 0,98 oder 1,02 ≤w< 1,2.B = (Ga x Al y Y z ) 2 with x + y + z = 1 and 0.9 ≤ x <1 and 0 <y <0.1 and 0 <z <0.1; and 0.8 ≤ w ≤ 0.98 or 1.02 ≤w <1.2.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform sind Leuchtstoffe mit der Zusammensetzung (AS)» w (B2S3) wobeiAnother preferred embodiment is phosphors with the composition (AS) » w (B 2 S 3 )
A= MgaBabEut mit a+b+t = 1 :A = Mg a Ba b Eu t with a + b + t = 1:
0,4 < a < 0,8; 0,1 < b < 0,59; 0,01 ≤ t ≤ 0,1 ; sowie B= (GaxAlyY2)2 mit x+y+z=1 und0,9≤x≤ 1 und O≤y ≤ 0,1 und0≤z<0,1; sowie 0,8 ≤w≤ 0,98 oder 1,02≤w< 1,2.0.4 <a <0.8; 0.1 <b <0.59; 0.01 ≤ t ≤ 0.1; as well as B = (Ga x Al y Y 2 ) 2 with x + y + z = 1 and0.9≤x≤ 1 and O≤y ≤ 0.1 and0≤z <0.1; and 0.8 ≤w≤ 0.98 or 1.02≤w <1.2.
Ein Verfahren zur Herstellung wendet folgende Schritte an:A manufacturing process uses the following steps:
a) Herstellen einer Suspension von Nitraten entsprechend der gewünschten Zusammensetzung;a) preparing a suspension of nitrates according to the desired composition;
b) Trocknung dieser Suspension bis zu einer Restfeuchte von <1 Ge- wichts-% bei T < 300°C zur Herstellung einer feindispersen Nitratmischung;b) drying this suspension to a residual moisture of <1% by weight at T <300 ° C. to produce a finely dispersed nitrate mixture;
c) Mahlung der Nitratmischung in einer Mörsermühle bei Raumtemperatur für 10 min bis 60 min, vorzugsweise 15 bis 25 min.c) Grinding the nitrate mixture in a mortar mill at room temperature for 10 minutes to 60 minutes, preferably 15 to 25 minutes.
d) Pyrolyse des gemahlenen Nitratversatzes bei 500-700°C, vorzugsweise bei 600°C, in Ar- oder N2-Atmosphäre zur Erzeugung eines feindispersen Metalloxidgemisches mit der gewünschten Zusammensetzung. e) Erste Umsetzung der Metalloxidmischung bei 800-1000°C, vorzugsweise 900-950°C, in strömender H2S- oder CS2-Atmosphäre oder Kombinationen hiervon für 1-6 Std., vorzugsweise 4 Std..d) pyrolysis of the ground nitrate at 500-700 ° C, preferably at 600 ° C, in an Ar or N 2 atmosphere to produce a finely dispersed metal oxide mixture with the desired composition. e) First reaction of the metal oxide mixture at 800-1000 ° C, preferably 900-950 ° C, in a flowing H 2 S or CS 2 atmosphere or combinations thereof for 1-6 hours, preferably 4 hours.
f) Mahlung des Reaktionsgutes wie in Schritt c;f) grinding the reaction mixture as in step c;
g) Zweite Umsetzung bei 800-1000°C, vorzugsweise 900-950°C, in strömender H2S- oder CS2-Atmosphäre oder Kombinationen hiervon für 1- 6 Std., vorzugsweise für 2 Std..g) Second reaction at 800-1000 ° C, preferably 900-950 ° C, in a flowing H 2 S or CS 2 atmosphere or combinations thereof for 1-6 hours, preferably for 2 hours.
Im Schritt e) und g) beträgt die Flussmenge bevorzugt 50- 500 ml/min , vorzugsweise 120 ml/min, und die Gasatmosphäre besteht bevorzugt aus H2S bzw. CS2 und Ar oder N2 als Trägergas mit 10 - 50 % H2S bzw. CS2 bzw. Mischungen hiervon, vorzugsweise 30% H2S bzw. CS2 bzw. Mischungen hiervon.In steps e) and g) the flow rate is preferably 50-500 ml / min, preferably 120 ml / min, and the gas atmosphere preferably consists of H 2 S or CS 2 and Ar or N 2 as carrier gas with 10-50% H 2 S or CS 2 or mixtures thereof, preferably 30% H 2 S or CS 2 or mixtures thereof.
Im Schritt e) und g) wird eine allmähliche Aufheizung bis zur Reaktionstemperatur vorgenommen, bevorzugt mit der Rate 0,5 - 20 K/min, vorzugsweise 10 K/min.In steps e) and g), the mixture is gradually heated up to the reaction temperature, preferably at the rate 0.5-20 K / min, preferably 10 K / min.
Außerdem wird im Schritt e) und g) eine allmähliche Abkühlung nach der Reaktion vorgenommen, bevorzugt mit der Rate 0,5 - 20 K/min, vorzugsweise 10 K/min.In addition, in steps e) and g), a gradual cooling is carried out after the reaction, preferably at the rate 0.5-20 K / min, preferably 10 K / min.
Die erfindungsgemäßen Leuchtstoffe eignen sich besonders zum Einsatz in UV- oder blau-emittierenden LEDs zur Farbkonversion. Sie können dafür einzeln, oder in Kombination mit anderen Leuchtstoffen, insbesondere in Kombination mit anderen erfindungsgemäßen Leuchtstoffen eingesetzt werden. Eine andere Einsatzmöglich- keit sind Plasma-Displays. Auch hierfür können die Leuchtstoffe einzeln, oder in Kombination mit anderen Leuchtstoffen, insbesondere in Kombination mit anderen erfindungsgemäßen Leuchtstoffen eingesetzt werden um die kurzwellige Plasma- Entladungs-Strahlung in sichtbares Licht zu konvertieren.The phosphors according to the invention are particularly suitable for use in UV or blue-emitting LEDs for color conversion. For this purpose, they can be used individually or in combination with other phosphors, in particular in combination with other phosphors according to the invention. Another possible application is plasma displays. For this purpose too, the phosphors can be used individually or in combination with other phosphors, in particular in combination with other phosphors according to the invention, in order to convert the short-wave plasma discharge radiation into visible light.
Figurencharacters
Im folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen: Figur 1 das Emissionsspektrum des LeuchtstoffesIn the following, the invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment. Show it: Figure 1 shows the emission spectrum of the phosphor
(Bao,2Cao,i5Mgo,6Euo,o5)S»1 ,1Ga2S3, hergestellt nach dem im Ausführungsbeispiel beschriebenen Verfahren;(Bao, 2 Cao, i 5 Mgo, 6 Euo, o 5 ) S » 1, 1Ga 2 S3, produced according to the method described in the exemplary embodiment;
Figur 2 das Reflektionsspektrum des Leuchtstoffes aus Figur 1.FIG. 2 shows the reflection spectrum of the phosphor from FIG. 1.
Ausführungsbeispieleembodiments
Zur Herstellung eines Leuchtstoffes mit der Zusammensetzung (Bao,2Cao,i5Mgo,6Euo,o5)S»1 ,1Ga2S3 werden als Ausgangssubstanzen hochreine Oxide und/oder Carbonate in den der Formel entsprechenden Mengen eingewogen und eine homogene, feingemahlene Mischung der Oxide hergestellt. Diese Rohstoffmischung wird äquimolar mit ca. 30 %iger Salpetersäure versetzt, zum schwachen Kochen erhitzt und zu Nitraten umgesetzt. Es gilt folgende Reaktionsgleichung:To produce a phosphor with the composition (Bao , 2 Cao, i 5 Mgo , 6 Euo, o 5 ) S »1, 1Ga 2 S 3 , high-purity oxides and / or carbonates are weighed in in the amounts corresponding to the formula and a homogeneous one , finely ground mixture of oxides. This raw material mixture is mixed with approx. 30% nitric acid in equimolar amounts, heated to weak boiling and converted to nitrates. The following reaction equation applies:
0,20 mol BaCO3 + 0,15 mol CaCO3 + 0,6mol MgO + 0,025mol Eu2O3 + 1 ,100 mol Ga2O3 + 8,6mol HNO3 — > 0,20mol Ba2+ + 0,15mol Ca2+ + 0,60mol Mg2+ + 0,05mol Eu3+ + 2,20 mol Ga3+ + 8,6 mol NO3 "+ 4,3 mol H2O + 0,35 mol CO2 T0.20 mol BaCO 3 + 0.15 mol CaCO 3 + 0.6 mol MgO + 0.025 mol Eu 2 O 3 + 1, 100 mol Ga 2 O 3 + 8.6 mol HNO 3 -> 0.20 mol Ba 2+ + 0 , 15 mol Ca 2+ + 0.60 mol Mg 2+ + 0.05 mol Eu 3+ + 2.20 mol Ga 3+ + 8.6 mol NO 3 " + 4.3 mol H 2 O + 0.35 mol CO 2 T
Dabei entsteht eine weiße Suspension von ausgefällten Nitraten. Diese Suspension wird soweit eingedampft, bis sie einen hochviskosen Zustand aufweist. Die erhaltene Nitratsuspension wird in ein Quarzboot überführt und im Stickstoffstrom bei 300 °C getrocknet.This creates a white suspension of precipitated nitrates. This suspension is evaporated until it has a highly viscous state. The nitrate suspension obtained is transferred to a quartz boat and dried at 300 ° C. in a stream of nitrogen.
Die getrocknete Nitratmischung wird in einer Mörsermühle 20 Minuten, gemahlen und anschließend bei 600 °C für 4 Stunden, unter Stickstoff pyrolysiert nach folgen- der Reaktionsgleichung:The dried nitrate mixture is ground in a mortar mill for 20 minutes and then pyrolyzed at 600 ° C. for 4 hours under nitrogen using the following reaction equation:
0,20 mol Ba(NO3)2 + 0,15 mol Ca(NO3)2 + 0,60mol Mg(NO3)2 + 0,05mol Eu(NO3)3 + 2,20 mol Ga(NO3)3 — > 1 mol [0,20BaO»0,15CaO»0,60MgO»0,025Eu2O3 »1 ,10Ga2O3] + 8,6mol NO2+ 2,15mol O2 0.20 mol Ba (NO 3 ) 2 + 0.15 mol Ca (NO 3 ) 2 + 0.60 mol Mg (NO 3 ) 2 + 0.05 mol Eu (NO 3 ) 3 + 2.20 mol Ga (NO 3 ) 3 -> 1 mol [0.20BaO » 0.15CaO » 0.60MgO » 0.025Eu 2 O 3 » 1, 10Ga 2 O 3 ] + 8.6mol NO 2 + 2.15mol O 2
Die erzeugte Oxidmischung wird in ein Quarzboot gefüllt und unter Schutzgas (Ar- gon) im Rohrofen auf 900°C aufgeheizt. Nach Erreichen der Reaktionstemperatur wird Schwefelwasserstoff mit 120 ml 30% H2S/min im Stickstoffstrom eingeleitet und die Oxidmischung innerhalb von vier Stunden zum Thiogallat umgesetzt nach folgender Reaktionsgleichung: 1 mol [0,20BaO»0,15CaO»0)60MgO»0,025Eu2θ3 »1 ,10Ga2θ3]+ 4,325mol H2S — > (Ba0,2oCa0,i5 go,60Euo,o5)S»1 ,1 Ga2S3 + 4,325mol H2O + 0,025mol SThe oxide mixture generated is filled into a quartz boat and heated to 900 ° C in a tube furnace under protective gas (argon). After reaching the reaction temperature, hydrogen sulfide is introduced with 120 ml of 30% H 2 S / min in a stream of nitrogen and the oxide mixture is converted into the thiogallate within four hours using the following reaction equation: 1 mol [0.20BaO »0.15CaO» 0 ) 60MgO » 0.025Eu 2 θ 3 » 1, 10Ga 2 θ3] + 4.325mol H 2 S -> (Ba 0.2 oCa 0, i 5 go , 60 Euo , o 5 ) S »1, Ga 2 S 3 + 4.325mol H 2 O + 0.025mol S
Eine Temperatur von 870 bis 930 °C hat sich als optimale Umsetzungstemperatur für einen hocheffizienten Leuchtstoff erwiesen.A temperature of 870 to 930 ° C has proven to be the optimal conversion temperature for a highly efficient phosphor.
Das Reaktionsprodukt wird in einer Mörsermühle 10 Minuten gemahlen und nochmals drei Stunden im 20%igen Schwefelwasserstoffstrom bei 900°C umgesetzt.The reaction product is ground in a mortar mill for 10 minutes and reacted again in a 20% hydrogen sulfide stream at 900 ° C. for three hours.
Mit dieser Methode lassen sich hocheffiziente Leuchtstoffe der genannten Zusammensetzungen reproduzierbar herstellen.With this method, highly efficient phosphors of the compositions mentioned can be produced reproducibly.
Dieser Leuchtstoff zeigt gegenüber einem Leuchtstoff der Formel (Baoι2oCao,i5Mgo,6oEuo,o5)S»1 ,OGa2S3 (w = 1) eine um 16% verbesserte Quantenausbeute bei unverändertem Emissionsspektrum mit einem Intensitätsmaximum bei 535 nm + 3 nm, bzw. zeigt der Leuchtstoff (Ba0,38Mgo,57Euo,o5)S»0,9Ga2S3 ( w=0,9) gegenüber dem Leuchtstoff (Ba0,2oCaι5Mgo,6oEuo,o5)S»1 ,θGa2S3 (w = 1 ) eine um 16 % erhöhte Quanteneffizienz das Intensitätsmaximum des Emissionsspektrums die- ser Leuchtstoffzusammensetzungen liegt im Bereich von 508 - 513 nm.Compared to a phosphor of the formula (Bao ι2 oCao, i 5 Mgo, 6 oEuo, o 5 ) S »1, OGa 2 S 3 (w = 1), this phosphor shows a quantum yield improved by 16% with an unchanged emission spectrum with an intensity maximum at 535 nm + 3 nm, or shows the phosphor (Ba 0 , 38 Mgo , 57 Euo, o 5 ) S » 0.9 Ga 2 S 3 (w = 0.9) compared to the phosphor (Ba 0.2 oCa ι 5 Mgo, 6 oEuo, o 5 ) S »1, θGa 2 S 3 (w = 1) a quantum efficiency increased by 16%, the intensity maximum of the emission spectrum of these phosphor compositions is in the range of 508 - 513 nm.
Weitere Ausführungsbeispiele führten zu den in Tabelle 1 beschriebenen Leuchtstoffzusammensetzungen. In dieser Tabelle sind die Ergebnisse der Quanteneffizienzbestimmung für Leuchtstoffe, die analog zum genannten Ausführungsbeispiel hergestellt wurden, mit der A-Kationenmischung Ba0,2oCao,15Mgo,6oEUo,o5 bzw. der A- Kationenmischung Ba0,38Mg0,57Euo,o5 aber jeweils anderen Verhältnis w = B2S3/AS zusammengefasst. Die Quanteneffizienz erhöht sich deutlich, wenn w sowohl niedriger als auch höher als 1 gewählt wird, wobei die Emissionswellenlänge bei maximaler Emissionsintensität von 532 nm - 538 nm bzw. von 508 nm - 513 nm unverändert bleibt. Für w = 1 ,2 wurde eine Abnahme der Quanteneffizienz, eine Zunahme der Reflektivität und ein anderes Maximum der Emissionswellenlänge von 548 nm festgestellt, die darauf hinweist dass der Existenzbereich der relevanten Leuchtstoffbildung überschritten ist. Insbesondere die Emissionswellenlänge von 548 nm deutet auf die Bildung eines calciumreichen Thiogallatgitters hin. Dieser Grenzwert variiert jeweils etwas in Abhängigkeit von der genauen Zusammensetzung der Kati- onmischung A. Aufgrund der komplexen Reaktionsmechanismen zur Bildung der in den Ausführungsbeispielen genannten Leuchtstoffzusammensetzungen und der durch die Zusammensetzungsveränderungen resultierenden Modifizierung des atomaren Kristallaufbaus tragen vermutlich mehrere Effekte zur beobachteten Abhängigkeit der Quanteneffizienz vom Kationenverhältnis A:B bei. Einerseits kann die Veränderung des A:B-Verhältnisses zu einer besseren Umsetzung des Reaktionsproduktes beitragen. Dadurch werden nachteilige Sekundärprodukte und restliche Vorläufer- und Zwischenprodukte vermieden. Andererseits kann auch der Einbau des Aktivators Eu2+ begünstigt werden im Sinne vollständigeren und störungsfreieren Einbaus in das Kristallgitter der Thiometallate. Bedeutsam kann auch die günstigere Erreichung einer bilanzkonformen Schwefel-Stöchiometrie sein, die nach dem Modell einer Co- re-Shell-Bildung an die lokale atomare Kationenzusammensetzung besser ange- passt werden kann. Insgesamt führt die veränderte Leuchtstoffzusammensetzung zu einer erhöhten Perfektion des Leuchtstoffprodukts und/oder zu einer Verminde- rung von QE-verringernden nicht-strahlenden Rekombinationszentren.Further exemplary embodiments led to the phosphor compositions described in Table 1. This table shows the results of the quantum efficiency determination for phosphors which were produced analogously to the exemplary embodiment mentioned, with the A cation mixture Ba 0 , 2 oCao, 15 Mgo, 6oEUo, o 5 or the A cation mixture Ba 0 , 3 8Mg 0 , 57Euo, o5 but each with a different ratio w = B 2 S 3 / AS. The quantum efficiency increases significantly if w is chosen to be both lower and higher than 1, the emission wavelength remaining unchanged at a maximum emission intensity of 532 nm - 538 nm or 508 nm - 513 nm. For w = 1, 2, a decrease in quantum efficiency, an increase in reflectivity and another maximum of the emission wavelength of 548 nm was found, which indicates that the range of existence of the relevant phosphor formation has been exceeded. In particular, the emission wavelength of 548 nm indicates the formation of a calcium-rich thiogallate grating. This limit value varies somewhat depending on the exact composition of the cation mixture A. Due to the complex reaction mechanisms for the formation of the phosphor compositions mentioned in the exemplary embodiments and the modification of the atomic crystal structure resulting from the composition changes, several effects probably contribute to the observed dependence of the quantum efficiency on the cation ratio A: B. On the one hand, the change in the A: B ratio can contribute to a better implementation of the reaction product. This avoids disadvantageous secondary products and remaining precursors and intermediates. On the other hand, the installation of the activator Eu 2+ can be favored in terms of more complete and trouble-free installation in the crystal lattice of the thiometalates. It can also be important to achieve a more favorable sulfur stoichiometry in line with the balance sheet, which can be better adapted to the local atomic cation composition according to the model of coreshell formation. Overall, the changed phosphor composition leads to an increased perfection of the phosphor product and / or to a reduction in QE-reducing non-radiative recombination centers.
Figur 1 zeigt das Emissionsspektrum des LeuchtstoffesFigure 1 shows the emission spectrum of the phosphor
(Bao,2oCao,i5Mgo,6oEuo,o5)S»1 ,1 Ga2S3 , der im Ausführungsbeispiel beschrieben ist. Die Emissionsbande liegt im grünen Spektralbereich zwischen etwa 460 nm und 620 nm. Das Emissionsmaximum liegt bei 538 nm, die mittlere Wellenlänge bei 544 nm. Die Farbortkomponenten sind x = 0,306; y = 0,641. Die Quanteneffizienz erreicht 78 % bei schmalbandiger Anregung mit 400 nm. Im Vergleich dazu liegt die Quanteneffizienz des Leuchtstoffs mit w = 1 ,0 bei 62%.(Bao, 2oCao, i5Mgo, 6oEuo, o5) S » 1, 1 Ga 2 S 3 , which is described in the exemplary embodiment. The emission band lies in the green spectral range between about 460 nm and 620 nm. The emission maximum is 538 nm, the mean wavelength is 544 nm. The color locus components are x = 0.306; y = 0.641. The quantum efficiency reaches 78% with narrow-band excitation at 400 nm. In comparison, the quantum efficiency of the phosphor with w = 1.0 is 62%.
Dieser Leuchtstoff ist gut durch kurzwellige Strahlung zwischen 300 und 450 nm anregbar. Besonders vorteilhaft ist er für den Einsatz bei LEDs zur Farbkonversion geeignet, als sog. LED-Konverter. Dabei wird die Emissionsstrahlung einer UV- emittierenden LED mittels eines oder mehrerer Leuchtstoffe in sichtbares Licht (hier grün oder blaugrün) oder weißes Licht (Mischung von rot, grün und blau emittierenden Leuchtstoffen) umgewandelt. Eine zweite Variante stellt bei Verwendung einer blauen LED die Verwendung von einem Leuchtstoff oder von zwei Leuchtstoffen (z.B. gelb- bzw. grün- und rot-emittierende Leuchtstoffe) dar, so dass auch hier weißes Licht resultiert. Technische Details hierzu finden sich beispielsweise in der US- A 5 998 925. Das Aufbringen dieser Leuchtstoffe als LED-Konverter gelingt beispielsweise gut im Vollverguss mittels Epoxidharzen. Dazu wird das Leuchtstoffpulver in einem Epoxidharz dispergiert, als Tropfen auf den Chip gegeben und ausgehärtet. Bedeutsam ist hier, dass die Thiometallate eine ähnlich unpolare Oberfläche wie das ebenfalls unpolare Harz besitzen, was zu einer guten Benetzung führt. Weitere Vorteile liegen in der Tatsache, dass Mischungen mit anderen Leuchtstoffen wie YAG:Ce oder YAG:Ce -basierte Leuchtstoffe gut gelingen, weil das spezifische Gewicht beider Leuchtstoffklassen ähnlich ist, so dass durch Sedimentationseffekte bei vergleichbarer Partikeigröße keine Entmischung auftritt. Das spezifische Gewicht typischer Thiometallate beträgt ca. 4,4 bis 4,5 g/cm3, während die von YAG:Ce -basierten Leuchtstoffen bei typisch 4,6 bis 4,7 g/cm3 liegt. Die Sedimentation im Harz lässt sich durch mittlere Partikelgrößen < 5μm, insbesondere bei etwa 2 + 1 μm, minimieren. Die Einstellung der Partikelgröße wird durch Mahlen, z.B. in Kugelmühlen, erreicht.This phosphor can be excited well by short-wave radiation between 300 and 450 nm. It is particularly advantageous for use with LEDs for color conversion, as a so-called LED converter. The emission radiation of a UV-emitting LED is converted into visible light (here green or blue-green) or white light (mixture of red, green and blue emitting phosphors) using one or more phosphors. A second variant, when using a blue LED, is the use of one phosphor or two phosphors (for example yellow- or green- and red-emitting phosphors), so that white light also results here. Technical details on this can be found, for example, in US Pat. No. 5,998,925. These phosphors can be applied as LED converters, for example, in full encapsulation using epoxy resins. For this purpose, the phosphor powder is dispersed in an epoxy resin, placed as a drop on the chip and cured. It is important here that the thiometalates have a similarly non-polar surface as the likewise non-polar resin, which leads to good wetting. Further advantages lie in the fact that mixtures with other phosphors such as YAG: Ce or YAG: Ce -based phosphors work well because the specific weight of the two phosphor classes is similar, so that no segregation occurs due to sedimentation effects with a comparable particle size. The specific weight of typical thiometalates is approximately 4.4 to 4.5 g / cm 3 , while that of YAG: Ce-based phosphors is typically 4.6 to 4.7 g / cm 3 . Sedimentation in the resin can be minimized by average particle sizes <5μm, especially around 2 + 1 μm. The particle size is adjusted by grinding, for example in ball mills.
Tabelle 1 :Table 1 :
Ergebnisse der Quanteneffizienzbestimmung für Leuchtstoffe mit der A- Kationenmischung Ba2oCa0,i5Mgo,6oEuo,o5 bzw. Ba0,38Mgo,57Eu0,o5 aber jeweils anderen B2S3/AS-Verhältnis wResults of the quantum efficiency determination for phosphors with the A cation mixture Ba 2oCa 0 , i5Mgo, 6oEuo, o5 or Ba 0 , 38Mgo, 57Eu 0 , o5 but each with a different B 2 S 3 / AS ratio w

Claims

Ansprüche Expectations
1. Hocheffizienter Leuchtstoff aus der Klasse der Thiometallate, ausgehend von der allgemeinen Formel AB2S :D2+, wobei A mindestens ein zweiwertiges Kation aus der Gruppe Ba einzeln oder in Kombination mit Mg und/oder Ca gewählt ist, und wobei B mindestens ein dreiwertiges Kation aus der Gruppe AI, Ga, Y ist und wobei als Aktivator D Europium und/oder Cer gewählt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die1. Highly efficient phosphor from the class of thiometalates, starting from the general formula AB 2 S: D 2+ , where A is selected at least one divalent cation from the group Ba individually or in combination with Mg and / or Ca, and where B is at least is a trivalent cation from the group AI, Ga, Y and is selected as activator D europium and / or cerium, characterized in that the
Zusammensetzung des Leuchtstoffs so angesetzt ist, dass sie der allgemeinen Formel (AS)»w(B2S3) entspricht, wobei der Faktor w sowohl im Bereich 0,8 ≤ w ≤ 0,98 als auch im Bereich 1 ,02 ≤ w < 1 ,2 liegen kann.The composition of the phosphor is set so that it corresponds to the general formula (AS) »w (B 2 S 3 ), the factor w being both in the range 0.8 w w 0,9 0.98 and in the range 1, 02, w <1, 2 can be.
2. Thiometallat-Leuchtstoff nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Kation B Gallium gewählt ist, das teilweise durch Aluminium ersetzt sein kann.2. thiometalate phosphor according to claim 1, characterized in that gallium is chosen as the cation B, which can be partially replaced by aluminum.
3. Thiometallat-Leuchtstoff nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Kation A ein Kombination der Metalle Mg, Ca, Ba allein gewählt ist.3. thiometalate phosphor according to claim 1, characterized in that a combination of the metals Mg, Ca, Ba alone is chosen as the cation A.
4. Thiometallat-Leuchtstoff nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Aktivator (der A substituiert) Europium gewählt ist.4. thiometalate phosphor according to claim 1, characterized in that Europium is chosen as the activator (which A is substituted).
5. Thiometallat-Leuchtstoff nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass (AS)» w (Ga2S3), wobei A = MgaCabBacEut mit a+b+c+t = 1 mit den Bereichen: 0,4 ≤ a < 0,8; 0,05 ≤ b ≤ 0,35; 0,05 ≤ c ≤ 0,4; 0,01 < t < 0,1 ; 0,8 ≤ w ≤ 0,98 oder 1 ,02 ≤ w < 1 ,2.5. thiometalate phosphor according to claim 1, characterized in that (AS) » w (Ga 2 S 3 ), where A = Mg a Ca b Ba c Eu t with a + b + c + t = 1 with the areas: 0.4 ≤ a <0.8; 0.05 ≤ b ≤ 0.35; 0.05 ≤ c ≤ 0.4; 0.01 <t <0.1; 0.8 ≤ w ≤ 0.98 or 1, 02 ≤ w <1, 2.
6. Thiometallat-Leuchtstoff nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass (AS)» w (Ga2S3), wobei A= MgaBabEut mit a+b+t = 1 mit den Bereichen:6. thiometalate phosphor according to claim 1, characterized in that (AS) » w (Ga 2 S 3 ), where A = Mg a Ba b Eu t with a + b + t = 1 with the areas:
0,4 ≤ a < 0,8; 0,1 < b ≤ 0,59; 0,01 ≤ t ≤ 0,1 ; 0,8 ≤ w ≤ 0,98 oder 1 ,02 < w < 1 ,2.0.4 ≤ a <0.8; 0.1 <b ≤ 0.59; 0.01 ≤ t ≤ 0.1; 0.8 ≤ w ≤ 0.98 or 1, 02 <w <1, 2.
7. Verfahren zur Herstellung eines hocheffizienten Leuchtstoffs aus der Klasse der Thiometallate gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:7. A process for producing a highly efficient phosphor from the class of thiometalates according to one of the preceding claims, characterized by the following process steps:
a) Herstellen einer Suspension von Nitraten entsprechend der gewünschtena) Preparation of a suspension of nitrates according to the desired
Zusammensetzung nach Anspruch 1 bis 6; b) Trocknung dieser Suspension bis zu einer Restfeuchte von <1 Gewichts-% bei T ≤ 300°C zur Herstellung einer feindispersen Nitratmischung;The composition of claims 1 to 6; b) drying this suspension to a residual moisture content of <1% by weight at T ≤ 300 ° C. to produce a finely dispersed nitrate mixture;
c) Mahlung der Nitratmischung in einer Mörsermühle bei Raumtemperatur für 10 min bis 60 min, vorzugsweise 20 min.c) grinding the nitrate mixture in a mortar mill at room temperature for 10 min to 60 min, preferably 20 min.
d) Pyrolyse des gemahlenen Nitratversatzes bei 500-700°C, vorzugsweise beid) pyrolysis of the ground nitrate at 500-700 ° C, preferably at
600°C, in Ar- oder N2-Atmosphäre zur Erzeugung eines feindispersen Metalloxidgemisches mit der gewünschten Zusammensetzung.600 ° C, in Ar or N 2 atmosphere to produce a finely dispersed metal oxide mixture with the desired composition.
e) Erste Umsetzung der Metalloxidmischung bei 800-1000°C, vorzugsweise 900-950°C, in strömender H2S- oder CS2-Atmosphäre oder Kombinationen hiervon für 1-6 Std., vorzugsweise 4 Std..e) First reaction of the metal oxide mixture at 800-1000 ° C, preferably 900-950 ° C, in a flowing H 2 S or CS 2 atmosphere or combinations thereof for 1-6 hours, preferably 4 hours.
f) Mahlung des Reaktionsgutes wie in Schritt c;f) grinding the reaction mixture as in step c;
g) Zweite Umsetzung bei 800-1000°C, vorzugsweise 900-950°C, in strömender H2S- oder CS2-Atmosphäre oder Kombinationen hiervon für 1 -6 Std., vorzugsweise 2 Std..g) Second reaction at 800-1000 ° C, preferably 900-950 ° C, in a flowing H 2 S or CS 2 atmosphere or combinations thereof for 1 -6 hours, preferably 2 hours.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt e) und g) die Flussmenge 50- 500 ml/min , vorzugsweise 120 ml/min, beträgt und die Gasatmosphäre aus H2S bzw. CS2 und Ar oder N2 als Trägergas besteht mit 10 - 50 % H2S bzw. CS2 bzw. Mischungen hiervon, vorzugsweise 30% H2S bzw. CS2 bzw. Mischungen hiervon.8. The method according to claim 7, characterized in that in step e) and g) the flow rate is 50-500 ml / min, preferably 120 ml / min, and the gas atmosphere of H 2 S or CS 2 and Ar or N 2 the carrier gas consists of 10-50% H 2 S or CS 2 or mixtures thereof, preferably 30% H 2 S or CS 2 or mixtures thereof.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt e) und g) die Aufheizung bis zur Reaktionstemperatur 0,5 - 20 K/min, vorzugsweise 10 K/min beträgt.9. The method according to claim 7, characterized in that in steps e) and g) the heating up to the reaction temperature is 0.5-20 K / min, preferably 10 K / min.
10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt e) und g) die Abkühlung 0,5 - 20 K/min, vorzugsweise 10 K/min beträgt.10. The method according to claim 7, characterized in that in steps e) and g) the cooling is 0.5-20 K / min, preferably 10 K / min.
11. Verwendung der Leuchtstoffe nach Anspruch 1-6 dadurch gekennzeichnet, dass sie z.B. in UV- oder blau-emittierenden LEDs zur Farbkonversion einzeln, in Kombination mit anderen Leuchtstoffen des Anspruches 1-6 und in Kombinationen mit anderen bekannten Leuchtstoffen eingesetzt werden. 11. Use of the phosphors according to claims 1-6, characterized in that they are used individually, for example in UV or blue-emitting LEDs for color conversion, in combination with other phosphors of claims 1-6 and in combinations with other known phosphors.
2. Verwendung der Leuchtstoffe nach Anspruch 1-6 dadurch gekennzeichnet, dass sie z.B. Plasma-Displays einzeln, in Kombination mit anderen Leuchtstoffen des Anspruches 1-6 und in Kombinationen mit anderen bekannten Leuchtstoffen eingesetzt werden, um die kurzwellige Plasma-Entladungs-Strahlung in sichtbares Licht konvertieren. 2. Use of the phosphors according to claims 1-6, characterized in that they e.g. Plasma displays can be used individually, in combination with other phosphors of claims 1-6 and in combinations with other known phosphors, in order to convert the short-wave plasma discharge radiation into visible light.
EP01947188A 2001-05-29 2001-06-07 Highly efficient luminescent substance Withdrawn EP1390989A1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE20108873U 2001-05-29
DE20108873U DE20108873U1 (en) 2001-05-29 2001-05-29 Highly efficient fluorescent
PCT/DE2001/002131 WO2002097901A1 (en) 2001-05-29 2001-06-07 Highly efficient luminescent substance

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1390989A1 true EP1390989A1 (en) 2004-02-25

Family

ID=7957390

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP01947188A Withdrawn EP1390989A1 (en) 2001-05-29 2001-06-07 Highly efficient luminescent substance

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20040135123A1 (en)
EP (1) EP1390989A1 (en)
JP (1) JP2004527638A (en)
KR (1) KR20030020413A (en)
CN (1) CN1444776A (en)
CA (1) CA2448529A1 (en)
DE (1) DE20108873U1 (en)
WO (1) WO2002097901A1 (en)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2826016B1 (en) * 2001-06-13 2004-07-23 Rhodia Elect & Catalysis COMPOUND BASED ON AN ALKALINE EARTH, SULFUR AND ALUMINUM, GALLIUM OR INDIUM, METHOD FOR PREPARING SAME AND USE THEREOF AS LUMINOPHORE
US20050211991A1 (en) * 2004-03-26 2005-09-29 Kyocera Corporation Light-emitting apparatus and illuminating apparatus
KR100724591B1 (en) * 2005-09-30 2007-06-04 서울반도체 주식회사 Light emitting device and LCD backlight using the same
WO2007105845A1 (en) 2006-03-16 2007-09-20 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Fluorescent material and light emitting diode using the same
DE102007057812A1 (en) * 2007-11-30 2009-06-25 Schott Ag LED, has light converter comprising light conversion material for receiving output light and producing converted light, and sol gel glass, where light conversion material and filler are embedded in sol-gel glass
JP5171326B2 (en) * 2008-03-13 2013-03-27 住友金属鉱山株式会社 Method for manufacturing phosphor for inorganic EL
JP5164618B2 (en) * 2008-03-13 2013-03-21 住友金属鉱山株式会社 Method for manufacturing phosphor for inorganic EL
US8456082B2 (en) 2008-12-01 2013-06-04 Ifire Ip Corporation Surface-emission light source with uniform illumination
JP2014167974A (en) * 2013-02-28 2014-09-11 Toyoda Gosei Co Ltd Screening method of fluorescent materials and light-emitting apparatus
JP6350123B2 (en) * 2014-08-28 2018-07-04 堺化学工業株式会社 Method for producing sulfide phosphor
JP7112355B2 (en) * 2019-02-28 2022-08-03 デクセリアルズ株式会社 GREEN-EMITTING PHOSPHOR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF, PHOSPHOR SHEET AND LIGHT-EMITTING DEVICE

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3639254A (en) * 1969-07-01 1972-02-01 Gte Laboratories Inc Alkaline earth thiogallate phosphors
DE10028266A1 (en) * 2000-06-09 2001-12-13 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Luminescent material used for emitting green light is of the thiogallate class
JPH0272592A (en) * 1988-09-06 1990-03-12 Tosoh Corp Film el element
CA2030350C (en) * 1989-11-27 1994-08-02 Tetsuo Nakai Hard sintered compact for tools
JP2858397B2 (en) * 1994-09-07 1999-02-17 株式会社デンソー Electroluminescence device and method of manufacturing the same
JPH08134440A (en) * 1994-11-14 1996-05-28 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd Thin-film electroluminescent element
US5834053A (en) * 1994-11-30 1998-11-10 The Regents Of The University Of California Blue light emitting thiogallate phosphor
JP3735949B2 (en) * 1996-06-28 2006-01-18 株式会社デンソー Blue light emitting material, EL device using the same, and method for producing the same
FR2755122B1 (en) * 1996-10-31 1998-11-27 Rhodia Chimie Sa COMPOUND BASED ON AN ALKALINE EARTH, SULFUR AND ALUMINUM, GALLIUM OR INDIUM, METHOD FOR PREPARING SAME AND USE THEREOF AS LUMINOPHORE
FR2826016B1 (en) * 2001-06-13 2004-07-23 Rhodia Elect & Catalysis COMPOUND BASED ON AN ALKALINE EARTH, SULFUR AND ALUMINUM, GALLIUM OR INDIUM, METHOD FOR PREPARING SAME AND USE THEREOF AS LUMINOPHORE
US7125501B2 (en) * 2003-04-21 2006-10-24 Sarnoff Corporation High efficiency alkaline earth metal thiogallate-based phosphors

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO02097901A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
CA2448529A1 (en) 2002-12-05
DE20108873U1 (en) 2001-12-06
JP2004527638A (en) 2004-09-09
CN1444776A (en) 2003-09-24
WO2002097901A1 (en) 2002-12-05
KR20030020413A (en) 2003-03-08
US20040135123A1 (en) 2004-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1290737A1 (en) Highly efficient fluorescent material
EP1116418B2 (en) Luminous substance for a light source and light source associated therewith
DE60038668T2 (en) LIGHT SOURCE WITH YELLOW TO RED EMITTING FLUOR
AT508302B1 (en) LUMINESCENT MATERIAL
DE112007001638B4 (en) Phosphorus from the class of nitridosilicates, process for producing a phosphor from the class of nitridosilicates and use of such a phosphor in a light source
DE102007035592B4 (en) Temperature-stable phosphor, use of a phosphor and method for producing a phosphor
DE60307411T2 (en) PHOTOLUMINESCENT MATERIAL AND LUMINAIRE DIODE
EP1664239B1 (en) White-emitting led having a defined color temperature
DE112004001532B4 (en) Oxynitride phosphor and light emitting device
EP1670876B1 (en) Highly efficient luminous substance
DE112005002246T5 (en) Oxynitride based fluorescent material and method of making the same
WO2007025973A1 (en) Carbidonitridosilicate luminescent substance
WO2005030904A1 (en) Green-emitting led
EP1390989A1 (en) Highly efficient luminescent substance
DE102009059798A1 (en) An agent for improving the stability against the occurring radiation exposure and resistance to the influence of atmospheric moisture in strontium oxyorthosilicate phosphors
DE102011014958B4 (en) Yellow light-emitting fluorosulfide phosphors and their manufacturing processes, and a white light-emitting diode comprising this phosphor
DE112014006040B4 (en) Phosphor and light-emitting device
DE102012111876B4 (en) Oxynitride-based phosphor and light-emitting device using the same
DE20122644U1 (en) Luminescent material used for emitting green light is of the thiogallate class
WO2011085849A2 (en) Luminophore and light source containing such a luminophore
WO2021175377A1 (en) Phosphor, method for producing the phosphor, and illumination device comprising the phosphor
DE2259163B2 (en) Luminescent silicate
WO2020245282A1 (en) Yellow luminophore and light source
CN116285987A (en) Light conversion material, preparation method and application thereof
WO2019192791A1 (en) Luminescent substance and illuminating device

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20031113

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: OSRAM OPTO SEMICONDUCTORS GMBH

17Q First examination report despatched

Effective date: 20060705

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20061116