WO2015018474A1 - Leuchtstoffe - Google Patents

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WO2015018474A1
WO2015018474A1 PCT/EP2014/001881 EP2014001881W WO2015018474A1 WO 2015018474 A1 WO2015018474 A1 WO 2015018474A1 EP 2014001881 W EP2014001881 W EP 2014001881W WO 2015018474 A1 WO2015018474 A1 WO 2015018474A1
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WO
WIPO (PCT)
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formula
compounds
mmol
phosphor
formulas
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/001881
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English (en)
French (fr)
Inventor
Holger Winkler
Thomas Juestel
Arturas Katelnikovas
Tobias DIERKES
Original Assignee
Merck Patent Gmbh
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Filing date
Publication date
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Priority to KR1020167006029A priority Critical patent/KR20160042021A/ko
Priority to CN201480044464.0A priority patent/CN105474750A/zh
Priority to US14/909,760 priority patent/US9745511B2/en
Priority to JP2016532246A priority patent/JP2016535719A/ja
Priority to EP14739677.4A priority patent/EP3031302A1/de
Publication of WO2015018474A1 publication Critical patent/WO2015018474A1/de

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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/14—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7783—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals one of which being europium
    • C09K11/77928—Silicon Aluminium Nitrides or Silicon Aluminium Oxynitrides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502—Wavelength conversion materials

Definitions

  • inorganic phosphors have been developed to spectrally adapt emissive screens, X-ray amplifiers and radiation or light sources to optimally meet the requirements of the respective field of application while using as little energy as possible.
  • new phosphors are constantly being developed in order to further increase energy efficiency, color rendering and stability.
  • These phosphors are used in particular as conversion phosphors for phosphor converted LEDs, in short pc LEDs.
  • yellow or green and red emitting phosphors are needed when the primary energy source is a blue emitting semiconductor.
  • the luminescent screen must contain either an RGB phosphor mixture or a dichroic mixture of a blue-cyan and a yellow-orange emitting phosphor.
  • the second variant gives a higher lumen equivalent, provided broadband emitters are used in all cases.
  • Another advantage of a dichromatic phosphor mixture is the lower spectral interaction and the associated higher "package gain.” This is also the reason why dichromatic white LEDs based on a blue-emitting semiconductor and a YAG: Ce phosphor as Luminescent screen with respect to the lumen equivalent and the associated lumen efficiency have very good properties and are widely used.
  • the biggest disadvantage of dichromatic (blue-yellow) LEDs is their high color temperature (> 4000 K) and the low color rendering in the red spectral range.
  • trichromatic LEDs based on a blue semiconductor and a green and a red-emitting phosphor have significant advantages. For this purpose, the search for improved red and green emitting phosphors continues.
  • conversion phosphor materials systems such as alkaline earth orthosilicates, thiogallates, garnets, nitrides, oxy nitrides and ⁇ -SiAION'e, each doped with Ce 3+ or Eu 2+ .
  • T. Kurushima et al. J. Electrochem.Soc., 2010, 157 (3), J64-J68 disclose a strontium-yttrium-aluminum-silicooxynitride obtained in a solid state synthesis using ammonium chloride as a flux. The use of this compound as a phosphor in a phosphor converted LED is not disclosed.
  • the present invention is a compound of the following formula (1):
  • EA is selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, Ba or a mixture of two or more of the elements Mg, Ca, Sr and Ba;
  • M is selected from the group consisting of Y, Lu or one
  • Sr and M stands for Y
  • EA is other than Sr when M is Y.
  • EA is a mixture of two or more of the elements Mg, Ca, Sr or Ba and / or M is a mixture of Y and Lu. It is thus preferably a compound of the following formula (2),
  • Preferred embodiments of the compounds of the formula (2) are compounds in which simultaneously Ca and Sr, Sr and Ba or Y and Lu are present. Preference is thus given to the compounds of the following formulas (2a) to (2n),
  • the ratio of the alkaline earth metals to each other or the metals M to each other is arbitrary and fully adjustable. Depending on this ratio, the emission color of the compounds according to the invention can be adjusted.
  • the ratio of Mg: Ca, Mg: Sr, Ca: Sr, Ca: Ba or Sr: Ba is based on the amounts of substance, ie the ratio of a: b, a: c, b: c , b: d or c: d, in the formulas (2a) to (2j) between 50: 1 and 1:50, particularly preferably between 20: 1 and 1:20, very particularly preferably between 10: 1 and 1: 10th
  • the ratio of Y: Lu, based on the molar amounts, ie the ratio of e: f, in the formulas (2k) to (2n) between 50: 1 and 1:50, is particularly preferred between 20: 1 and 1:20, most preferably between 10: 1 and 1:10, in particular between 5: 1 and 1: 5.
  • the alkaline earth metal EA is Ba or equal to Ca or equal to Mg. It is therefore preferably a compound of the following formula (3), (4) or (5) Formula (3) Ca 1 .yMSi-x Alx N 7 .x O x: y Eu 2+ Formula (4) Ba 1 .yMSi 4-x Alx N 7 .x O x: y Eu 2+ Formula (5) wherein the symbols and indices used are those mentioned above
  • Preferred embodiments of the compounds of the formula (3), (4) and (5) are the compounds of the following formulas (3a), (3b), (4a), (4b), (5a) and (5b)
  • the metal M is lutetium. It is therefore preferably a compound of the following formula (6),
  • Preferred embodiments of the compounds of the formula (6) are the compounds of the following formulas (6a), (6b) and (6c),
  • the compounds according to formula (1) to (6) or formula (2a) to (2n) or formula (3a) or (3b) or formula (4a) or (4b) or (5a) or (5b) or formula (6a) to (6c) applies to the index x, that 0.5 ⁇ x 2.0, particularly preferably 1, 1 ⁇ x ⁇ 1, 8, particularly preferably 1, 3 ⁇ x ⁇ 1, 7.
  • the compounds according to formula (1) to (6) or formula (2a) to (2n) or formula (3a) or (3b) or formula (4a) or (4b) or (5a ) or (5b) or formula (6a) to (6c) applies to the index y, that 0 ⁇ y ⁇ 0.20, particularly preferably 0.02 ⁇ y ⁇ 0.16.
  • the value of y, ie the proportion of Eu can set the emission color of the phosphor over a certain range.
  • the compounds according to the invention contain not only Mg as alkaline earth metal, ie H. that they either contain only Ca, Sr and / or Ba as alkaline earth metals, or that, if they contain Mg, they contain this in admixture with Ca and / or Sr, in particular in admixture with Ca. If Mg is present in admixture with Ca and / or Sr, then Ca or Sr is preferably present in this mixture at least 30 at%, more preferably at least 50 at%.
  • the compounds according to the invention contain no Mg at all, ie. H. in compounds of the formula (2) and the preferred embodiments, the index a is preferably 0.
  • Another object of the present invention is a process for preparing the compounds of the invention, comprising the following steps: a) preparing a mixture of a Mg, Ca, Sr and / or Ba compound, a Y and / or Lu compound, an Si compound, an Al compound and an Eu compound, at least one of which is in the form of a nitride and at least one of these compounds is in the form of an oxide; and b) calcining the mixture under non-oxidizing conditions.
  • Suitable Ca, Sr or Ba compounds are, in particular, the corresponding nitrides, oxides and carbonates. Preference is given to the nitrides, ie Calcium nitride (Ca 3 N 2), strontium nitride (Sr3N 2), barium nitride (Ba3N2) and mixtures thereof.
  • Suitable Y or Lu compounds are, in particular, the corresponding oxides, ie Y 2 O 3 and Lu 2 O 3 and mixtures thereof, but also the corresponding nitrides YN or LuN and mixtures thereof.
  • Silicon compounds are in particular silicon nitride and
  • Silica and mixtures thereof Preference is given to silicon nitride (Si 3 N 4 ).
  • Suitable aluminum compounds are in particular aluminum nitride and aluminum oxide and mixtures thereof. Preference is given to aluminum nitride (AIN).
  • europium compounds are europium oxide (especially Eu 2 O 3 ) and europium nitride (EuN) and mixtures thereof.
  • the educts used in step a) of the process according to the invention are preferably used in a ratio to one another such that the atomic number of alkaline earth metal, of lutetium and / or yttrium, of silicon, of aluminum, of europium, of nitrogen and of oxygen to the desired ratio Product of the above
  • the starting materials are preferably chosen so that the ratio of nitrogen to oxygen in the starting materials corresponds to the ratio in the product. So whether the starting material is used in the form of the nitride and / or the oxide, also decides on the basis of the desired nitrogen-oxygen ratio in the product.
  • the mixture in step a) of the process according to the invention is preferably prepared by processing the starting compounds into a homogeneous mixture, ie they are in powder form used and processed together, for example by a mortar to a homogeneous mixture.
  • the calcining step, ie step b) of the process according to the invention is carried out under non-oxidizing conditions.
  • Non-oxidizing conditions are understood as meaning any conceivable non-oxidizing atmospheres, in particular largely or completely oxygen-free atmospheres, ie an atmosphere whose maximum oxygen content is ⁇ 100 ppm, in particular ⁇ 10 ppm.
  • a non-oxidizing atmosphere can be generated, for example, by the use of inert gas, in particular nitrogen or argon.
  • a preferred non-oxidizing atmosphere is a reducing atmosphere.
  • the reducing atmosphere is defined as containing a reducing gas. Which gases have a reducing effect is known to the person skilled in the art.
  • Suitable reducing gases are hydrogen, carbon monoxide, ammonia or ethylene, more preferably hydrogen, which gases may also be mixed with other non-oxidizing gases.
  • the reducing atmosphere is particularly preferably prepared by a mixture of nitrogen and hydrogen, preferably in the ratio H 2 : N 2 of 10:50 to 33:30, in each case based on the volume.
  • the calcining step, ie step b) of the process according to the invention is preferably carried out at a temperature in the range from 1200 ° C. to 2000 ° C., more preferably in the range from 1400 ° C. to 1900 ° C. and very particularly preferably in the range from 1500 ° C. to 1700 ° C performed. It can be dispensed with the use of a flux.
  • the temperatures given above apply in particular to the preparation of compounds which contain only one alkaline earth metal. When using a mixture of several alkaline earth metals, lower calcination temperatures may also be preferred.
  • the period of calcination is preferably 1 to 48 hours, more preferably 5 to 24 hours, and most preferably 8 to 12 hours. Although this is not necessarily required in the process according to the invention, since the compounds can be prepared very well even without the addition of a flux at temperatures of about 1600 ° C., it is still possible to use a flux. With additional use of a flux and lower calcination temperatures may be preferred.
  • the calcining is preferably carried out in each case such that the resulting mixtures are introduced, for example, in a vessel made of boron nitride in a high-temperature furnace.
  • the high-temperature furnace for example, a tube furnace containing a support plate made of molybdenum foil.
  • the phosphor thus obtained is aftertreated, for example by mixing it with an alkaline earth metal nitride and again calcining this mixture.
  • the phosphors can be worked up by washing, for example by washing with dilute acid, such as. B. dilute HCl.
  • another calcining step is carried out, which is usually carried out at comparable temperatures as the first calcining step.
  • This further calcination step is preferably carried out under a reducing atmosphere. This can lead to better crystallinity of the product.
  • the compounds of the invention may be coated.
  • the stability to air and water can be improved by the coating.
  • Suitable for this purpose are all coating methods, as known to the person skilled in the art according to the prior art and used for phosphors.
  • Suitable materials for the coating are in particular metal oxides and nitrides, in particular earth metal oxides, such as Al 2 O 3 , and Erdmetallnitride, such as AIN, and Si0 2 , B 2 0 3 or BN.
  • the coating can tion, for example, from solution or by fluidized bed process. Further suitable coating methods are known from JP 04-304290, WO 91/10715, WO 99/27033, US 2007/0298250, WO 2009/065480 and WO 2010/075908.
  • Another object of the present invention is the use of the compound of the formula (1) or the above-mentioned preferred compounds according to the invention as a phosphor, in particular as a conversion phosphor.
  • the term “conversion luminescent material” is understood to mean a material which absorbs radiation in a specific wavelength range of the electromagnetic spectrum, preferably in the blue, violet or UV spectral range, and in another wavelength range of the electromagnetic spectrum, preferably in the red,
  • the term “radiation-induced emission efficiency” is to be understood, ie the conversion phosphor absorbs radiation in a certain wavelength range and emits radiation in another wavelength range with a certain efficiency.
  • a further subject of the present invention is an emission-converting material comprising the compound of the formula (1) according to the invention or the preferred embodiments.
  • the emission converting material may consist of the compound of the invention and in this case would be of the term defined above
  • the emission-converting material according to the invention contains, in addition to the compound according to the invention, further conversion phosphors.
  • the emission-converting material according to the invention contains a mixture of at least two conversion phosphors, one of which is a compound of the formula (1) or of the preferred embodiments according to the invention.
  • the at least two conversion Phosphors are phosphors that emit light of different wavelengths. Since the compound of the formula (1) or the preferred embodiments according to the invention are green or yellow emitting phosphors, these are preferably used in combination with an orange or red emitting phosphor and optionally additionally with a cyan or blue emitting phosphor. It may thus be preferred that the conversion phosphor according to the invention is used in combination with one or more further conversion phosphors in the emission-converting material according to the invention, which then together preferably emit white light.
  • blue light is defined as light whose emission maximum lies between 400 and 459 nm, cyan light whose emission maximum is between 460 and 505 nm, green light whose emission maximum lies between 506 and 545 nm , as yellow light such, whose emission maximum lies between 546 and 565 nm, as orange light such, whose
  • Emission maximum between 566 and 600 nm and is such as red light whose emission maximum is between 601 and 670 nm.
  • BaSrMgSi 2 0 7 Eu 2+ , BaTiP 2 0 7 , (Ba, Ti) 2 P 2 O 7 : Ti, Ba 3 WO 6 : U,
  • BaY 2 F 8 Er 3+ , Yb + , Be 2 Si0 4 : Mn 2+ , Bi 4 Ge 3 0 12 , CaAl 2 0 4 : Ce 3+ , CaLa 4 0 7 : Ce 3+ , CaAl 2 O: Eu 2+ , CaAl 2 O 4 : Mn 2+ , CaAl 4 O 7 : Pb 2+ , Mn 2+ , CaAl 2 O 4 : Tb 3+ ,
  • Ca3AI 2 Si 3 0i 2 Ce 3+
  • Ca3AI 2 Si 3 0i 2 Ce 3+
  • Ca 2 B 5 O 9 Br Eu 2+
  • CA2B 5 0 9 CI Eu 2+
  • Ca 2 B 5 O 9 CI Pb 2+
  • CaB 2 O 4 Mn 2+
  • Ca 2 B 2 O 5 Mn 2+
  • CaB 2 O 4 Pb 2 ⁇ CaB 2 P 2 0 9: Eu 2+, Ca 5 B 2 SiOio: Eu 3+,
  • Ca 2 Ba 3 (P0 4 ) 3 Cl Eu 2+ , CaBr 2 : Eu 2+ in Si0 2l
  • CaCl 2 Eu 2+ in Si0 2
  • CaCl 2 Eu 2+ , Mn 2+ in Si0 2
  • CaF 2 Eu 2+
  • CaF 2 : U CaGa 2 O 4 : Mn 2+ ,
  • CaGa 0 7 Mn 2+
  • CaGa 2 S 4 Ce 3+
  • CaGa 2 S 4 Eu 2+
  • CaGa 2 S Mn 2+
  • CaGa 2 S 4 Pb 2 ⁇ CaGe0 3 : Mn 2+ , Cal 2 : Eu + in Si0 2 , Cal 2 : Eu 2+ , Mn + in Si0 2> CaLaB0 4 : Eu J + , CaLaB 3 0 7 : Ce J + , Mrr, Ca 2 La 2 B0 6 .
  • Ca 2 P 2 O 7 Ce 3+ , ⁇ -Ca 3 (PO 4 ) 2 : Ce 3+ , ⁇ -Ca 3 (PO 4 ) 2 : Ce 3+ , Ca 5 (PO 4 ) 3 CI: Eu 2 + , Ca 5 (P0 4 ) 3 Cl: Sb 3+ , Ca 5 (PO 4 ) 3 Cl: Sn 2+ ,
  • beta-Ca 3 (PO 4) 2 Eu 2+, Mn 2+, Ca 5 (P0 4) 3 F: Mn 2+, Ca s (PO 4) 3 F: Sb 3+, Ca s (P0 4) 3 F: Sn a-Ca 3 (PO 4 ) 2 : Eu 2+ , ⁇ -Ca 3 (PO 4 ) 2 : Eu 2+ , Ca 2 P 2 O 7 : Eu 2+ , Ca 2 P 2 O 7 : Eu 2+, Mn 2 ⁇ CaP 2 0 6: Mn 2+, a-Ca 3 (P0 4) 2: Pb 2+, a-Ca 3 (PO 4) 2: Sn 2+, beta-Ca 3 (P0 4 ) 2 : Sn 2+ , ⁇ -Ca 2 P 2 O 7 : Sn, Mn, ⁇ -Ca 3 (PO 4 ) 2 : Tr, CaS: Bi 3+ , CaS: Bi 3+ , Na, CaS: Ce 3
  • CaTi0 3 Eu 3 ⁇ CaTi0 3 : Pr 3+ ( Ca 5 (V0 4 ) 3 Cl, CaW0 4> CaWO 4 : Pb 2+ , CaW0 4 : W, Ca 3 W0 6 : U, CaYAI0 4 : Eu 3+ , CaYBO 4: Bi 3+, CaYB0 4: Eu 3+, CaYB 0 8 O 3 .7. Eu 3+, CaY 2 Zr0 6: Eu 3 ⁇ (Ca, Zn, Mg) 3 (PO 4) 2: Sn, CeF 3 , (Ce.MgJBaAl OiaiCe,
  • GdNb0 4 Bi 3+ , Gd 2 0 2 S: Eu 3+ , Gd 2 0 2 Pr 3+ , Gd 2 0 2 S: Pr, Ce, F, Gd 2 O 2 S: Tb 3+ , Gd 2 Si0 5 : Ce 3+ , KAIn 0 17 : TI + , KGa 0 17 : Mn 2+ , K 2 La 2 Ti 3 O 10 : Eu, KMgF 3 : Eu + , KMgF 3 : Mn 2+ , K 2 SiF 6 : Mn + , LaAl 3 B 4 O 12 : Eu 3+ , LaAIB 2 0 6 : Eu 3+ , LaAIO 3 : Eu 3+ , LaAlO 3 : Sm 3+ , LaAsO 4 : Eu 3+ , LaBr 3 : Ce 3+ , LaB0 3 : Eu 3+ , (La, Ce, Tb) PO 4 : Ce: Tb
  • LiAIF Mn 2+ , LiAl 5 O 8 : Fe 3+ , LiAlO 2 : Fe 3+ , LiAlO 2 : Mn 2+ , LiAl 5 O 8 : Mn 2+ ,
  • Li 2 CaP 2 O 7 Ce 3+ , Mn 2+ , LiCeBa 4 Si 4 O 14 : Mn 2+ , LiCeSrBa 3 Si 4 O 1 : Mn 2+ .
  • Mg 2 Ca (SO 4 ) 3 Eu 2+ , Mn 2 , MgCeAl n O 19 : Tb 3+ , Mg 4 (F) GeO 6 : Mn 2+ ,
  • SrB 4 0 7 Eu 2+ (F, CI, Br), SrB 4 0 7 : Pb 2+ , SrB 4 0 7 : Pb 2+ , Mn 2+ , SrB 8 0 13 : Sm 2+ , Sr x Ba y CI 2 Al 2 O 4- z ⁇ : Mn 2+ , Ce 3+ , SrBaSiO 4 : Eu 2+ , Sr (CI, Br, I) 2 : Eu 2+ in SiO 2 , SrCl 2 : Eu 2+ in Si0 2 , Sr 5 Cl (PO 4 ) 3: Eu, Sr w F x B 4 O 6.5 : Eu 2+ , Sr w F x B y O z : Eu 2+ , Sm 2+ , SrF 2 : Eu 2+ , SrGa 12 O 9 : Mn 2+ , SrGa 2 S 4 : Ce 3+ , SrGa
  • Sr 5 (PO 4 ) 3 F Sb 3+ , Mn 2+ , Sr 5 (PO 4 ) 3 F: Sn 2+ , Sr 2 P 2 O 7 : Sn 2+ , ⁇ -Sr 3 (PO 4 ) 2 : Sn 2+ , ⁇ -Sr 3 (PO 4 ) 2 : Sn 2+ , Mn 2+ (Al), SrS: Ce 3+ , SrS: Eu 2+ , SrS: Mn 2+ , SrS: Cu + , Na , SrS0 4 : Bi, SrS0 4 : Ce 3+ , SrSO 4 : Eu 2+ , SrS0 4 : Eu 2+ , Mn 2+ , Sr 5 Si 4 0 1 oC!
  • Th0 2 Eu 3+
  • Th0 2 Pr 3+
  • Th0 2 Tb 3+
  • YAl 3 B 4 0i 2 Bi 3+
  • YAl 3 B 4 0 12 Ce 3+
  • YAl 3 B 4 O 12 Ce 3+ , Mn
  • YAl 3 B 4 Oi 2 Ce 3+ , Tb 3+
  • YAl 3 B 4 Oi 2 Eu 3+
  • YAl 3 B 4 O 12 Eu 3 ⁇ Cr 3 ⁇ YAI 3 B 4 O 12 : Th + , Ce 3+ , Mn 2+ , YAlO 3 : Ce 3+ , Y 3 Al 5 0 12 : Ce 3+ , Y3AI 5 0 12: Cr 3+, YAlO 3: Eu 3+, Y3AI 5 0 12: Eu 3r, Y4AI 2 0 9: Eu 3+, Y3AI 5 0 12: Mn +, YAI0 3: Sm 3+, YAI0 3: Tb 3+ , Y 3 Al 5 O 2 : Tb 3+ , YAsO 4 : Eu 3+ , YB0 3 : Ce 3+ , YB0 3 : Eu 3+ , YF 3 : Mn 2+ , YF 3 : Mn 2+ , Th + , YF 3 : Tm 3+ , Yb 3+ , (Y
  • YOCI Eu 3 ⁇ YOF: Eu 3+ , YOF: Tb 3+ , Y 2 0 3 : Ho 3+ , Y 2 0 2 S: Eu 3 ⁇ Y 2 0 2 S: Pr 3+ , Y 2 0 2 S Tb 3+ , Y 2 O 3 : Tb 3+ , YPO 4 : Ce 3+ , YPO 4 : Ce 3+ , Tb 3+ , YPO 4 : Eu 3+ ,
  • YPO 4 Mn 2+ , Th + , YPO 4 : V 5+ , Y (P, V) O 4 : Eu, Y 2 SiO 5 : Ce 3+ , YTaO 4 , YTaO 4 : Nb 5+ , YV0 4: Dy 3+, YV0: Eu 3+, ZnAl 2 O 4: Mn z +, ZnB 2 O 4: Mn +, ZnBa 2 S 3: Mn ⁇ +,
  • (Zn, Cd) S Cu, ZnF 2 : Mn 2+ , ZnGa 2 O, ZnGa 2 O 4 : Mn 2+ , ZnGa 2 S: Mn 2+ ,
  • Zn 2 GeO 4 Mn 2+ , (Zn, Mg) F 2 : Mn 2+ , ZnMg 2 (P0 4 ) 2 : Mn 2+ , (Zn, Mg) 3 (PO 4 ) 2 : Mn 2+ , ZnO : Al 3+ , Ga 3+ , ZnO: Bi 3+ , ZnO: Ga 3+ , ZnO: Ga, ZnO-CdO: Ga, ZnO: S, ZnO: Se, ZnO: Zn, ZnS: Ag + , Cl " , ZnS: Ag, Cu, Cl, ZnS.Ag.Ni, ZnS: Au, In, ZnS-CdS (25-75), ZnS-CdS (50-50), ZnS-CdS (75-25), ZnS- CdS: Ag, Br, Ni, ZnS-CdS: Ag + , Cl, ZnS-CdS: Cu, Br, Zn
  • ZnS Te, Mn, ZnS-ZnTe: Mn 2+ , ZnSe: Cu + , Cl or ZnWO 4 .
  • Particularly suitable phosphors which can be combined with the compound according to the invention are the phosphors listed in the table below.
  • the emission-converting material according to the invention is used in a light source.
  • the light source is an LED, in particular a phosphor-converted LED, in short pc-LED.
  • the emission-converting material in addition to the Conversion luminescent material according to the invention comprises at least one further conversion luminescent material, in particular so that the light source emits white light or light with a specific color point (color-on-demand principle).
  • Color-on-demand principle means the realization of light of a particular color point with a pc-LED using one or more conversion phosphors.
  • Another object of the present invention is thus a light source, the primary light source and the emission-converting
  • the emission-converting material in addition to the conversion phosphor according to the invention comprises at least one further conversion luminescent material, so that the light source preferably emits white light or light with a specific color point.
  • the light source according to the invention is preferably a pc-LED.
  • a pc-LED usually contains a primary light source and an emission converting material.
  • the emission-converting material according to the invention can either be dispersed in a resin (for example epoxy or silicone resin) or, with suitable size ratios, directly on the primary light source or, depending on the application, remotely located therefrom (the latter arrangement also includes "Remote Phosphor Technology " with a).
  • the primary light source may be a semiconductor chip, a luminescent light source such as ZnO, a so-called transparent conducting oxide, a ZnSe or SiC based device, an organic light emitting layer based device (OLED), or a plasma or discharge source, most preferably semiconductor chip.
  • a luminescent light source such as ZnO, a so-called transparent conducting oxide, a ZnSe or SiC based device, an organic light emitting layer based device (OLED), or a plasma or discharge source, most preferably semiconductor chip.
  • the primary light source is a semiconductor chip, it is preferably a luminescent indium-aluminum-gallium nitride (InAIGaN), as known in the art.
  • InAIGaN luminescent indium-aluminum-gallium nitride
  • the primary light source When the primary light source emits blue light, it emits
  • Emission converting material prefers green and orange or red light.
  • the emission converting material preferably emits cyan and yellow or orange light, or more preferably blue, green and orange or red light.
  • the emission-converting material according to the invention can be converted for use in light sources, in particular pc LEDs, into any shapes such as spherical particles, platelets and structured materials and ceramics. These forms are summarized under the term "shaped body". Consequently, the moldings are emission-converting moldings. These are another object of the present invention.
  • Yet another object of the invention is a ceramic containing at least one compound of the invention or
  • the ceramic can only consist of the compound according to the invention. But it can also be matrix materials and / or more
  • Phosphors included. Suitable matrix materials are, for example, SiO 2 , Y 2 O 3 or Al 2 O 3 .
  • Another subject of the invention is a lighting unit which contains at least one light source according to the invention.
  • Lighting units are mainly used in display devices, in particular liquid crystal display devices (LC display) with a backlight. Therefore, such a display device is the subject of the present invention.
  • LCD display liquid crystal display devices
  • Coupling between the emission-converting material and the Primary light source also take place by a light-conducting arrangement.
  • the primary light source to be installed at a central location and to be optically coupled to the emission-converting material by means of light-conducting devices, such as, for example, photoconductive fibers.
  • the illumination requirements adapted lights consisting of one or more different conversion phosphors, which may be arranged to a fluorescent screen, and a light guide, which is coupled to the primary light source realize.
  • This makes it possible to place a strong primary light source in a convenient location for the electrical installation and to install without further electrical wiring, only by laying fiber optics at any location, lights of emission-converting materials, which are coupled to the light guide.
  • the compounds emit green or yellow light having a broad emission spectrum and a high quantum efficiency. They are therefore particularly suitable for lighting applications.
  • the compounds are very synthetically accessible.
  • the compounds of the invention comprise a mixture of two or more alkaline earth metals, they can be made energy efficient at a lower calcination temperature.
  • in the synthesis of these compounds can be completely dispensed with the use of a flux. This represents a considerable technical advantage, since the high corrosivity of the flux, in particular of fluorine-containing compounds, makes high technical demands on the process.
  • FIG. 1 X-ray powder diffractogram of SrLuAl1.5Si2.5N5.5O1 5: 0.5%
  • Example 1 (against BaSO 4 as white standard).
  • FIG. 3 Excitation spectrum of SrLuAl1.5Si2.5N5.5O1 5: 0.5% Eu 2+
  • FIG. 5 X-ray powder diffractogram of SrLuAl1.5Si2.5N5.5O1 5: 16%
  • FIG. 6 Emission spectrum of SrLuAl1.5Si2.5N5.5O1 5: 16% Eu 2+
  • FIG. 7 X-ray powder diffractogram of BaLuAI 1.5Si 2.5 N 5.5 O 1.5: 0.5%
  • FIG. 9 X-ray powder diffractogram of BaLuAI 1.5Si 2 .5 N 5 .5 O 1 5: 16%
  • FIG. 10 Emission spectrum of BaLuAli. 5 Si2.5N 5.5 Oi.5: 16% Eu 2+
  • FIG. 11 X-ray powder diffractogram of Sro.9Cao.1LuAlL5Si2.5N5.5O1.5: 1% Eu 2+ from example 5.
  • FIG. 13 X-ray powder diffractogram of Sro.9Bao.1LuAlL5Si2.5N5.5OL5
  • FIG. 15 X-ray powder diffractogram of SrYo.5Luo.5AI1.5Si2.5N5.5O1 5:
  • FIG. 17 X-ray powder diffractogram of FIG :
  • Figure 19 X-ray powder diffractogram of SrLuo.sYo.sAl sS ⁇ .sNs sOi.s:
  • FIG. 21 X-ray powder diffractogram of SrLuo, 75Yo, 25Ali, 5812.5 ⁇ , 501.5:
  • FIG. 23 X-ray powder diffractogram of FIG : 10% Eu 2+ from example 11.
  • FIG. 24 Emission spectrum of BaLuAh, 5 Si 2 , 5N5.5Oi, 5 :10% Eu 2+
  • FIG. 25 X-ray powder diffractogram of SrLuAl 0 , 5Si3.5N 6 , 50o , 5: 10%
  • Figure 27 X-ray powder of Bal_uAlo, 5Si3 i5 N6, 5 0o, 5: 10%
  • FIG. 29 X-ray powder diffraction pattern of SrYAl 3 SiN 4 O 3 : 10% Eu 2+
  • FIG. 30 Emission spectrum of SrYAl 3 SiN 4 O 3 : 10% Eu 2+ from example 14
  • FIG. 31 X-ray powder diffractogram of SrYA 16% Eu 2+ from example 15.
  • FIG. 32 Emission spectrum of SrYAl 1 , 5Si 2 , 5N5 , 5Oi, 5 : 16% Eu 2+
  • FIG. 33 LED spectrum of the LED from Example 17 with the phosphor
  • FIG. 34 LED spectrum of the LED from Example 18 with the phosphor
  • FIG. 35 LED spectrum of the LED from Example 19 with the phosphor Sro.84YSi2.5AI1.5N5.5O1. 5 : Eu 2+ (16%).
  • FIG. 36 LED spectrum of the LED from example 20 with the phosphor
  • FIG. 37 LED spectrum of the LED from Example 21 with the phosphor
  • FIG. 38 LED spectrum of the LED from Example 22 with the phosphor
  • Powder emission spectra are measured by the following general procedure: A phosphor powder bed having a depth of 5 mm, the surface of which is smoothed with a glass slide, is placed in the integration sphere of an Edinburgh Instruments FL 920 fluorescence spectrometer with a xenon lamp as the excitation light source at a wavelength of Irradiated 450 nm and the intensity of the emitted fluorescence radiation in a range of 465 nm to 800 nm in 1 nm steps measured.
  • Example 8 SrLuo ⁇ sYo sAli.sSi ⁇ sNs.sOi.s: ⁇ Eu 2+
  • X-ray powder diffractograms show that the specified compounds are formed in phase-pure form.
  • Example 16 Measurement of the Luminescence Properties of the Phosphors of Examples 1 to 15
  • the thermal quenching TQ is the temperature at which the intensity of the luminescence has decreased by half compared to the luminescence intensity extrapolated to 0 K.
  • the resulting silicone-phosphor mixture is applied by means of an automatic dispenser on the chip of a blue semiconductor LED and cured with heat.
  • the blue semiconductor LEDs used in the present example for the LED characterization have an emission wavelength of 450 nm and are operated at 350 mA current.
  • the light-technical characterization of the LED is carried out with a spectrometer from the company Instrument Systems - spectrometer CAS 140 and an associated integrating sphere ISP 250.
  • the LED is characterized by determining the wavelength-dependent spectral power density.
  • the spectrum thus obtained of the light emitted by the LED is used to calculate the color point coordinates CIE x and y.
  • Example 18 Preparation of a pc-LED using a phosphor of the composition : Eu 2+ (16%) 0.95 g of the phosphor with the composition
  • BaLuAI1.5Si2.5N5.5O1 5: Eu 2+ (16%) from Example 4 are mixed with 9.05 g of an optically transparent silicone and then in a
  • the resulting silicone-phosphor mixture is applied by means of an automatic dispenser on the chip of a near-UV semiconductor LED and cured with heat.
  • the near-UV semiconductor LEDs used in this example for LED characterization have an emission wavelength of 395 nm and are operated at 350 mA current.
  • the light-technical characterization of the LED is carried out with a spectrometer from the company Instrument Systems - spectrometer CAS 140 and an associated integrating sphere ISP 250.
  • the LED is characterized by determining the wavelength-dependent spectral power density.
  • the spectrum thus obtained of the light emitted by the LED is used to calculate the color point coordinates CIE x and y.
  • Example 19 Production of a pc-LED Using a Phosphor of the Composition Sro.8 YSi2.5AI1.sN5.5O1 5: Eu 2+ (16%)
  • Example 15 Sro.84YSi2.5AI1.5N5.5O1.5: Eu 2+ (16%) from Example 15 are weighed, mixed with 8.5 g of an optically transparent silicone and then homogeneously mixed in a planetary centrifugal mixer, so that the phosphor concentration in the total mass 15 wt .-% is.
  • the resulting silicone-phosphor mixture is applied by means of an automatic dispenser on the chip of a near-UV semiconductor LED and cured with heat.
  • the near-UV semiconductor LEDs used in the present example for the LED characterization have an emission wavelength of 395 nm and are operated at 350 mA current.
  • the light-technical characterization of the LED is carried out with a spectrometer from the company Instrument Systems - spectrometer CAS 140 and an associated integrating sphere ISP 250.
  • the LED is characterized by determining the wavelength-dependent spectral power density.
  • the spectrum thus obtained emitted by the LED Light is used to calculate the color point coordinates CIE x and y.
  • Example 20 Preparation of a pc-LED using a phosphor of the composition Sro.oYSiAUOs ⁇ : Eu 2+ (10%)
  • Sro.9 SYSiA 3 0 3 N 4: Eu 2+ (10%) from Example 14 are weighed, mixed with 8.5 g of an optically transparent silicone and then homogeneously mixed in a planetary centrifugal mixer, so that the phosphor concentration in the total mass 15 wt. % is.
  • the resulting silicone-phosphor mixture is applied by means of an automatic dispenser on the chip of a near-UV semiconductor LED and cured with heat.
  • the near-UV semiconductor LEDs used in this example for LED characterization have an emission wavelength of 395 nm and are operated at 350 mA current.
  • the light-technical characterization of the LED is carried out with a spectrometer from the company Instrument Systems - spectrometer CAS 140 and an associated integrating sphere ISP 250.
  • the LED is characterized by determining the wavelength-dependent spectral power density.
  • the spectrum thus obtained of the light emitted by the LED is used to calculate the color point coordinates CIE x and y.
  • Sr0.9LuSi3.5AI0.5O0.5N6 5: Eu 2+ (10%) from Example 12 are weighed, mixed with 8.5 g of an optically transparent silicone and then mixed homogeneously in a planetary centrifugal mixer so that the phosphor concentration in the total mass 15 Wt .-% is.
  • the resulting silicone-phosphor mixture is applied by means of an automatic dispenser on the chip of a near-UV semiconductor LED and cured with heat.
  • the near-UV semiconductor LEDs used in the present example for LED characterization have one
  • the photometric characterization of the LED is done with a Spectrometer from the company Instrument Systems - spectrometer CAS 140 and an associated integrating sphere ISP 250.
  • the LED is characterized by the determination of the wavelength-dependent spectral power density.
  • the spectrum thus obtained of the light emitted by the LED is used to calculate the color point coordinates CIE x and y.
  • Ba0.9LuSi3.5AI0.5O0.5N6 5: Eu 2+ (10%) from Example 13 are weighed, mixed with 8.5 g of an optically transparent silicone and then mixed homogeneously in a planetary centrifugal mixer so that the phosphor concentration in the total mass 15 Wt .-% is.
  • the resulting silicone-phosphor mixture is applied by means of an automatic dispenser on the chip of a near-UV semiconductor LED and cured with heat.
  • the near-UV semiconductor LEDs used in the present example for the LED characterization have an emission wavelength of 395 nm and are operated at 350 mA current.
  • the light-technical characterization of the LED is carried out with a spectrometer from the company Instrument Systems - spectrometer CAS 140 and an associated integrating sphere ISP 250.
  • the LED is characterized by determining the wavelength-dependent spectral power density.
  • the spectrum thus obtained of the light emitted by the LED is used to calculate the color point coordinates CIE x and y.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Europium-dotierte Leuchtstoffe, ein Verfahren zu deren Herstellung sowie die Verwendung dieser Verbindungen als Konversionsleuchtstoffe. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft lichtemittierende Vorrichtungen, die den erfindungsgemäßen Leuchtstoff enthalten.

Description

Leuchtstoffe
Die vorliegende Erfindung betrifft Europium-dotierte Leuchtstoffe, ein Verfahren zu deren Herstellung sowie die Verwendung dieser Verbindungen als Konversionsleuchtstoffe. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft lichtemittierende Vorrichtungen, die den erfindungsgemäßen Leuchtstoff enthalten.
Seit mehr als 100 Jahren werden anorganische Leuchtstoffe entwickelt, um emissive Bildschirme, Röntgenverstärker und Strahlungs- bzw. Lichtquellen spektral so anzupassen, dass sie die Anforderungen des jeweiligen Anwendungsgebietes möglichst optimal erfüllen und gleichzeitig möglichst wenig Energie verbrauchen. Dabei ist die Art der Anregung, d. h. die Natur der primären Strahlungsquelle, und das erforderliche Emissionsspektrum von entscheidender Bedeutung für die Auswahl der Wirtsgitter und der
Aktivatoren.
Insbesondere für Fluoreszenzlichtquellen für die Allgemeinbeleuchtung, also für Niederdruckentladungslampen und Leuchtdioden, werden ständig neue Leuchtstoffe entwickelt, um die Energieeffizienz, Farbwiedergabe und Stabilität weiter zu erhöhen. Diese Leuchtstoffe werden insbesondere als Konversionsleuchtstoffe für phosphorkonvertierte (phosphor converted) LEDs, kurz pc-LEDs, eingesetzt. Um durch additive Farbmischung weiß emittierende anorganische LEDs zu erhalten, werden gelbe oder grün und rot emittierende Leuchtstoffe benötigt, wenn die Primärenergielichtquelle ein blau emittierender Halbleiter ist. Verwendet man dagegen violett oder nah UV emittierende Halbleiter, muss der lumineszierende Schirm entweder eine RGB Leuchtstoffmischung oder eine dichromatische Mischung eines blau-cyan und eines gelb-orange emittierenden Leuchtstoffes enthalten. Während die erste Variante eine höhere Farbwiedergabe liefert, erhält man bei der zweiten Variante eine höheres Lumenäquivalent, sofern in allen Fällen Breitbandemitter verwendet werden. Ein weiterer Vorteil einer dichromatischen Leuchtstoffmischung ist die geringere spektrale Wechselwirkung und der damit verbundene höhere„Package Gain". Darin liegt auch die Ursache, warum dichromatische weiße LEDs auf Basis eines blau emittierenden Halbleiters und eines YAG:Ce Leuchtstoffes als lumineszierender Schirm bzgl. des Lumenäquivalents und der damit verbundenen Lumeneffizienz sehr gute Eigenschaften aufweisen und weit verbreitet sind. Der größte Nachteil dichromatischer (blau-gelb) LEDs ist deren hohe Farbtemperatur (> 4000 K) und die geringe Farbwiedergabe im roten Spektralbereich. Hier weisen trichromatische LEDs auf der Basis eines blauen Halbleiters und eines grün sowie eines rot-emittierenden Leuchtstoffes deutliche Vorteile auf. Hierfür geht die Suche nach verbesserten rot und grün emittierenden Leuchtstoffen weiter.
Mittlerweile sind viele Konversionsleuchtstoffmaterialsysteme bekannt, wie beispielsweise Erdalkaliorthosilikate, Thiogallate, Granate, Nitride, Oxy- nitride und β-SiAION'e, die jeweils mit Ce3+ oder Eu2+ dotiert sind.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, neue, insbesondere grün bis gelb emittierende Phosphore bereitzustellen, insbesondere solche, die Verbesserungen in einer oder mehreren Eigenschaften aufweisen wie in Bezug auf die synthetische Zugänglichkeit, Emissionsfarbe, Quanteneffizienz, thermische Stabilität.
Überraschend wurde gefunden, dass eine Klasse neuer Europium-dotierter Leuchtstoffe diese Aufgabe löst und sich sehr gut für den Einsatz in einer phosphorkonvertierten LED eignet, insbesondere als grüner bis gelber Leuchtstoff, abhängig von den verwendeten Metallen. Diese Materialien eignen sich nicht nur zur effizienten Konversion von UV-Strahlung, sondern auch von blau-violettem Licht und sind daher für den Einsatz in phosphorkonvertierten LEDs hervorragend geeignet. Diese Verbindung, deren Herstellung und Verwendung in einer phosphorkonvertierten LED sind daher der Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
T. Kurushima et al. (J. Electrochem. Soc. 2010, 157(3), J64-J68) offenbaren ein Strontium-Yttrium-Aluminium-Silicooxynitrid, welches in einer Festkörpersynthese unter Verwendung von Ammoniumchlorid als Flussmittel erhalten wurde. Die Verwendung dieser Verbindung als Leuchtstoff in einer phosphorkonvertierten LED ist nicht offenbart. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Verbindung der folgenden Formel (1):
(EA)1.yMSi4-xAlxN7-xOx : y Eu2+ Formel (1) wobei für die verwendeten Symbole und Indizes gilt:
EA ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Mg, Ca, Sr, Ba oder einer Mischung aus zwei oder mehreren der Elemente Mg, Ca, Sr und Ba;
M ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Y, Lu oder einer
Mischung aus Y und Lu;
0,004 < x < 3,0; 0 < y < 0,25; mit der Maßgabe, dass Verbindungen der Formel SrYSi4-xAlxN7-xOx : y Eu2+ mit 0,004 < x < 1 ,0 von der Erfindung ausgenommen sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist x > 2, wenn EA für
Sr und M für Y steht. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist EA ungleich Sr, wenn M für Y steht.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steht EA für eine Mischung aus zwei oder mehreren der Elemente Mg, Ca, Sr oder Ba und/oder M steht für eine Mischung aus Y und Lu. Es handelt sich somit bevorzugt um eine Verbindung der folgenden Formel (2),
(MgaCabSrcBad)i-y(YeLuf)Si4.xAlxN7.xOx : y Eu2+ Formel (2) wobei x und y die oben genannten Bedeutungen aufweisen und weiterhin gilt:
0 < a < 1 ; 0<b< 1;
0<c< 1;
0<d< 1;
a + b + c + d = 1;
0<e< 1;
0<f < 1;
e + f = 1;
mindestens drei der Indizes a, b, c, d, e und f sind > 0.
Bevorzugte Ausführungsformen der Verbindungen der Formel (2) sind Verbindungen, in denen gleichzeitig Ca und Sr, Sr und Ba oder Y und Lu vorliegen. Bevorzugt sind somit die Verbindungen der folgenden Formeln (2a) bis (2n),
(MgaCab)1-yYSi4-xAlxN7-xOx : y Eu2+ Formel (2a)
Figure imgf000005_0001
: y Eu2+ Formel (2b) (MgaSrc)1-yYSi4-xAlxN7-xOx : y Eu2+ Formel (2c) (MgaSrc)1-yLuSi4-xAlxN7.xOx : y Eu2+ Formel (2d) (CabSrc)1-yYSi4-xAlxN7-xOx : y Eu2+ Formel (2e) (CabSrc)1-yLuSi4-xAlxN7-xOx : y Eu+ Formel (2f) (CabBad)i-yYSi4-xAlxN7.xOx : y Eu2+ Formel (2g) (CabBad)1-yLuSi4-xAlxN7-xOx : y Eu2+ Formel (2h) (SrcBad)1-yYSi4-xAlxN7-xOx : y Eu2+ Formel (2i) (SrcBad)1-yLuSi4-xAlxN7.xOx : y Eu2+ Formel (2j) Mg1-y(YdLue)Si4-xAlxN7-xOx : y Eu2+ Formel (2k)
Figure imgf000006_0001
: y Eu ,2+ Formel (21)
Sr1-y(YeLuf)Si4-xAlxN7-xOx : y Eu ,2+ Formel (2m)
Bai-y(YeLUf)Si4-xAlxN7-xOx : y Eu ,2+ Formel (2n) wobei x und y die oben genannten Bedeutungen aufweisen und weiterhin gilt:
0 < a < 1 ;
0 < b < 1 ;
0 < c < 1 ;
0 < d < 1 ;
0 < e < 1 ;
0 < f < 1 ;
a + b = 1 in Formeln (2a) und (2b);
a + c = 1 in Formeln (2c) und (2d);
b + c = 1 in Formeln (2e) und (2f);
b + d = 1 in Formeln (2g) und (2h);
c + d = 1 in Formeln (2i) und (2j)
e + f = 1 in Formeln (2k) bis (2n).
Dabei ist das Verhältnis der Erdalkalimetalle zueinander bzw. der Metalle M zueinander beliebig und lückenlos einstellbar. Abhängig von diesem Verhältnis lässt sich die Emissionsfarbe der erfindungsgemäßen Verbindungen einstellen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt das Verhältnis von Mg:Ca, Mg:Sr, Ca:Sr, Ca:Ba bzw. Sr:Ba bezogen auf die Stoffmengen, also das Verhältnis von a:b, a:c, b:c, b:d bzw. c:d, in den Formeln (2a) bis (2j) zwischen 50:1 und 1 :50, besonders bevorzugt zwischen 20:1 und 1 :20, ganz besonders bevorzugt zwischen 10:1 und 1 :10.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt das Verhältnis von Y:Lu, bezogen auf die Stoffmengen, also das Verhältnis von e:f, in den Formeln (2k) bis (2n) zwischen 50:1 und 1 :50, besonders bevorzugt zwischen 20:1 und 1:20, ganz besonders bevorzugt zwischen 10:1 und 1 :10, insbesondere zwischen 5:1 und 1 :5.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Erdalkalimetall EA gleich Ba oder gleich Ca oder gleich Mg. Es handelt sich also bevorzugt um eine Verbindung der folgenden Formel (3), (4) oder (5),
Figure imgf000007_0001
Formel (3) Ca1.yMSi -xAlxN7.xOx : y Eu2+ Formel (4) Ba1.yMSi4-xAlxN7.xOx : y Eu2+ Formel (5) wobei die verwendeten Symbole und Indizes die oben genannten
Bedeutungen aufweisen.
Bevorzugte Ausführungsformen der Verbindungen der Formel (3), (4) und (5) sind die Verbindungen der folgenden Formeln (3a), (3b), (4a), (4b), (5a) und (5b),
Mg1.yYSi4-xAlxN7.xOx : y Eu2+ Formel (3a)
Mgi.yLuSi4-xAlxN7-xOx : y Eu2+ Formel (3b)
Cai.yYSi4-xAlxN7.xOx : y Eu2+ Formel (4a)
Ca1.yLuSi4-xAlxN7.xOx : y Eu2+ Formel (4b)
Ba1.yYSi4-xAlxN7.xOx : y Eu2+ Formel (5a)
Ba1.yLuSi4-xAlxN7.xOx : y Eu2+ Formel (5b) wobei die verwendeten Indizes die oben genannten Bedeutungen auf- weisen. In nochmals einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Metall M gleich Lutetium. Es handelt sich also bevorzugt um eine Verbindung der folgenden Formel (6),
(EA)i-yLuSi4-xAlxN7-xOx : y Eu2+ Formel (6) wobei die verwendeten Symbole und Indizes die oben genannten
Bedeutungen aufweisen.
Bevorzugte Ausführungsformen der Verbindungen der Formel (6) sind die Verbindungen der folgenden Formeln (6a), (6b) und (6c),
Mg1.yLuSi4-xAlxN7.xOx : y Eu2+ Formel (6a)
Sr1.yLuSi4.xAlxN7.xOx : y Eu2+ Formel (6b)
Ba1.yLuSi4-xAlxN7.xOx : y Eu2+ Formel (6c) wobei die verwendeten Indizes die oben genannten Bedeutungen aufweisen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Verbindungen gemäß Formel (1) bis (6) bzw. Formel (2a) bis (2n) bzw. Formel (3a) oder (3b) bzw. Formel (4a) oder (4b) bzw. (5a) oder (5b) bzw. Formel (6a) bis (6c) gilt für den Index x, dass 0,5 < x 2,0, besonders bevorzugt 1 ,1 < x < 1 ,8, insbesondere bevorzugt 1 ,3 ^ x < 1 ,7.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Verbindungen gemäß Formel (1) bis (6) bzw. Formel (2a) bis (2n) bzw. Formel (3a) oder (3b) bzw. Formel (4a) oder (4b) bzw. (5a) oder (5b) bzw. Formel (6a) bis (6c) gilt für den Index y, dass 0 < y < 0,20, besonders bevorzugt 0,02 < y < 0,16. Dabei kann durch den Wert von y, also den Anteil von Eu, die Emissionsfarbe des Phosphors über einen gewissen Bereich eingestellt werden.
Besonders bevorzugt gelten die oben genannten Bevorzugungen für x und y gleichzeitig. Bevorzugt sind somit Verbindungen gemäß Formel (1) bis (6) bzw. Formel (2a) bis (2n) bzw. Formel (3a) oder (3b) bzw. Formel (4a) oder (4b) bzw. (5a) oder (5b) bzw. Formel (6a) bis (6c), für die gilt:
0,5 < x < 2,0 und
0 < y < 0,20.
Besonders bevorzugt sind Verbindungen gemäß Formel (1) bis (6) bzw. Formel (2a) bis (2n) bzw. Formel (3a) oder (3b) bzw. Formel (4a) oder (4b) bzw. (5a) oder (5b) bzw. Formel (6a) bis (6c), für die gilt:
1 ,1 < x < 1 ,8 und
0,02 < y < 0,16.
Bevorzugt ist es weiterhin, wenn die erfindungsgemäßen Verbindungen als Erdalkalimetall nicht nur Mg enthalten, d. h. dass sie entweder nur Ca, Sr und/oder Ba als Erdalkalimetalle enthalten, oder dass sie, wenn sie Mg enthalten, dieses in Mischung mit Ca und/oder Sr enthalten, insbesondere in Mischung mit Ca. Wenn Mg in Mischung mit Ca und/oder Sr vorhanden ist, dann ist Ca bzw. Sr in dieser Mischung bevorzugt zu mindestens 30 Atom%, besonders bevorzugt zu mindestens 50 Atom% vorhanden.
Besonders bevorzugt enthalten die erfindungsgemäßen Verbindungen überhaupt kein Mg, d. h. in Verbindungen der Formel (2) sowie den bevorzugten Ausführungsformen ist bevorzugt der Index a = 0.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindungen, umfassend die folgenden Schritte: a) Herstellen einer Mischung aus einer Mg-, Ca-, Sr- und/oder Ba-Verbin- dung, einer Y- und/oder Lu-Verbindung, einer Si-Verbindung, einer AI- Verbindung und einer Eu-Verbindung, wobei mindestens eine dieser Verbindungen in Form eines Nitrids vorliegt und mindestens eine dieser Verbindungen in Form eines Oxids vorliegt; und b) Kalzinieren der Mischung unter nicht-oxidierenden Bedingungen.
Als Ca-, Sr- bzw. Ba-Verbindung eignen sich insbesondere die entsprechenden Nitride, Oxide und Carbonate. Bevorzugt sind die Nitride, also Calciumnitrid (Ca3N2), Strontiumnitrid (Sr3N2), Bariumnitrid (Ba3N2) und deren Mischungen.
Als Y- bzw. Lu-Verbindung eignen sich insbesondere die entsprechenden Oxide, also Y2O3 und Lu2O3 sowie deren Mischungen, aber auch die entsprechenden Nitride YN bzw. LuN sowie deren Mischungen.
Als Siliciumverbindung eignen sich insbesondere Siliciumnitrid und
Siliciumoxid sowie deren Mischungen. Bevorzugt ist Siliciumnitrid (Si3N4).
Als Aluminiumverbindung eignen sich insbesondere Aluminiumnitrid und Aluminiumoxid sowie deren Mischungen. Bevorzugt ist Aluminiumnitrid (AIN).
Als Europiumverbindung eignen sich insbesondere Europiumoxid (vor allem Eu2O3) und Europiumnitrid (EuN) sowie deren Mischungen.
Die in Schritt a) des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzten Edukte werden vorzugsweise in einem Verhältnis so zueinander eingesetzt, dass die Atomanzahl des Erdalkalimetalls, des Lutetiums und/oder Yttriums, des Siliciums, des Aluminiums, des Europiums, des Stickstoffs und des Sauerstoffs dem gewünschten Verhältnis im Produkt der oben genannten
Formeln entspricht. Dabei wird insbesondere ein stöchiometrisches Verhältnis verwendet, aber auch ein leichter Überschuss des Erdalkalinitrids ist möglich. Ein leichter Überschuss des Erdalkalinitrids kann deshalb vorteilhaft sein, weil das Erdalkalinitrid zum Sublimieren neigt. Weiterhin werden die Edukte bevorzugt so gewählt, dass das Verhältnis von Stickstoff zu Sauerstoff in den Edukten dem Verhältnis im Produkt entspricht. Ob also das Edukt in Form des Nitrids und/oder des Oxids eingesetzt wird, entscheidet sich auch anhand des gewünschten Stickstoff-Sauerstoff-Verhältnisses im Produkt.
Die Mischung in Schritt a) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorzugsweise hergestellt, indem die Ausgangsverbindungen zu einer homogenen Mischung verarbeitet werden, d. h. sie werden in Pulverform eingesetzt und miteinander, beispielsweise durch einen Mörser, zu einer homogenen Mischung verarbeitet.
Der Kalzinierungsschritt, also Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird unter nicht-oxidierenden Bedingungen durchgeführt. Unter nicht- oxidierenden Bedingungen werden jegliche denkbare nicht-oxidierende Atmosphären verstanden, insbesondere weitgehend oder vollständig sauerstofffreie Atmosphären, also eine Atmosphäre, deren Maximalgehalt an Sauerstoff < 100 ppm, insbesondere < 10 ppm ist. Eine nicht-oxidierende Atmosphäre kann beispielsweise durch die Verwendung von Schutzgas, insbesondere Stickstoff oder Argon, erzeugt werden. Eine bevorzugte nicht- oxidierende Atmosphäre ist eine reduzierende Atmosphäre. Die reduzierende Atmosphäre ist dadurch definiert, dass sie ein reduzierend wirkendes Gas enthält. Welche Gase reduzierend wirken, ist dem Fachmann bekannt. Beispiele für geeignete reduzierende Gase sind Wasserstoff, Kohlenmonoxid, Ammoniak oder Ethylen, stärker bevorzugt Wasserstoff, wobei diese Gase auch mit anderen nicht-oxidierenden Gasen gemischt sein können. Die reduzierende Atmosphäre wird insbesondere bevorzugt durch eine Mischung aus Stickstoff und Wasserstoff hergestellt, vorzugsweise im Verhältnis H2 : N2 von 10 : 50 bis 33 : 30, jeweils bezogen auf das Volumen.
Der Kalzinierungsschritt, also Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bevorzugt bei einer Temperatur im Bereich von 1200 °C bis 2000 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 1400 °C bis 1900 °C und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1500 °C bis 1700 °C durchgeführt. Dabei kann auf die Verwendung eines Flussmittels verzichtet werden. Die oben angegebenen Temperaturen gelten insbesondere für die Herstellung von Verbindungen, welche nur ein Erdalkalimetall enthalten. Bei der Verwendung einer Mischung aus mehreren Erdalkalimetallen können auch geringere Kalzinierungstemperaturen bevorzugt sein.
Dabei beträgt der Zeitraum der Kalzinierung bevorzugt 1 bis 48 h, besonders bevorzugt 5 bis 24 h und ganz besonders bevorzugt 8 bis 12 h. Auch wenn dies im erfindungsgemäßen Verfahren nicht notwendigerweise erforderlich ist, da sich die Verbindungen auch ohne den Zusatz eines Flussmittels bei Temperaturen von ca. 1600 °C sehr gut herstellen lassen, ist es dennoch auch möglich, ein Flussmittel zu verwenden. Bei zusätzlicher Verwendung eines Flussmittels können auch geringere Kalzi- nierungstemperaturen bevorzugt sein.
Das Kalzinieren wird vorzugsweise jeweils so durchgeführt, dass die erhaltenen Mischungen beispielsweise in einem Gefäß aus Bornitrid in einen Hochtemperaturofen eingebracht werden. Der Hochtemperaturofen ist beispielsweise ein Rohrofen, der eine Trägerplatte aus Molybdänfolie enthält.
Es kann auch vorteilhaft sein, wenn das so erhaltene Phosphor nachbehandelt wird, indem er beispielsweise mit einem Erdalkalinitrid gemischt und diese Mischung nochmals kalziniert wird.
Die Phosphore können durch Waschen aufgearbeitet werden, beispielsweise durch Waschen mit verdünnter Säure, wie z. B. verdünnte HCl.
Jedoch ist eine solche Aufarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird nach dem Kalzinieren und der Aufarbeitung nochmals ein weiterer Kalzinierungsschritt angeschlossen, der üblicherweise bei vergleichbaren Temperaturen durchgeführt wird, wie der erste Kalzinierungsschritt. Dieser weitere Kalzinierungsschritt wird bevorzugt unter einer reduzierenden Atmosphäre durchgeführt. Dies kann zu einer besseren Kristallinität des Produkts führen.
In nochmals einer weiteren Ausführungsform können die erfindungsgemäßen Verbindungen beschichet werden. Durch die Beschichtung kann insbesondere die Stabilität gegenüber Luft und Wasser verbessert werden. Hierfür eignen sich alle Beschichtungsverfahren, wie sie gemäß dem Stand der Technik dem Fachmann bekannt sind und für Phosphore angewandt werden. Geeignete Materialien für die Beschichtung sind insbesondere Metalloxide und Nitride, insbesondere Erdmetalloxide, wie Al203, und Erdmetallnitride, wie AIN, sowie Si02, B203 oder BN. Dabei kann die Beschich- tung beispielsweise aus Lösung oder durch Wirbelschichtverfahren durchgeführt werden. Weitere geeignete Beschichtungsverfahren sind bekannt aus JP 04-304290, WO 91/10715, WO 99/27033, US 2007/0298250, WO 2009/065480 und WO 2010/075908.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindung der Formel (1) bzw. der oben ausgeführten bevorzugten Verbindungen als Leuchtstoff, insbesondere als Konversionsleuchtstoff.
Unter dem Begriff "Konversionsleuchtstoff ' wird in der vorliegenden Anmeldung ein Material verstanden, das in einem bestimmten Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums, vorzugsweise im blauen, violetten oder im UV-Spektralbereich, Strahlung absorbiert und in einem anderen Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums, vorzugsweise im roten, orangen, gelben oder grünen Spektralbereich, sichtbares Licht emittiert. In diesem Zusammenhang ist auch der Begriff "strahlungsinduzierte Emissionseffizienz" zu verstehen, d. h. der Konversionsleuchtstoff absorbiert Strahlung in einem bestimmten Wellenlängenbereich und emittiert Strahlung in einem anderen Wellenlängenbereich mit einer bestimmten Effizienz.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Emissionskonvertierendes Material umfassend die erfindungsgemäße Verbindung der Formel (1) bzw. die bevorzugten Ausführungsformen. Das Emissionskonvertierende Material kann aus der erfindungsgemäßen Verbindung bestehen und wäre in diesem Fall mit dem oben definierten Begriff
"Konversionsleuchtstoff ' gleichzusetzen.
Es ist auch möglich, dass das erfindungsgemäße Emissions-konver- tierende Material neben der erfindungsgemäßen Verbindung noch weitere Konversionsleuchtstoffe enthält. In diesem Fall enthält das erfindungsgemäße Emissions-konvertierende Material eine Mischung aus mindestens zwei Konversionsleuchtstoffen, wobei einer davon eine erfindungsgemäße Verbindung der Formel (1) bzw. der bevorzugten Ausführungsformen ist. Es ist insbesondere bevorzugt, dass die mindestens zwei Konversions- leuchtstoffe Leuchtstoffe sind, die Licht unterschiedlicher Wellenlängen emittieren. Da es sich bei der erfindungsgemäßen Verbindung der Formel (1) bzw. den bevorzugten Ausführungsformen um grün bzw. gelb emittierende Leuchtstoffe handelt, werden diese bevorzugt in Kombination mit einem orange oder rot emittierenden Leuchtstoff und gegebenenfalls zusätzlich mit einem cyan oder blau emittierenden Leuchtstoff eingesetzt. Es kann also bevorzugt sein, dass der erfindungsgemäße Konversionsleuchtstoff in Kombination mit einem oder mehreren weiteren Konversionsleuchtstoffen in dem erfindungsgemäße Emissions-konvertierenden Material eingesetzt wird, die dann zusammen vorzugsweise weißes Licht emittieren.
Im Kontext dieser Anmeldung wird als blaues Licht solches Licht bezeichnet, dessen Emissionsmaximum zwischen 400 und 459 nm liegt, als cyan- farbenes Licht solches, dessen Emissionsmaximum zwischen 460 und 505 nm liegt, als grünes Licht solches, dessen Emissionsmaximum zwischen 506 und 545 nm liegt, als gelbes Licht solches, dessen Emissionsmaximum zwischen 546 und 565 nm liegt, als orange Licht solches, dessen
Emissionsmaximum zwischen 566 und 600 nm liegt und als rotes Licht solches, dessen Emissionsmaximum zwischen 601 und 670 nm liegt.
Als weiterer Konversionsleuchtstoff, der zusammen mit der erfindungsgemäßen Verbindung eingesetzt werden kann, kann generell jeder mögliche Konversionsleuchtstoff eingesetzt werden. Dabei eignen sich beispielsweise: Ba2SiO :Eu2+, BaSi205:Pb2+, BaxSr1-xF2:Eu2+,
BaSrMgSi207:Eu2+, BaTiP207, (Ba,Ti)2P207:Ti, Ba3WO6:U,
BaY2F8:Er3+,Yb+, Be2Si04:Mn2+, Bi4Ge3012, CaAI204:Ce3+, CaLa407:Ce3+, CaAI2O :Eu2+, CaAI204:Mn2+, CaAI407:Pb2+, Mn2+, CaAI204:Tb3+,
Ca3AI2Si30i2:Ce3+, Ca3AI2Si30i2:Ce3+, CasAlsS O^Eu2*, Ca2B5O9Br:Eu2+, Ca2B509CI:Eu2+, Ca2B509CI:Pb2+, CaB204:Mn2+, Ca2B205:Mn2+,
CaB2O4:Pb2\ CaB2P209:Eu2+, Ca5B2SiOio:Eu3+,
Figure imgf000014_0001
Ca2Ba3(P04)3CI:Eu2+, CaBr2:Eu2+ in Si02l CaCI2:Eu2+ in Si02, CaCI2:Eu2+,Mn2+ in Si02, CaF2:Ce3+, CaF2:Ce3+,Mn2+, CaF2:Ce3+,Tb3+, CaF2:Eu2+, CaF2:Mn2+, CaF2:U, CaGa2O4:Mn2+,
CaGa 07:Mn2+, CaGa2S4:Ce3+, CaGa2S4:Eu2+, CaGa2S :Mn2+,
CaGa2S4:Pb2\ CaGe03:Mn2+, Cal2:Eu + in Si02, Cal2:Eu2+,Mn + in Si02> CaLaB04:EuJ+, CaLaB307:CeJ+,Mrr, Ca2La2B06.5:Pb , Ca2MgSi207, Ca2MgSi207:Ce3+, CaMgSi2O6:Eu2+, Ca3MgSi208:Eu2+, Ca2MgSi2O7:Eu2+, CaMgSi206:Eu2+,Mn2+, Ca2MgSi207:Eu2+,Mn2+, CaMoO4, CaMoO4:Eu3+, CaO:Bi3+, CaO:Cd2+, CaO:Cu+, CaO:Eu3+, CaO:Eu3+, Na+, CaO:Mn2+, CaO:Pb2+, CaO:Sb3+, CaO:Sm3+, CaO:Tb3+, CaO:TI, CaO:Zn +,
Ca2P207:Ce3+, a-Ca3(P04)2:Ce3+, ß-Ca3(P04)2:Ce3+, Ca5(P04)3CI:Eu2+,
Figure imgf000015_0001
Ca5(P04)3CI:Sb3+, Ca5(P04)3CI:Sn2+,
ß-Ca3(PO4)2:Eu2+,Mn2+, Ca5(P04)3F:Mn2+, Cas(PO4)3F:Sb3+, Cas(P04)3F:Sn a-Ca3(P04)2:Eu2+, ß-Ca3(P04)2:Eu2+, Ca2P207:Eu2+, Ca2P207:Eu2+,Mn2\ CaP206:Mn2+, a-Ca3(P04)2:Pb2+, a-Ca3(PO4)2:Sn2+, ß-Ca3(P04)2:Sn2+, ß-Ca2P207:Sn,Mn, a-Ca3(PO4)2:Tr, CaS:Bi3+, CaS:Bi3+,Na, CaS:Ce3+, CaS:Eu2+, CaS:Cu+,Na+, CaS:La3+, CaS:Mn2+, CaS04:Bi, CaS04:Ce3+, CaS04:Ce3+,Mn2+, CaS04:Eu2+, CaS04:Eu2+,Mn2+, CaSO4:Pb2+, CaS:Pb2+, CaS:Pb2+,CI, CaS:Pb2+,Mn2+, CaS:Pr3+,Pb2+,CI, CaS:Sb3+, CaS:Sb3+,Na, CaS:Sm3+, CaS:Sn2+, CaS:Sn2+,F, CaS:Tb3+, CaS:Tb3+,CI, CaS:Y3+,
CaS:Yb2+, CaS:Yb2+,CI, CaSi03:Ce3+, Ca3Si04CI2:Eu2+, Ca3Si04CI2.Pb2+, CaSi03:Eu2+, CaSi03:Mn2+,Pb, CaSi03:Pb2+, CaSi03:Pb2+,Mn2+, CaSi03:Ti4+ CaSr2(PO4)2:Bi3+, ß-(Ca,Sr)3(PO4)2:Sn2+Mn2+, CaTi0.9AI0.iO3:Bi3+,
CaTi03:Eu3\ CaTi03:Pr3+ ( Ca5(V04)3CI, CaW04> CaWO4:Pb2+, CaW04:W, Ca3W06:U, CaYAI04:Eu3+, CaYBO4:Bi3+, CaYB04:Eu3+, CaYB0.8O3.7:Eu3+, CaY2Zr06:Eu3\ (Ca,Zn,Mg)3(PO4)2:Sn, CeF3, (Ce.MgJBaAl OiaiCe,
(Ce.MgJSrAl OisiCe, CeMgAln019:Ce:Tb, Cd2B60 :Mn2+, CdS:Ag+,Cr, CdS:ln, CdS:ln, CdS:ln,Te, CdSTe, CdWO4> CsF, Csl, Csl:Na+, Csl:TI, (ErCI3)0.25(BaCI2)o.75, GaN:Zn, GdsGasO^Cr3*, Gd3Ga5O12:Cr,Ce,
GdNb04:Bi3+, Gd202S:Eu3+, Gd202Pr3+, Gd202S:Pr,Ce,F, Gd2O2S:Tb3+, Gd2Si05:Ce3+, KAIn017:TI+, KGa 017:Mn2+, K2La2Ti3O10:Eu, KMgF3:Eu +, KMgF3:Mn2+, K2SiF6:Mn +, LaAI3B4O12:Eu3+, LaAIB206:Eu3+, LaAIO3:Eu3+, LaAI03:Sm3+, LaAs04:Eu3+, LaBr3:Ce3+, LaB03:Eu3+, (La,Ce,Tb)P04:Ce:Tb, LaCI3:Ce3+, La203:Bi3+, LaOBr:Tb3+, LaOBr:Tm3+, LaOCI:Bi3+, LaOCI:Eu3+, LaOF:Eu3+, La203:Eu3+, La203:Pr3+, La202S:Tb3+, LaP04:Ce3+, LaP04:Eu3+, LaSi03CI:Ce3+, LaSi03CI:Ce3+,Tb3+, LaV04:Eu3+, La2W3012:Eu3+,
LiAIF :Mn2+, LiAI508:Fe3+, LiAI02:Fe3+, LiAI02:Mn2+, LiAI508:Mn2+,
Li2CaP207:Ce3+,Mn2+, LiCeBa4Si4O14:Mn2+, LiCeSrBa3Si401 :Mn2+.
Liln02:Eu3+, Liln02:Sm3+, LiLaO2:Eu3+, LuAI03:Ce3+, (Lu,Gd)2Si05:Ce3+, Lu2Si05:Ce3+, Lu2Si2O7:Ce3+, LuTa04:Nb5+, Lu1-xYxAI03:Ce3+, MgAI204:Mn2+, MgSrAli0O17:Ce, MgB2O4:Mn2+, MgBa2(P04)2:Sn2+, MgBa2(P04)2:U, MgBaP207:Eu2+, MgBaP207:Eu +,Mn2+, MgBa3Si208:Eu2+, MgBa(SO4)2:Eu2+, Mg3Ca3(P04)4:Eu2+, MgCaP207:Mn2+, Mg2Ca(SO4)3:Eu2+,
Mg2Ca(S04)3:Eu2+,Mn2, MgCeAln019:Tb3+, Mg4(F)Ge06:Mn2+,
Mg4(F)(Ge,Sn)06:Mn2+, MgF2:Mn2+, MgGa204:Mn2+, MgsGe^ FziMn *, MgS:Eu2+, MgSiO3:Mn2+, Mg2Si04:Mn2+, Mg3Si03F4:Ti4+, MgS04:Eu2+, MgS04:Pb2+, MgSrBa2Si207:Eu2+, MgSrP207:Eu2+, MgSr5(P04)4:Sn2+, MgSr3Si2O8:Eu2+ >Mn2+ ) Mg2Sr(S04)3:Eu2+, Mg2Ti04:Mn4+, MgW04l
MgYB04:Eu3+, Na3Ce(P04)2:Tb3+, Nal:TI, Na1.23Ko.42Euo.i2TiSi4011:Eu3+, Nai.23Ko. 2Euo. 2TiSi50i3 xH20:Eu3+, Na1.29Ko.46Ero.o8 iSi4O1i:Eu3+ >
Na2Mg3AI2Si2O10:Tb, Na(Mg2-xMnx)USi4O10F2:Mn, NaYF4:Er3+, Yb3+,
NaY02:Eu3+, P46(70%) + P47 (30%), SrAI12O19:Ce3+, Mn2+, SrAI204:Eu2+, SrAI407:Eu3+, SrAli2O19:Eu2+, SrAI2S4:Eu2+, Sr2B509CI:Eu2+,
SrB407:Eu2+(F,CI,Br), SrB407:Pb2+, SrB407:Pb2+, Mn2+, SrB8013:Sm2+, SrxBayCI2AI204-z^: Mn2+, Ce3+, SrBaSi04:Eu2+, Sr(CI,Br,l)2:Eu2+ in Si02, SrCI2:Eu2+ in Si02, Sr5CI(PO4)3:Eu, SrwFxB406.5:Eu2+, SrwFxByOz:Eu2+,Sm2+, SrF2:Eu2+, SrGa120 9:Mn2+, SrGa2S4:Ce3+, SrGa2S :Eu2+, SrGa2S4:Pb2+, Srln2O4:Pr3+, Al3+, (Sr,Mg)3(P04)2:Sn, SrMgSi206:Eu2+, Sr2MgSi207:Eu2+, Sr3MgSi2O8:Eu2+, SrMo04:U, SrO-3B203:Eu2+,CI, ß-SrO-3B2O3:Pb2+, ß-SrO-3B203 :Pb2\Mn2+, a-SrO-3B203:Sm2+, Sr6P5B02o:Eu,
Sr5(P04)3CI:Eu2+, Sr5(P04)3CI:Eu2+,Pr3+, Sr5(P04)3CI:Mn2+, Sr5(P04)3CI:Sb3+, Sr2P207:Eu2+, ß-Sr3(PO4)2:Eu2+, Sr5(P04)3F:Mn2+, Sr5(P04)3F:Sb3+,
Sr5(P04)3F:Sb3+,Mn2+, Sr5(P04)3F:Sn2+, Sr2P207:Sn2+, ß-Sr3(P04)2:Sn2+, ß-Sr3(P04)2:Sn2+,Mn2+(AI), SrS:Ce3+, SrS:Eu2+, SrS:Mn2+, SrS:Cu+,Na, SrS04:Bi, SrS04:Ce3+, SrSO4:Eu2+, SrS04:Eu2+,Mn2+, Sr5Si401oC!6:Eu2+ l Sr2Si04:Eu2+, SrTi03:Pr3+, SrTi03:Pr3+,AI3+, Sr3WO6:U, SrY203:Eu3+,
Th02:Eu3+, Th02:Pr3+, Th02:Tb3+, YAI3B40i2:Bi3+, YAI3B4012:Ce3+,
YAI3B4O12:Ce3+,Mn, YAI3B4Oi2:Ce3+,Tb3+, YAI3B4Oi2:Eu3+,
YAl3B4012:Eu3\Cr3\ YAI3B4012:Th +,Ce3+,Mn2+, YAI03:Ce3+, Y3AI5012:Ce3+, Y3AI5012:Cr3+, YAIO3:Eu3+, Y3AI5012:Eu3r, Y4AI209:Eu3+, Y3AI5012:Mn +, YAI03:Sm3+, YAI03:Tb3+, Y3AI50i2:Tb3+, YAs04:Eu3+, YB03:Ce3+, YB03:Eu3+,
Figure imgf000016_0001
YF3:Mn2+, YF3:Mn2+,Th +, YF3:Tm3+,Yb3+, (Y,Gd)B03:Eu, (Y,Gd)B03:Tb, (Y,Gd)2O3:Eu3+, Y1.34Gdo.6o03(Eu>Pr), Y2O3:Bi3+, YOBr:Eu3+, Y203:Ce, Y203:Er3+, Y203:Eu3+(YOE), Y203:Ce3+,Tb3+, YOCI:Ce3+,
YOCI:Eu3\ YOF:Eu3+, YOF:Tb3+, Y203:Ho3+, Y202S:Eu3\ Y202S:Pr3+, Y202S:Tb3+, Y203:Tb3+, YP04:Ce3+, YP04:Ce3+,Tb3+, YP04:Eu3+,
YP04:Mn2+,Th +, YP04:V5+, Y(P,V)04:Eu, Y2Si05:Ce3+, YTa04, YTaO4:Nb5+, YV04:Dy3+, YV0 :Eu3+, ZnAI2O4:Mnz+, ZnB2O4:Mn +, ZnBa2S3:Mn^+,
(Zn,Be)2Si04:Mn2+, Zn0.4Cdo.6S:Ag, Zn0.6Cd0.4S:Ag, (Zn,Cd)S:Ag,CI,
(Zn,Cd)S:Cu, ZnF2:Mn2+, ZnGa2O , ZnGa204:Mn2+, ZnGa2S :Mn2+,
Zn2GeO4:Mn2+, (Zn,Mg)F2:Mn2+, ZnMg2(P04)2:Mn2+, (Zn,Mg)3(P04)2:Mn2+, ZnO:AI3+,Ga3+, ZnO:Bi3+, ZnO:Ga3+, ZnO:Ga, ZnO-CdO:Ga, ZnO:S, ZnO:Se, ZnO:Zn, ZnS:Ag+,CI", ZnS:Ag,Cu,CI, ZnS.Ag.Ni, ZnS:Au,ln, ZnS-CdS (25- 75), ZnS-CdS (50-50), ZnS-CdS (75-25), ZnS-CdS:Ag,Br,Ni, ZnS- CdS:Ag+,CI, ZnS-CdS:Cu,Br, ZnS-CdS:Cu,l, ZnS:CI", ZnS:Eu2+, ZnS:Cu, ZnS:Cu+,AI3+, ZnS:Cu+,CI\ ZnS:Cu,Sn, ZnS:Eu2+, ZnS:Mn2+, ZnS:Mn,Cu, ZnS:Mn2+,Te2+, ZnS:P, ZnS ^.Cr, ZnS:Pb2+, ZnS:Pb2+,CI', ZnS:Pb,Cu, Zn3(P04)2:Mn +, Zn2Si04:Mn2+, Zn2Si04:Mn2+,As5+, Zn2Si04:Mn,Sb202, Zn2SiO4:Mn2+,P, Zn2SiO4:Ti4+, ZnS:Sn2+, ZnS:Sn,Ag, ZnS:Sn2+,Li+,
ZnS:Te,Mn, ZnS-ZnTe:Mn2+, ZnSe:Cu+,CI oder ZnW04.
Besonders geeignete Leuchtstoffe, die mit der erfindungsgemäßen Verbindung kombiniert werden können, sind die in der folgenden Tabelle aufgeführten Leuchtstoffe.
Figure imgf000017_0001
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Emissions-konvertierenden Materials in einer Lichtquelle. Besonders bevorzugt ist die Lichtquelle eine LED, insbesondere eine phosphorkonvertierte LED, kurz pc-LED. Hierbei ist es besonders bevorzugt, dass das Emissions-konvertierende Material neben dem erfindungsgemäßen Konversionsleuchtstoff mindestens einen weiteren Konversionsleuchtstoff umfasst, insbesondere so, dass die Lichtquelle weißes Licht oder Licht mit einem bestimmten Farbpunkt (Color-on- demand-Prinzip) emittiert. Unter„Color-on-demand-Prinzip" versteht man die Realisierung von Licht eines bestimmten Farbpunktes mit einer pc-LED unter Einsatz eines oder mehrerer Konversionsleuchtstoffe.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit eine Lichtquelle, die eine Primärlichtquelle und das Emissions-konvertierende
Material umfasst.
Auch hier ist es insbesondere bevorzugt, dass das Emissions-konvertierende Material neben dem erfindungsgemäßen Konversionsleuchtstoff mindestens einen weiteren Konversionsleuchtstoff umfasst, so dass die Lichtquelle vorzugsweise weißes Licht oder Licht mit einem bestimmten Farbpunkt emittiert.
Die erfindungsgemäße Lichtquelle ist vorzugsweise eine pc-LED. Eine pc- LED enthält in der Regel eine Primärlichtquelle und ein Emissions-konver- tierendes Material. Das erfindungsgemäße Emissions-konvertierende Material kann hierfür entweder in einem Harz dispergiert (z.B. Epoxy- oder Siliconharz) oder bei geeigneten Größenverhältnissen direkt auf der Primärlichtquelle oder aber, je nach Anwendung, von dieser entfernt angeordnet sein (letztere Anordnung schließt auch die "Remote Phosphor Technology" mit ein).
Die Primärlichtquelle kann ein Halbleiterchip, eine lumineszente Lichtquelle, wie ZnO, eine sogenanntes TCO (Transparent Conducting Oxide), eine ZnSe oder SiC basierende Anordnung, eine auf einer organischen Lichtemittierenden Schicht basierende Anordnung (OLED) oder eine Plasmaoder Entladungsquelle sein, am stärksten bevorzugt ein Halbleiterchip. Dem Fachmann sind mögliche Formen von derartigen Primärlichtquellen bekannt. Ist die Primärlichtquelle ein Halbleiterchip, so handelt es sich vorzugsweise um ein lumineszentes Indium-Aluminium-Gallium-Nitrid (InAIGaN), wie es im Stand der Technik bekannt ist.
Wenn die Primärlichtquelle blaues Licht emittiert, so emittiert das
Emissions-konvertierende Material bevorzugt grünes und orange oder rotes Licht. Wenn die Primärlichtquelle violettes Licht oder Strahlung im nahen UV-Bereich emittiert, so emittiert das Emissions-konvertierende Material bevorzugt cyan und gelbes oder orange Licht oder besonders bevorzugt blaues, grünes und orange oder rotes Licht.
Das erfindungsgemäße Emissions-konvertierende Material kann zum Einsatz in Lichtquellen, insbesondere pc-LEDs, auch in beliebige Formen wie sphärische Partikel, Plättchen sowie strukturierte Materialien und Keramiken überführt werden. Diese Formen werden unter dem Begriff "Formkörper" zusammengefasst. Folglich handelt es sich bei den Formkörpern um Emissions-konvertierende Formkörper. Diese sind ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Nochmals ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Keramik, enthaltend mindestens eine erfindungsgemäße Verbindung bzw.
mindestens ein erfindungsgemäßes Emissions-konvertierendes Material. Dabei kann die Keramik nur aus der erfindungsgemäßen Verbindung bestehen. Sie kann aber auch Matrixmaterialien und/oder weitere
Phosphore enthalten. Geeignete Matrixmaterialien sind beispielsweise Si02, Y2O3 oder Al203.
Ein weiterer Erfindungsgegenstand ist eine Beleuchtungseinheit, die mindestens eine erfindungsgemäße Lichtquelle enthält. Solche
Beleuchtungseinheiten werden hauptsächlich in Anzeigevorrichtungen, insbesondere Flüssigkristallanzeigevorrichtungen (LC-Display) mit einer Hintergrundbeleuchtung eingesetzt. Daher ist auch eine derartige Anzeigevorrichtung Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
In der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinheit kann die optische
Ankopplung zwischen dem Emissions-konvertierenden Material und der Primärlichtquelle (insbesondere Halbleiterchips) auch durch eine lichtleitende Anordnung erfolgen. Dadurch ist es möglich, dass an einem zentralen Ort die Primärlichtquelle installiert wird und diese mittels lichtleitender Vorrichtungen, wie beispielsweise lichtleitenden Fasern, an das Emissions-konvertierende Material optisch angekoppelt ist. Auf diese Weise lassen sich den Beleuchtungswünschen angepasste Leuchten bestehend aus einem oder mehreren unterschiedlichen Konversionsleuchtstoffen, die zu einem Leuchtschirm angeordnet sein können, und einem Lichtleiter, der an die Primärlichtquelle angekoppelt ist, realisieren. Dadurch ist es möglich, eine starke Primärlichtquelle an einem für die elektrische Installation günstigen Ort zu platzieren und ohne weitere elektrische Verkabelung, nur durch Verlegung von Lichtleitern an beliebigen Orten, Leuchten aus Emissions-konvertierenden Materialien, die an die Lichtleiter gekoppelt sind, zu installieren.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen weisen die folgenden vorteilhaften Eigenschaften auf:
(1) Die Verbindungen emittieren grünes oder gelbes Licht mit einem breiten Emissionsspektrum und einer hohen Quanteneffizienz. Sie eignen sich dadurch insbesondere für Beleuchtungsanwendungen.
(2) Die Verbindungen sind sehr gut synthetisch zugänglich. Insbesondere wenn die erfindungsgemäßen Verbindungen eine Mischung aus zwei oder mehr Erdalkalimetallen aufweisen, können sie bei einer geringeren Kalziniertemperatur energieeffizient hergestellt werden. Außerdem kann bei der Synthese dieser Verbindungen auf die Verwendung eines Flussmittels vollständig verzichtet werden. Dies stellt einen erheblichen technischen Vorteil dar, da durch die hohe Korrosivität des Flussmittels, insbesondere von Fluor-haltigen Verbindungen, hohe technische Anforderungen an den Prozess zu stellen sind.
(3) Durch das Verhältnis der Erdalkalimetalle zueinander bzw. das Verhältnis der Seltenerdmetall zueinander bzw. der Anteil des Europiums lässt sich der Farbpunkt der Emission verschieben und so über einen gewissen Bereich auch gezielt einstellen. Die folgenden Beispiele und Figuren sollen die vorliegende Erfindung verdeutlichen. Sie sind jedoch keinesfalls als limitierend zu betrachten.
Beschreibung der Figuren
Figur 1 : Röntgenpulverdiffraktogramm von SrLuAI1.5Si2.5N5.5O1 5 : 0.5%
Eu2+ aus Beispiel 1.
Figur 2: Reflexionsspektrum von SrLuAI1.5Si2.5N5.5O1 5 : 0.5% Eu2+ aus
Beispiel 1 (gegen BaSO4 als Weißstandard).
Figur 3: Anregungsspektrum von SrLuAI1.5Si2.5N5.5O1 5 : 0.5% Eu2+ aus
Beispiel 1 (Äem = 530 nm).
Figur 4: Emissionsspektrum von SrLuAI1.5Si2.5N5.5O1 5 : 0.5% Eu2+ aus
Beispiel 1 (Aex = 410 nm).
Figur 5: Röntgenpulverdiffraktogramm von SrLuAI1.5Si2.5N5.5O1 5 : 16%
Eu2+ aus Beispiel 2.
Figur 6: Emissionsspektrum von SrLuAI1.5Si2.5N5.5O1 5 : 16% Eu2+ aus
Beispiel 2 (Aex = 410 nm).
Figur 7: Röntgenpulverdiffraktogramm von BaLuAI1.5Si2.5N5.5O1.5 : 0.5%
Eu2+ aus Beispiel 3.
Figur 8: Emissionsspektrum von BaLuAI1.5Si2.5N5.5O1 5 : 0.5% Eu2+ aus
Beispiel 3 (Aex = 410 nm).
Figur 9: Röntgenpulverdiffraktogramm von BaLuAI1.5Si2.5N5.5O1 5 : 16%
Eu2+ aus Beispiel 4.
Figur 10: Emissionsspektrum von BaLuAli.5Si2.5N5.5Oi.5 : 16% Eu2+ aus
Beispiel 4 (Äex = 410 nm). Figur 11 : Röntgenpulverdiffraktogramm von Sro.9Cao.1LuAlL5Si2.5N5.5O1.5 : 1% Eu2+ aus Beispiel 5.
Figur 12: Emissionsspektrum von Sro.9Cao.1LuAlL5Si2.5N5.5O1 5 : 1% Eu2+ aus Beispiel 5 (Aex = 410 nm).
Figur 13: Röntgenpulverdiffraktogramm von Sro.9Bao.1LuAlL5Si2.5N5.5OL5 :
1% Eu2+ aus Beispiel 6.
Figur 14: Emissionsspektrum von Sro.9Bao.1 LuAlL5Si2.5N5.5O1.5 : 1% Eu2+ aus Beispiel 6 (Aex = 410 nm).
Figur 15: Röntgenpulverdiffraktogramm von SrYo.5Luo.5AI1.5Si2.5N5.5O1 5 :
1% Eu2+ aus Beispiel 7.
Figur 16: Emissionsspektrum von SrY0.5Lu0.5AI1.5Si2.5N5.5O1 5 : 1% Eu2+ aus
Beispiel 7 (Aex = 410 nm).
Figur 17: Röntgenpulverdiffraktogramm von
Figure imgf000022_0001
:
16% Eu2+ aus Beispiel 8.
Figur 18: Emissionsspektrum von SrLuo,25Yo,75Ali,5Si2,5N5,5OL5 : 16% Eu + aus Beispiel 8 (Aex = 410 nm).
Figur 19: Röntgenpulverdiffraktogramm von SrLuo.sYo.sAl sS^.sNs sOi.s :
16% Eu2+ aus Beispiel 9.
Figur 20: Emissionsspektrum von SrLuo.sYo.sAli
Figure imgf000022_0002
16% Eu2+ aus
Beispiel 9 (AeX = 410 nm).
Figur 21 : Röntgenpulverdiffraktogramm von SrLuo,75Yo,25Ali, 5812,5^,501, 5 :
16% Eu2+ aus Beispiel 10.
Figur 22: Emissionsspektrum von SrLuo,75Yo.25 li .5812,5^,501,5: 16% Eu2+ aus Beispiel 10 (Aex = 410 nm). Figur 23: Röntgenpulverdiffraktogramm von
Figure imgf000023_0001
: 10% Eu2+ aus Beispiel 11.
Figur 24: Emissionsspektrum von BaLuAh,5Si2,5N5,5Oi,5 : 10% Eu2+ aus
Beispiel 1 (Aex = 410 nm).
Figur 25: Röntgenpulverdiffraktogramm von SrLuAl0,5Si3,5N6,50o,5:10%
Eu2+ aus Beispiel 12.
Figur 26: Emissionsspektrum von SrLuAlo.sSis.sNe.sOo.s: 10% Eu2+ aus
Beispiel 12 (AeX = 410 nm).
Figur 27: Röntgenpulverdiffraktogramm von Bal_uAlo,5Si3i5N6,50o,5:10%
Eu2+ aus Beispiel 13.
Figur 28: Emissionsspektrum von BaLuAlo,5Si3,5 6,5Oo,5:10% Eu2+ aus
Beispiel 13 (λβχ = 410 nm).
Figur 29: Röntgenpulverdiffraktogramm von SrYAI3SiN4O3:10% Eu2+ aus
Beispiel 14.
Figur 30: Emissionsspektrum von SrYAI3SiN4O3:10% Eu2+ aus Beispiel 14
(Aex = 410 nm).
Figur 31 : Röntgenpulverdiffraktogramm von SrYA
Figure imgf000023_0002
16% Eu2+ aus Beispiel 15.
Figur 32: Emissionsspektrum von SrYAI1,5Si2,5N5,5Oi,5:16% Eu2+ aus
Beispiel 15 (Aex = 410 nm).
Figur 33: LED-Spektrum der LED aus Beispiel 17 mit dem Leuchtstoff
SrLuAh.5Si2.5N5.5OL5 : Eu2+ (16%).
Figur 34: LED-Spektrum der LED aus Beispiel 18 mit dem Leuchtstoff
BaLuAh.5Si2.5N5.5O1.5 : Eu2+ (16%). Figur 35: LED-Spektrum der LED aus Beispiel 19 mit dem Leuchtstoff Sro.84YSi2.5AI1.5N5.5O1.5 : Eu2+ (16%).
Figur 36: LED-Spektrum der LED aus Beispiel 20 mit dem Leuchtstoff
Sr0.9YSiAl3O3N4 : Eu2+ (10%).
Figur 37: LED-Spektrum der LED aus Beispiel 21 mit dem Leuchtstoff
Sr0.9LuSi3.5AI0.5O0.5N65 : Eu2+ (10%).
Figur 38: LED-Spektrum der LED aus Beispiel 22 mit dem Leuchtstoff
Ba0.9LuSi3.5AI0.5O0.5N65 : Eu2+ (10%).
Beispiele:
Allgemeine Vorschrift zur Messung der Emission
Die Messung der Pulveremissionsspektren erfolgt durch das folgende allgemeine Verfahren: Eine Leuchtstoff-Pulverschüttung mit einer Tiefe von 5 mm, deren Oberfläche mit einem Glasplättchen glatt gestrichen ist, wird in die Integrationskugel eines Fluoreszenzspektrometers Edinburgh Instruments FL 920 mit einer Xenonlampe als Anregungslichtquelle bei einer Wellenlänge von 450 nm bestrahlt und die Intensität der emittierten Fluoreszenzstrahlung in einem Bereich von 465 nm bis 800 nm in 1 nm Schritten gemessen.
Beispiel 1: SrLuAI1.5Si2.5N5.5O1 5 : Eu2+ (0.5%)
0.0175 g (0.11 mmol) EuN, 2.0326 g (6.99 mmol) Sr3N2, 1.2954 g (31.60 mmol) AIN, 4.1920 g (10.53 mmol) Lu2O3 und 2.4631 g (17.56 mmol) Si3N4 werden in einem Achatmörser in einer Stickstoff-gefüllten Glovebox gründlich vermischt. Die erhaltene Mischung der Ausgangsverbindungen wird in ein Bornitridschiffchen überführt und bei 1600 °C für 8 h in einem N2/H2- Strom (10% Formiergas) kalziniert.
Beispiel 2: SrLuAI1.5Si2.5 5.5OL5 : Eu2+ (16%)
0.5480 g (3.30 mmol) EuN, 1.6806 g (5.78 mmol) Sr3N2, 1.2687 g (30.95 mmol) AIN, 4.1057 g (10.32 mmol) Lu2O3 und 2.4124 g (17.20 mmol) Si3N4 werden in einem Achatmörser in einer Stickstoff-gefüllten Glovebox gründlich vermischt. Die erhaltene Mischung der Ausgangsverbindungen wird in ein Bornitridschiffchen überführt und bei 1600 °C für 8 h in einem N2/H2-Strom (10% Formiergas) kalziniert.
Beispiel 3: BaLuAI1.5Si2.5N5.5O1 5 : Eu2+ (0.5%)
0.0158 g (0.095 mmol) EuN, 2.7845 g (6.33 mmol) Ba3N2> 1.1731 g (28.62 mmol) AIN, 3.7964 g (9.54 mmol) Lu203 und 2.2306 g (15.90 mmol) Si3N4 werden in einem Achatmörser in einer Stickstoff-gefüllten Glovebox gründlich vermischt. Die erhaltene Mischung der Ausgangsverbindungen wird in ein Bornitridschiffchen überführt und bei 1600 °C für 8 h in einem N2/H2- Strom (10% Formiergas) kalziniert.
Beispiel 4: BaLuAI1.5Si2.5N5.5O1 5 : Eu2+ (16%)
0.5045 g (3.04 mmol) EuN, 2.3406 g (5.32 mmol) Ba3N2, 1.1681 g (28.50 mmol) AIN, 3.7800 g (9.50 mmol) Lu2O3 und 2.2210 g (15.83 mmol) Si3N4 werden in einem Achatmörser in einer Stickstoff-gefüllten Glovebox gründlich vermischt. Die erhaltene Mischung der Ausgangsverbindungen wird in ein Bornitridschiffchen überführt und bei 1600 °C für 8 h in einem N2/H2- Strom (10% Formiergas) kalziniert.
Beispiel 5: Sro.9Cao. LuAlL5Si2.5N5.5OL5 : Eu2+ (1%)
0.0353 g (0.21 mmol) EuN, 1.8352 g (6.31 mmol) Sr3N2, 0.1051 g (0.71 mmol) Ca3N2, 1.3076 g (31.90 mmol) AIN, 4.2315 g (10.63 mmol) Lu203 und 2.4863 g (17.72 mmol) Si3N4 werden in einem Achatmörser in einer Stickstoff-gefüllten Glovebox gründlich vermischt. Die erhaltene Mischung der Ausgangsverbindungen wird in ein Bornitridschiffchen überführt und bei 1600 °C für 8 h in einem N2/H2-Strom (10% Formiergas) kalziniert.
Beispiel 6: Sro.9Bao.1LuAI1.5Si2.5N5.5O1 5 : Eu2+ (1%)
0.0346 g (0.21 mmol) EuN, 1.7980 g (6.18 mmol) Sr3N2l 0.3056 g (0.69 mmol) Ba3N2l 1.2811 g (31.25 mmol) AIN, 4.1458 g (10.42 mmol) Lu203 und 2.4359 g (17.36 mmol) Si3N4 werden in einem Achatmörser in einer Stickstoff-gefüllten Glovebox gründlich vermischt. Die erhaltene Mischung der Ausgangsverbindungen wird in ein Bornitridschiffchen überführt und bei 1600 °C für 8 h in einem N2/H2-Strom (10% Formiergas) kalziniert. Beispiel 7: SrY0.5Lu0.5AI1.5Si2.5 5.5OL5 : Eu2+ (1%)
0.0384 g (0.23 mmol) EuN, 2.2223 g (7.64 mmol) Sr3N2> 1.4235 g (34.73 mmol) AIN, 1.3070 g (5.79 mmol) Y203, 2.3032 g (5.79 mmol) Lu203 und 2.7066 g (19.29 mmol) Si3N4 werden in einem Achatmörser in einer
Stickstoff-gefüllten Glovebox gründlich vermischt. Die erhaltene Mischung der Ausgangsverbindungen wird in ein Bornitridschiffchen überführt und bei 1600 °C für 8 h in einem N2/H2-Strom (10% Formiergas) kalziniert.
Beispiel 8: SrLuo^sYo sAli.sSi^sNs.sOi.s:^ Eu2+
0,3793 g (2,29 mmol) EuN, 1 ,1633 g (3,02 mmol) Sr3N2, 0,8782 g (21 ,43 mmol) AIN, 0,7105 g (1 ,79 mmol) Lu203, 1 ,2095 g (5,36 mmol) Y203 und 1 ,6698 g (11 ,90 mmol) Si3N4 werden in einem Mörser innig verrieben. Die erhaltene Mischung der Ausgangsverbindungen wird in ein Bornitridschiffchen überführt und bei 1600 °C für 8 h in einem N2/H2-Strom (10% Formiergas) kalziniert. Alle Manipulationen der Edukte werden in einer mit N2 gefüllten Glovebox ausgeführt.
Beispiel 9: SrLuo.sYo.sA .sSi^sNs.sOi.sr^/o Eu2+
0,1897 g (1 ,14 mmol) EuN, 0,5817 g (2,00 mmol) Sr3N2, 0,4391 g (10,71 mmol) AIN, 1 ,3552 g (3,41 mmol) Lu203, 0,6048 g (2,68 mmol) Y203 und 0,8349 g (5,95 mmol) Si3N4 werden in einem Mörser innig verrieben. Die erhaltene Mischung der Ausgangsverbindungen wird in ein Bornitridschiffchen überführt und bei 1600 °C für 8 h in einem N2/H2-Strom (10% Formiergas) kalziniert. Alle Manipulationen der Edukte werden in einer mit N2 gefüllten Glovebox ausgeführt.
Beispiel 10: SrLuojsYo^sAli.sSia.sNs.sOi.s^/o Eu2+
0,3441 g (2,07 mmol) EuN, 1,0552 g (3,63 mmol) Sr3N2, 0,7966 g (19,43 mmol) AIN, 1 ,9334 g (4,86 mmol) Lu203, 0,3657 g (1 ,62 mmol) Y2O3 und 1 ,5146 g (10,80 mmol) Si3N4 werden in einem Mörser innig verrieben. Die erhaltene Mischung der Ausgangsverbindungen wird in ein Bornitridschiffchen überführt und bei 1600 °C für 8 h in einem N2/H2-Strom ( 0% Formiergas) kalziniert. Alle Manipulationen der Edukte werden in einer mit N2 gefüllten Glovebox ausgeführt. Beispiel 11 :
Figure imgf000027_0001
Eu2+
0,0948 g (0,57 mmol) EuN, 0,7536 g (1 ,71 mmol) Ba3N2> 0,3510 g (8,56 mmol) AIN, 1 ,1359 g (2,85 mmol) Lu203 und 0,6674 g (4,76 mmol) Si3N4 werden in einem Mörser innig verrieben. Die erhaltene Mischung der Ausgangsverbindungen wird in ein Bornitridschiffchen überführt und bei 1600 °C für 8 h in einem N2/H2-Strom (10% Formiergas) kalziniert. Alle Manipulationen der Edukte werden in einer mit N2 gefüllten Glovebox ausgeführt.
Beispiel 12:
Figure imgf000027_0002
Eu2+
0,1384 g (0,83 mmol) EuN, 0,7274 g (6,70 mmol) Sr3N2, 0,1708 g (4,17 mmol) AIN, 0,5173 g (1 ,30 mmol) Lu203, 1,2661 g (6,70 mmol) LuN und 1 ,3643 g (9,73 mmol) Si3N4 werden in einem Mörser innig verrieben. Die erhaltene Mischung der Ausgangsverbindungen wird in ein Bornitridschiffchen überführt und bei 1600 °C für 8 h in einem N2/H2-Strom (10% Formiergas) kalziniert. Alle Manipulationen der Edukte werden in einer mit N2 gefüllten Glovebox ausgeführt.
Beispiel 13:
Figure imgf000027_0003
Eu2+
0,1266 g (0,76 mmol) EuN, 1 ,0065 g (2,29 mmol) Ba3N2, 0,1563 g (3,81 mmol) AIN, 0,0504 g (1 ,27 mmol) Lu203, 1 ,0261 g (5,43 mmol) LuN und 1 ,2479 g (8.91 mmol) Si3N4 werden in einem Mörser innig verrieben. Die erhaltene Mischung der Ausgangsverbindungen wird in ein Bornitridschiffchen überführt und bei 1600 °C für 8 h in einem N2/H2-Strom (10% Formiergas) kalziniert. Alle Manipulationen der Edukte werden in einer mit N2 gefüllten Glovebox ausgeführt. Beispiel 14: SrYAI3SiN4O3:10% Eu2+
0,1676 g (1 ,01 mmol) EuN, 0,8814 g (3,03 mmol) Sr3N2> 1 ,2420 g (30,30 mmol) AIN, 1 ,1404 g (5,05 mmol) Y203, 0,4552 g (7,58 mmol) Si02 und 0,1181 g (0,84 mmol) Si3N werden in einem Mörser innig verrieben. Die erhaltene Mischung der Ausgangsverbindungen wird in ein Bornitridschiffchen überführt und bei 1600 °C für 8 h in einem N2/H2-Strom (10% Formiergas) kalziniert. Alle Manipulationen der Edukte werden in einer mit N2 gefüllten Glovebox ausgeführt. Beispiel 15:
Figure imgf000028_0001
Eu2+
0,3998 g (2,41 mmol) EuN, 1 ,2261 g (4,22 mmol) Sr3N2, 0,9256 g ( 22,58 mmol) AIN, 1 ,6998 g (7,53 mmol) Y203 und 1 ,7600 g (12,55 mmol) Si3N4 werden in einem Mörser innig verrieben. Die erhaltene Mischung der Ausgangsverbindungen wird in ein Bomitridschiffchen überführt und bei 1600 °C für 8 h in einem N2/H2-Strom (10% Formiergas) kalziniert. Alle Manipulationen der Edukte werden in einer mit N2 gefüllten Glovebox ausgeführt.
Bei allen Verbindungen aus den Beispielen 1 bis 15 wird durch die
Röntgenpulverdiffraktogramme belegt, dass die angegebenen Verbindungen in phasenreiner Form gebildet werden.
Beispiel 16: Messung der Lumineszenzeigenschaften der Phosphore aus den Beispielen 1 bis 15
Von den Verbindungen aus den Beispielen 1 bis 15 werden die Lumineszenzeigenschaften gemessen, um die Eignung dieser Verbindungen als Phosphore für phosphorkonvertierte LEDs zu bestimmen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Hierzu werden die Lumineszenzquantenausbeute QA, das Lumenäquivalent LE, der Farbpunkt der
Emission in CIE 1931 x/y Farbkoordinaten, sowie für einige Proben das thermische Quenching TQ bestimmt. Das thermische Quenching TQ ist die Temperatur, bei der die Intensität der Lumineszenz auf die Hälfte abgenommen hat im Vergleich zur auf 0 K extrapolierten Lumineszenzintensität.
Tabelle : Lumineszenzeigenschaften der erfindungsgemäßen Phosphore
Figure imgf000028_0002
Figure imgf000029_0001
Beispiel 17: Herstellung einer pc-LED unter Einsatz eines Leuchtstoffs der Zusammensetzung SrLuAI1.5Si2.5N5.5O1.5 : Eu2+ (16%)
1.28 g des Leuchtstoffs mit der Zusammensetzung
SrLuAI1.5Si2.5N5.5O1 5 : Eu2+ (16%) aus Beispiel 2 werden mit 8.72 g eines optisch transparenten Silikons versetzt und anschließend in einem
Planeten-Zentrifugalmischer homogen vermischt, so dass die Leuchtstoffkonzentration in der Gesamtmasse 12.8 Gew.-% beträgt. Das so erhaltene Silikon-Leuchtstoff-Gemisch wird mit Hilfe eines automatischen Dispensers auf den Chip einer blauen Halbleiter-LED aufgebracht und unter Wärmezufuhr ausgehärtet. Die im vorliegenden Beispiel für die LED-Charakterisierung verwendeten blauen Halbleiter-LEDs weisen eine Emissionswellenlänge von 450 nm auf und werden mit 350 mA Stromstärke betrieben. Die lichttechnische Charakterisierung der LED erfolgt mit einem Spektrometer der Fa. Instrument Systems - Spektrometer CAS 140 und einer damit verbundenen Integrationskugel ISP 250. Charakterisiert wird die LED über die Ermittlung der wellenlängenabhängigen spektralen Leistungsdichte. Das so erhaltene Spektrum des von der LED emittierten Lichts wird zur Berechnung der Farbpunktkoordinaten CIE x und y verwendet.
Beispiel 18: Herstellung einer pc-LED unter Einsatz eines Leuchtstoffs der Zusammensetzung
Figure imgf000029_0002
: Eu2+ (16%) 0.95 g des Leuchtstoffs mit der Zusammensetzung
BaLuAI1.5Si2.5N5.5O1 5 : Eu2+ (16%) aus Beispiel 4 werden mit 9.05 g eines optisch transparenten Silikons versetzt und anschliessend in einem
Planeten-Zentrifugalmischer homogen vermischt, so dass die Leuchtstoffkonzentration in der Gesamtmasse 9.5 Gew.-% beträgt. Das so erhaltene Silikon-Leuchtstoff-Gemisch wird mit Hilfe eines automatischen Dispensers auf den Chip einer near-UV Halbleiter-LED aufgebracht und unter Wärmezufuhr ausgehärtet. Die im vorliegenden Beispiel für die LED-Charakterisierung verwendeten near-UV Halbleiter-LEDs weisen eine Emissionswellenlänge von 395 nm auf und werden mit 350 mA Stromstärke betrieben. Die lichttechnische Charakterisierung der LED erfolgt mit einem Spektrometer der Fa. Instrument Systems - Spektrometer CAS 140 und einer damit verbundenen Integrationskugel ISP 250. Charakterisiert wird die LED über die Ermittlung der wellenlängenabhängigen spektralen Leistungsdichte. Das so erhaltene Spektrum des von der LED emittierten Lichts wird zur Berechnung der Farbpunktkoordinaten CIE x und y verwendet.
Beispiel 19: Herstellung einer pc-LED unter Einsatz eines Leuchtstoffs der Zusammensetzung Sro.8 YSi2.5AI1.sN5.5O1 5 : Eu2+ (16%)
1.5 g des Leuchtstoffs mit der Zusammensetzung
Sro.84YSi2.5AI1.5N5.5O1.5 : Eu2+ (16%) aus Beispiel 15 werden abgewogen, mit 8.5 g eines optisch transparenten Silikons versetzt und anschließend in einem Planeten-Zentrifugalmischer homogen vermischt, so dass die Leuchtstoffkonzentration in der Gesamtmasse 15 Gew.-% beträgt. Das so erhaltene Silikon-Leuchtstoff-Gemisch wird mit Hilfe eines automatischen Dispensers auf den Chip einer near-UV Halbleiter-LED aufgebracht und unter Wärmezufuhr ausgehärtet. Die im vorliegenden Beispiel für die LED- Charakterisierung verwendeten near-UV Halbleiter-LEDs weisen eine Emissionswellenlänge von 395 nm auf und werden mit 350 mA Stromstärke betrieben. Die lichttechnische Charakterisierung der LED erfolgt mit einem Spektrometer der Fa. Instrument Systems - Spektrometer CAS 140 und einer damit verbundenen Integrationskugel ISP 250. Charakterisiert wird die LED über die Ermittlung der wellenlängenabhängigen spektralen Leistungsdichte. Das so erhaltene Spektrum des von der LED emittierten Lichts wird zur Berechnung der Farbpunktkoordinaten CIE x und y verwendet.
Beispiel 20: Herstellung einer pc-LED unter Einsatz eines Leuchtstoffs der Zusammensetzung Sro.oYSiAUOs^ : Eu2+ (10%)
1.5 g des Leuchtstoffs mit der Zusammensetzung
Sro.9YSiAI303N4 : Eu2+ (10%) aus Beispiel 14 werden abgewogen, mit 8.5 g eines optisch transparenten Silikons versetzt und anschließend in einem Planeten-Zentrifugalmischer homogen vermischt, so dass die Leuchtstoffkonzentration in der Gesamtmasse 15 Gew.-% beträgt. Das so erhaltene Silikon-Leuchtstoff-Gemisch wird mit Hilfe eines automatischen Dispensers auf den Chip einer near-UV Halbleiter-LED aufgebracht und unter Wärmezufuhr ausgehärtet. Die im vorliegenden Beispiel für die LED-Charakterisierung verwendeten near-UV Halbleiter-LEDs weisen eine Emissionswellenlänge von 395 nm auf und werden mit 350 mA Stromstärke betrieben. Die lichttechnische Charakterisierung der LED erfolgt mit einem Spektrometer der Fa. Instrument Systems - Spektrometer CAS 140 und einer damit verbundenen Integrationskugel ISP 250. Charakterisiert wird die LED über die Ermittlung der wellenlängenabhängigen spektralen Leistungsdichte. Das so erhaltene Spektrum des von der LED emittierten Lichts wird zur Berechnung der Farbpunktkoordinaten CIE x und y verwendet.
Beispiel 21: Herstellung einer pc-LED unter Einsatz eines Leuchtstoffs der Zusammensetzung Sr0.9LuSi3.5AI0.5O0.5 6 5 : Eu2+ (10%)
1.5 g des Leuchtstoffs mit der Zusammensetzung
Sr0.9LuSi3.5AI0.5O0.5N6 5 : Eu2+ (10%) aus Beispiel 12 werden abgewogen, mit 8.5 g eines optisch transparenten Silikons versetzt und anschließend in einem Planeten-Zentrifugalmischer homogen vermischt, so dass die Leuchtstoffkonzentration in der Gesamtmasse 15 Gew.-% beträgt. Das so erhaltene Silikon-Leuchtstoff-Gemisch wird mit Hilfe eines automatischen Dispensers auf den Chip einer near-UV Halbleiter-LED aufgebracht und unter Wärmezufuhr ausgehärtet. Die im vorliegenden Beispiel für die LED- Charakterisierung verwendeten near-UV Halbleiter-LEDs weisen eine
Emissionswellenlänge von 395 nm auf und werden mit 350 mA Stromstärke betrieben. Die lichttechnische Charakterisierung der LED erfolgt mit einem Spektrometer der Fa. Instrument Systems - Spektrometer CAS 140 und einer damit verbundenen Integrationskugel ISP 250. Charakterisiert wird die LED über die Ermittlung der wellenlängenabhängigen spektralen Leistungsdichte. Das so erhaltene Spektrum des von der LED emittierten Lichts wird zur Berechnung der Farbpunktkoordinaten CIE x und y verwendet.
Beispiel 22: Herstellung einer pc-LED unter Einsatz eines Leuchtstoffs der Zusammensetzung Bao.9LuSi3.5Alo.50o.5 6.5 ·' Eu2+ (10%)
1.5 g des Leuchtstoffs mit der Zusammensetzung
Ba0.9LuSi3.5AI0.5O0.5N6 5 : Eu2+ (10%) aus Beispiel 13 werden abgewogen, mit 8.5 g eines optisch transparenten Silikons versetzt und anschließend in einem Planeten-Zentrifugalmischer homogen vermischt, so dass die Leuchtstoffkonzentration in der Gesamtmasse 15 Gew.-% beträgt. Das so erhaltene Silikon-Leuchtstoff-Gemisch wird mit Hilfe eines automatischen Dispensers auf den Chip einer near-UV Halbleiter-LED aufgebracht und unter Wärmezufuhr ausgehärtet. Die im vorliegenden Beispiel für die LED- Charakterisierung verwendeten near-UV Halbleiter-LEDs weisen eine Emissionswellenlänge von 395 nm auf und werden mit 350 mA Stromstärke betrieben. Die lichttechnische Charakterisierung der LED erfolgt mit einem Spektrometer der Fa. Instrument Systems - Spektrometer CAS 140 und einer damit verbundenen Integrationskugel ISP 250. Charakterisiert wird die LED über die Ermittlung der wellenlängenabhängigen spektralen Leistungsdichte. Das so erhaltene Spektrum des von der LED emittierten Lichts wird zur Berechnung der Farbpunktkoordinaten CIE x und y verwendet.

Claims

Patentansprüche
1. Verbindung gemäß Formel (1):
(EA)i-yMSi4-xAlxN7-xOx : y Eu2+ Formel (1 ) wobei für die verwendeten Symbole und Indizes gilt:
EA ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Mg, Ca, Sr, Ba oder einer Mischung aus zwei oder mehreren der Elemente Mg, Ca, Sr und Ba;
M ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Y, Lu oder einer Mischung aus Y und Lu;
0,004 < x < 3,0;
0 < y < 0,25; mit der Maßgabe, dass Verbindungen der Formel
SrYSi4-xAlxN7.xOx : y Eu2+ mit 0,004 < x < 1 ,0 von der Erfindung ausgenommen sind.
2. Verbindung nach Anspruch 1 , ausgewählt aus Verbindungen der
Formel (2),
(MgaCabSrcBad)i-y(YeLuf)Si4-xAlxN7-xOx : y Eu2+ Formel (2) wobei x und y die in Anspruch 1 genannten Bedeutungen aufweisen und weiterhin gilt: e + f = 1 ;
mindestens drei der Indizes a, b, c, d, e und f sind > 0.
Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, ausgewählt aus Verbindungen der Formeln (2a) bis (2n),
(MgaCab yYSi -xAlxN -xOx : 2+
y Eu Formel (2a)
(MgaCab)i-yLuSi4-xAlxN7-xOx : y Eu 2+ Formel (2b)
(MgaSrc)i.yYSi4-xAlxN7-xOx : y Eu 2+ Formel (2c)
(MgaSrc)1-yLuSi4-xAlxN7-xOx : y Eu 2+ Formel (2d)
(CabSrc)i-yYSi4-xAlxN7-xOx : y Eu ,2+ Formel (2e)
(CabSrc yLuSi-j-xAlxNz-xOx : y Eu 2+ Formel (2f)
(CabBad yYSi +
-j-xAlxNr-xOx : y Eu 2 Formel (2g)
(CabBad)i-yLuSi4-xAlxN7-xOx : y Eu 2+ Formel (2h)
Figure imgf000034_0001
: y Eu 2+ Formel (2i)
(SrcBad)i.yLuSi4-xAlxN7-xOx : y Eu 2+ Formel (2j)
Figure imgf000034_0002
: y Eu 2+ Formel (2k)
Ca1-y(YeLuf)Si4-xAlxN7-xOx : y Eu 2+ Formel (21)
Sr1 -y(YeLuf)Si4-xAlxN7.xOx : y Eu 2+ Formel (2m)
Figure imgf000034_0003
Formel (2n) wobei x und y die in Anspruch 1 genannten Bedeutungen aufweisen und weiterhin gilt:
0 < a < 1;
0<b< 1;
0 < c< 1;
0<d< 1;
0 < e< 1;
0 < f < 1;
a + b = 1 in Formeln (2a) und (2b);
a + c = 1 in Formeln (2c) und (2d);
b + c = 1 in Formeln (2e) und (2f);
b + d = 1 in Formeln (2g) und (2h);
c + d = 1 in Formeln (2i) und (2j)
e + f = 1 in Formeln (2k) bis (2n).
Verbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Mg.Ca, Mg:Sr, Ca:Sr, Ca:Ba bzw. Sr:Ba bezogen auf die Stoffmengen in den Formeln (2a) bis (2j) zwischen 50:1 und 1:50, bevorzugt zwischen 20:1 und 1:20 und besonders bevorzugt zwischen 10:1 und 1:10 liegt und dass das Verhältnis von Y:Lu bezogen auf die Stoffmengen in den Formeln (2k) bis (2n) zwischen 50:1 und 1:50, bevorzugt zwischen 20:1 und 1:20, besonders bevorzugt zwischen 10:1 und 1:10, insbesondere zwischen 5:1 und 1:5 liegt.
Verbindung nach Anspruch 1, ausgewählt aus Verbindungen der Formel (3), (4) oder (5),
Mgi.yMSi4-xAlxN7.xOx : y Eu2+ Formel
(3)
Ca1.yMSi4-xAlxN7.xOx : y Eu2+ Formel
(4)
Ba1.yMSi4-xAlxN7.xOx : y Eu2+ Formel
(5) wobei die verwendeten Symbole und Indizes die in Anspruch 1
genannten Bedeutungen aufweisen.
6. Verbindung nach Anspruch 1 , ausgewählt aus den Verbindungen der Formel (6),
(EA)i-yLuSi4-xAlxN7-xOx : y Eu + Formel (6) wobei die verwendeten Symbole und Indizes die in Anspruch 1 genannten Bedeutungen aufweisen.
7. Verbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass für den Index x gilt: 0,5 < x < 2,0, bevorzugt 1 ,1 < x < 1 ,8 und besonders bevorzugt 1 ,3 x 1 ,7.
8. Verbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass für den Index y gilt: 0 < y < 0,20 und bevorzugt 0,02 < y < 0,16.
9. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung nach einem oder mehrerne der Ansprüche 1 bis 8, umfassend die Schritte: a) Herstellen einer Mischung aus einer Mg-, Ca-, Sr- und/oder Ba-Ver- bindung, einer Y- und/oder Lu-Verbindung, einer Si-Verbindung, einer AI-Verbindung und einer Eu-Verbindung, wobei mindestens eine dieser Verbindungen in Form eines Nitrids vorliegt und mindestens eine dieser Verbindungen in Form eines Oxids vorliegt; und b) Kalzinieren der Mischung unter nicht-oxidierenden Bedingungen.
10. Verbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung auf der Oberfläche eine
Beschichtung aufweist, insbesondere eine Beschichtung aus einem Metalloxid oder einem Nitrid.
11. Emissions-konvertierendes Material enthaltend mindestens eine Verbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 oder 10 und gegebenenfalls enthaltend ein oder mehrere weitere Konversionsleuchtstoffe.
12. Formkörper oder Keramik, enthaltend mindestens eine Verbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 oder 10 oder ein Emissions-konvertierendes Material nach Anspruch 11.
13. Verwendung einer Verbindung nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 8 oder 10 oder eines Emissions-konvertierenden Materials nach Anspsruch 11 oder eines Formkörpers oder einer Keramik nach Anspruch 12 als Leuchtstoff, insbesondere als Konver- sionsleuchtstoff, und/oder in einer Lichtquelle, insbesondere in einer phosphorkonvertierten LED.
14. Lichtquelle, insbesondere eine phosphorkonvertierte LED, umfassend eine Primärlichtquelle und mindestens eine Verbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 oder 10 oder ein Emissionskonvertierendes Material nach Anspsruch 11 oder einen Formkörper oder eine Keramik nach Anspruch 12.
15. Beleuchtungseinheit, enthaltend mindestens eine Lichtquelle nach Anspruch 14.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104910913A (zh) * 2015-06-08 2015-09-16 北京科技大学 一种自发光黄绿色荧光粉及其制备方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105542770A (zh) * 2015-11-20 2016-05-04 安徽建筑大学 一种荧光材料及其制造方法
KR102486988B1 (ko) * 2017-09-22 2023-01-10 삼성디스플레이 주식회사 발광 소자 및 이를 포함하는 표시 장치
CN110872515A (zh) * 2019-11-27 2020-03-10 五邑大学 氮氧化物绿色荧光粉、制备方法及具有其的发光器件
CN110922969B (zh) * 2019-11-27 2022-09-06 五邑大学 氮氧化物蓝色荧光粉、制备方法及具有其的发光器件
CN112920801B (zh) * 2021-02-09 2022-07-12 上海应用技术大学 一种红光荧光粉材料及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006016548A1 (de) * 2005-04-15 2006-10-19 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Blau bis Gelb-Orange emittierender Leuchtstoff und Lichtquelle mit derartigem Leuchtstoff
WO2007004138A2 (en) * 2005-06-30 2007-01-11 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Illumination system comprising a yellow green-emitting luminescent material
WO2009072043A1 (en) * 2007-12-03 2009-06-11 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Light emitting device comprising a green emitting sialon-based material
US20120019126A1 (en) * 2010-07-22 2012-01-26 General Electric Company Oxynitride phosphors, method of preparation, and light emitting instrument

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10147040A1 (de) * 2001-09-25 2003-04-24 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Beleuchtungseinheit mit mindestens einer LED als Lichtquelle
DE102007056343A1 (de) 2007-11-22 2009-05-28 Litec Lll Gmbh Oberflächemodifizierte Leuchtstoffe
DE102008060680A1 (de) * 2008-12-08 2010-06-10 Merck Patent Gmbh Oberflächenmodifizierte Silikat-Leuchtstoffe
CN103299718B (zh) * 2011-09-02 2015-12-23 西铁城电子株式会社 照明方法和发光装置
CN103299719B (zh) * 2011-09-02 2014-10-22 三菱化学株式会社 照明方法和发光装置
CN103045257B (zh) * 2011-10-17 2015-09-23 有研稀土新材料股份有限公司 一种氮化物发光材料及采用该发光材料制成的发光器件

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006016548A1 (de) * 2005-04-15 2006-10-19 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Blau bis Gelb-Orange emittierender Leuchtstoff und Lichtquelle mit derartigem Leuchtstoff
WO2007004138A2 (en) * 2005-06-30 2007-01-11 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Illumination system comprising a yellow green-emitting luminescent material
WO2009072043A1 (en) * 2007-12-03 2009-06-11 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Light emitting device comprising a green emitting sialon-based material
US20120019126A1 (en) * 2010-07-22 2012-01-26 General Electric Company Oxynitride phosphors, method of preparation, and light emitting instrument

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TOMOYUKI KURUSHIMA ET AL: "Synthesis of Eu[sup 2+]-Activated MYSi[sub 4]N[sub 7] (M=Ca,Sr,Ba) and SrYSi[sub 4-x]Al[sub x]N[sub 7-x]O[sub x] (x=0-1) Green Phosphors by Carbothermal Reduction and Nitridation", JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY, vol. 157, no. 3, 1 January 2010 (2010-01-01), pages J64, XP055138384, ISSN: 0013-4651, DOI: 10.1149/1.3276677 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104910913A (zh) * 2015-06-08 2015-09-16 北京科技大学 一种自发光黄绿色荧光粉及其制备方法
CN104910913B (zh) * 2015-06-08 2017-07-18 北京科技大学 一种自发光黄绿色荧光粉及其制备方法

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