DE102021130040A1

DE102021130040A1 - Leuchtstoff, verfahren zur herstellung eines leuchtstoffs und strahlungsemittierendes bauelement

Info

Publication number: DE102021130040A1
Application number: DE102021130040.1A
Authority: DE
Inventors: Juliane Kechele; Johanna Strube-Knyrim; Frauke Philipp; Daniel Bichler; Gina Maya Achrainer; Mark Vorsthove; Simon Dallmeir; Gudrun Plundrich; Christian Koch
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2021-11-17
Filing date: 2021-11-17
Publication date: 2023-05-17
Also published as: WO2023088685A8; WO2023088685A9; WO2023088685A1; DE112022003956A5

Abstract

Es wird ein Leuchtstoff (1) angegeben, der der allgemeinen Summenformel EA4Li2D4-xExN8-xO1+x:M gehorcht. Dabei ist EA ein Element oder eine Kombination von Elementen ausgewählt aus der Gruppe der zweiwertigen Elemente, D ein Element oder eine Kombination von Elementen ausgewählt aus der Gruppe der vierwertigen Elemente und E ein Element oder eine Kombination von Elementen ausgewählt aus der Gruppe der dreiwertigen Elemente. Weiterhin umfasst M ein Aktivator-Element und es gilt 0 ≤ × ≤ 4.Ferner werden ein Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffs und ein strahlungsemittierendes Bauelement angegeben.

Description

Es werden ein Leuchtstoff und ein Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffs angegeben. Ferner wird ein strahlungsemittierendes Bauelement angegeben.
Es ist unter anderem eine Aufgabe, einen Leuchtstoff mit einer erhöhten Effizienz anzugeben. Weiterhin ist es eine Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Leuchtstoffs und ein strahlungsemittierendes Bauelement mit einer hohen spektralen Effizienz bereitzustellen.
Diese Aufgaben werden durch einen Leuchtstoff mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Verfahren mit den Schritten des Anspruchs 12 und durch ein strahlungsemittierendes Bauelement mit den Merkmalen des Anspruchs 17 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des Leuchtstoffs, des Verfahrens und des strahlungsemittierenden Bauelements sind jeweils in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Es wird ein Leuchtstoff angegeben. Gemäß einer Ausführungsform gehorcht der Leuchtstoff der allgemeinen Summenformel EA₄Li₂D_4-xE_xN_8-xO_1+x:M.
Hier und im Folgenden werden Leuchtstoffe anhand von Summenformeln beschrieben. Die in den Summenformeln aufgeführten Elemente liegen dabei in geladener Form vor. Hier und im Folgenden sind mit Elementen und Atomen in Bezug auf die Summenformeln der Leuchtstoffe somit Ionen in Form von Anionen und Kationen gemeint, auch wenn dies nicht explizit angegeben ist. Dies gilt auch für Elementsymbole, wenn diese der Übersichtlichkeit halber ohne Ladungszahl genannt werden.
Es ist bei den angegebenen Summenformeln möglich, dass der Leuchtstoff weitere Elemente in Form von Verunreinigungen aufweist. Insbesondere weisen diese Verunreinigungen höchstens 5 Mol-%, insbesondere höchstens 1 Mol-%, bevorzugt höchstens 0,1 Mol-% auf.
Der Leuchtstoff liegt in der Regel nach außen hin ungeladen vor. Das bedeutet, dass im Leuchtstoff nach außen hin ein vollständiger Ladungsausgleich zwischen positiven und negativen Ladungen bestehen kann. Es ist aber auch möglich, dass der Leuchtstoff formell in geringem Maße keinen vollständigen Ladungsausgleich besitzt.
Gemäß einer Ausführungsform des Leuchtstoffs ist EA ein Element oder eine Kombination von Elementen ausgewählt aus der Gruppe der zweiwertigen Elemente.
Mit dem Begriff „Wertigkeit“ in Bezug auf ein bestimmtes Element ist vorliegend gemeint, wie viele Elemente mit einfacher entgegengesetzter Ladung in einer chemischen Verbindung benötigt werden, um einen Ladungsausgleich zu erzielen. Somit umfasst der Begriff „Wertigkeit“ die Ladungszahl des Elements.
Elemente mit der Wertigkeit zwei werden als zweiwertige Elemente bezeichnet. Zweiwertige Elemente sind häufig in chemischen Verbindungen zweifach positiv geladen und besitzen eine Ladungszahl von +2. Ein Ladungsausgleich in einer chemischen Verbindung kann beispielsweise über zwei weitere Elemente, die einfach negativ geladen sind, oder ein weiteres Element, das zweifach negativ geladen ist, stattfinden.
Gemäß einer Ausführungsform ist D ein Element oder eine Kombination von Elementen ausgewählt aus der Gruppe der vierwertigen Elemente.
Vierwertige Elemente sind Elemente mit der Wertigkeit vier. Vierwertige Elemente sind häufig in chemischen Verbindungen vierfach positiv geladen und besitzen eine Ladungszahl von +4. Ein Ladungsausgleich in einer chemischen Verbindung kann beispielsweise über ein Element, das vierfach negativ geladen ist, durch zwei Elemente, die zweifach negativ geladen sind, oder vier Elemente, die einfach negativ geladen sind, stattfinden.
Gemäß einer Ausführungsform des Leuchtstoffs ist E ein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der dreiwertigen Elemente.
Dreiwertige Elemente sind Elemente mit der Wertigkeit drei. Dreiwertige Elemente sind häufig in chemischen Verbindungen dreifach positiv geladen und besitzen eine Ladungszahl von +3. Ein Ladungsausgleich in einer chemischen Verbindung kann beispielsweise über ein Element, das dreifach negativ geladen ist, oder durch drei Elemente, die einfach negativ geladen sind, stattfinden.
Gemäß einer Ausführungsform des Leuchtstoffs umfasst M ein Aktivator-Element. In der Regel umfasst der Leuchtstoff ein Wirtsgitter, in das Fremdelemente als Aktivator-Elemente eingebracht sind. Ein Aktivator-Element in dem Wirtsgitter kann elektromagnetische Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs absorbieren, wodurch ein elektronischer Übergang in dem Aktivator-Element von einem Grundzustand in einen angeregten Zustand stattfindet. Es ist weiterhin möglich, dass das Wirtsgitter die elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs absorbiert und die so absorbierte Energie auf das Aktivator-Element überträgt, wodurch der elektronische Übergang in dem Aktivator-Element angeregt wird. In beiden Fällen geht das Aktivator-Element unter Emission von elektromagnetischer Strahlung eines zweiten Wellenlängenbereichs mit einem Emissionsspektrum wieder von dem angeregten Zustand in den Grundzustand über.
Mit anderen Worten handelt es sich bei der elektromagnetischen Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs um eine Anregungswellenlänge des Leuchtstoffs. In der Regel unterscheidet sich die elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs zumindest teilweise von der elektromagnetischen Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs.
Insbesondere ist M ein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe, die die Seltenerdmetalle, Cr, Ni und Mn umfasst. Die Seltenerdelemente umfassen vorliegend die chemischen Elemente der dritten Nebengruppe des Periodensystems sowie die Lanthanoide. Seltenerdelemente sind vorliegend in der Regel ausgewählt aus der Gruppe gebildet durch Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und Lu. Insbesondere liegt das Aktivator-Element M als zweiwertiges, dreiwertiges oder vierwertiges Element vor.
Gemäß einer Ausführungsform des Leuchtstoffs gilt 0 ≤ x ≤ 4. Mit anderen Worten ist x größer oder gleich 0 und kleiner oder gleich 4.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Leuchtstoffs gehorcht der Leuchtstoff der allgemeinen Summenformel EA₄Li₂D_4-xE_xN_8-xO_1+x:M, wobei EA ein Element oder eine Kombination von Elementen ausgewählt aus der Gruppe der zweiwertigen Elemente ist, D ein Element oder eine Kombination von Elementen ausgewählt aus der Gruppe der vierwertigen Elemente ist, E ein Element oder eine Kombination von Elementen ausgewählt aus der Gruppe der dreiwertigen Elemente ist, M ein Aktivator-Element umfasst, und 0 ≤ x ≤ 4.
Gemäß einer Ausführungsform des Leuchtstoffs ist EA ein Element oder eine Kombination von Elementen ausgewählt aus der Gruppe, die durch Mg, Ca, Sr und Ba gebildet ist.
Gemäß einer Ausführungsform des Leuchtstoffs ist D ein Element oder eine Kombination von Elementen ausgewählt aus der Gruppe, die durch Si und Ge gebildet ist.
Gemäß einer Ausführungsform des Leuchtstoffs ist E ein Element oder eine Kombination von Elementen ausgewählt aus der Gruppe, die durch B, Al und Ga gebildet ist.
Gemäß einer Ausführungsform des Leuchtstoffs ist M ein Element oder eine Kombination von Elementen ausgewählt aus der Gruppe, die durch Eu und Ce gebildet ist. Europium liegt insbesondere in der Form Eu²⁺ vor. Cer liegt insbesondere in der Form Ce³⁺ vor. Beispielsweise ist M Ce, Eu oder eine Kombination von Ce und Eu.
Bei herkömmlichen Leuchtstoffen, die Eu²⁺ als Aktivator-Element aufweisen, treten bereits ab niedrigen Bestrahlungsstärken, beispielsweise um 100 mW/mm², Quenchingeffekte auf. Dies führt zu einer Verringerung der Quanteneffizienz. Für Leuchtstoffe, die Ce³⁺ als Aktivator-Element aufweisen, werden selbst bei hohen Bestrahlungsstärken im Vergleich zu Eu²⁺-aktivierten Leuchtstoffen niedrigere Quenchingeffekte beobachtet. Beispielsweise weist ein Leuchtstoff mit der Summenformel Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺ Quenchingeffekte erst bei einer Bestrahlungsstärke mit Werten von mindestens 10 W/mm² auf, also mehr als eine Größenordnung über den Bestrahlungsstärken, bei denen an Eu²⁺-aktivierten Leuchtstoffen Quenchingeffekte auftreten.
Die Tatsache, dass Ce³⁺-aktivierte Leuchtstoffe selbst bei hohen Bestrahlungsstärken niedrigere Quenchingeffekte aufweisen, kann darauf zurückgeführt werden, dass ein angeregter Zustand von Ce³⁺ eine deutlich niedrigere Lebensdauer aufweist als ein angeregter Zustand von Eu²⁺. Insbesondere beträgt eine typische Lebensdauer des angeregten Zustands von Ce³⁺ weniger als 100 Nanosekunden, wohingegen eine typische Lebensdauer des angeregten Zustands von Eu²⁺ im Bereich von einer Mikrosekunde bis 10 Mikrosekunden liegt.
Gemäß einer Ausführungsform des Leuchtstoffs gehorcht der Leuchtstoff der Summenformel EA₄Li₂S1₄N₈O:M. Insbesondere ist dabei EA ein Element oder eine Kombination von Elementen ausgewählt aus der Gruppe, die Mg, Ca, Sr und Ba umfasst. Mit anderen Worten ist in der allgemeinen Summenformel EA₄Li₂D_4-xE_xN_8-xO_1+x:M × gleich 0 und für das Element D Si gewählt.
Gemäß einer Ausführungsform des Leuchtstoffs gehorcht der Leuchtstoff der Summenformel Sr₄Li₂Si₄N₈O:M. Mit anderen Worten ist in der allgemeinen Summenformel EA₄Li₂D_4-xE_xN_8-xO_1+x:M x gleich 0, für das Element D Si und für das Element EA Sr gewählt.
Gemäß einer Ausführungsform des Leuchtstoffs weist das Aktivator-Element M einen molaren Anteil von einschließlich 0,01 % bis einschließlich 10 % bezogen auf das Element EA auf. Insbesondere weist M einen molaren Anteil von einschließlich 0,01 % bis einschließlich 5 % bezogen auf das Element EA auf.
Gemäß einer Ausführungsform des Leuchtstoffs gehorcht der Leuchtstoff der Summenformel EA_4-yMyLi₂Si₄N₈O_. Dabei ist y ein Wert zwischen einschließlich 0,0004 und 0,4. Bei der Summenformel EA_4-yM_yLi₂Si₄N₈O handelt es sich um eine alternative Schreibweise zur Summenformel EA₄Li₂Si₄N₈O:M. Durch die Summenformel EA_4-yM_yLi₂Si₄N₈O wird verdeutlicht, dass das Aktivator-Element M gleiche kristallographische Lagen wie das Element EA besetzen kann.
Gemäß einer Ausführungsform des Leuchtstoffs weist der Leuchtstoff ein Wirtsgitter mit einer tetragonalen Raumgruppe auf. Insbesondere handelt es sich bei dem Wirtsgitter um ein kristallines Wirtsgitter. Beispielsweise weist der Leuchtstoff ein Wirtsgitter mit der Raumgruppe P4/mnc auf.
Gemäß einer Ausführungsform des Leuchtstoffs weist eine Kristallstruktur des Wirtsgitters des Leuchtstoffs DN₄-Tetraeder und/oder EN₄-Tetraeder auf. Beispielsweise weist die Kristallstruktur des Wirtsgitters des Leuchtstoffs DN₄-Tetraeder, insbesondere SiN₄-Tetraeder auf.
Die DN₄-Tetraeder und die EN₄-Tetraeder werden bevorzugt von jeweils vier N-Atomen aufgespannt. Insbesondere haben alle N-Atome, die einen Tetraeder aufspannen, einen ähnlichen Abstand zu einem zentralen D-Atom oder einem zentralen E-Atom. Mit anderen Worten ist das D-Atom oder das E-Atom von vier N-Atomen tetraederförmig umgeben. Die DN₄-Tetraeder und die EN₄-Tetraeder können eine Tetraederlücke aufweisen. Die Tetraederlücke ist ein Bereich im Inneren des jeweiligen Tetraeders. Beispielsweise wird mit dem Begriff „Tetraederlücke“ der Bereich im Inneren des Tetraeders bezeichnet, der frei bleibt, wenn in die Ecken des Tetraeders gedanklich sich berührende Kugeln gesetzt werden.
Insbesondere liegen die DN₄-Tetraeder und/oder die EN₄-Tetraeder allseitig eckenverknüpft vor. Allseitig eckenverknüpft bedeutet, dass jeder Tetraeder über alle vier Ecken mit jeweils einer Ecke eines weiteren Tetraeders verknüpft ist. Die allseitig eckenverknüpften Tetraeder bilden ein zusammenhängendes Netzwerk aus.
Gemäß einer Ausführungsform des Leuchtstoffs weist die Kristallstruktur des Wirtsgitters Vierer-Ringe aus DN₄-Tetraedern und/oder EN₄-Tetraedern auf. Insbesondere besteht ein Vierer-Ring aus insgesamt vier DN₄-Tetraedern und/oder EN₄-Tetraedern, die allseitig eckenverknüpft sind. Durch die Vierer-Ringe werden bevorzugt Kanäle ausgebildet.
In dem Fall, dass x größer 0 ist, wird ein Teil der N-Atome durch O-Atome ersetzt. Mit anderen Worten kann der Leuchtstoff in diesem Fall D(N,O)₄-Tetraeder und/oder E(N,O)₄-Tetraeder aufweisen. Alle Merkmale, die in Kombination mit den DN₄-Tetraedern und EN₄-Tetraedern aufgeführt sind, gelten auch für die D(N,O)₄-Tetraeder und E(N,O)₄-Tetraeder. Die D(N,O)₄-Tetraeder und/oder E(N,O)₄-Tetraeder ersetzen insbesondere einen Teil der DN₄-Tetraeder und/oder die EN₄-Tetraeder.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtstoffs liegen in den Kanälen, die durch die Vierer-Ringe ausgebildet werden, O-Atome als freie O^2--Anionen vor. Bevorzugt sind die O-Atome nicht an ein D-Atom oder E-Atom, insbesondere ein Si-Atom, gebunden. Bevorzugt befinden sich auch Li⁺-Kationen in den Kanälen.
Insbesondere sind die Li⁺-Kationen quadratisch pyramidal von je vier N-Atomen und einem O-Atom umgeben. Die vier N-Atome bilden dabei eine Grundfläche einer quadratischen Pyramide und das O-Atom eine Spitze der quadratischen Pyramide. Mit anderen Worten befindet sich Li₂O als Strang in den Kanälen, die durch die Vierer-Ringe ausgebildet werden.
Gemäß einer Ausführungsform des Leuchtstoffs weist das Wirtsgitter eine BCT-Zeolith-artige Struktur auf. In der Regel weist ein BCT-Zeolith Vierer- und Achter-Ringe aus Tetraedern entlang der kristallographischen Richtung [001] sowie Sechser-Ringe aus Tetraedern entlang der kristallographischen Richtungen [100] und [010] auf.
Gemäß einer Ausführungsform des Leuchtstoffs weist der Leuchtstoff einen Absorptionsbereich zumindest teilweise im ultravioletten bis blauen Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums auf. Beispielsweise absorbiert der Leuchtstoff elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge von ungefähr 405 Nanometer oder von ungefähr 448 Nanometer.
Gemäß einer Ausführungsform des Leuchtstoffs weist eine von dem Leuchtstoff ausgesandte elektromagnetische Strahlung ein Emissionsspektrum mit zumindest einen Emissionspeak auf.
Bei dem Emissionsspektrum handelt es sich um die Verteilung der vom Leuchtstoff emittierten elektromagnetischen Strahlung nach Anregung mit elektromagnetischer Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs. Üblicherweise wird das Emissionsspektrum in Form eines Diagramms dargestellt, bei dem eine spektrale Intensität oder ein spektraler Strahlungsfluss pro Wellenlängenintervall („spektrale Intensität/spektraler Strahlungsfluss“) der von dem Leuchtstoff ausgesandten elektromagnetischen Strahlung in Abhängigkeit der Wellenlänge λ dargestellt ist. Mit anderen Worten stellt das Emissionsspektrum eine Kurve in einem x-/y-Diagramm dar, bei dem auf der x-Achse die Wellenlänge und auf der y-Achse die spektrale Intensität oder der spektrale Strahlungsfluss aufgetragen ist.
Gemäß einer Ausführungsform des Leuchtstoffs liegt das Emissionsmaximum des Emissionspeaks im cyanen bis grünen Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums. Beispielsweise liegt das Emissionsmaximum in einem Bereich von einschließlich 480 Nanometer bis einschließlich 550 Nanometer, bevorzugt von einschließlich 495 Nanometer bis einschließlich 540 Nanometer, besonders bevorzugt von einschließlich 500 Nanometer bis einschließlich 535 Nanometer. Beispielsweise weist der Leuchtstoff ein Emissionsmaximum bei 512 Nanometern oder 523 Nanometer auf. Insbesondere umfasst der Leuchtstoff mit cyaner bis grüner Emission Ce als Aktivator-Element. Mit anderen Worten ist der Leuchtstoff mit cyaner bis grüner Emission ein Ce³⁺-aktivierter Leuchtstoff.
Mit Vorteil kann der Leuchtstoff mit cyaner bis grüner Emission in Weißlicht-LEDs und „human centric lighting“-Anwendungen eingesetzt werden. Dabei wird vor allem in Weißlicht-LEDs mit dem hier beschriebenen Leuchtstoff ein im Vergleich zu herkömmlichen Weißlicht-LEDs höherer Farbwiedergabeindex beobachtet.
Bei „human centric lighting“-Anwendungen handelt es sich insbesondere um menschenzentrierte Beleuchtungskonzepte, die neben einer rein visuellen auch nicht visuelle Wirkungen von elektromagnetischer Strahlung berücksichtigen. Viele dieser Wirkungen, wie zum Beispiel eine gesteigerte Aufmerksamkeit und Wachheit unter entsprechender Beleuchtung, werden heute einer Aktivierung des Photorezeptors Melanopsin im Auge zugeschrieben. Eine Fähigkeit von elektromagnetischer Strahlung diesen Rezeptor anzuregen wird beispielsweise mit der „melanopic efficacy of luminous radiation“ (kurz: melanopische ELR) bewertet.
Beispielsweise beträgt die melanopischer ELR des hier beschriebenen Leuchtstoff mindestens 0,72. Die melanopische ELR eines herkömmlichen Leuchtstoffs, beispielsweise YAGaG:Ce³⁺, hingegen liegt bei etwa 0,62. Insbesondere übertrifft die melanopische ELR des hier beschriebenen Leuchtstoffs die melanopische ELR eines herkömmlichen Leuchtstoffs um bis zu 46%.
Gemäß einer Ausführungsform des Leuchtstoffs liegt das Emissionsmaximum des Emissionspeaks im tiefroten bis nahinfraroten Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums. Insbesondere liegt das Emissionsmaximum in einem Bereich von einschließlich 770 Nanometer bis einschließlich 820 Nanometer, bevorzugt von einschließlich 780 Nanometer bis einschließlich 810 Nanometer. Beispielsweise weist der Leuchtstoff ein Emissionsmaximum bei 793 Nanometern auf. Insbesondere umfasst der Leuchtstoff mit tiefroter bis nahinfraroter Emission Eu als Aktivator-Element. Mit anderen Worten ist der Leuchtstoff mit tiefroter bis nahinfraroter Emission ein Eu²⁺-aktivierter Leuchtstoff.
Der Leuchtstoff mit tiefroter bis nahinfraroter Emission kann vorteilhafterweise in spektroskopischen Anwendungen, zum Beispiel bei spektroskopischen Untersuchungen von biologischen Proben eingesetzt werden. Für die spektroskopische Untersuchung von biologischen Proben wird insbesondere elektromagnetische Strahlung im nahinfraroten Fenster (Englisch: „Near-infrared window“) verwendet. Das nahinfrarote Fenster liegt im Wellenlängenbereich von etwa 650 Nanometer bis etwa 1350 Nanometer. In diesem Wellenlängenbereich kann sich Licht maximal weit durch biologisches Gewebe ausbreiten. Der hier beschriebene Leuchtstoff ist insofern für eine solche Anwendung von Vorteil, da er insbesondere elektromagnetische Strahlung in einem Wellenlängenbereich von 710 Nanometer bis 910 Nanometer aussendet, also genau im Bereich des nahinfraroten Fensters.
Vorteilhafterweise kann der Leuchtstoff mit tiefroter bis nahinfraroter Emission auch in Bauelementen mit einem gesundheitsfördernden Effekt eingesetzt werden, zum Beispiel in „IR-enhanced human centric lighting“-Anwendungen sowie als Komponente für LEDs um eine Augenregeneration zu unterstützen und Augenleiden zu behandeln. Zur Behandlung von Augenleiden wird insbesondere elektromagnetische Strahlung in einem Wellenlängenbereich von etwa 600 Nanometer bis etwa 1000 Nanometer eingesetzt.
Es ist möglich, dass das Emissionsspektrum des Leuchtstoffs zumindest zwei Emissionsmaxima aufweist. Ein erstes Emissionsmaximum liegt dabei beispielsweise im grünen Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums. Ein zweites Emissionsmaximum kann im tiefroten bis nahinfraroten Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums liegen. Insbesondere weist der Leuchtstoff mit zumindest zwei Emissionsmaxima zwei verschiedene Elemente als Aktivator-Element auf, beispielsweise Ce und Eu.
Insbesondere lässt sich eine Lage des Emissionsmaximums durch den molaren Anteil des Aktivator-Elements einstellen.
Gemäß einer Ausführungsform des Leuchtstoffs weist der Emissionspeak in dem Emissionsspektrum des Leuchtstoffs eine Halbwertsbreite (FWHM, Englisch: „full-width at half maximum“) zwischen einschließlich 100 Nanometer und einschließlich 220 Nanometer, bevorzugt zwischen einschließlich 105 Nanometer und einschließlich 210 Nanometer, besonders bevorzugt zwischen einschließlich 120 Nanometer und einschließlich 200 Nanometer auf. Beispielsweise weist der Emissionspeak eine Halbwertsbreite von 133 Nanometern oder 197 Nanometern auf. Insbesondere handelt es sich bei dem hier beschriebenen Leuchtstoff um einen Leuchtstoff mit breitbandiger Emission.
Der Begriff Halbwertsbreite bezieht sich auf eine Kurve mit einem Maximum, wie etwa das Emissionsspektrum, wobei die Halbwertsbreite derjenige Bereich auf der x-Achse ist, der zu den beiden y-Werten korrespondiert, die der Hälfte des Maximums entsprechen.
Im Vergleich zu herkömmlich Leuchtstoffen, insbesondere Lu₃ (Al, Ga) ₅O₁₂:Ce³⁺ und Ca₈Mg(SiO₄)₄Cl₂:Eu²⁺, weist der hier beschriebene Leuchtstoff vorteilhafterweise eine größere Halbwertsbreite auf.
Gemäß einer Ausführungsform des Leuchtstoffs weist die von dem Leuchtstoff ausgesandte elektromagnetische Strahlung eine Dominanzwellenlänge λ_dom zwischen einschließlich 520 Nanometer und einschließlich 585 Nanometer, bevorzugt zwischen einschließlich 530 Nanometer und einschließlich 575 Nanometer, besonders bevorzugt zwischen einschließlich 535 Nanometer und einschließlich 570 Nanometer auf. Beispielsweise liegt eine Dominanzwellenlänge der von dem Leuchtstoff ausgesandten elektromagnetischen Strahlung bei 545 Nanometern oder 558 Nanometern.
Zur Bestimmung der Dominanzwellenlänge der von dem Leuchtstoff ausgesandten elektromagnetischen Strahlung wird in dem CIE-Normdiagramm ausgehend vom Weißpunkt durch den Farbort der elektromagnetischen Strahlung eine gerade Linie gezogen. Der Schnittpunkt der geraden Linie mit der das CIE-Normdiagramm begrenzenden Spektralfarblinie bezeichnet die Dominanzwellenlänge der elektromagnetischen Strahlung. Im Allgemeinen weicht die Dominanzwellenlänge von der Wellenlänge des Emissionsmaximums ab.
Gemäß einer Ausführungsform des Leuchtstoffs weist die von dem Leuchtstoff ausgesandte elektromagnetische Strahlung eine Schwerpunktwellenlänge λ_centroid zwischen einschließlich 795 Nanometer und einschließlich 845 Nanometer, bevorzugt zwischen einschließlich 805 Nanometer und einschließlich 835 Nanometer, besonders bevorzugt zwischen einschließlich 810 Nanometer und einschließlich 830 Nanometer auf. Beispielsweise liegt die Schwerpunktwellenlänge der von dem Leuchtstoff ausgesandten elektromagnetischen Strahlung bei 819 Nanometern.
Die Schwerpunktwellenlänge bezeichnet einen Schwerpunkt einer spektralen Verteilung eines Emissionsspektrums. Mit anderen Worten gibt die Schwerpunktwellenlänge an, wo sich der Mittelpunkt des Emissionsspektrums befindet. Die Schwerpunktwellenlänge wird berechnet als gewichtetes arithmetisches Mittel der Wellenlängen λ, gewichtet mit ihren Amplituden anhand der Verteilungsfunktion s(λ): $λ_{c e n t r o i d} = \frac{\int_{- \infty}^{\infty} λ \cdot s (λ) d λ}{\int_{- \infty}^{\infty} s (λ) d λ} .$
Es wird weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffs angegeben. Vorzugsweise wird mit dem hier beschriebenen Verfahren der Leuchtstoff gemäß den oben genannten Ausführungsformen erzeugt. Daher gelten insbesondere alle für den Leuchtstoff gemachten Ausführungen auch für das Verfahren und umgekehrt.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines Leuchtstoffs, der der allgemeinen Summenformel EA₄Li₂D_4-xE_xN_8-xO_1+x:M gehorcht, wobei

- EA ein Element oder eine Kombination von Elementen ausgewählt aus der Gruppe der zweiwertigen Elemente ist,
- D ein Element oder eine Kombination von Elementen ausgewählt aus der Gruppe der vierwertigen Elemente ist,
- E ein Element oder eine Kombination von Elementen ausgewählt aus der Gruppe der dreiwertigen Elemente ist,
- M ein Aktivator-Element umfasst, und
- 0 ≤ x ≤ 4,

Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens werden die Edukte zu einem Eduktgemenge vermengt. Insbesondere erfolgt ein Vermengen der Edukte in einem Handmörser, einer Mörsermühle, einer Kugelmühle oder einem Mehrachsmischer.
Bevorzugt wird das Eduktgemenge in einen Tiegel überführt. Der Tiegel besteht beispielsweise aus Korund, Nickel oder Wolfram.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Eduktgemenge erhitzt. Insbesondere erfolgt ein Erhitzen des Eduktgemenges für eine Zeit von mindestens 8 h, bevorzugt mindestens 16 h. Beispielsweise erfolgt das Erhitzen für 16 h.
Insbesondere wird durch das Erhitzen der Leuchtstoff gebildet. Nach dem Erhitzen kann der gebildete Leuchtstoff vermahlen werden, zum Beispiel in einem Handmörser, einer Mörsermühle oder einer Kugelmühle.
Beispielsweise ist es möglich, dass durch das Verfahren ein Gemenge hergestellt wird, welches den Leuchtstoff umfasst oder daraus besteht. Weitere Bestandteile des Gemenges können beispielsweise Edukte sein, welche bei der Herstellung des Leuchtstoffs nicht reagiert haben, Verunreinigungen und/oder Nebenphasen, welche bei der Herstellung gebildet wurden.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens sind die Edukte ausgewählt aus einer Gruppe, die aus den folgenden Materialien gebildet ist: Oxide, Nitride, Fluoride, Oxalate, Citrate, Carbonate, Amine, Imide von EA, Li, D, E und M. Insbesondere werden Oxide und Nitride von EA, Li, D, E und M als Edukte eingesetzt. Beispielsweise werden die Edukte aus einer Gruppe ausgewählt, die aus den folgenden Materialien gebildet ist: SrO, Sr₃N₂, SiO₂, Si₃N₄, Li₂O, Li₃N, Eu₂O₃, CeO₂.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Eduktgemenge bei einem Druck von mindestens 50 bar, bevorzugt von mindestens 80 bar erhitzt. Beispielsweise erfolgt das Erhitzen bei einem Druck von 100 bar. Bei dem hier beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffs handelt es sich insbesondere um ein Hochdruck-Verfahren. Mit dem Hochdruck-Verfahren lassen sich insbesondere Leuchtstoffe herstellen, die mit herkömmlichen Verfahren, die bei Normaldruck durchgeführt werden, nicht herstellbar sind.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Eduktgemenge unter einer Atmosphäre von N₂, Formiergas und/oder NH₃ erhitzt. Mit anderen Worten wird der Leuchtstoff in einer reduzierenden Atmosphäre hergestellt. Durch die reduzierende Atmosphäre ist es möglich, dass Edukte eingesetzt werden, die nicht Oxide oder Nitride sind. Weiterhin können die Oxide und Nitride in beliebigen Verhältnissen eingesetzt werden, da die Oxide insbesondere in situ, das heißt während der Herstellung des Leuchtstoffs, in die entsprechenden Nitride umgewandelt werden.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Eduktgemenge auf eine Temperatur von mindestens 800 °C, bevorzugt mindestens 900 °C erhitzt. Beispielsweise wird das Eduktgemenge auf eine Temperatur von 900 °C erhitzt.
Es wird weiterhin ein strahlungsemittierendes Bauelement enthaltend einen Leuchtstoff angegeben. Vorzugsweise ist der oben beschriebene Leuchtstoff zur Verwendung in dem hier beschriebenen strahlungsemittierenden Bauelement geeignet und vorgesehen. Merkmale und Ausführungsformen, die in Verbindung mit dem Leuchtstoff und/oder dem Verfahren beschrieben sind, gelten auch für das strahlungsemittierende Bauelement und umgekehrt.
Gemäß einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden Bauelements umfasst das strahlungsemittierende Bauelement einen Halbleiterchip, der im Betrieb elektromagnetische Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs aussendet.
Insbesondere weist der Halbleiterchip eine Halbleiterschichtenfolge auf, die einen aktiven Bereich umfasst. Der aktive Bereich ist dazu eingerichtet im Betrieb des strahlungsemittierenden Bauelements die elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs zu erzeugen. Beispielsweise ist die Halbleiterschichtenfolge auf einem Substrat aufgebracht. Der Halbleiterchip ist beispielsweise ein Leuchtdiodenchip oder ein Laserdiodenchip. Die elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs wird durch eine Strahlungsaustrittsfläche des Halbleiterchips emittiert.
Der erste Wellenlängenbereich umfasst insbesondere Wellenlängen im ultravioletten bis blauen Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums. Beispielsweise emittiert der Halbleiterchip elektromagnetische Strahlung aus dem blauen Spektralbereich, insbesondere von einschließlich 380 Nanometer bis einschließlich 550 Nanometer, bevorzugt von einschließlich 420 Nanometer bis einschließlich 500 Nanometer, besonders bevorzugt von einschließlich 430 Nanometer bis einschließlich 480 Nanometer.
Gemäß einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden Bauelements umfasst das strahlungsemittierende Bauelement ein Konversionselement mit dem hier beschriebenen Leuchtstoff, der elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs in elektromagnetische Strahlung eines zweiten Wellenlängenbereichs konvertiert. Insbesondere ist die elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs zumindest teilweise, bevorzugt vollständig, von dem zweiten Wellenlängenbereich verschieden.
Bei dem strahlungsemittierenden Bauelement handelt es sich beispielsweise um eine Leuchtdiode (LED).
Vorteilhafterweise kann der hier beschriebene Leuchtstoff als Einzelkomponente, das heißt ohne einen weiteren Leuchtstoff, in einem Konversionselement eingesetzt werden. Das wird dadurch ermöglicht, dass das strahlungsemittierende Bauelement mit dem hier beschrieben Leuchtstoff einen höheren Farbwiedergabeindex (CRI) aufweist als ein strahlungsemittierendes Bauelement mit einem herkömmlichen Leuchtstoff. Der Farbwiedergabeindex des strahlungsemittierenden Bauelements mit dem hier beschriebenen Leuchtstoff ist insbesondere mindestens 35. Mit herkömmlichen Leuchtstoffen kann für ein ähnliches strahlungsemittierendes Bauelement lediglich ein Farbwiedergabeindex von weniger als 35 erzielt werden.
Gemäß einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden Bauelements umfasst das Konversionselement zumindest einen weiteren Leuchtstoff, der elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs in elektromagnetische Strahlung eines dritten Wellenlängenbereichs konvertiert. Insbesondere ist der dritte Wellenlängenbereich zumindest teilweise, bevorzugt vollständig verschieden von dem ersten Wellenlängenbereich und/oder dem zweiten Wellenlängenbereich. Der dritte Wellenlängenbereich kann Wellenlängen im grünen, gelben, orangefarbenen und/oder roten Spektralbereich umfassen.
Alternativ kann der dritte Wellenlängenbereich Wellenlängen über 1000 Nanometer umfassen. Mit anderen Worten wird ein weiterer Leuchtstoff in dem Konversionselement eingesetzt, der IR-Strahlung emittiert. Dadurch deckt die von dem strahlungsemittierenden Bauelement emittierte elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise den roten, den tiefroten und den nahinfraroten Spektralbereich ab. Ein solches strahlungsemittierendes Bauelement kann beispielsweise für spektroskopische Untersuchung in biologischen Proben und für „IR-enhanced human centric lighting“-Anwendungen, die insbesondere den gesundheitsfördernden Effekt der nahinfraroten Strahlung nutzen, eingesetzt werden.
Insbesondere wird nur ein Teil der elektromagnetischen Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs von dem Leuchtstoff und/oder von dem weiteren Leuchtstoff konvertiert. Dabei ist es möglich, dass der nicht konvertierte Teil der elektromagnetischen Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs durch das Konversionselement transmittiert wird. Mit anderen Worten findet eine Teilkonversion der elektromagnetischen Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs in elektromagnetische Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs und/oder des dritten Wellenlängenbereichs statt. Das strahlungsemittierende Bauelement sendet in diesem Fall ein Mischlicht aus, das sich aus der elektromagnetischen Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs, des zweiten Wellenlängenbereichs und des dritten Wellenlängenbereichs zusammensetzt.
Beispielsweise wird in dem Konversionselement ein hier beschriebener Leuchtstoff mit der allgemeinen Summenformel EA₄Li₂D_4-xE_xN_8-xO_1+x:M eingesetzt, wobei M Ce ist. Als weiterer Leuchtstoff kann ein hier beschriebener Leuchtstoff mit der allgemeinen Summenformel EA₄Li₂D_4-xE_xN_8-xO_1+x:M eingesetzt werden, wobei M Eu ist. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein hier beschriebener Leuchtstoff mit gleichzeitig Ce und Eu als Aktivator-Element in dem Konversionselement eingesetzt werden. Hierdurch kann es insbesondere möglich sein zwei Wellenlängenbereiche mit einem einzigen Leuchtstoff abzudecken.
Als weiterer Leuchtstoff können auch beispielsweise granatoide Leuchtstoffe oder Granate wie YAG, YAGaG, LuAG und/oder LuAGaG, beispielsweise (Y, Lu) ₃ (Al, Ga)₅O₁₂:Ce³⁺, eingesetzt werden. Alternativ oder zusätzlich kann als der weitere Leuchtstoff ein roter Leuchtstoffe wie ein 258-Nitrid, beispielsweise (Ca,Sr,Ba)₂Si₅N₈:Eu²⁺, und/oder (S)CASN, beispielsweise (Ca,Sr)AlSiN₃:Eu²⁺, eingesetzt werden. Das strahlungsemittierende Bauelement emittiert bei dem Einsatz des weiteren Leuchtstoffs insbesondere weißes Licht und kann in „human centric lighting“-Anwendungen eingesetzt werden.
Bei herkömmlichen strahlungsemittierenden Bauelementen werden insbesondere Gemenge verschiedener Leuchtstoffe eingesetzt um weißes Mischlicht zu erzeugen. Beispielsweise werden in den herkömmlichen strahlungsemittierenden Bauelementen ein Ce³⁺-aktivierter Granatleuchtstoff, zum Beispiel (Y, Lu)₃(Al, Ga)₅O₁₂:Ce³⁺, und ein Eu²⁺-aktivierter Nitridleuchtstoff eingesetzt. Bei solchen strahlungsemittierenden Bauelementen bleibt jedoch immer eine Emissionslücke im cyanen Wellenlängenbereich, das heißt im Bereich zwischen dem von dem Halbleiterchip emittierten blauen Wellenlängenbereich und einem von dem Granatleuchtstoff emittierten grünen oder gelben Wellenlängenbereich.
Ein hier beschriebener Ce³⁺-aktivierter Leuchtstoff emittiert insbesondere breitbandig im cyanen bis grünen Wellenlängenbereich. Daher kann der hier beschriebene Leuchtstoff mit Vorteil den Granatleuchtstoff des herkömmlichen strahlungsemittierenden Bauelements ersetzen. Da der hier beschriebene Leuchtstoff bereits im cyanen Wellenlängenbereich emittiert, wird insbesondere die Emissionslücke in diesem Bereich, die bei herkömmlichen strahlungsemittierenden Bauelement auftritt, geschlossen. Aufgrund dieser Eigenschaft kann der hier beschriebene Leuchtstoff vorteilhafterweise in „human centric lighting“-Anwendungen eingesetzt werden.
Bisher werden in „human centric lightting“-Anwendungen herkömmlichen Leuchtstoffe wie beispielsweise Lu₃(Al,Ga)₅O₁₂:Ce³⁺ und/oder Ca₈Mg(SiO₄)₄Cl₂:Eu²⁺ eingesetzt. Ein Emissionspeak der beiden herkömmlichen Leuchtstoffe im cyanen bis grünen Wellenlängenbereich weist eine geringe Halbwertsbreite von kleiner oder gleich 115 Nanometer auf.
Insbesondere ergeben sich bei einem Einsatz von Lu₃(Al,Ga)₅O₁₂:Ce³⁺ zur Erzeugung von weißem Licht Emissionslücken im cyanen und/oder gelb-orangen Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums. Mit Ca₈Mg(SiO₄)₄Cl₂:Eu²⁺ kann beispielsweise eine Emissionslücke im gelb-orangen Wellenlängenbereich beobachtet werden. Die Emissionslücken im cyanen und/oder gelb-orangen Wellenlängenbereich müssen über eine Anpassung einer roten Leuchtstoffkomponente oder einem Einsatz eines weiteren Leuchtstoffs aufwändig geschlossen werden müssen. Ohne die Anpassung der roten Leuchtstoffkomponente oder dem Einsatz eines weiteren Leuchtstoffs sind Einbußen bei einer Lichtqualität die Folge.
Der hier beschriebene Leuchtstoff weist insbesondere im cyanen Wellenlängenbereich, mit anderen Worten im Wellenlängenbereich von einschließlich 475 Nanometern bis einschließlich 500 Nanometern, genügend Emission auf, sodass im Vergleich zu den herkömmlichen Leuchtstoffen keine Emissionslücke in diesem Wellenlängenbereich entsteht. Der hier beschriebene Leuchtstoff führt hierdurch insbesondere zu einer Steigerung der Lichtqualität.
Insbesondere können durch den Einsatz des hier beschriebenen Leuchtstoffs strahlungsemittierende Bauelemente bereitgestellt werden, die einen im Vergleich zu herkömmlichen strahlungsemittierenden Bauelementen eine größere melanopische ELR, eine größere relative melanopische ELR und einen größeren Farbwiedergabeindex (CRI) aufweisen.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen, Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Leuchtstoffs, des Verfahrens zur Herstellung eines Leuchtstoffs und des strahlungsemittierenden Bauelements ergeben sich aus den folgenden, in Verbindung mit den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Leuchtstoffs gemäß einem Ausführungsbeispiel.
2 zeigt einen schematischen Ausschnitt einer Kristallstruktur eines Wirtsgitters eines Leuchtstoffs gemäß einem Ausführungsbeispiel.
3 zeigt ein Emissionsspektrum eines Leuchtstoffs gemäß einem Ausführungsbeispiel.
4 zeigt Emissionsspektren zweier Leuchtstoffe jeweils gemäß einem Ausführungsbeispiel.
5 zeigt Emissionsspektren eines Leuchtstoffs gemäß einem Ausführungsbeispiel und einem Vergleichsbeispiel.
6 zeigt Emissionsspektren eines Leuchtstoffs gemäß einem Ausführungsbeispiel und einem Vergleichsbeispiel.
7 zeigt schematisch verschiedene Schritte eines Verfahrens zur Herstellung eines Leuchtstoffs gemäß einem Ausführungsbeispiel.
8 zeigt ein strahlungsemittierendes Bauelement in schematischer Schnittdarstellung gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente, insbesondere Schichtdicken zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
In 1 ist ein Leuchtstoff 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel in schematischer Darstellung gezeigt. Der Leuchtstoff 1 gehorcht vorliegend der allgemeinen Summenformel EA₄Li₂D_4-xE_xN_8-xO_1+x:M. Dabei ist EA ein Element oder eine Kombination von Elementen ausgewählt aus der Gruppe der zweiwertigen Elemente, D ein Element oder eine Kombination von Elementen ausgewählt aus der Gruppe der vierwertigen Elemente und E ein Element oder eine Kombination von Elementen ausgewählt aus der Gruppe der dreiwertigen Elemente. Weiterhin umfasst M ein Aktivator-Element und es gilt 0 ≤ x ≤ 4. Insbesondere gehorcht der Leuchtstoff 1 der Summenformel Sr₄Li₂Si₄N₈O:M, wobei M Ce oder Eu ist.
Der Leuchtstoff 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1 liegt in Form von Partikeln vor. Beispielsweise weisen die Partikel eine Korngröße zwischen einschließlich 0,5 Mikrometer und einschließlich 100 Mikrometer auf.
Die 2 zeigt einen schematischen Ausschnitt einer Kristallstruktur eines Wirtsgitters 2 eines Leuchtstoffs 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Vorliegend gehorcht das Wirtsgitter 2 des Leuchtstoffs 1 der Summenformel Sr₄Li₂Si₄N₈O. Insbesondere sind Aktivator-Elemente, wie Ce und Eu, in das Wirtsgitter eingebracht. Vorliegend kristallisiert das Wirtsgitter 2 des Leuchtstoffs 1 in der tetragonalen Raumgruppe P4/mnc. Der schematische Ausschnitt des Wirtsgitters 2 ist aus der Blickrichtung der kristallographischen c-Achse gezeigt.
Vorliegend weist die Kristallstruktur des Wirtsgitters 2 des Leuchtstoffs 1 SiN₄-Tetraeder 3 auf. Der SiN₄-Tetraeder 2 ist Si-zentriert. Die vier N-Atome eines SiN₄-Tetraeders weisen einen ähnlichen Abstand zu dem zentralen Si-Atom auf. Die SiN₄-Tetraeder 3 sind allseitig eckenverknüpft. So wird ein Netzwerk gebildet. Die SiN₄-Tetraeder 3 sind zu Vierer-Ringen vernetzt, wodurch sich Kanäle 4 ausbilden. In den Kanälen befinden sich Li-Atome 5 und O-Atome. Aufgrund der Wahl des schematischen Ausschnitts der Kristallstruktur des Wirtsgitters sind in der 2 die O-Atome nicht gezeigt. Die O-Atome liegen als freie Anionen (O^2-) in den Kanälen 4 vor. Mit anderen Worten sind die O-Atome nicht an ein Si-Atom gebunden. Das Li-Atom 5 wird quadratisch pyramidal von vier N-Atomen und einem O-Atom koordiniert. Die vier N-Atome bilden dabei eine Grundfläche einer quadratischen Pyramide und das O-Atom eine Spitze.
Für Ausführungsformen des Leuchtstoffs 1 mit der allgemeinen Summenformel EA₄Li₂D_4-xE_xN_8-xO_1+x:M mit x größer 0 wird ein Teil der SiN₄-Tetraeder durch Si(N,O)₄-Tetraeder ersetzt. Mit anderen Worten besetzen die zusätzlichen O-Atome anteilig die kristallographischen Lagen der N-Atome.
Durch die Eckenverknüpfung der SiN₄-Tetraeder 3 werden weiterhin Achter-Ringe und Sechser-Ringe ausgebildet. Die Sechser-Ringe verlaufen entlang der kristallographischen a-Achse ([100]-Richtung) und der kristallographischen b-Achse ([010]-Richtung). Die Vierer-Ringe und die Achter-Ringe verlaufen entlang der kristallographischen c-Achse ([001]-Richtung).
Die Kristallstruktur des Wirtsgitters des Leuchtstoffs 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Struktur eines BCT-Zeoliths ähnlich.
Die Kristallstruktur des Wirtsgitters 2 des Leuchtstoffs 1 weist ebenfalls Sr-Atome 6 auf. Die Sr-Atome 6 sind zwischen den SiN₄-Tetraedern 3 angeordnet. Insbesondere besetzt nicht nur Sr die kristallographische Lage der Sr-Atome 6, sondern auch das Aktivator-Element, beispielsweise Ce oder Eu.

Allgemeine kristallographische Daten der Leuchtstoffe 1 gemäß den Ausführungsbeispielen mit den Summenformeln Sr₄Li₂Si₄N₈O:Ce³⁺ und Sr₄Li₂Si₄N₈O:Eu²⁺ sind in der Tabelle 1 zusammengefasst. Tabelle 1: Kristallographische Daten von Sr₄Li2Si₄N₈O:Ce³⁺ und Sr₄Li₂Si₄N₈O:Eu²⁺.

Summenformel		Sr ₄ Li ₂ Si ₄ N ₈ O:Eu ²⁺		Sr ₄ Li ₂ Si ₄ N ₈ O:Ce ³⁺
Formelmasse / g mol^-1		604,76		604,76
z		2		2
Kristallsystem		Tetragonal		Tetragonal
Raumgruppe		P4/mnc		P4/mnc
Gitterparameter
a /pm	931,94(12)	α/°	90	a/pm	930, 82 (8)	α/°	90
b /pm	931,94 (12)	β/°	90	b/pm	930,82 (8)	β/°	90
c /pm	558,12 (9)	γ/°	90	c/pm	557,12 (7)	γ/°	90
Volumen V /nm³		0,48473(15)		0,48270(10)
Kristallographische Dichte ρ/ g cm^-3		4, 144		4,161
T /K		296 (2)		296 (2)
Diffraktometer		Bruker D8 Quest		Bruker D8 Quest
Strahlung		Cu K_α (154,178 nm)		Cu K_α (154,178 nm)
Messbereich	6,718° ≤ θ ≤	6,726° ≤ θ ≤
	68,258°	50,894°
Gemessene / unabhängige Reflexe	3706/251	150/132
Gemessener reziproker Raum	-9 ≤ h ≤ 11;	-8 ≤ h ≤ 9;
Gemessener reziproker Raum	-10 ≤ k ≤ 11;	-6 ≤ k ≤ 8;
	-6 ≤ l ≤ 6	-5 ≤ l ≤ 5
R _all/wR _ref	4,46% / 7,30%	4,36% / 8,37%
GooF	1,005	1,243

Kristallographische Lageparameter der Leuchtstoffe 1 gemäß den Ausführungsbeispielen mit den Summenformeln Sr₄Li₂Si₄N_gO:Ce³⁺ und Sr₄Li₂Si₄N₈O:Eu²⁺ sind in den Tabellen 2 und 3 wiedergegeben. Tabelle 2: Kristallographische Lageparameter von Sr₄Li₂Si₄N₈O:Eu²⁺.

Name	Atomtyp	Wyckoff -Lage	x	y	z	Besetzung	U _ani
Sr01	Sr	8h	0,55648(9)	0,76570(9)	0,5	1	0,0161(3)
Si02	Si	8h	0,3807 (3)	0,7312 (3)	0	1	0,0127 (5)
O03	O	2a	0,5	0,5	0,5	1	0,017(3)
N04	N	8h	0,5635(8)	0,7049(9)	0	1	0,0161(15)
N05	N	8g	0, 3260 (6)	0,8260(6)	0,25	1	0,0158(15)
Li06	Li	4e	0,5	0,5	0, 184 (4)	1	0,026(5)

Tabelle 3: Kristallographische Lageparameter von Sr₄Li₂Si₄N₈O:Ce³⁺.

Name	Atomtyp	Wyckoff-Lage	x	y	z	Besetzung	U _iso
Sr01	Sr	8h	0,23439 (12)	0,55621 (13)	0,5	1	0,0070 (7)
Si02	Si	8h	0,1199 (4)	0,2313 (4)	0,5	1	0,0062 (10)
O03	O	2a	0,5	0,5	0,5	1	0,017(4)
N04	N	8g	0, 1744 (7)	0,3256(7)	0,25	1	0,007(3)
N05	N	8h	-0,0636(10)	0,2041(11)	0,5	1	0,003 (3)
Li06	Li	4e	0,5	0,5	0,183(5)	1	0,013(7)

3 zeigt ein Emissionsspektrum E1 eines Leuchtstoffs 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel mit der Summenformel Sr₄Li₂Si₄N_gO:Eu²⁺. Das Emissionsspektrum E1 ist vorliegend in einem Bereich von 450 Nanometern bis 1050 Nanometern dargestellt. Der Leuchtstoff 1 weist vorliegend ein Emissionsspektrum mit einem Emissionsmaximum bei einer Wellenlänge von etwa 793 Nanometer auf. Die Halbwertsbreite des Emissionsmaximums liegt bei etwa 197 Nanometern. Eine Schwerpunktwellenlänge λ_centroid liegt bei etwa 819 Nanometern. Der Leuchtstoff 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel emittiert bei Anregung mit elektromagnetischer Strahlung aus dem blauen Bereich im tiefroten bis nahinfrarote elektromagnetische Strahlung.
In der 4 sind Emissionsspektren E2 und E3 zweier Leuchtstoffe 1 gemäß einem zweiten und einem dritten Ausführungsbeispiel gezeigt. Die Leuchtstoffe 1 weisen vorliegend die Summenformel Sr₄Li₂Si₄N₈O:Ce³⁺ auf. Insbesondere unterscheiden sich die vorliegenden Leuchtstoffe 1 in ihrem molaren Anteil an Ce. Die Emissionsspektren E2 und E3 sind in einem Bereich von 450 Nanometern bis 750 Nanometern abgebildet. Die Leuchtstoffe 1 wurden vorliegend mit blauer elektromagnetische Strahlung angeregt und emittieren grüne elektromagnetische Strahlung. Der Leuchtstoff 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel mit dem Emissionsspektrum E2 (durchgezogene Linie) weist ein Emissionsmaximum bei etwa 523 Nanometern mit einer Halbwertsbreite von etwa 133 Nanometern und eine Dominanzwellenlänge λ_dom von etwa 558 Nanometern auf. Der Leuchtstoff 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel mit dem Emissionsspektrum E3 (gestrichelte Linie) weist ein Emissionsmaximum bei etwa 512 Nanometern mit einer Halbwertsbreite von etwa 133 Nanometern und eine Dominanzwellenlänge λ_dom von etwa 545 Nanometern auf.
In 5 sind Emissionsspektren E2 und VB1 des Leuchtstoffs 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel und einem ersten Vergleichsbeispiel gezeigt. Bei dem ersten Vergleichsbeispiel handelt es sich um einen Leuchtstoff mit der Summenformel Y₃(Al,Ga)₅O₁₂:Ce³⁺. Das Emissionsspektrum E2 ist als durchgezogene Linie dargestellt, das Emissionsspektrum VB1 als gestrichelte Linie.
In 6 sind Emissionsspektren E3 und VB2 des Leuchtstoffs 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel und eines zweiten Vergleichsbeispiel gezeigt. Bei dem zweiten Vergleichsbeispiel handelt es sich um einen Leuchtstoff mit der Summenformel Lu₃Al₅O₁₂:Ce³⁺. Das Emissionsspektrum E3 ist als durchgezogene Linie dargestellt, das Emissionsspektrum VB2 als gestrichelte Linie.
Die Emissionsspektren der 5 und 6 sind jeweils in einem Bereich von 450 Nanometer bis 750 Nanometer dargestellt.

In der Tabelle 4 werden die spektralen Eigenschaften des Leuchtstoffs 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel und dem dritten Ausführungsbeispiel mit den spektralen Eigenschaften des ersten Vergleichsbeispiels (Y₃(Al,Ga)₅O₁₂:Ce³⁺) und des zweiten Vergleichsbeispiels (Lu₃Al₅O₁₂:Ce³⁺) verglichen. Die Leuchtstoffe 1 gemäß den Ausführungsbeispielen weisen verbesserte Werte für die melanopische ELR und die relative melanopische ELR sowie den Farbwiedergabeindex CRI auf. Tabelle 4: Vergleich der melanopischen ELR und der Farbwiedergabeindizes (CRI) des Leuchtstoffs 1 gemäß dem zweiten und dem dritten Ausführungsbeispiel mit dem ersten Vergleichsbeispiel (Y₃ (Al, Ga) ₅O₁₂: Ce³⁺) und dem zweiten Vergleichsbeispiel (Lu₃Al₅O₁₂:Ce³⁺) .

Leuchtstoff	Y₃ (Al, Ga) ₅O₁₂:Ce³⁺	Lu₃Al₅O₁₂:Ce³⁺	zweites Ausführungsbeispiel	drittes Ausführungsbeispiel
melanopische ELR	0,6236	0,7325	0,7219	0,9128
relative melanopische ELR	100%	117%	116%	146%
CRI	35	33	48	39

Im Zusammenhang mit der 7 wird ein Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffs 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Der Leuchtstoff 1 gehorcht der allgemeinen Summenformel EA₄Li₂D_4-xE_xN_8-xO_1+x:M. In einem ersten Verfahrensschritt S1 werden Edukte bereitgestellt. Beispielsweise umfassen die Edukte Oxide und Nitride von EA, Li, D, E und M.
In einem zweiten Verfahrensschritt S2 werden die Edukte miteinander zu einem Eduktgemenge vermengt. Beispielsweise erfolgt ein Vermengen in einem Handmörser, einer Mörsermühle, einer Kugelmühle oder einem Mehrachsmischer. Die Edukte werden in einen Tiegel, beispielsweise aus Korund, Nickel oder Wolfram, überführt.
In einem dritten Verfahrensschritt S3 wird das Eduktgemenge erhitzt. Ein Erhitzen erfolgt unter einer N₂-, Formiergas- oder NH₃-Atmosphäre bei einer Temperatur von mindestens 800 °C und einem Druck von ungefähr 100 bar. Das Eduktgemenge wird für eine Zeit von ungefähr 16 Stunden erhitzt. Nach dem Erhitzen wird das erhaltene Produkt abgekühlt und vermahlen. Ein Vermahlen erfolgt beispielsweise in einem Handmörser, einer Mörsermühle oder einer Kugelmühle.
Synthese von Sr₄Li₂Si₄N₈O:Eu²⁺
Die Edukte Eu₂O₃, SrO, Sr₃N₂, SiO₂, Si₃N₄, Li₂O und Li₃N werden miteinander vermengt und anschließend in einen Tiegel überführt. Das Eduktgemenge wird dann unter N₂-Atmosphäre bei ungefähr 100 bar und ungefähr 900°C für ungefähr 16 Stunden zur Reaktion gebracht. Nach erfolgter Reaktion und Abkühlen wird das Produkt vermahlen. Auf diese Weise wird der Leuchtstoff 1 mit der Summenformel Sr₄Li₂Si₄N₈O:Eu²⁺ erhalten. Der Leuchtstoff 1 fluoresziert vorliegend unter ultraviolettem oder blauem Licht rötlich.
Zur Synthese von Sr₄Li₂Si₄N₈O:Eu²⁺ werden die Edukte in den in Tabellen 5 und 6 gezeigten Einwaagen bereitgestellt. Sowohl mit den in Tabelle 5 gezeigten Einwaagen als auch mit den in Tabelle 6 gezeigten Einwaagen kann Sr₄Li₂Si₄N₈O:Eu²⁺ hergestellt werden. Tabelle 5: Einwaagen der Edukte zur Synthese von Sr₄Li₂Si₄N₈O:Eu²⁺ .

Element Edukt Einwaage

Sr Sr₃N₂ 2,645 g

Li Li₃N 0,428 g

Si Si₃N₄ 0, 862 g

Eu Eu₂O₃ 0,065 g

Tabelle 6: Einwaagen der Edukte zur Synthese von Sr₄Li₂Si₄N₈O:Eu²⁺ .

Element Edukt Einwaage

Sr Sr₃N₂ 0,1076

Sr SrO 0,4599

Li Li₃N 0,0258

Li Li₂O 0,1326

Si Si₃N₄ 0,2075

Si SiO₂ 1,0666

Eu EU₂O₃ 0,0200
Synthese von Sr₄Li₂Si₄N₈O:Ce³⁺
Die Edukte CeO₂, Sr₃N₂, Si₃N₄ und Li₃N werden miteinander vermengt und anschließend in einen Tiegel überführt. Das Eduktgemenge wird anschließend unter N₂-Atmosphäre bei ungefähr 100 bar und ungefähr 900°C für ungefähr 16 Stunden zur Reaktion gebracht. Nach erfolgter Reaktion und Abkühlen wird das Produkt vermahlen. Auf diese Weise wird der Leuchtstoff 1 mit der Summenformel Sr₄Li₂Si₄N₈O:Ce³⁺ erhalten. Der Leuchtstoff 1 fluoresziert vorliegend unter ultraviolettem oder blauem Licht intensiv grün.
Zur Synthese von Sr₄Li₂Si₄N₈O:Ce³⁺ werden die Edukte in den in Tabellen 7 und 8 gezeigten Einwaagen bereitgestellt. Tabelle 7: Einwaagen der Edukte zur Synthese von Sr₄Li₂Si₄N₈O:Ce³⁺.

Element Edukt Einwaage

Sr Sr₃N₂ 2,646 g

Li Li₃N 0,428 g

Si Si₃N₄ 0,862 g

Ce CeO₂ 0,063 g

Tabelle 8: Einwaagen der Edukte zur Synthese von Sr₄Li₂Si₄N_gO:Ce³⁺.

Element Edukt Einwaage

Sr Sr₃N₂ 2,536 g

Li Li₃N 0,152 g

Si Si₃N₄ 1,070 g

Si SiO₂ 0,196 g

Ce CeO₂ 0,045 g
8 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines strahlungsemittierenden Bauelements 7 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das strahlungsemittierende Bauelement 7 weist einen Halbleiterchip 8 auf. Der Halbleiterchip 8 emittiert im Betrieb elektromagnetische Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs. Der Halbleiterchip 8 umfasst ein Substrat 10, auf dem eine epitaktische Halbleiterschichtenfolge 11 aufgewachsen ist. Die epitaktische Halbleiterschichtenfolge 11 weist einen aktiven Bereich 12 auf, der im Betrieb des strahlungsemittierenden Bauelements 7 die elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs erzeugt. Bei der elektromagnetischen Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs handelt es sich beispielsweise um blaue elektromagnetische Strahlung. Die elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs wird durch eine Strahlungsaustrittsfläche des Halbleiterchips 7 emittiert.
Das strahlungsemittierende Bauelement umfasst weiterhin ein Konversionselement 9. Das Konversionselement 9 ist an der Strahlungsaustrittsfläche des Halbleiterchips 8 angeordnet. Das Konversionselement 9 weist einen Leuchtstoff 1 auf. Insbesondere ist es möglich, dass das Konversionselement 9 auch einen weiteren Leuchtstoff 13 aufweist. Der Leuchtstoff 1 konvertiert die elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs in elektromagnetische Strahlung eines zweiten Wellenlängenbereichs, der zumindest teilweise von der elektromagnetischen Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs verschieden ist.
Beispielsweise ist der zweite Wellenlängenbereich der cyane bis grüne oder tiefrote bis nahinfrarote Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums. Der Leuchtstoff 13 konvertiert die elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs in elektromagnetische Strahlung eines dritten Wellenlängenbereichs, der zumindest teilweise von der elektromagnetischen Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs und/oder der elektromagnetischen Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs verschieden ist.
Ein Teil der elektromagnetischen Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs durchläuft das Konversionselement 9 ohne eine Konversion. Das heißt, das strahlungsemittierende Bauelement 7 sendet ein Mischlicht aus, das sich aus der elektromagnetischen Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs, des zweiten Wellenlängenbereichs und des dritten Wellenlängenbereichs zusammensetzt.
Beispielsweise handelt es sich bei den Leuchtstoffen 1 und/oder 13 um hier beschriebene Leuchtstoffe mit der allgemeinen Summenformel
EA₄Li₂D_4-xE_xN_8-xO_1+x:M, insbesondere um Sr₄Li₂Si₄N₈O:Eu²⁺ und Sr₄Li₂Si₄N₈O:Ce³⁺.
Der dritte Wellenlängenbereich kann Wellenlängen im grünen, gelben, orangefarbenen und/oder roten Spektralbereich umfassen. Als weiterer Leuchtstoff 13 können granatoide Leuchtstoffe oder Granate wie YAG, YAGaG, LuAG und/oder LuAGaG, beispielsweise (Y,Lu)₃(Al,Ga)₅O₁₂:Ce³⁺, eingesetzt werden. Alternativ oder zusätzlich kann als der weitere Leuchtstoff 13 ein roter Leuchtstoffe wie ein 258-Nitrid, beispielsweise (Ca,Sr,Ba)₂Si₅N_a:Eu²⁺, und/oder (S)CASN, beispielsweise (Ca,Sr)AlSiN₃:Eu²⁺, eingesetzt werden. Das strahlungsemittierende Bauelement 7 emittiert dann beispielsweise weißes Licht. Ein solches Bauelement 7 wird beispielsweise in „human centric lighting“-Anwendungen eingesetzt.
Alternativ kann der dritte Wellenlängenbereich Wellenlängen über 1000 Nanometer umfassen. Mit anderen Worten wird ein weiterer Leuchtstoff 13 in dem Konversionselement eingesetzt, der IR-Strahlung emittiert. Dadurch deckt die von dem strahlungsemittierenden Bauelement 7 emittierte Strahlung zumindest teilweise den roten, den tiefroten und den nahinfraroten Spektralbereich ab, beispielsweise für spektroskopische Untersuchung in biologischen Proben und für „IR-enhanced human centric lighting“-Anwendungen, die insbesondere den gesundheitsfördernden Effekt der nahinfraroten Strahlung nutzen.
Die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Merkmale und Ausführungsbeispiele können gemäß weiteren
Ausführungsbeispielen miteinander kombiniert werden, auch wenn nicht alle Kombinationen explizit beschrieben sind. Weiterhin können die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele alternativ oder zusätzlich weitere Merkmale gemäß der Beschreibung im allgemeinen Teil aufweisen.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste

1: Leuchtstoff
2: Wirtsgitter
3: SiN₄-Tetraeder
4: Kanal
5: Li-Atom
6: Sr-Atom
7: strahlungsemittierendes Bauelement
8: Halbleiterchip
9: Konversionselement
10: Substrat
11: Halbleiterschichtenfolge
12: aktiver Bereich
13: weiterer Leuchtstoff
E1: Emissionsspektrum von Sr₄Li₂Si₄N₈O:Eu²⁺
E2: Emissionsspektrum von Sr₄Li₂Si₄N₈O:Ce³⁺
E3: Emissionsspektrum von Sr₄Li₂Si₄N_sO: Ce³⁺
VB1: Emissionsspektrum von YAGaG:Ce³⁺
VB2: Emissionsspektrum von LuAG:Ce³⁺
S1: erster Verfahrensschritt
S2: zweiter Verfahrensschritt
S3: dritter Verfahrensschritt

Claims

Leuchtstoff (1), der der allgemeinen Summenformel EA₄Li₂D_4-xE_xN_8-xO_1+x:M gehorcht, wobei - EA ein Element oder eine Kombination von Elementen ausgewählt aus der Gruppe der zweiwertigen Elemente ist, - D ein Element oder eine Kombination von Elementen ausgewählt aus der Gruppe der vierwertigen Elemente ist, - E ein Element oder eine Kombination von Elementen ausgewählt aus der Gruppe der dreiwertigen Elemente ist, - M ein Aktivator-Element umfasst, und - 0 ≤ x ≤ 4.
Leuchtstoff (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei - EA ein Element oder eine Kombination von Elementen ausgewählt aus der folgenden Gruppe ist: Mg, Ca, Sr, Ba, - D ein Element oder eine Kombination von Elementen ausgewählt aus der folgenden Gruppe ist: Si, Ge, - E ein Element oder eine Kombination von Elementen ausgewählt aus der folgenden Gruppe ist: B, Al, Ga.
Leuchtstoff (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei M ein Element oder eine Kombination von Elementen ausgewählt aus der folgenden Gruppe ist: Eu, Ce.
Leuchtstoff (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Leuchtstoff der Summenformel EA₄Li₂Si₄N₈O:M gehorcht, wobei EA ein Element oder eine Kombination von Elementen ausgewählt aus der folgenden Gruppe ist: Mg, Ca, Sr, Ba.
Leuchtstoff (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Leuchtstoff der Summenformel Sr₄Li₂Si₄N₈O:M gehorcht.
Leuchtstoff (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei M einen molaren Anteil von einschließlich 0,01% bis einschließlich 10% bezogen auf das Element EA aufweist.
Leuchtstoff (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Leuchtstoff (1) ein Wirtsgitter mit einer tetragonalen Raumgruppe aufweist.
Leuchtstoff (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Leuchtstoff (1) einen Absorptionsbereich im ultravioletten bis blauen Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums aufweist.
Leuchtstoff (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - eine von dem Leuchtstoff (1) ausgesandte elektromagnetische Strahlung ein Emissionsspektrum mit zumindest einem Emissionspeak aufweist, und - ein Emissionsmaximum des Emissionspeaks im cyanen bis grünen Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums liegt.
Leuchtstoff (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - eine von dem Leuchtstoff (1) ausgesandte elektromagnetische Strahlung ein Emissionsspektrum mit zumindest einem Emissionspeak aufweist, und - ein Emissionsmaximum des Emissionspeaks im tiefroten bis nahinfraroten Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums liegt.
Leuchtstoff (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Emissionspeak in dem Emissionsspektrum des Leuchtstoffs (1) eine Halbwertsbreite zwischen einschließlich 100 Nanometer und einschließlich 220 Nanometer aufweist.
Leuchtstoff (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die von dem Leuchtstoff (1) ausgesandte elektromagnetische Strahlung eine Dominanzwellenlänge λ_dom zwischen einschließlich 520 Nanometer und einschließlich 585 Nanometer und/oder eine Schwerpunktwellenlänge λ_centroid zwischen einschließlich 795 Nanometer und einschließlich 845 Nanometer aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffs (1), der der allgemeinen Summenformel EA₄Li₂D_4-xE_xN_8-xO_1+x:M gehorcht, wobei - EA ein Element oder eine Kombination von Elementen ausgewählt aus der Gruppe der zweiwertigen Elemente ist, - D ein Element oder eine Kombination von Elementen ausgewählt aus der Gruppe der vierwertigen Elemente ist, - E ein Element oder eine Kombination von Elementen ausgewählt aus der Gruppe der dreiwertigen Elemente ist, - M ein Aktivator-Element umfasst, und - 0 ≤ x ≤ 4, umfassend die Schritte: - Bereitstellen von Edukten, - Vermengen der Edukte zu einem Eduktgemenge, und - Erhitzen des Eduktgemenges.
Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffs (1) nach Anspruch 13, wobei die Edukte ausgewählt sind aus der folgenden Gruppe: Oxide, Nitride, Fluoride, Oxalate, Citrate, Carbonate, Amine und Imide von EA, Li, D, E und M.
Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffs (1) nach einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei das Eduktgemenge bei einem Druck von mindestens 50 bar erhitzt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffs (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei das Eduktgemenge unter einer Atmosphäre aus N₂ ,Formiergas und/oder NH₃ erhitzt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffs (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei das Eduktgemenge auf eine Temperatur von mindestens 800 °C erhitzt wird.
Strahlungsemittierendes Bauelement (7) mit: - einem Halbleiterchip (8), der im Betrieb elektromagnetische Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs aussendet, und - einem Konversionselement (9) mit einem Leuchtstoff (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, der elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs in elektromagnetische Strahlung eines zweiten Wellenlängenbereichs konvertiert, der zumindest teilweise von dem ersten Wellenlängenbereich verschieden ist.
Strahlungsemittierendes Bauelement (7) nach Anspruch 18, bei dem das Konversionselement (8) zumindest einen weiteren Leuchtstoff (13) umfasst, der elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs in elektromagnetische Strahlung eines dritten Wellenlängenbereichs konvertiert, der zumindest teilweise von dem ersten und zweiten Wellenlängenbereich verschieden ist.