EP3031302A1 - Luminescent substances - Google Patents
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- EP3031302A1 EP3031302A1 EP14739677.4A EP14739677A EP3031302A1 EP 3031302 A1 EP3031302 A1 EP 3031302A1 EP 14739677 A EP14739677 A EP 14739677A EP 3031302 A1 EP3031302 A1 EP 3031302A1
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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
The invention relates to europium-doped luminescent substances, to a method for producing said luminescent substances, and to the use of these compounds as conversion luminescent substances. The invention further relates to light-emitting devices that contain the luminescent substance according to the invention.
Description
Leuchtstoffe phosphors
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. The present invention relates to europium-doped phosphors, a process for their preparation and the use of these compounds as conversion phosphors. Another object of the present invention relates to light-emitting devices containing the phosphor of the invention.
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 For more than 100 years, 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. The type of excitation, d. H. the nature of the primary radiation source, and the required emission spectrum of crucial importance for the selection of host lattices and the
Aktivatoren. Activators.
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. Especially for fluorescent light sources for general lighting, ie for low-pressure discharge lamps and light emitting diodes, 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. In order to obtain white emitting inorganic LEDs by additive color mixing, yellow or green and red emitting phosphors are needed when the primary energy source is a blue emitting semiconductor. On the other hand, if violet or near UV-emitting semiconductors are used, the luminescent screen must contain either an RGB phosphor mixture or a dichroic mixture of a blue-cyan and a yellow-orange emitting phosphor. While the first variant provides a higher color rendering, 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. Here, 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.
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. Meanwhile, many conversion phosphor materials systems are known, such as alkaline earth orthosilicates, thiogallates, garnets, nitrides, oxy nitrides and β-SiAION'e, each doped with Ce 3+ or Eu 2+ .
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. It is the object of the present invention to provide novel, in particular green to yellow, emitting phosphors, in particular those which have improvements in one or more properties, such as in terms of synthetic accessibility, emission color, quantum efficiency, thermal stability.
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. Surprisingly, it has been found that a class of new europium-doped phosphors solves this problem and is very well suited for use in a phosphor-converted LED, in particular as a green to yellow phosphor, depending on the metals used. These materials are not only suitable for the efficient conversion of UV radiation, but also of blue-violet light and are therefore ideally suited for use in phosphor-converted LEDs. This compound, its preparation and use in a phosphor converted LED are therefore the subject of the present invention.
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): 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)1.yMSi4-xAlxN7-xOx : y Eu2+ Formel (1) wobei für die verwendeten Symbole und Indizes gilt: (EA) 1-x Al x N .yMSi4 -xOx 7: Eu 2+ y formula (1) where the symbols and indices used:
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; 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 ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Y, Lu oder einer M is selected from the group consisting of Y, Lu or one
Mischung aus Y und Lu; Mixture of Y and 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. 0.004 <x <3.0; 0 <y <0.25; with the proviso that compounds of the formula SrYSi 4 -x Al x N 7-x Ox: y Eu 2+ with 0.004 <x <1, 0 are excluded from the invention.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist x > 2, wenn EA fürIn a preferred embodiment of the invention, x> 2 when EA is for
Sr und M für Y steht. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist EA ungleich Sr, wenn M für Y steht. Sr and M stands for Y In a particularly preferred embodiment of the invention EA is other than Sr when M is Y.
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), In a preferred embodiment of the invention, 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),
(MgaCabSrcBad)i-y(YeLuf)Si4.xAlxN7.xOx : y Eu2+ Formel (2) wobei x und y die oben genannten Bedeutungen aufweisen und weiterhin gilt: (C MgaCabSr bath) iy (YeLuf) Si4.xAl x N 7 .xOx: y Eu 2+ formula (2) where x and y have the meanings given above and furthermore:
0 < a < 1 ;
0<b< 1; 0 <a <1; 0 <b <1;
0<c< 1; 0 <c <1;
0<d< 1; 0 <d <1;
a + b + c + d = 1; a + b + c + d = 1;
0<e< 1; 0 <e <1;
0<f < 1; 0 <f <1;
e + f = 1; e + f = 1;
mindestens drei der Indizes a, b, c, d, e und f sind > 0. at least three of the indices a, b, c, d, e and f are> 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), 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),
(MgaCab)1-yYSi4-xAlxN7-xOx : y Eu2+ Formel (2a)
: 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)
: y Eu ,2+ Formel (21) (Mg a Ca b ) 1-y YSi 4 - x Al x N 7-x O x : y Eu 2+ formula (2a) : y Eu 2+ formula (2b) (Mg a Sr c ) 1-y YSi 4 - x Al x N 7- x O x : y Eu 2+ formula (2c) (Mg a Sr c ) 1-y LuSi 4- x Al x N 7 .x O x : y Eu 2+ formula (2d) (Ca b Sr c ) 1-y YSi 4 -xAl x N 7- x O x : y Eu 2+ formula (2e) (Ca b Sr c ) 1-y LuSi 4-x Al x N 7-x O x : y Eu + formula (2f) (Ca b Ba d ) i -y YSi 4 -x Alx N 7 .x O x : y Eu 2+ formula (2g) (Ca b Ba d ) 1-y LuSi x N 7-x O x 4 -xAl: y Eu 2+ formula (2h) (Sr c Ba d) 1-y YSi 4-x Al x N 7-x Ox: y Eu 2+ formula (2i) ( Sr c Ba d) 1-y LuSi 4 -xAl x N. 7 x O x : y Eu 2+ formula (2j) Mg 1-y (Y d Lu e ) Si 4-x Al x N 7-x O x : y Eu 2+ formula (2k) : y Eu, 2 + formula (21)
Sr1-y(YeLuf)Si4-xAlxN7-xOx : y Eu ,2+ Formel (2m) Sr 1-y (Y e Lu f) Si 4 -xAl x N 7 - x O x: Eu y, 2 + formula (2m)
Bai-y(YeLUf)Si4-xAlxN7-xOx : y Eu ,2+ Formel (2n) wobei x und y die oben genannten Bedeutungen aufweisen und weiterhin gilt: Bai -y (Y e LU f) Si 4 -xAlxN 7- xOx: Eu y, 2 + formula (2n) where x and y have the meanings given above and furthermore:
0 < a < 1 ; 0 <a <1;
0 < b < 1 ; 0 <b <1;
0 < c < 1 ; 0 <c <1;
0 < d < 1 ; 0 <d <1;
0 < e < 1 ; 0 <e <1;
0 < f < 1 ; 0 <f <1;
a + b = 1 in Formeln (2a) und (2b); a + b = 1 in formulas (2a) and (2b);
a + c = 1 in Formeln (2c) und (2d); a + c = 1 in formulas (2c) and (2d);
b + c = 1 in Formeln (2e) und (2f); b + c = 1 in formulas (2e) and (2f);
b + d = 1 in Formeln (2g) und (2h); b + d = 1 in formulas (2g) and (2h);
c + d = 1 in Formeln (2i) und (2j) c + d = 1 in formulas (2i) and (2j)
e + f = 1 in Formeln (2k) bis (2n). e + f = 1 in formulas (2k) to (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. 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.
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 a preferred embodiment of the invention, 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
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 a preferred embodiment of the invention, 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.
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),
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 In a further preferred embodiment, 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
Bedeutungen aufweisen. Have meanings.
Bevorzugte Ausführungsformen der Verbindungen der Formel (3), (4) und (5) sind die Verbindungen der folgenden Formeln (3a), (3b), (4a), (4b), (5a) und (5b), 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)
Mg1.yYSi4-xAlxN7.xOx : y Eu2+ Formel (3a) Mg 1 .yYSi 4-x Al x N 7 .x O x: y Eu 2+ formula (3a)
Mgi.yLuSi4-xAlxN7-xOx : y Eu2+ Formel (3b) Mgi. y LuSi 4 -x Alx N 7 -x O x : y Eu 2+ formula (3b)
Cai.yYSi4-xAlxN7.xOx : y Eu2+ Formel (4a) Cai. y YSi 4 -xAl x N 7 . x Ox: y Eu 2+ formula (4a)
Ca1.yLuSi4-xAlxN7.xOx : y Eu2+ Formel (4b) Ca 1 .yLuSi4-xAlxN7.xOx: yEu 2+ formula (4b)
Ba1.yYSi4-xAlxN7.xOx : y Eu2+ Formel (5a) Ba 1 .yYSi 4-x Alx N 7 .x O x: y Eu 2+ formula (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), Ba 1 .yLuSi4-xAlxN7.xOx: yEu 2+ formula (5b) where the indices used have the abovementioned meanings. In yet another preferred embodiment of the invention, the metal M is lutetium. It is therefore preferably a compound of the following formula (6),
(EA)i-yLuSi4-xAlxN7-xOx : y Eu2+ Formel (6) wobei die verwendeten Symbole und Indizes die oben genannten (EA) i -y LuSi 4 -x Al x N 7-x O x : y Eu 2+ formula (6) where the symbols and indices used are those mentioned above
Bedeutungen aufweisen. Have meanings.
Bevorzugte Ausführungsformen der Verbindungen der Formel (6) sind die Verbindungen der folgenden Formeln (6a), (6b) und (6c), Preferred embodiments of the compounds of the formula (6) are the compounds of the following formulas (6a), (6b) and (6c),
Mg1.yLuSi4-xAlxN7.xOx : y Eu2+ Formel (6a) Mg 1 .yLuSi 4-x Alx N 7 .x O x: y Eu 2+ formula (6a)
Sr1.yLuSi4.xAlxN7.xOx : y Eu2+ Formel (6b) Sr 1 .yLuSi4.xAlxN7.xOx: yEu 2+ formula (6b)
Ba1.yLuSi4-xAlxN7.xOx : y Eu2+ Formel (6c) wobei die verwendeten Indizes die oben genannten Bedeutungen aufweisen. Ba 1 .yLuSi4-xAlxN7.xOx: yEu 2+ formula (6c) where the indices used have the meanings given above.
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 a preferred embodiment, 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.
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. In a further preferred embodiment, 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. In this case, the value of y, ie the proportion of Eu, can set the emission color of the phosphor over a certain range.
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: Particularly preferably, the above-mentioned preferences for x and y apply simultaneously. Preference is thus given to compounds of the formulas (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), for the following applies:
0,5 < x < 2,0 und 0.5 <x <2.0 and
0 < y < 0,20. 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: Particular preference is given to compounds of the formulas (1) to (6) or formulas (2a) to (2n) or of formula (3a) or (3b) or of formula (4a) or (4b) or (5a) or ( 5b) or formula (6a) to (6c), for which the following applies:
1 ,1 < x < 1 ,8 und 1, 1 <x <1, 8 and
0,02 < y < 0,16. 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. It is furthermore preferred if 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%.
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. Particularly preferably, 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.
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. 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.
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. 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.
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. 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.
Als Siliciumverbindung eignen sich insbesondere Siliciumnitrid und Silicon compounds are in particular silicon nitride and
Siliciumoxid sowie deren Mischungen. Bevorzugt ist Siliciumnitrid (Si3N4). Silica and mixtures thereof. Preference is given to silicon nitride (Si 3 N 4 ).
Als Aluminiumverbindung eignen sich insbesondere Aluminiumnitrid und Aluminiumoxid sowie deren Mischungen. Bevorzugt ist Aluminiumnitrid (AIN). Suitable aluminum compounds are in particular aluminum nitride and aluminum oxide and mixtures thereof. Preference is given to aluminum nitride (AIN).
Als Europiumverbindung eignen sich insbesondere Europiumoxid (vor allem Eu2O3) und Europiumnitrid (EuN) sowie deren Mischungen. Particularly suitable europium compounds are europium oxide (especially Eu 2 O 3 ) and europium nitride (EuN) and mixtures thereof.
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 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
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. Equals formulas. In particular, a stoichiometric ratio is used, but also a slight excess of Erdalkalinitrids is possible. A slight excess of the alkaline earth nitride may be advantageous because the alkaline earth nitride tends to sublime. Furthermore, 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.
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. 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.
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. 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. Examples of 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.
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. 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.
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. 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.
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. 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.
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. It may also be advantageous if the phosphor thus obtained is aftertreated, for example by mixing it with an alkaline earth metal nitride and again calcining this mixture.
Die Phosphore können durch Waschen aufgearbeitet werden, beispielsweise durch Waschen mit verdünnter Säure, wie z. B. verdünnte HCl. The phosphors can be worked up by washing, for example by washing with dilute acid, such as. B. dilute HCl.
Jedoch ist eine solche Aufarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich. However, such work-up is not necessarily required.
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 a further embodiment of the invention, after calcination and work-up, 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.
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. In yet another embodiment, the compounds of the invention may be coated. In particular, 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.
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. 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.
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. In the present application, 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, In this context, 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.
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 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
"Konversionsleuchtstoff ' gleichzusetzen. Equate to 'conversion phosphor'.
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. It is also possible that the emission-converting material according to the invention contains, in addition to the compound according to the invention, further conversion phosphors. In this case, 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. It is particularly preferred that 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.
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 In the context of this application, 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
Emissionsmaximum zwischen 566 und 600 nm liegt und als rotes Licht solches, dessen Emissionsmaximum zwischen 601 und 670 nm liegt. Emission maximum between 566 and 600 nm and is such as red light whose emission maximum is between 601 and 670 nm.
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+, As a further conversion luminescent substance that can be used together with the compound according to the invention, it is generally possible to use any possible conversion luminescent substance. Suitable examples are: Ba 2 SiO: Eu 2+ , BaSi 2 O 5 : Pb 2+ , Ba x Sr 1 -x F 2 : Eu 2+ ,
BaSrMgSi207:Eu2+, BaTiP207, (Ba,Ti)2P207:Ti, Ba3WO6:U, BaSrMgSi 2 0 7 : Eu 2+ , BaTiP 2 0 7 , (Ba, Ti) 2 P 2 O 7 : Ti, Ba 3 WO 6 : U,
BaY2F8:Er3+,Yb+, Be2Si04:Mn2+, Bi4Ge3012, CaAI204:Ce3+, CaLa407:Ce3+, CaAI2O :Eu2+, CaAI204:Mn2+, CaAI407:Pb2+, Mn2+, CaAI204:Tb3+, 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+ ,
Ca3AI2Si30i2:Ce3+, Ca3AI2Si30i2:Ce3+, CasAlsS O^Eu2*, Ca2B5O9Br:Eu2+, Ca2B509CI:Eu2+, Ca2B509CI:Pb2+, CaB204:Mn2+, Ca2B205:Mn2+, Ca3AI 2 Si 3 0i 2: Ce 3+, Ca3AI 2 Si 3 0i 2: Ce 3+, Eu CasAlsS O ^ * 2, 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+ ,
CaB2O4:Pb2\ CaB2P209:Eu2+, Ca5B2SiOio:Eu3+,CaB 2 O 4: Pb 2 \ CaB 2 P 2 0 9: Eu 2+, Ca 5 B 2 SiOio: Eu 3+,
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+, 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 Ce 3+ , CaF 2 : Ce 3+ , Mn 2+ , CaF 2 : Ce 3+ , Tb 3+ , CaF 2 : Eu 2+ , CaF 2 : Mn 2+ , CaF 2 : U, CaGa 2 O 4 : Mn 2+ ,
CaGa 07:Mn2+, CaGa2S4:Ce3+, CaGa2S4:Eu2+, CaGa2S :Mn2+, CaGa 0 7 : Mn 2+ , CaGa 2 S 4 : Ce 3+ , CaGa 2 S 4 : Eu 2+ , CaGa 2 S: Mn 2+ ,
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 +, 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 . 5: Pb, Ca 2 MgSi 2 0 7, Ca 2 MgSi 2 0 7: Ce 3+, CaMgSi 2 O 6: Eu 2+, Ca 3 MgSi 2 0 8: Eu 2+, Ca 2 MgSi 2 O 7: Eu 2+, CaMgSi 2 0 6: Eu 2+, Mn 2+, Ca 2 MgSi 2 0 7: Eu 2+, Mn 2+, CaMoO 4, CaMoO 4: Eu 3+, CaO: Bi 3+, CaO: Cd 2+, CaO: Cu +, CaO: Eu 3+, CaO: Eu 3+, Na +, CaO: Mn 2+, CaO: Pb 2+, CaO: Sb 3+, CaO: Sm 3+, CaO: Tb 3+ , CaO: TI, CaO: Zn + ,
Ca2P207:Ce3+, a-Ca3(P04)2:Ce3+, ß-Ca3(P04)2:Ce3+, Ca5(P04)3CI:Eu2+,
Ca5(P04)3CI:Sb3+, Ca5(P04)3CI:Sn2+, Ca 2 P 2 O 7 : Ce 3+ , α-Ca 3 (PO 4 ) 2 : Ce 3+ , β-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+ ,
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+, 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+ , β-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+ , β-Ca 2 P 2 O 7 : Sn, Mn, α-Ca 3 (PO 4 ) 2 : Tr, CaS: Bi 3+ , CaS: Bi 3+ , Na, CaS: Ce 3+ , CaS: Eu 2+ , CaS: Cu + , Na + , CaS: La 3+ , CaS: Mn 2+ , CaSO 4 : Bi, CaSO 4 : Ce 3+ , CaSO 4 : Ce 3+ , Mn 2 + , CaSO 4 : Eu 2+ , CaSO 4 : Eu 2+ , Mn 2+ , CaSO 4 : Pb 2+ , CaS: Pb 2+ , CaS: Pb 2+ , CI, CaS: Pb 2+ , Mn 2+ , CaS: Pr 3+ , Pb 2+ , CI, CaS: Sb 3+ , CaS: Sb 3+ , Na, CaS: Sm 3+ , CaS: Sn 2+ , CaS: Sn 2+ , F, CaS: Tb 3+ , CaS: Tb 3+ , CI, CaS: Y 3+ ,
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+, CaS: Yb 2+ , CaS: Yb 2+ , CI, CaSiO 3 : Ce 3+ , Ca 3 Si0 4 Cl 2 : Eu 2+ , Ca 3 Si0 4 Cl 2 .Pb 2+ , CaSiO 3 : Eu 2+ , CaSiO 3 : Mn 2+ , Pb, CaSiO 3 : Pb 2+ , CaSiO 3 : Pb 2+ , Mn 2+ , CaSiO 3 : Ti 4+ CaSr 2 (PO 4 ) 2 : Bi 3+ , β- (Ca, Sr) 3 (PO 4 ) 2 : Sn 2+ Mn 2+ , CaTi 0 .9Al 0 .iO 3 : Bi 3+ ,
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, 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,
(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, (Ce.MgJSrAl OisiCe, CeMgAlnO 19 : Ce: Tb, Cd 2 B 6 O: Mn 2+ , CdS: Ag + , Cr, CdS: In, CdS: In, CdS: In, Te, CdSTe, CdWO 4> CsF , Csl, Csl: Na + , Csl: TI, (ErCl 3 ) 0. 25 (BaCl 2 ) o.75, GaN: Zn, GdsGasO 3 Cr 3 *, Gd 3 Ga 5 O 12 : 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+, 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, LaCl 3 : Ce 3+ , La 2 O 3 : Bi 3+ , LaOBr: Tb 3+ , LaOBr: Tm 3+ , LaOCl : Bi 3+ , LaOCl: Eu 3+ , LaOF: Eu 3+ , La 2 O 3 : Eu 3+ , La 2 O 3 : Pr 3+ , La 2 O 2 S: Tb 3+ , LaP0 4 : Ce 3 + , LaPO 4 : Eu 3+ , LaSiO 3 CI: Ce 3+ , LaSiO 3 CI: Ce 3+ , Tb 3+ , LaVO 4 : Eu 3+ , La 2 W 3 O 12 : Eu 3+ ,
LiAIF :Mn2+, LiAI508:Fe3+, LiAI02:Fe3+, LiAI02:Mn2+, LiAI508:Mn2+, LiAIF: Mn 2+ , LiAl 5 O 8 : Fe 3+ , LiAlO 2 : Fe 3+ , LiAlO 2 : Mn 2+ , LiAl 5 O 8 : Mn 2+ ,
Li2CaP207:Ce3+,Mn2+, LiCeBa4Si4O14:Mn2+, LiCeSrBa3Si401 :Mn2+. 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+ .
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+, Liln0 2: Eu 3+, Liln0 2: Sm 3+, LiLaO 2: Eu 3+, LuAI0 3: Ce 3+, (Lu, Gd) 2 Si0 5: Ce 3+, Lu 2 Si0 5: Ce 3+, Lu 2 Si 2 O 7: Ce 3+, LuTa0 4: Nb 5+, Lu 1-x Y x AI0 3: Ce 3+, MgAl 2 0 4: Mn 2+, MgSrAli 0 O 17: Ce, MgB 2 O 4 : Mn 2+ , MgBa 2 (P0 4 ) 2 : Sn 2+ , MgBa 2 (P0 4 ) 2 : U, MgBaP 2 0 7 : Eu 2+ , MgBaP 2 0 7 : Eu + , Mn 2+ , MgBa 3 Si 2 O 8 : Eu 2+ , MgBa (SO 4 ) 2 : Eu 2+ , Mg 3 Ca 3 (P0 4 ) 4: Eu 2+ , MgCaP 2 O 7 : Mn 2+ , Mg 2 Ca (SO 4 ) 3: Eu 2+ ,
Mg2Ca(S04)3:Eu2+,Mn2, MgCeAln019:Tb3+, Mg4(F)Ge06:Mn2+, Mg 2 Ca (SO 4 ) 3: Eu 2+ , Mn 2 , MgCeAl n O 19 : Tb 3+ , Mg 4 (F) GeO 6 : Mn 2+ ,
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 Mg 4 (F) (Ge, Sn) 0 6 : Mn 2+ , MgF 2 : Mn 2+ , MgGa 2 0 4 : Mn 2+ , MgsGe ^ FziMn *, MgS: Eu 2+ , MgSiO 3 : Mn 2+ , Mg 2 Si0 4 : Mn 2+ , Mg 3 Si0 3 F 4 : Ti 4+ , MgS0 4 : Eu 2+ , MgS0 4 : Pb 2+ , MgSrBa 2 Si 2 0 7 : Eu 2+ , MgSrP 2 0 7 : Eu 2+ , MgSr 5 (PO 4 ) 4 : Sn 2+ , MgSr 3 Si 2 O 8 : Eu 2+ > Mn 2+ ) Mg 2 Sr (SO 4 ) 3: Eu 2+ , Mg 2 TiO 4 : Mn 4+ , MgW0 4l
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+ > MgYB0 4 : Eu 3+ , Na 3 Ce (PO 4 ) 2 : Tb 3+ , Nal: TI, Na 1 . 23 Ko.42Euo.i 2 TiSi 4 0 11 : Eu 3+ , Nai. 2 3Ko. 2 Euo. 2 TiSi50i3 xH 2 0: Eu 3+ , Na 1 . 29 Ko.46Ero.o8 iSi4O 1 i: Eu 3+ >
Na2Mg3AI2Si2O10:Tb, Na(Mg2-xMnx)USi4O10F2:Mn, NaYF4:Er3+, Yb3+, Na 2 Mg 3 Al 2 Si 2 O 10 : Tb, Na (Mg 2-x Mn x ) US 4 O 10 F 2 : Mn, NaYF 4 : Er 3+ , Yb 3+ ,
NaY02:Eu3+, P46(70%) + P47 (30%), SrAI12O19:Ce3+, Mn2+, SrAI204:Eu2+, SrAI407:Eu3+, SrAli2O19:Eu2+, SrAI2S4:Eu2+, Sr2B509CI:Eu2+, NaY0 2 : Eu 3+ , P46 (70%) + P47 (30%), SrAl 12 O 19 : Ce 3+ , Mn 2+ , SrAl 2 0 4 : Eu 2+ , SrAl 4 0 7 : Eu 3+ , SrAli 2 O 19 : Eu 2+ , SrAl 2 S 4 : Eu 2+ , Sr 2 B 5 O 9 CI: Eu 2+ ,
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, 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 2 S: Eu 2+ , SrGa 2 S 4 : Pb 2+ , Srln 2 O 4 : Pr 3+ , Al 3+ , ( Sr, Mg) 3 (P0 4) 2: Sn, SrMgSi 2 0 6: Eu 2+, Sr 2 MgSi 2 0 7: Eu 2+, Sr 3 MgSi 2 O 8: Eu 2+, SrMo0 4: U, SrO -3B 2 0 3 : Eu 2+ , CI, β-SrO-3B 2 O 3 : Pb 2+ , β-SrO-3B 2 0 3 : Pb 2 Mn 2+ , a-SrO 3B 2 0 3 : Sm 2+ , Sr 6 P 5 B0 2 o: 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+, Sr 5 (P04) 3 Cl: Eu 2+, Sr 5 (P0 4) 3 Cl: Eu 2+, Pr 3+, Sr 5 (P0 4) 3 Cl: Mn 2+, Sr 5 (P0 4) 3 Cl: Sb 3+ , Sr 2 P 2 O 7 : Eu 2+ , β-Sr 3 (PO 4 ) 2 : Eu 2+ , Sr 5 (PO 4 ) 3 F: Mn 2+ , Sr 5 (PO 4 ) 3 F : Sb 3+ ,
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+, 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+ , β-Sr 3 (PO 4 ) 2 : Sn 2+ , β-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! 6 : Eu 2+ l Sr 2 SiO 4 : Eu 2+ , SrTiO 3 : Pr 3+ , SrTiO 3 : Pr 3+ , Al 3+ , Sr 3 WO 6 : U, SrY 2 O 3 : Eu 3+ ,
Th02:Eu3+, Th02:Pr3+, Th02:Tb3+, YAI3B40i2:Bi3+, YAI3B4012:Ce3+, 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+ ,
YAI3B4O12:Ce3+,Mn, YAI3B4Oi2:Ce3+,Tb3+, YAI3B4Oi2:Eu3+, 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+ ,
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+,
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+, 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, Gd) B0 3 : Eu, (Y, Gd) B0 3 : Tb, (Y , Gd) 2 O 3 : Eu 3+ , Y 1 . 3 4Gdo.6o0 3 (Eu > Pr), Y 2 O 3 : Bi 3+ , YOBr: Eu 3+ , Y 2 0 3 : Ce, Y 2 0 3 : Er 3+ , Y 2 0 3 : Eu 3+ (YOE), Y 2 O 3 : Ce 3+ , Tb 3+ , YOCl: Ce 3+ ,
YOCI:Eu3\ YOF:Eu3+, YOF:Tb3+, Y203:Ho3+, Y202S:Eu3\ Y202S:Pr3+, Y202S:Tb3+, Y203:Tb3+, YP04:Ce3+, YP04:Ce3+,Tb3+, YP04:Eu3+, 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+ ,
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^+, 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,Be)2Si04:Mn2+, Zn0.4Cdo.6S:Ag, Zn0.6Cd0.4S:Ag, (Zn,Cd)S:Ag,CI, (Zn, Be) 2 Si0 4: Mn 2+, Zn 0.4 Cdo.6S: Ag, Zn 0th 6 Cd 0.4 S: Ag, (Zn, Cd) S: Ag, Cl,
(Zn,Cd)S:Cu, ZnF2:Mn2+, ZnGa2O , ZnGa204:Mn2+, ZnGa2S :Mn2+, (Zn, Cd) S: Cu, ZnF 2 : Mn 2+ , ZnGa 2 O, ZnGa 2 O 4 : Mn 2+ , ZnGa 2 S: Mn 2+ ,
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+, 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, ZnS-CdS: Cu, l, ZnS: Cl " , ZnS: Eu 2+ , ZnS: Cu, ZnS: Cu + , Al 3+ , ZnS: Cu + , CI \ ZnS: Cu, Sn, ZnS: Eu 2+ , ZnS: Mn 2+ , ZnS: Mn, Cu, ZnS: Mn 2+ , Te 2+ , ZnS: P, ZnS 1 .Cr, ZnS: Pb 2+ , ZnS: Pb 2+ , Cl ' , ZnS: Pb, Cu, Zn 3 (PO 4 ) 2 : Mn + , Zn 2 SiO 4 : Mn 2+ , Zn 2 Si0 4 : Mn 2+ , As 5+ , Zn 2 Si0 4 : Mn, Sb 2 0 2 , Zn 2 SiO 4 : Mn 2+ , P, Zn 2 SiO 4 : Ti 4+ , ZnS: Sn 2+ , ZnS : Sn, Ag, ZnS: Sn 2+ , Li + ,
ZnS:Te,Mn, ZnS-ZnTe:Mn2+, ZnSe:Cu+,CI oder ZnW04. ZnS: Te, Mn, ZnS-ZnTe: Mn 2+ , ZnSe: Cu + , Cl or ZnWO 4 .
Besonders geeignete Leuchtstoffe, die mit der erfindungsgemäßen Verbindung kombiniert werden können, sind die in der folgenden Tabelle aufgeführten Leuchtstoffe. Particularly suitable phosphors which can be combined with the compound according to the invention are the phosphors listed in the table below.
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. Another object of the present invention is the use of the emission-converting material according to the invention in a light source. Particularly preferably, the light source is an LED, in particular a phosphor-converted LED, in short pc-LED. In this case, it is particularly preferred that 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.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit eine Lichtquelle, die eine Primärlichtquelle und das Emissions-konvertierende Another object of the present invention is thus a light source, the primary light source and the emission-converting
Material umfasst. Material includes.
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. Again, it is particularly preferred that 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.
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). 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. For this purpose, 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).
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. 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. The person skilled in possible forms of such primary light sources are known. If the primary light source is a semiconductor chip, it is preferably a luminescent indium-aluminum-gallium nitride (InAIGaN), as known in the art.
Wenn die Primärlichtquelle blaues Licht emittiert, so emittiert das When the primary light source emits blue light, it emits
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. Emission converting material prefers green and orange or red light. When the primary light source emits violet light or near UV radiation, the emission converting material preferably emits cyan and yellow or orange light, or more preferably blue, green and orange or red light.
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. 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.
Nochmals ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Keramik, enthaltend mindestens eine erfindungsgemäße Verbindung bzw. Yet another object of the invention is a ceramic containing at least one compound of the invention or
mindestens ein erfindungsgemäßes Emissions-konvertierendes Material. Dabei kann die Keramik nur aus der erfindungsgemäßen Verbindung bestehen. Sie kann aber auch Matrixmaterialien und/oder weitere at least one inventive emission-converting material. The ceramic can only consist of the compound according to the invention. But it can also be matrix materials and / or more
Phosphore enthalten. Geeignete Matrixmaterialien sind beispielsweise Si02, Y2O3 oder Al203. Phosphors included. Suitable matrix materials are, for example, SiO 2 , Y 2 O 3 or Al 2 O 3 .
Ein weiterer Erfindungsgegenstand ist eine Beleuchtungseinheit, die mindestens eine erfindungsgemäße Lichtquelle enthält. Solche Another subject of the invention is a lighting unit which contains at least one light source according to the invention. Such
Beleuchtungseinheiten werden hauptsächlich in Anzeigevorrichtungen, insbesondere Flüssigkristallanzeigevorrichtungen (LC-Display) mit einer Hintergrundbeleuchtung eingesetzt. Daher ist auch eine derartige Anzeigevorrichtung Gegenstand der vorliegenden Erfindung. 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.
In der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinheit kann die optische In the illumination unit according to the invention, the optical
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. Coupling between the emission-converting material and the Primary light source (in particular semiconductor chips) also take place by a light-conducting arrangement. This makes it possible for 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. In this way, 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.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen weisen die folgenden vorteilhaften Eigenschaften auf: The compounds according to the invention have the following advantageous properties:
(1) Die Verbindungen emittieren grünes oder gelbes Licht mit einem breiten Emissionsspektrum und einer hohen Quanteneffizienz. Sie eignen sich dadurch insbesondere für Beleuchtungsanwendungen. (1) 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.
(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. (2) The compounds are very synthetically accessible. In particular, when 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 addition, 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.
(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. (3) By the ratio of alkaline earth metals to each other or the ratio of rare earth metal to each other or the proportion of europium, the color point of the emission can be moved and set over a certain range and targeted. The following examples and figures are intended to illustrate the present invention. However, they are by no means to be considered limiting.
Beschreibung der Figuren Description of the figures
Figur 1 : Röntgenpulverdiffraktogramm von SrLuAI1.5Si2.5N5.5O1 5 : 0.5% FIG. 1: X-ray powder diffractogram of SrLuAl1.5Si2.5N5.5O1 5: 0.5%
Eu2+ aus Beispiel 1. Eu 2+ from Example 1.
Figur 2: Reflexionsspektrum von SrLuAI1.5Si2.5N5.5O1 5 : 0.5% Eu2+ aus Figure 2: Reflectance spectrum of SrLuAI1.5Si2.5N5.5O1 5: 0.5% Eu 2+
Beispiel 1 (gegen BaSO4 als Weißstandard). Example 1 (against BaSO 4 as white standard).
Figur 3: Anregungsspektrum von SrLuAI1.5Si2.5N5.5O1 5 : 0.5% Eu2+ aus FIG. 3: Excitation spectrum of SrLuAl1.5Si2.5N5.5O1 5: 0.5% Eu 2+
Beispiel 1 (Äem = 530 nm). Example 1 (λ em = 530 nm).
Figur 4: Emissionsspektrum von SrLuAI1.5Si2.5N5.5O1 5 : 0.5% Eu2+ aus Figure 4: Emission spectrum of SrLuAI1.5Si2.5N5.5O1 5: 0.5% Eu 2+
Beispiel 1 (Aex = 410 nm). Example 1 (Aex = 410 nm).
Figur 5: Röntgenpulverdiffraktogramm von SrLuAI1.5Si2.5N5.5O1 5 : 16% FIG. 5: X-ray powder diffractogram of SrLuAl1.5Si2.5N5.5O1 5: 16%
Eu2+ aus Beispiel 2. Eu 2+ from example 2.
Figur 6: Emissionsspektrum von SrLuAI1.5Si2.5N5.5O1 5 : 16% Eu2+ aus FIG. 6: Emission spectrum of SrLuAl1.5Si2.5N5.5O1 5: 16% Eu 2+
Beispiel 2 (Aex = 410 nm). Example 2 (A ex = 410 nm).
Figur 7: Röntgenpulverdiffraktogramm von BaLuAI1.5Si2.5N5.5O1.5 : 0.5% FIG. 7: X-ray powder diffractogram of BaLuAI 1.5Si 2.5 N 5.5 O 1.5: 0.5%
Eu2+ aus Beispiel 3. Eu 2+ from Example 3.
Figur 8: Emissionsspektrum von BaLuAI1.5Si2.5N5.5O1 5 : 0.5% Eu2+ aus Figure 8: Emission spectrum of BaLuAI1.5Si2.5N5.5O1 5: 0.5% Eu 2+ from
Beispiel 3 (Aex = 410 nm). Example 3 (A ex = 410 nm).
Figur 9: Röntgenpulverdiffraktogramm von BaLuAI1.5Si2.5N5.5O1 5 : 16% FIG. 9: X-ray powder diffractogram of BaLuAI 1.5Si 2 .5 N 5 .5 O 1 5: 16%
Eu2+ aus Beispiel 4. Eu 2+ from example 4.
Figur 10: Emissionsspektrum von BaLuAli.5Si2.5N5.5Oi.5 : 16% Eu2+ aus FIG. 10: Emission spectrum of BaLuAli. 5 Si2.5N 5.5 Oi.5: 16% Eu 2+
Beispiel 4 (Äex = 410 nm).
Figur 11 : Röntgenpulverdiffraktogramm von Sro.9Cao.1LuAlL5Si2.5N5.5O1.5 : 1% Eu2+ aus Beispiel 5. Example 4 (λ ex = 410 nm). FIG. 11: X-ray powder diffractogram of Sro.9Cao.1LuAlL5Si2.5N5.5O1.5: 1% Eu 2+ from example 5.
Figur 12: Emissionsspektrum von Sro.9Cao.1LuAlL5Si2.5N5.5O1 5 : 1% Eu2+ aus Beispiel 5 (Aex = 410 nm). Figure 12: Emission spectrum of Sro.9Cao.1LuAlL5Si2.5N5.5O1 5: 1% Eu 2+ from Example 5 (Aex = 410 nm).
Figur 13: Röntgenpulverdiffraktogramm von Sro.9Bao.1LuAlL5Si2.5N5.5OL5 : FIG. 13: X-ray powder diffractogram of Sro.9Bao.1LuAlL5Si2.5N5.5OL5
1% Eu2+ aus Beispiel 6. 1% Eu 2+ from Example 6.
Figur 14: Emissionsspektrum von Sro.9Bao.1 LuAlL5Si2.5N5.5O1.5 : 1% Eu2+ aus Beispiel 6 (Aex = 410 nm). Figure 14: Emission spectrum of Sro.9Bao.1 LuAlL5Si2.5N5.5O1.5: 1% Eu 2+ from Example 6 (Aex = 410 nm).
Figur 15: Röntgenpulverdiffraktogramm von SrYo.5Luo.5AI1.5Si2.5N5.5O1 5 : FIG. 15: X-ray powder diffractogram of SrYo.5Luo.5AI1.5Si2.5N5.5O1 5:
1% Eu2+ aus Beispiel 7. 1% Eu 2+ from example 7.
Figur 16: Emissionsspektrum von SrY0.5Lu0.5AI1.5Si2.5N5.5O1 5 : 1% Eu2+ aus Figure 16: Emission spectrum of SrY0.5Lu0.5AI1.5Si2.5N5.5O1 5: 1% Eu 2+
Beispiel 7 (Aex = 410 nm). Example 7 (A ex = 410 nm).
Figur 17: Röntgenpulverdiffraktogramm von
: FIG. 17: X-ray powder diffractogram of FIG :
16% Eu2+ aus Beispiel 8. 16% Eu 2+ from example 8.
Figur 18: Emissionsspektrum von SrLuo,25Yo,75Ali,5Si2,5N5,5OL5 : 16% Eu + aus Beispiel 8 (Aex = 410 nm). Figure 18: Emission spectrum of SrLuo, 25Yo, 75Ali, 5Si 2 , 5N 5 , 5OL5: 16% Eu + from Example 8 (A ex = 410 nm).
Figur 19: Röntgenpulverdiffraktogramm von SrLuo.sYo.sAl sS^.sNs sOi.s : Figure 19: X-ray powder diffractogram of SrLuo.sYo.sAl sS ^ .sNs sOi.s:
16% Eu2+ aus Beispiel 9. 16% Eu 2+ from Example 9.
Figur 20: Emissionsspektrum von SrLuo.sYo.sAli
16% Eu2+ aus Figure 20: Emission spectrum of SrLuo.sYo.sAli 16% Eu 2+ off
Beispiel 9 (AeX = 410 nm). Example 9 (Ae X = 410 nm).
Figur 21 : Röntgenpulverdiffraktogramm von SrLuo,75Yo,25Ali, 5812,5^,501, 5 : FIG. 21: X-ray powder diffractogram of SrLuo, 75Yo, 25Ali, 5812.5 ^, 501.5:
16% Eu2+ aus Beispiel 10. 16% Eu 2+ from example 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
: 10% Eu2+ aus Beispiel 11. Figure 22: Emission spectrum of SrLuo, 7 5 Yo.25 Li. 5812.5 ^, 501.5: 16% Eu 2+ from Example 10 (A ex = 410 nm). FIG. 23: X-ray powder diffractogram of FIG : 10% Eu 2+ from example 11.
Figur 24: Emissionsspektrum von BaLuAh,5Si2,5N5,5Oi,5 : 10% Eu2+ aus FIG. 24: Emission spectrum of BaLuAh, 5 Si 2 , 5N5.5Oi, 5 :10% Eu 2+
Beispiel 1 (Aex = 410 nm). Example 1 (Aex = 410 nm).
Figur 25: Röntgenpulverdiffraktogramm von SrLuAl0,5Si3,5N6,50o,5:10% FIG. 25: X-ray powder diffractogram of SrLuAl 0 , 5Si3.5N 6 , 50o , 5: 10%
Eu2+ aus Beispiel 12. Eu 2+ from Example 12.
Figur 26: Emissionsspektrum von SrLuAlo.sSis.sNe.sOo.s: 10% Eu2+ aus Figure 26: Emission spectrum of SrLuAlo.sSis.sNe.sOo.s: 10% Eu 2+
Beispiel 12 (AeX = 410 nm). Example 12 (Ae X = 410 nm).
Figur 27: Röntgenpulverdiffraktogramm von Bal_uAlo,5Si3i5N6,50o,5:10% Figure 27: X-ray powder of Bal_uAlo, 5Si3 i5 N6, 5 0o, 5: 10%
Eu2+ aus Beispiel 13. Eu 2+ from Example 13.
Figur 28: Emissionsspektrum von BaLuAlo,5Si3,5 6,5Oo,5:10% Eu2+ aus Figure 28: Emission spectrum of BaLuAlo, 5 Si 3 , 5 6 , 5Oo , 5: 10% Eu 2+ from
Beispiel 13 (λβχ = 410 nm). Example 13 (λ βχ = 410 nm).
Figur 29: Röntgenpulverdiffraktogramm von SrYAI3SiN4O3:10% Eu2+ aus FIG. 29: X-ray powder diffraction pattern of SrYAl 3 SiN 4 O 3 : 10% Eu 2+
Beispiel 14. Example 14.
Figur 30: Emissionsspektrum von SrYAI3SiN4O3:10% Eu2+ aus Beispiel 14 FIG. 30: Emission spectrum of SrYAl 3 SiN 4 O 3 : 10% Eu 2+ from example 14
(Aex = 410 nm). (A ex = 410 nm).
Figur 31 : Röntgenpulverdiffraktogramm von SrYA
16% Eu2+ aus Beispiel 15. FIG. 31: X-ray powder diffractogram of SrYA 16% Eu 2+ from example 15.
Figur 32: Emissionsspektrum von SrYAI1,5Si2,5N5,5Oi,5:16% Eu2+ aus FIG. 32: Emission spectrum of SrYAl 1 , 5Si 2 , 5N5 , 5Oi, 5 : 16% Eu 2+
Beispiel 15 (Aex = 410 nm). Example 15 (Aex = 410 nm).
Figur 33: LED-Spektrum der LED aus Beispiel 17 mit dem Leuchtstoff FIG. 33: LED spectrum of the LED from Example 17 with the phosphor
SrLuAh.5Si2.5N5.5OL5 : Eu2+ (16%). SrLuAh.5Si2.5N5.5OL5: Eu 2+ (16%).
Figur 34: LED-Spektrum der LED aus Beispiel 18 mit dem Leuchtstoff FIG. 34: LED spectrum of the LED from Example 18 with the phosphor
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%). BaLuAh.5Si2.5N5.5O1.5: Eu 2+ (16%). FIG. 35: LED spectrum of the LED from Example 19 with the phosphor Sro.84YSi2.5AI1.5N5.5O1. 5 : Eu 2+ (16%).
Figur 36: LED-Spektrum der LED aus Beispiel 20 mit dem Leuchtstoff FIG. 36: LED spectrum of the LED from example 20 with the phosphor
Sr0.9YSiAl3O3N4 : Eu2+ (10%). Sr 0 . 9 YSiAl 3 O 3 N 4 : Eu 2+ (10%).
Figur 37: LED-Spektrum der LED aus Beispiel 21 mit dem Leuchtstoff FIG. 37: LED spectrum of the LED from Example 21 with the phosphor
Sr0.9LuSi3.5AI0.5O0.5N65 : Eu2+ (10%). Sr0.9LuSi3.5AI0.5O0.5N65: Eu 2+ (10%).
Figur 38: LED-Spektrum der LED aus Beispiel 22 mit dem Leuchtstoff FIG. 38: LED spectrum of the LED from Example 22 with the phosphor
Ba0.9LuSi3.5AI0.5O0.5N65 : Eu2+ (10%). Ba0.9LuSi3.5AI0.5O0.5N65: Eu 2+ (10%).
Beispiele: Examples:
Allgemeine Vorschrift zur Messung der Emission General regulation for measuring the 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. 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.
Beispiel 1: SrLuAI1.5Si2.5N5.5O1 5 : Eu2+ (0.5%) Example 1: SrLuAl1.5Si2.5N5.5O1 5: Eu 2+ (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. 0.0175 g (0.11 mmol) of EuN, 2.0326 g (6.99 mmol) of Sr 3 N 2 , 1.2954 g (31.60 mmol) of AlN, 4.1920 g (10.53 mmol) of Lu 2 O 3 and 2.4631 g (17.56 mmol) of Si 3 N 4 are dissolved in thoroughly mixed with an agate mortar in a nitrogen-filled glove box. The resulting mixture of starting compounds is transferred to a boron nitride boat and calcined at 1600 ° C for 8 hours in a stream of N 2 / H 2 (10% forming gas).
Beispiel 2: SrLuAI1.5Si2.5 5.5OL5 : Eu2+ (16%) Example 2: SrLuAl 1.5 Si2.5 5.5OL5: Eu 2+ (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. 0.5480 g (3.30 mmol) of EuN, 1.6806 g (5.78 mmol) of Sr 3 N 2 , 1.2687 g (30.95 mmol) of AlN, 4.1057 g (10.32 mmol) of Lu 2 O 3 and 2.4124 g (17.20 mmol) of Si 3 N 4 are thoroughly mixed in an agate mortar in a nitrogen-filled glove box. The resulting mixture of starting compounds is transferred to a boron nitride boat and calcined at 1600 ° C for 8 h in an N 2 / H 2 stream (10% forming gas).
Beispiel 3: BaLuAI1.5Si2.5N5.5O1 5 : Eu2+ (0.5%) Example 3: BaLuAl 1.5 Si 2 .5 N 5 .5 O 1 5: Eu 2+ (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. 0.0158 g (0.095 mmol) EuN, 2.7845 g (6.33 mmol) Ba 3 N 2> 1.1731 g (28.62 mmol) AIN, 3.7964 g (9.54 mmol) Lu 2 O 3 and 2.2306 g (15.90 mmol) Si 3 N 4 are dissolved in thoroughly mixed with an agate mortar in a nitrogen-filled glove box. The resulting mixture of starting compounds is transferred to a boron nitride boat and calcined at 1600 ° C for 8 hours in a stream of N 2 / H 2 (10% forming gas).
Beispiel 4: BaLuAI1.5Si2.5N5.5O1 5 : Eu2+ (16%) Example 4: BaLuAl1.5Si2.5N5.5O1 5: Eu 2+ (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. 0.5045 g (3.04 mmol) of EuN, 2.3406 g (5.32 mmol) of Ba 3 N 2 , 1.1681 g (28.50 mmol) of AlN, 3.7800 g (9.50 mmol) of Lu 2 O 3 and 2.2210 g (15.83 mmol) of Si 3 N 4 are dissolved in thoroughly mixed with an agate mortar in a nitrogen-filled glove box. The resulting mixture of starting compounds is transferred to a boron nitride boat and calcined at 1600 ° C for 8 hours in a stream of N 2 / H 2 (10% forming gas).
Beispiel 5: Sro.9Cao. LuAlL5Si2.5N5.5OL5 : Eu2+ (1%) Example 5: Sro.9Cao. LuAlL5Si2.5N5.5OL5: Eu 2+ (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. 0.0353 g (0.21 mmol) EuN, 1.8352 g (6.31 mmol) Sr 3 N 2 , 0.1051 g (0.71 mmol) Ca 3 N 2 , 1.3076 g (31.90 mmol) AIN, 4.2315 g (10.63 mmol) Lu 2 O 3 and 2.4863 g (17.72 mmol) of Si 3 N 4 are thoroughly mixed in an agate mortar in a nitrogen-filled glove box. The resulting mixture of starting compounds is transferred to a boron nitride boat and calcined at 1600 ° C for 8 hours in an N 2 / H 2 stream (10% forming gas).
Beispiel 6: Sro.9Bao.1LuAI1.5Si2.5N5.5O1 5 : Eu2+ (1%) Example 6: Sro.9Bao.1LuAI1.5Si2.5N5.5O1 5: Eu 2+ (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%) 0.0346 g (0.21 mmol) EuN, 1.7980 g (6.18 mmol) Sr 3 N 2 L 0.3056 g (0.69 mmol) Ba 3 N 2 L 1.2811 g (31.25 mmol) AIN, 4.1458 g (10.42 mmol) Lu 2 O 3 and 2.4359 g ( 17.36 mmol) of Si 3 N 4 are thoroughly mixed in an agate mortar in a nitrogen-filled glove box. The resulting mixture of starting compounds is transferred to a boron nitride boat and calcined at 1600 ° C for 8 hours in an N 2 / H 2 stream (10% forming gas). Example 7: SrY0.5Lu0.5AI1.5Si2.5 5.5OL5: Eu 2+ (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 0.0384 g (0.23 mmol) of EuN, 2.2223 g (7.64 mmol) of Sr 3 N 2> 1.4235 g (34.73 mmol) of AlN, 1.3070 g (5.79 mmol) of Y 2 O 3 , 2.3032 g (5.79 mmol) of Lu 2 O 3 and 2.7066 g (19.29 mmol) Si 3 N 4 are in an agate mortar in one
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. Nitrogen-filled glove box thoroughly mixed. The resulting mixture of starting compounds is transferred to a boron nitride boat and calcined at 1600 ° C for 8 hours in an N 2 / H 2 stream (10% forming gas).
Beispiel 8: SrLuo^sYo sAli.sSi^sNs.sOi.s:^ Eu2+ Example 8: SrLuo ^ sYo sAli.sSi ^ sNs.sOi.s: ^ Eu 2+
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. 0.3793 g (2.29 mmol) EuN, 1.1633 g (3.02 mmol) Sr 3 N 2 , 0.8782 g (21.43 mmol) AIN, 0.7105 g (1.79 mmol) Lu 2 0 3 , 1, 2095 g (5.36 mmol) of Y 2 0 3 and 1, 6698 g (11, 90 mmol) of Si 3 N 4 are thoroughly ground in a mortar. The resulting mixture of starting compounds is transferred to a boron nitride boat and calcined at 1600 ° C for 8 hours in an N 2 / H 2 stream (10% forming gas). All manipulations of the starting materials are carried out in a glove box filled with N 2 .
Beispiel 9: SrLuo.sYo.sA .sSi^sNs.sOi.sr^/o Eu2+ Example 9: SrLuo.sYo.sA.sSi ^ sNs.sOi.sr ^ / o Eu 2+
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. 0.1897 g (1.14 mmol) of EuN, 0.5817 g (2.00 mmol) of Sr 3 N 2 , 0.4391 g (10.71 mmol) of AlN, 1.3552 g (3.41 mmol) of Lu 2 0 3 , 0.6048 g (2.68 mmol) of Y 2 O 3 and 0.8349 g (5.95 mmol) of Si 3 N 4 are thoroughly ground in a mortar. The resulting mixture of starting compounds is transferred to a boron nitride boat and calcined at 1600 ° C for 8 hours in an N 2 / H 2 stream (10% forming gas). All manipulations of the starting materials are carried out in a glove box filled with N 2 .
Beispiel 10: SrLuojsYo^sAli.sSia.sNs.sOi.s^/o Eu2+ Example 10: SrLuojsYo ^ sAli.sSia.sNs.sOi.s ^ / o Eu 2+
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 :
Eu2+ 0.3441 g (2.07 mmol) of EuN, 1.0552 g (3.63 mmol) of Sr 3 N 2 , 0.7966 g (19.43 mmol) of AlN, 1.9334 g (4.86 mmol) of Lu 2 0 3 , 0.3657 g (1.62 mmol) of Y 2 O 3 and 1.5146 g (10.80 mmol) of Si 3 N 4 are thoroughly ground in a mortar. The resulting mixture of starting compounds is transferred to a boron nitride boat and calcined at 1600 ° C for 8 h in an N 2 / H 2 stream (0% forming gas). All manipulations of the starting materials are carried out in a glove box filled with N 2 . Example 11: Eu 2+
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. 0.0948 g (0.57 mmol) EuN, 0.7536 g (1.71 mmol) Ba 3 N 2> 0.3510 g (8.56 mmol) AIN, 1.1359 g (2.85 mmol) Lu 2 0 3 and 0.6674 g (4.76 mmol) of Si 3 N 4 are thoroughly ground in a mortar. The resulting mixture of starting compounds is transferred to a boron nitride boat and calcined at 1600 ° C for 8 hours in an N 2 / H 2 stream (10% forming gas). All manipulations of the starting materials are carried out in a glove box filled with N 2 .
Beispiel 12:
Eu2+ Example 12: Eu 2+
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. 0.1384 g (0.83 mmol) of EuN, 0.7274 g (6.70 mmol) of Sr 3 N 2 , 0.1708 g (4.17 mmol) of AlN, 0.5173 g (1.30 mmol) of Lu 2 0 3 , 1.2661 g (6.70 mmol) of LuN and 1.3643 g (9.73 mmol) of Si 3 N 4 are thoroughly ground in a mortar. The resulting mixture of starting compounds is transferred to a boron nitride boat and calcined at 1600 ° C for 8 hours in an N 2 / H 2 stream (10% forming gas). All manipulations of the starting materials are carried out in a glove box filled with N 2 .
Beispiel 13:
Eu2+ Example 13: Eu 2+
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+ 0.1266 g (0.76 mmol) EuN, 1.0065 g (2.29 mmol) Ba 3 N 2 , 0.1563 g (3.81 mmol) AIN, 0.0504 g (1.27 mmol) Lu 2 0 3 , 1, 0261 g (5.43 mmol) of LuN and 1.2479 g (8.91 mmol) of Si 3 N 4 are thoroughly ground in a mortar. The resulting mixture of starting compounds is transferred to a boron nitride boat and calcined at 1600 ° C for 8 hours in an N 2 / H 2 stream (10% forming gas). All manipulations of the starting materials are carried out in a glove box filled with N 2 . Example 14: SrYAl 3 SiN 4 O 3 : 10% Eu 2+
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:
Eu2+ 0.1676 g (1.01 mmol) of EuN, 0.8814 g (3.03 mmol) of Sr 3 N 2> 1, 2420 g (30.30 mmol) of AlN, 1.1404 g (5.05 mmol) of Y. 2 0 3 , 0.4552 g (7.58 mmol) of Si0 2 and 0.1181 g (0.84 mmol) of Si 3 N are thoroughly ground in a mortar. The resulting mixture of starting compounds is transferred to a boron nitride boat and calcined at 1600 ° C for 8 hours in an N 2 / H 2 stream (10% forming gas). All manipulations of the starting materials are carried out in a glove box filled with N 2 . Example 15: Eu 2+
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. 0.3998 g (2.41 mmol) EuN, 1.2261 g (4.22 mmol) Sr 3 N 2 , 0.9256 g (22.58 mmol) AIN, 1.6998 g (7.53 mmol) Y 2 0 3 and 1, 7600 g (12.55 mmol) of Si 3 N 4 are thoroughly ground in a mortar. The resulting mixture of starting compounds is transferred to a Bomitridschiffchen and calcined at 1600 ° C for 8 h in a N2 / H 2 stream (10% forming gas). All manipulations of the starting materials are carried out in a glove box filled with N 2 .
Bei allen Verbindungen aus den Beispielen 1 bis 15 wird durch die In all compounds of Examples 1 to 15 is characterized by the
Röntgenpulverdiffraktogramme belegt, dass die angegebenen Verbindungen in phasenreiner Form gebildet werden. X-ray powder diffractograms show that the specified compounds are formed in phase-pure form.
Beispiel 16: Messung der Lumineszenzeigenschaften der Phosphore aus den Beispielen 1 bis 15 Example 16 Measurement of the Luminescence Properties of the Phosphors of Examples 1 to 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 Of the compounds of Examples 1 to 15, the luminescence properties are measured to determine the suitability of these compounds as phosphors for phosphor converted LEDs. The results are summarized in Table 1. For this purpose, the Lumineszenzquantenausbeute QA, the lumen equivalent LE, the color point of
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. Emission in CIE 1931 x / y color coordinates, as well as thermal quenching TQ determined for some samples. 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.
Tabelle : Lumineszenzeigenschaften der erfindungsgemäßen Phosphore Table: Luminescence properties of the phosphors according to the invention
Beispiel 17: Herstellung einer pc-LED unter Einsatz eines Leuchtstoffs der Zusammensetzung SrLuAI1.5Si2.5N5.5O1.5 : Eu2+ (16%) Example 17 Production of a pc-LED Using a Phosphor of the Composition SrLuAl 1.5 Si 2.5 N 5.5 O 1.5: Eu 2+ (16%)
1.28 g des Leuchtstoffs mit der Zusammensetzung 1.28 g of the phosphor with the composition
SrLuAI1.5Si2.5N5.5O1 5 : Eu2+ (16%) aus Beispiel 2 werden mit 8.72 g eines optisch transparenten Silikons versetzt und anschließend in einem SrLuAI1.5Si2.5N5.5O1 5: Eu 2+ (16%) from Example 2 are mixed with 8.72 g of an optically transparent silicone and then in a
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. Planet centrifugal mixer homogeneously mixed, so that the phosphor concentration in the total mass is 12.8 wt .-%. 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.
Beispiel 18: Herstellung einer pc-LED unter Einsatz eines Leuchtstoffs der Zusammensetzung
: Eu2+ (16%)
0.95 g des Leuchtstoffs mit der Zusammensetzung 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 : Eu2+ (16%) aus Beispiel 4 werden mit 9.05 g eines optisch transparenten Silikons versetzt und anschliessend in einem 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
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. Planetary centrifugal mixer homogeneously mixed, so that the phosphor concentration in the total mass is 9.5 wt .-%. 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.
Beispiel 19: Herstellung einer pc-LED unter Einsatz eines Leuchtstoffs der Zusammensetzung Sro.8 YSi2.5AI1.sN5.5O1 5 : Eu2+ (16%) Example 19: Production of a pc-LED Using a Phosphor of the Composition Sro.8 YSi2.5AI1.sN5.5O1 5: Eu 2+ (16%)
1.5 g des Leuchtstoffs mit der Zusammensetzung 1.5 g of the phosphor with the composition
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. 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.
Beispiel 20: Herstellung einer pc-LED unter Einsatz eines Leuchtstoffs der Zusammensetzung Sro.oYSiAUOs^ : Eu2+ (10%) Example 20: Preparation of a pc-LED using a phosphor of the composition Sro.oYSiAUOs ^: Eu 2+ (10%)
1.5 g des Leuchtstoffs mit der Zusammensetzung 1.5 g of the phosphor with the composition
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. 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.
Beispiel 21: Herstellung einer pc-LED unter Einsatz eines Leuchtstoffs der Zusammensetzung Sr0.9LuSi3.5AI0.5O0.5 6 5 : Eu2+ (10%) Example 21 Production of a pc-LED Using a Phosphor of Composition Sr0.9LuSi3.5AI0.5O0.5 6 5: Eu 2+ (10%)
1.5 g des Leuchtstoffs mit der Zusammensetzung 1.5 g of the phosphor with the composition
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 eineSr0.9LuSi3.5AI0.5O0.5N6 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
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. Emission wavelength of 395 nm and are operated at 350 mA current. 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.
Beispiel 22: Herstellung einer pc-LED unter Einsatz eines Leuchtstoffs der Zusammensetzung Bao.9LuSi3.5Alo.50o.5 6.5 ·' Eu2+ (10%) EXAMPLE 22 Production of a pc-LED Using a Phosphor of Composition Bao.9LuSi 3 .5Alo.50o.5 6 .5 · 'Eu 2+ (10%)
1.5 g des Leuchtstoffs mit der Zusammensetzung 1.5 g of the phosphor with the composition
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.
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.
Claims
1. Verbindung gemäß Formel (1): 1. Compound according to formula (1):
(EA)i-yMSi4-xAlxN7-xOx : y Eu2+ Formel (1 ) wobei für die verwendeten Symbole und Indizes gilt: (EA)i -y MSi4- x AlxN 7 -xO x : y Eu 2+ Formula (1) where the following applies to the symbols and indices used:
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; 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 ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Y, Lu oder einer Mischung aus Y und Lu; M is selected from the group consisting of Y, Lu or a mixture of Y and Lu;
0,004 < x < 3,0; 0.004 < x < 3.0;
0 < y < 0,25; mit der Maßgabe, dass Verbindungen der Formel 0 < y < 0.25; with the proviso that compounds of the formula
SrYSi4-xAlxN7.xOx : y Eu2+ mit 0,004 < x < 1 ,0 von der Erfindung ausgenommen sind. SrYSi4 - xAlxN7 . x Ox: y Eu 2+ with 0.004 <x <1.0 are excluded from the invention.
2. Verbindung nach Anspruch 1 , ausgewählt aus Verbindungen der 2. Compound according to claim 1, selected from compounds of
Formel (2), Formula (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 ; (MgaCabSr c Ba d )iy(YeLuf)Si4-xAl x N 7- xO x : y Eu 2+ Formula (2) where x and y have the meanings given in claim 1 and the following also applies: e + f = 1 ;
mindestens drei der Indizes a, b, c, d, e und f sind > 0. at least three of the indices a, b, c, d, e and f are > 0.
Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, ausgewählt aus Verbindungen der Formeln (2a) bis (2n), A compound according to claim 1 or 2, selected from compounds of formulas (2a) to (2n),
(MgaCab yYSi -xAlxN -xOx : 2+ (Mg a Ca by YSi -xAlxN -xOx : 2+
y Eu Formel (2a) y Eu formula (2a)
(MgaCab)i-yLuSi4-xAlxN7-xOx : y Eu 2+ Formel (2b) (MgaCa b )i-yLuSi 4- xAl x N7-xOx : y Eu 2+ Formula (2b)
(MgaSrc)i.yYSi4-xAlxN7-xOx : y Eu 2+ Formel (2c) (Mg a Sr c )i. y YSi 4- xAl x N7- x Ox : y Eu 2+ Formula (2c)
(MgaSrc)1-yLuSi4-xAlxN7-xOx : y Eu 2+ Formel (2d) (Mg a Sr c ) 1-y LuSi4-xAlxN 7- xO x : y Eu 2+ Formula (2d)
(CabSrc)i-yYSi4-xAlxN7-xOx : y Eu ,2+ Formel (2e) (Ca b Sr c )i -y YSi4-xAlxN7- x O x : y Eu ,2+ Formula (2e)
(CabSrc yLuSi-j-xAlxNz-xOx : y Eu 2+ Formel (2f) (Ca b Sr c yLuSi-j-xAlxNz-xOx : y Eu 2+ Formula (2f)
(CabBad yYSi +(Ca b Ba dy YSi +
-j-xAlxNr-xOx : y Eu 2 Formel (2g) -j-xAlxNr-xOx : y Eu 2 formula (2g)
(CabBad)i-yLuSi4-xAlxN7-xOx : y Eu 2+ Formel (2h)
: y Eu 2+ Formel (2i) (Ca b Ba d )i- y LuSi4-xAl x N 7- xOx : y Eu 2+ Formula (2h) : y Eu 2+ Formula (2i)
(SrcBad)i.yLuSi4-xAlxN7-xOx : y Eu 2+ Formel (2j)
: y Eu 2+ Formel (2k) (Sr c Ba d )i.yLuSi4-xAl x N 7- xOx : y Eu 2+ Formula (2j) : y Eu 2+ formula (2k)
Ca1-y(YeLuf)Si4-xAlxN7-xOx : y Eu 2+ Formel (21) Ca 1-y (Y e Lu f )Si4-xAl x N 7-x O x : y Eu 2+ Formula (21)
Sr1 -y(YeLuf)Si4-xAlxN7.xOx : y Eu 2+ Formel (2m)
Formel (2n)
wobei x und y die in Anspruch 1 genannten Bedeutungen aufweisen und weiterhin gilt: Sr 1 -y (Y e Lu f )Si 4- xAlxN 7 . x Ox : y Eu 2+ Formula (2m) Formula (2n) where x and y have the meanings mentioned in claim 1 and the following also applies:
0 < a < 1; 0 < a < 1;
0<b< 1; 0<b<1;
0 < c< 1; 0<c<1;
0<d< 1; 0<d<1;
0 < e< 1; 0<e<1;
0 < f < 1; 0 < f < 1;
a + b = 1 in Formeln (2a) und (2b); a + b = 1 in formulas (2a) and (2b);
a + c = 1 in Formeln (2c) und (2d); a + c = 1 in formulas (2c) and (2d);
b + c = 1 in Formeln (2e) und (2f); b + c = 1 in formulas (2e) and (2f);
b + d = 1 in Formeln (2g) und (2h); b + d = 1 in formulas (2g) and (2h);
c + d = 1 in Formeln (2i) und (2j) c + d = 1 in formulas (2i) and (2j)
e + f = 1 in Formeln (2k) bis (2n). e + f = 1 in formulas (2k) to (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. Compound according to claim 3, characterized in that the ratio of Mg.Ca, Mg:Sr, Ca:Sr, Ca:Ba or Sr:Ba based on the amounts of substances in the formulas (2a) to (2j) is between 50:1 and 1:50, preferably between 20:1 and 1:20 and particularly preferably between 10:1 and 1:10 and that the ratio of Y:Lu based on the amounts of substance in the formulas (2k) to (2n) is between 50 :1 and 1:50, preferably between 20:1 and 1:20, particularly preferably between 10:1 and 1:10, in particular between 5:1 and 1:5.
Verbindung nach Anspruch 1, ausgewählt aus Verbindungen der Formel (3), (4) oder (5), A compound according to claim 1, selected from compounds of formula (3), (4) or (5),
Mgi.yMSi4-xAlxN7.xOx : y Eu2+ Formel Mgi.yMSi4-xAlxN7.xOx : y Eu 2+ formula
(3) (3)
Ca1.yMSi4-xAlxN7.xOx : y Eu2+ Formel Ca1.yMSi4-xAlxN7.xOx : y Eu 2+ formula
(4) (4)
Ba1.yMSi4-xAlxN7.xOx : y Eu2+ Formel Ba1.yMSi4-xAlxN7.xOx : y Eu 2+ formula
(5) wobei die verwendeten Symbole und Indizes die in Anspruch 1 (5) where the symbols and indices used are those in claim 1
genannten Bedeutungen aufweisen.
have the meanings mentioned.
6. Verbindung nach Anspruch 1 , ausgewählt aus den Verbindungen der Formel (6), 6. Compound according to claim 1, selected from the compounds of formula (6),
(EA)i-yLuSi4-xAlxN7-xOx : y Eu + Formel (6) wobei die verwendeten Symbole und Indizes die in Anspruch 1 genannten Bedeutungen aufweisen. (EA)i -y LuSi4-xAl x N 7- xO x : y Eu + formula (6) where the symbols and indices used have the meanings given in claim 1.
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. 7. Compound according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the following applies to the index x: 0.5 <x <2.0, preferably 1.1 <x <1.8 and particularly preferably 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. 8. Compound according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the following applies to the index y: 0 <y <0.20 and preferably 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. 9. A process for producing a compound according to one or more of claims 1 to 8, comprising the steps: a) producing a mixture of an Mg, Ca, Sr and/or Ba compound, a Y and/or or Lu compound, a Si compound, an Al compound and a Eu compound, at least one of these compounds being in the form of a nitride and at least one of these compounds being in the form of an oxide; and b) calcining the mixture under non-oxidizing conditions.
10. Verbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung auf der Oberfläche eine 10. Connection according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that the connection on the surface
Beschichtung aufweist, insbesondere eine Beschichtung aus einem Metalloxid oder einem Nitrid. Coating, in particular a coating made of a metal oxide or a nitride.
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. 11. Emission-converting material containing at least one compound according to one or more of claims 1 to 8 or 10 and optionally containing one or more further conversion phosphors.
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. 12. Shaped body or ceramic containing at least one compound according to one or more of claims 1 to 8 or 10 or an emission-converting material according to claim 11.
13. Verwendung einer Verbindung nach einem oder mehreren der 13. Using a connection according to one or more of the
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. Claims 1 to 8 or 10 or an emission-converting material according to claim 11 or a shaped body or a ceramic according to claim 12 as a phosphor, in particular as a conversion phosphor, and / or in a light source, in particular in a phosphor-converted 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. 14. Light source, in particular a phosphor-converted LED, comprising a primary light source and at least one compound according to one or more of claims 1 to 8 or 10 or an emission-converting material according to claim 11 or a shaped body or a ceramic according to claim 12.
15. Beleuchtungseinheit, enthaltend mindestens eine Lichtquelle nach Anspruch 14.
15. Lighting unit containing at least one light source according to claim 14.
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