DE102006016548B9

DE102006016548B9 - Blau bis Gelb-Orange emittierender Leuchtstoff und Lichtquelle mit derartigem Leuchtstoff

Info

Publication number: DE102006016548B9
Application number: DE102006016548.9A
Authority: DE
Inventors: Tim Fiedler; Dr. Jermann Frank; Wolfram Hempel
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2005-04-15
Filing date: 2006-04-07
Publication date: 2021-12-16
Anticipated expiration: 2026-04-08
Also published as: DE102006016548B4; DE102006016548A1

Abstract

Blau bis Gelb-orange emittierender Leuchtstoff aus der Klasse der Orthosilikate, der die Zusammensetzung EA2SiO4:D besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtstoff als Komponente EA = Sr, Ba, Ca oder Mg allein oder in Kombination aufweist, wobei die aktivierende Dotierung D aus Eu besteht und wobei ein geringer Anteil x des darin enthaltenen EAO durch SEN ersetzt ist, mit SE = Seltenerdmetall, so dass die Stöchiometrie EA2-x-aSExEuaSiO4-xNxerzielt wird und wobei der Anteil x zwischen 0,3 und 2 mol-% beträgt.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung geht aus von einem Blau bis Gelb emittierenden Leuchtstoff und betrifft außerdem eine Lichtquelle, insbesondere LED, mit einem derartigen Leuchtstoff. Der Leuchtstoff gehört der Klasse der Orthosilikate an.
Stand der Technik
Bisher existiert nur eine geringe Zahl von technisch einsetzbaren Leuchtstoffen, die im UV- und vor allem im blauen Spektralbereich anregbar sind und im Blauen bis Orange-Gelben (Dominanzwellenlänge 450 bis 590 nm) emittieren. Insbesondere stabile grüne Leuchtstoffe mit einem Emissionsmaximum von 525 bis 530 nm stehen kaum zur Verfügung. Das erschwert den Einsatz von Lumineszenzkonversions-LEDs bei der Display-Hinterleuchtung und schränkt die Optimierung von LED mit hoher Farbwiedergabe oder niedriger Lichtfarbe wie warmweiß ein. Bisher wurden in derartigen Produkten hauptsächlich übliche Orthosilikate als Grünleuchtstoff für diese Anwendungen eingesetzt. Sie sind aber vor allem im Blauen nur mäßig gut anregbar. Eine Optimierung der Emission kann zwar durch Mischung der Kationen Ba, Sr, Ca erreicht werden. Ein Beispiel ist SrCaSiO4:Eu. Leider aber führt diese Mischung häufig zu einer Verschlechterung der Quanteneffizienz, hier im Vergleich zu reinem Sr2SiO4:Eu.
Ein derartiges Orthosilikate ist beispielsweise aus der WO 03/080763 bekannt. Dort handelt es sich um ein (Ba,Sr,Ca)SiO4:Eu, das im Grünen bei etwa 530 nm emittiert. Es wird zusammen mit weiteren Leuchtstoffen eingesetzt.
In der Druckschrift EP 1 715 023 A1 sind rote Leuchtstoffe der folgenden Formeln beschrieben: Eu_a0Mn_b0M¹⁰ _c0M²⁰ _d0M³⁰O_e0Z⁰ _f0, Eu_a1Mn_b1Mg_c1M¹¹M²¹O_e1Z¹ _f1, Eu_a2Mn_b2Mg_c2M¹² _d2M²²O_e2Z² _f2. Hierbei kann M¹⁰ = Ca, Sr und/oder Ba sein; M²⁰ kann aus einer Vielzahl an Elementen ausgewählt sein, M¹¹ und M¹² können Ca, Sr und/oder Ba sein, M³⁰, M²¹ und M²² können Si und/oder Ge sein, Z⁰, Z¹ und Z² können N, H, F, Cl, Br, I sein. Bei allen drei Leuchtstoffarten ist erwähnt, dass Lichtkonvertermaterialien ohne Mangan Licht im blau bis blau-grünen Bereich emittieren. Diese Leuchtstoffe finden Verwendung in Beleuchtungseinrichtungen und Displays. Carbonat- und/oder Oxidformen werden unter anderem als Ausgangsmaterial für die Herstellung der Leuchtstoffe verwendet. Weiterhin wird ein Flussmittel hinzugegeben und das Gemisch wird in einem Al-haltigen Behältnis erhitzt. Als Primärstrahlung einer LED dient bevorzugt ein Material, das eine Wellenlänge im Bereich von 350 nm bis 430 nm aussendet.
Die Druckschrift WO 2005/030 903 A1 offenbart ein LED-basiertes Beleuchtungssystem welches gleichzeitig das Farbmischprinzip aus blau, grün und rot und das Prinzip der Konversion einer primär von einer LED emittierten Strahlung in längerwelliges Licht durch einen diese Strahlung absorbierenden Leuchtstoff ausnutzt. Es wird ein grüner Leuchtstoff aus der Klasse der Oxinitridosilikate der Formel MSi₂O₂N₂:D_c mit M = Ca, Sr, Ba und D = Eu offenbart. Weiterhin wird die Herstellung der Leuchtstoffe beschrieben. SiO₂ und Eu₂O₃ sowie Erdalkalimetallcarbonate werden mit einer Stickstoffverbindung und einem Schmelzmittel vermischt und geglüht.
Die Druckschrift EP 1 413 618 A1 beschreibt einen grünen Leuchtstoff der Formel MSi₂O₂N₂ mit M = Ca, Sr und Ba, welcher mit Eu-Ionen dotiert ist. Für die Herstellung werden als Ausgangsmaterial beispielsweise Eu₂O₃, BaCO₃, SrCO₃, CaCO₃, SiO₂ und Si₃N₄ verwendet. Nach dem Mischen wird die Mischung im Ofen getrocknet und in einem Achatmörser gemahlen. Das Pulver wird dann in einem Molybdäntiegel bei hohen Temperaturen unter einer Stickstoff/Wasserstoff-Atmosphäre gebrannt.
Darstellung der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Leuchtstoff, der blau bis gelb-orange emittiert, bereitzustellen, der insbesondere im Emissionsbereich typischer UV-, und Blau-LEDs anregbar ist. Eine weitere Aufgabe ist es, einen Leuchtstoff mit hoher Effizienz bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Eine weitere Aufgabe ist die Bereitstellung einer Lichtquelle, insbesondere einer LED, mit einem derartigen Leuchtstoff.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 5 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Die erfindungsgemäßen Leuchtstoffe können auch im Zusammenhang mit anderen UV- oder Blau-Lichtquellen wie Molekularstrahlern (z.B. In-Entladungslampe), blauen OLEDs oder in Kombination mit blauen EL-Leuchtstoffen eingesetzt werden.
Der erfindungsgemäße Leuchtstoff ist ein neuartiges Nitrido-Orthosilikat und ermöglicht die Herstellung von farbstabilen, effizienten LEDs bzw. LED-Modulen auf Basis einer Konversions-LED. Weitere Anwendungsbereiche sind in LEDs mit guter Farbwiedergabe, Color-on-demand LEDs oder weißen OLEDs zu finden.
Der neu synthetisierte Leuchtstoff xEA2SiO₄:Eu•ySEN emittiert mit hoher Effizienz, wobei das Maximum im Blauen bis Orange-Gelben liegt. Die Dominanzwellenlänge liegt im Falle einer Anregung bei 400 nm bei etwa 460 bis 581 nm. Dabei ist die typische Eu-Dotierung 3 %. Sie lässt sich durch eine Erhöhung des Eu-Gehalts noch langwellig verschieben. Umgekehrt verschiebt sich die Emission bei geringem Eu-Gehalt zu kürzeren Wellenlängen hin. In stöchiometrischer Darstellung lässt sich der neuartige Leuchtstoff darstellen als EA_2-x-aSE_xEu_aSiO_4-xN_x mit EA = zumindest eines der EA-Elemente Sr, Ca, Ba, Mg. Die Abkürzung EA steht für Erdalkali. SE steht für Seltene Erden, insbesondere La und/oder Y. Dabei liegt a bevorzugt im Bereich 0,02 bis 0,45. Außerdem liegt x bevorzugt im Bereich 0,003 bis 0,02.
Der Leuchtstoff ist im Bereich 250 - 500 nm sowie im extremen UV unterhalb 220 nm ab 140 mn gut anregbar.
Der erfindungsgemäße Leuchtstoff basiert auf der Möglichkeit eines partiellen, ladungsneutralen Austausches der Erdalkalioxide EAO mit EA = (Sr,Ca,Ba,Mg) durch Seltenerdnitride SEN, wobei insbesondere SE = (La,Y) gilt. Damit kann der Farbort der normalen Orthosilikate an spezielle Erfordernisse angepasst werden, ohne dass sich dabei die Quanteneffizienz verschlechtert. Ganz im Gegenteil lassen sich bei einer Vielzahl derartiger Verbindungen, insbesondere moderatem Einbau von LaN oder YN, sogar höhere Quanteneffizienzen erzielen. Insbesondere sollte der Anteil (SE)N:(EA)O für eine möglichst hohe Quanteneffizienz bei etwa 0,005:0,995 liegen. Bewährt hat sich eine Spannbreite von 0,003 bis 0,013 für SEN, in Einzelfällen sind auch höhere Konzentrationen bis 0,020 SEN anwendbar. Dies gilt auch für diejenigen Verbindungen, die keine ausgeprägte Farbortverschiebung zeigen.
Wesentlich für die hervorragenden Eigenschaften ist die grundsätzliche Struktur des Leuchtstoffs, ohne dass es auf eine exakte Einhaltung der Stöchiometrie ankommt. Der Leuchtstoff ist sehr strahlungsstabil, was den Einsatz in High-Brightness LEDs ermöglicht.
Bevorzugt ist das EA-Ion Ba und/oder Sr in einem molaren Anteil von mindestens 66 mol-%. Das bevorzugte EA-Ion, beispielsweise Sr, kann teilweise mit einem anderen EA-Ion, hier also Mg und/oder Ca, substituiert sein, so dass auch andere Wellenlängen erreichbar sind. Insbesondere wird jedoch als EA-Ion Sr und Ba verwendet, wobei höchstens kleine Teilmengen an anderen EA-Ionen wie Ca und Mg eingeführt werden. Bevorzugt ist ein maximaler Anteil unter 5 mol-% für Ca und unter 30 mol-% für Mg.
Je nach relativem Größenverhältnis der beteiligten EA- und SE-Ionen nimmt die Gitterkonstante des ursprünglichen Orthosilikat-Wirtsgitters ab oder zu. Die prinzipielle Struktur bleibt dabei aber erhalten. Durch die Verzerrung des Gitters sowie den Einbau von N^3- statt O^2- in die Koordinationssphäre des Aktivators, bevorzugt Eu allein, kommt es im allgemeinen zu einer Rotverschiebung des Emissionsspektrums. Es hat sich gezeigt, dass die Effekte besonders groß sind, wenn die Substitution in einem Gitter mit orthorhombischer Struktur erfolgen kann. Die Kristallisation der Orthosilikate in der orthorhombischen Struktur kann mittels geeigneter Kationen-Zusammensetzung und/oder geeigneter Glühbedingungen erreicht werden, wie an sich bekannt.
Insbesondere kann dieser Leuchtstoff von einer blau emittierenden LED, vor allem vom Typ InGaN, effizient angeregt werden. Er eignet sich auch für die Anwendung bei anderen Lichtquellen, und insbesondere für die Anwendung zusammen mit anderen Leuchtstoffen zum Erzeugen von weißem Licht mit sehr hohem Ra.
Mit mehreren, insbesondere drei, Leuchtstoffen, deren typische Quanteneffizienz deutlich über 70 % liegt, und die sehr gut im Bereich kurzwelliger UV bzw. blauer Strahlung absorbieren, vor allem auch bei 450 bis 455 nm, wo die stärksten Chips zur Verfügung stehen, lassen sich effiziente, insbesondere auch warmweiße, LEDs mit einem Farbwiedergabeindex Ra von bis zu 97 bereitstellen. Ein typischer Ra-Wert liegt je nach gewünschter Optimierung bei 88 bis 95. Dabei ist neben dem neuen grüngelben Leuchtstoff ein roter, insbesondere nitridischer, Leuchtstoff hinzugefügt. Als rotemittierende Komponente mit Peakemission bei 600 bis 650 nm, insbesondere 605 bis 615 nm, eignet sich beispielsweise ein Nitridosilikat wie (Sr,Ca)2Si5N8:Eu oder ein Sulfid.
Im einzelnen wird weiterhin eine LED vorgeschlagen, die als blau bis gelb emittierende Lumineszenzkonversions-LED ausgeführt ist, mit einer Primär-Strahlungsquelle, die ein Chip ist, der im blauen oder UV-Spektralbereich emittiert, und einer davor geschalteten Schicht eines Leuchtstoffs, der die Strahlung des Chips teilweise oder vollständig konvertiert, wobei der Leuchtstoff aus der Klasse der oben beschriebenen Nitrido-Orthosilikate stammt, mit einer Dotierung von Europium.
Als Lichtquelle eignet sich insbesondere eine LED. Bevorzugt liegt die Emission des Chips so, dass er eine Peakwellenlänge im Bereich 445 bis 465 nm, insbesondere 450 bis 455 nm, hat. Damit lassen sich die höchsten Effizienzen der Primärstrahlung erzielen.
Ein weiteres Einsatzgebiet ist eine farbig emittierende LED (color-on-demand), deren Emission im blauen bis gelben Bereich des Spektrums angesiedelt ist.
Für den Einsatz in der LED können Standardverfahren eingesetzt werden. Insbesondere ergeben sich folgende Realisierungsmöglichkeiten.
Erstens das Eindispergieren des Leuchtstoffs in den LED-Verguss, beispielsweise ein Silikon oder Epoxidharz, und anschließendes Aufbringen durch beispielsweise Vergießen, Drucken, Spritzen o.ä. Zweitens das Einbringen des Leuchtstoffs in eine sog. Pressmasse und anschließendes Spritzpressverfahren. Drittens Methoden der chipnahen Konversion, d.h. Aufbringen der Leuchtstoffe bzw. deren Mischung auf der Wafer-Prozessings-Ebene, nach dem Vereinzeln der Chips und nach der Montage im LED-Gehäuse. Hierzu wird insbesondere auf DE 101 53 615 und WO 01/50540 verwiesen.
Derartige Lichtquellen sind insbesondere UV oder blau emittierende LEDs des Typs InGaN oder auch InGaAIP, außerdem Entladungslampen, die Leuchtstoffe verwenden, wie an sich bekannt, insbesondere Hochdruckentladungslampen, die einen hohen Farbwiedergabeindex Ra aufweisen, oder die auf Indiumlampen basieren, die entweder mit Hochdruck oder Niederdruck betrieben werden können. Aufgrund seiner Strahlungsstabilität eignet sich der neue Leuchtstoff aber außerdem für Entladungslampen, insbesondere für Indium-Entladungslampen und insbesondere als stabiler Leuchtstoff für Entladungslampen mit hohem Ra, beispielsweise über Ra=90. Beispielsweise eignet sich die schmalbandige Emission eines überwiegend Ba enthaltenden Orthosilikats für LED, die grün emittieren und für LCDanwendungen eingesetzt werden können.
Figurenliste
Im folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:

1 die Reflexion eines erfindungsgemäßen Leuchtstoffs;
2 die Emission eines erfindungsgemäßen Leuchtstoffs;
3 den Aufbau einer Konversions-LED;
4-6 die Emission jeweils eines weiteren erfindungsgemäßen Leuchtstoffs;
7-12 die relative Quanteneffizienz und relative Helligkeit verschiedener Leuchtstoffe;
13-14 die Verschiebung der XRD-Linien durch den SEN-Einbau für zwei Leuchtstoffe;
15 eine Niederdrucklampe mit Indium-Füllung unter Verwendung eines Orthosilikats.

Beschreibung der Zeichnungen
Ein konkretes Beispiel für den erfindungsgemäßen Leuchtstoff ist in 1 gezeigt. Es zeigt die Verbesserung der Absorption des Leuchtstoffs Ba2SiO4:Eu mit einem Eu-Anteil von 3 mol-% der von Ba besetzten Gitterplätze als Funktion der Wellenlänge. Ein Teil des BaO, nämlich 0,5 mol-%, ist durch LaN substituiert. Es zeigt sich eine generelle Verbesserung der Absorption im UV (gezeigt ab 300 nm) wie auch im Blauen, um 450 nm.
In 2 ist der Effekt einer LaN-Substitution auf die Emission eines Orthosilikats vom Typ Ba1,5Mg0,5SiO4:Eu gezeigt. Es zeigt sich eine leichte Rotverschiebung. Die schwerpunktmäßige Emission im Blauen erzielt dadurch einen höheren visuellen Nutzeffekt.
Der Aufbau einer Lichtquelle für grünes Licht ist in 3 explizit gezeigt, ähnlich wie in US 5998 925 beschrieben. Die Lichtquelle ist ein Halbleiterbauelement mit einem Chip 1 des Typs InGaN mit einer Peakemissionswellenlänge von 440 bis 470 nm, beispielsweise 460 nm, das in ein lichtundurchlässiges Grundgehäuse 8 im Bereich einer Ausnehmung 9 eingebettet ist. Der Chip 1 ist über einen Bonddraht 14 mit einem ersten Anschluss 3 und direkt mit einem zweiten elektrischen Anschluss 2 verbunden. Die Ausnehmung 9 ist mit einer Vergussmasse 5 gefüllt, die als Hauptbestandteile ein Epoxidgießharz (80 bis 90 Gew.-%) und Leuchtstoffpigmente 6 eines Leuchtstoffe (weniger als 20 Gew.-%) enthält. Der Leuchtstoff ist das als erstes Ausführungsbeispiel vorgestellte xBa2SiO4•yLaN mit 3 % Eu. Die Ausnehmung 9 hat eine Wand 17, die als Reflektor für die Primär- und Sekundärstrahlung vom Chip 1 bzw. den Pigmenten 6 dient.
Im allgemeinen wird die Effizienz und der Farbwiedergabeindex Ra außerdem durch die Höhe der Dotierung mit Eu angepasst, bevorzugt ist ein Wert für Eu von 2 bis 4 mol-% des EA.
Bei einer weißen LED mit drei Leuchtstoffen wird neben grün emittierenden Leuchtstoff xBa2SiO4•yLaN mit 3 % Eu als rot emittierender Leuchtstoff hier insbesondere das Nitridosilikat M_aSi_yN_z:Eu verwendet, das als Komponente M Ca und und/oder Sr aufweist. Anders ausgedrückt ist das Nitridosilikat beispielsweise durch die Formel (Sr_xCa_1-x)₂Si₅N₈ charakterisiert, wobei insbesondere x = 0 bis 0,1 oder x = 0,3 bis 0,7 gewählt wird. Die Kombination der blauen Primär- und roten, gelbgrünen Sekundärstrahlung mischt sich zu warmweiß mit hohem Ra.
Das Emissionsspektrum eines typischen Leuchtstoffs BaSrSiO4:Eu ist in 4 gezeigt. Es zeigt den Effekt einer LaN-Substitution auf die Emission. Dabei wird eine leichte Rotverschiebung erzielt, wodurch ein längerwelliges Grün bei erhöhter Effizienz erzielt wird, das für Weißmischungen besser geeignet ist.
5 zeigt die Emission des Mischsilikats SrCaSiO4:Eu unter dem Einfluss einer teilweisen LaN-Substitution. Hier zeigt sich eine ausgeprägte Rotverschiebung.
6 zeigt die Emission des Orthosilikats Sr2SiO4:Eu unter dem Einfluss einer teilweisen YN-Substitution. Hier zeigt sich ebenfalls eine ausgeprägte Rotverschiebung.
Schließlich zeigen die 7a und 7b für das Orthosilikat Ba2SiO4:Eu den Einfluss zunehmender LaN-Anteile (in mol-%) auf die Peakwellenlänge in nm ( 7a) und die Quanteneffizienz sowie die Relative Helligkeit (7b), jeweils normiert auf den Maximalwert. Die Sensibilität auf geringe LaN-Anteile ist geradezu erstaunlich. Ein Maximum der Effizienz wird bei etwa 0,5 mol-% LaN (für BaO) erreicht. Die Verschiebung der Wellenlänge läuft in etwa linear und betrifft auch die Emissionsverteilung, wie man am unterschiedlichen Verlauf für die dominante und die Peakwellenlänge erkennen kann.
8a und 8b zeigt die gleichen Parameter wie 7 im Falle eines Mischsilikats BaSrSiO4:Eu. Die Verschiebung der Wellenlänge ist etwas weniger ausgeprägt und nicht linear, die Sensibilität der Quanteneffizienz und der Relativen Helligkeit ist dagegen stärker ausgeprägt. Wieder zeigt sich ein Maximalwert bei relativ kleiner Beimengung von etwa 0,5 mol-% LaN.
9a und 9b zeigt die gleichen Parameter wie 7 im Falle eines Orthosilikats Sr2SiO4:Eu. Hier ist erstaunlicherweise das Verhalten anders. Die Verschiebung der Wellenlänge setzt erst bei relativ hoher LaN-Konzentration ein und nimmt dann weiter zu.
10a und 10b zeigt die gleichen Parameter wie 7 im Falle eines Mischsilikats CaSrSiO4:Eu. Hier ist das Verhalten wieder unterschiedlich. Die Verschiebung der Wellenlänge ist relativ wenig ausgeprägt und nicht linear, die Sensibilität der Quanteneffizienz und der Relativen Helligkeit ist dagegen stärker ausgeprägt. Hier zeigt sich nahezu keine Abhängigkeit von der Konzentration mehr, sobald ein Mindestwert der Beimengung von 0,5 mol-% LaN überschritten wurde. Der Effekt der Beimengung selbst ist jedoch wieder sehr stark ausgeprägt.
Ein wieder anderes Bild zeigt sich für reines Ca-Orthosilikat Ca2SiO4:Eu gemäß 11a und 11b. Hier kann die Zugabe von LaN nur eine Verschiebung der Wellenlänge erzielen, hier jedoch zu kürzeren Wellenlängen, während ein positiver Effekt auf die Quanteneffizienz und den Lichtstrom nicht festzustellen ist.
Ganz ähnliches gilt für das Mischsilikat Ba1,5Mg0,5SiO4:Eu, dessen Verhalten in den 12a und 12b gezeigt ist.
Insgesamt zeigt die Untersuchung eine starke Abhängigkeit des Verhaltens des Leuchtstoffs von der relativen Größe der Kationen. Die SEN-Zugabe ist ein außerordentlich wirksames Mittel zur Abstimmung der gewünschten Eigenschaften eines Leuchtstoffs.
In 13 ist die Verschiebung der XRD-Reflexe infolge LaN-Einbau, bezogen auf ein ursprüngliches Orthosilikat Ba2SiO4 gezeigt. Dies dokumentiert die Verzerrung des Wirtsgitters, die letztlich die oben dokumentierten Eigenschaften bewirkt. Infolge der verringerten Gitterkonstante bewirkt der LaN-Einbau hier eine Rotverschiebung der Emission.
Ähnlich ist gemäß 14 die Situation beim Mischsilikat SrCaSiO4:Eu. Der LaN-Einbau bewirkt eine Stauchung des Gitters. Infolge der verkleinerten Gitterkonstante resultiert eine starke Rotverschiebung und Verbreiterung der Emission.
15 zeigt eine Niederdruck-Entladungslampe 20 mit einer quecksilberfreien Gasfüllung 21 (schematisiert), die eine Indiumverbindung und ein Puffergas analog WO 02/103748 enthält, wobei eine Schicht 22 aus Orthosilikat xSr₂SiO₄:Eu • yLaN innen am Kolben 23 angebracht ist. Der ganz besondere Vorteil bei dieser Anordnung ist, dass dieses Orthosilikat ideal der Indium-Strahlung angepasst ist, weil diese wesentliche Anteile sowohl im UV als auch im blauen Spektralbereich hat, die von diesem Orthosilikat beide gleichermaßen gut absorbiert werden, was ihn bei dieser Verwendung gegen die bisher bekannten Leuchtstoffe überlegen macht. Diese bekannten Leuchtstoffe absorbieren nennenswert entweder nur die UV-Strahlung oder die blaue Strahlung des Indiums, so dass die erfindungsgemäße Indium-Lampe eine deutlich höhere Effizienz zeigt. Diese Aussage gilt auch für eine Indium-Lampe auf Hochdruck-Basis wie an sich aus US 4 810 938 bekannt.
Das Verfahren zur Herstellung eines derartigen hocheffizienten Leuchtstoffs, verwendet folgende Verfahrensschritte:

a) Bereitstellen der Ausgangsstoffe SiO₂ und SEN, EA-Vorläufers, insbesondere mindestens einer aus SrCO₃, BaCO3, CaCO₃ und MgO, sowie eines Eu-Vorläufers, insbesondere Eu2O3, in im wesentlichen stöchiometrischen Verhältnis;
b) Mischen der Ausgangsstoffe und Glühung in einem Al₂O₃-, AIN- oder W- oder Mo-Tiegel unter Verwendung eines Flussmittels, insbesondere SrF2 oder BaF2;
c) wobei das Glühen der Mischung bei etwa 1300 bis 1700 °C, bevorzugt 1500 bis 1600 °C erfolgt.

Claims

Blau bis Gelb-orange emittierender Leuchtstoff aus der Klasse der Orthosilikate, der die Zusammensetzung EA₂SiO₄:D besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtstoff als Komponente EA = Sr, Ba, Ca oder Mg allein oder in Kombination aufweist, wobei die aktivierende Dotierung D aus Eu besteht und wobei ein geringer Anteil x des darin enthaltenen EAO durch SEN ersetzt ist, mit SE = Seltenerdmetall, so dass die Stöchiometrie EA_2-x-aSE_xEu_aSiO_4-xN_x erzielt wird und wobei der Anteil x zwischen 0,3 und 2 mol-% beträgt.
Leuchtstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass SE = La oder Y allein oder in Kombination.
Leuchtstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass EA Sr und/oder Ba mit mindestens 66 mol-% enthält.
Leuchtstoff nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass EA Ca und Mg aufweist mit einem Anteil von maximal 5 mol% Ca und maximal 30 mol-% Mg.
Lichtquelle mit einer primären Strahlungsquelle, die Strahlung im kurzwelligen Bereich des optischen Spektralbereichs im Wellenlängenbereich 140 bis 480 nm emittiert, wobei diese Strahlung mittels eines ersten Leuchtstoffs nach einem der vorhergehenden Ansprüche ganz oder teilweise in sekundäre längerwellige Strahlung im sichtbaren Spektralbereich konvertiert wird.
Lichtquelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als primäre Strahlungsquelle eine Leuchtdiode auf Basis von InGaN oder InGaAlP oder eine Entladungslampe auf Niederdruck- oder Hochdruckbasis oder eine elektrolumineszente Lampe verwendet wird.
Lichtquelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladungslampe eine Indiumhaltige Füllung aufweist.