DE102009037861A1 - A chloroaluminate compound, a process for the production thereof, a radiation-emitting device comprising the chloroaluminate compound, and a process for producing the radiation-emitting device - Google Patents
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Abstract
Chloroaluminat-Verbindung, Verfahren zu deren Herstellung, strahlungsemittierende Vorrichtung umfassend die Chloroaluminat-Verbindung und Verfahren zur Herstellung der strahlungsemittierenden Vorrichtung. Chloroaluminat-Verbindung gemäß der allgemeinen Formel: MeEuMnAlOCl wobei Mefür mindestens ein Element steht ausgewählt aus: Mg, Ca, Sr, Ba, oder beliebige Kombinationen daraus und es gilt: 0 < x < 3; 0 ≰ y < 3; x + y < 3.A chloroaluminate compound, a process for the production thereof, a radiation-emitting device comprising the chloroaluminate compound, and a process for producing the radiation-emitting device. A chloroaluminate compound represented by the general formula: MeEuMnAlOCl wherein at least one member is selected from: Mg, Ca, Sr, Ba, or any combination thereof, and 0 <x <3; 0 ≰ y <3; x + y <3.
Description
Chloroaluminat-Verbindung,
Verfahren zu deren Herstellung, strahlungsemittierende Vorrichtung
umfassend die Chloroaluminat-Verbindung und Verfahren zur Herstellung
der strahlungsemittierenden Vorrichtung Diese Patentanmeldung beansprucht
die Priorität der
Es wird eine Chloroaluminat-Verbindung nach dem Anspruch 1 angegeben, so wie eine strahlungsemittierende Vorrichtung, welche die Chloroaluminat-Verbindung umfasst. Des Weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung der Chloroaluminat-Verbindung wie auch ein Verfahren zur Herstellung der strahlungsemittierenden Vorrichtung angegeben.It a chloroaluminate compound is given according to claim 1, such as a radiation-emitting device containing the chloroaluminate compound includes. Further, a process for producing the chloroaluminate compound as well as a method for producing the radiation-emitting Device specified.
Ein weit verbreitetes Problem von strahlungsemittierenden Vorrichtungen, beispielsweise weißen LEDs, ist, dass die Helligkeit und Effizienz des Halbleiterchips von der Bestromung abhängig sind. Umfasst die strahlungsemittierende Vorrichtung einen Leuchtstoff, so reagieren Chip und Leuchtstoff unterschiedlich auf Temperaturerhöhungen, welche die Folge einer höheren elektrischen Spannung sein kann, was den Anteil der direkt vom Chip emittierten Primärstrahlung und der durch den Leuchtstoff konvertierten Sekundärstrahlung relativ zueinander verändert. Dies kann wiederum zur Folge haben, dass sich der Farbeindruck des von der strahlungsemittierenden Vorrichtung emittierten Strahlung in Abhängigkeit von der Bestromung ändern kann.One widespread problem of radiation-emitting devices, For example, white LEDs, that is the brightness and Efficiency of the semiconductor chip of the energization dependent. Does the radiation-emitting device comprises a phosphor, chip and phosphor respond differently to temperature increases, which may be the result of a higher electrical voltage, what the proportion of primary radiation emitted directly from the chip and the secondary radiation converted by the phosphor changed relative to each other. This can in turn result have that the color impression of the of the radiation-emitting Device emitted radiation as a function of the Can change the current supply.
Eine Aufgabe der Ausführungsformen der strahlungsemittierenden Vorrichtung ist es, eine strahlungsemittierende Vorrichtung bereitzustellen, deren Lichtfarbe von der jeweiligen Helligkeit des Halbleiterchips weitgehend unabhängig ist.A Object of the embodiments of the radiation-emitting The device is to provide a radiation-emitting device whose Light color of the respective brightness of the semiconductor chip largely is independent.
Eine weitere Aufgabe ist es, einen Leuchtstoff bereitzustellen, welcher für solche strahlungsemittierende Vorrichtungen verwendet werden kann.A Another object is to provide a phosphor which used for such radiation-emitting devices can be.
Die Aufgabe wird durch eine Chloroaluminat-Verbindung nach Anspruch 1 gelöst. Weitere Ausführungsformen der Chloroaluminat-Verbindung sowie eine strahlungsemittierende Vorrichtung mit der Chloroaluminat-Verbindung sind Gegenstand weiterer Patentansprüche. Des Weiteren wird auch ein Verfahren zur Herstellung der Chloroaluminat-Verbindung sowie der strahlungsemittierenden Vorrichtung beansprucht.The The object is achieved by a chloroaluminate compound according to claim 1 solved. Other embodiments of the chloroaluminate compound as well a radiation-emitting device with the chloroaluminate compound are the subject of further claims. Furthermore Also, a process for producing the chloroaluminate compound and the radiation-emitting device claimed.
Eine
Ausführungsform der Erfindung betrifft eine Chloroaluminat-Verbindung
gemäß der allgemeinen Formel:
Eine Chloroaluminat-Verbindung der angegebenen Zusammensetzung kann durch Strahlung aus dem UV-Bereich angeregt werden, wobei sie dann Strahlung im sichtbaren Bereich emittiert. Dadurch, dass die anregende Strahlung weitgehend außerhalb des sichtbaren Bereichs liegen kann, trägt diese nicht oder nur geringfügig zum Farbort der von einer strahlungsemittierenden Vorrichtung emittierten Strahlung bei, wobei der Farbort durch die Farbkoordinaten des CIE-Systems definiert werden kann. Somit ist der Farbort ganz oder weitgehend unabhängig von der Helligkeit der Strahlungsquelle mit welcher der Leuchtstoff angeregt wird. Die Lumineszenzeigenschaften können beispielsweise über den Anteil an Eu und/oder Mn beeinflusst werden.A Chloroaluminate compound of the specified composition can by Radiation from the UV range are excited, where they then radiation emitted in the visible range. Because of the stimulating radiation can be largely outside the visible range, Does not wear these or only slightly to the color location the radiation emitted by a radiation-emitting device in which the color locus is determined by the color coordinates of the CIE system can be defined. Thus, the color location is wholly or largely regardless of the brightness of the radiation source which the phosphor is excited. The luminescence properties For example, the percentage of Eu and / or Mn be influenced.
Gemäß einer
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
steht Me1 für die folgende Teilformel:
Das in der Verbindung erhaltene Sr kann zumindest teilweise durch eines oder auch mehrere der folgenden Elemente ersetzt sein: Mg, Ca, Ba. Durch das teilweise Austauschen des Sr können die Lumineszenzeigenschaften wie beispielsweise Anregungsbereich oder auch Lumineszenzfarbe beeinflusst werden. So hat beispielsweise der Austausch von Sr gegen Ca eine leichte Verschiebung und der Austausch von Sr gegen Ba eine stärkere Verschiebung des Emissionsspektrums zu kürzeren Wellenlängen hin zur Folge.The Sr obtained in the compound can be at least partially replaced by a or more of the following elements: Mg, Ca, Ba. By partially exchanging the Sr, the luminescence characteristics such as excitation range or luminescent color influenced become. For example, the exchange of Sr for Ca has one slight shift and the exchange of Sr for Ba a stronger one Shift the emission spectrum to shorter wavelengths to the episode.
In
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Chloroaluminat-Verbindung
durch die allgemeine Formel:
Die Chloroaluminat-Verbindung gemäß der allgemeinen Formel Sr3-xEuxAl2O5Cl2 ist im UV-Bereich und im kurzwelligen sichtbaren Bereich bis etwa 470 nm anregbar. Sehr gut lässt sich die Verbindung im UV-Bereich und im kurzwelligen sichtbaren Bereich bis zirka 425 nm anregen. Im letzteren Bereich liegt die Reflektivität im Bezug auf die Anregungsstrahlung unter 30 Prozent. Dies bedeutet, dass nur ein geringer Anteil an Strahlung vom Konversionsmaterial reflektiert wird, und ein großer Anteil absorbiert wird und somit konvertiert werden kann. Die Chloroaluminat-Verbindung zeigt eine intensive orange-gelbe Lumineszenz. Das Emissionsspektrum erstreckt sich vom blaugrünen Spektralbereich bis ins IR und besitzt eine Halbwertsbreite von etwa 167 nm. Die orange-gelbe Emission der Chloroaluminat-Verbindung hat eine sehr hohe Halbwertsbreite welche etwa im Bereich von 167 nm liegt. Die Emission reicht vom Grün bis in den nahen IR-Bereich.The chloroaluminate compound according to the general formula Sr 3-x Eu x Al 2 O 5 Cl 2 can be excited in the UV range and in the short-wave visible range up to about 470 nm. The compound can be excellently excited in the UV range and in the short-wave visible range up to approximately 425 nm. In the latter range, the reflectivity with respect to the excitation radiation is less than 30 percent. This means that only a small amount of radiation is reflected by the conversion material, and a large proportion is absorbed and thus can be converted. The chloroaluminate compound shows intense orange-yellow luminescence. The emission spectrum extends from the blue-green spectral range to the IR and has a half-width of about 167 nm. The orange-yellow emission of the chloroaluminate compound has a very high half-width, which is approximately in the range of 167 nm. The emission is enough from the green to the near IR area.
Das Maximum der Emission liegt bei etwa 616 nm. Für eine Zusammensetzung gemäß der Formel Sr2,9Eu0,1Al2O5Cl2 liegen die Farbkoordinaten etwa bei cx = 0,537 und cy = 0,448 bei einer Anregung mit 360 nm und einem Messbereich von 380 bis 800 nm. Unter Farbkoordinaten sind die Farbkoordinaten nach dem CIE-System zu verstehen. Die Dominantwellenlänge dieses Leuchtstoffes liegt bei 585 nm. Unter der Dominantwellenlänge versteht man die Wellenlänge, welche wie folgt ermittelt werden kann: Im CIE-Farbdiagramm wird eine Linie vom Weißpunkt zum Farbort (cx, cy) des Leuchtstoffs gezogen und bis zur hufeisenförmigen Linie des Diagramms verlängert. Auf der hufeisenförmigen Linie sind die Wellenlängen des sichtbaren Spektralbereichs aufgetragen. Die Wellenlänge, bei der die verlängerte Verbindungslinie auf die hufeisenförmige Linie trifft, ist die Dominantwellenlänge.The maximum of the emission is about 616 nm. For a composition according to the formula Sr 2.9 Eu 0.1 Al 2 O 5 Cl 2 , the color coordinates are approximately at c x = 0.537 and c y = 0.448 at an excitation of 360 nm and a measuring range of 380 to 800 nm. Color coordinates are to be understood as the color coordinates according to the CIE system. The dominant wavelength of this phosphor is 585 nm. The dominant wavelength is the wavelength which can be determined as follows: In the CIE color diagram, a line is drawn from the white point to the color locus (c x , c y ) of the phosphor and up to the horseshoe-shaped line of the chart. On the horseshoe-shaped line, the wavelengths of the visible spectral range are plotted. The wavelength at which the extended connecting line meets the horseshoe-shaped line is the dominant wavelength.
Bei den in den drei zuvor beschriebenen Ausführungsformen ist jeweils ein Bereich für den Parameter x von 0,015 ≤ x ≤ 0,3 bevorzugt, von 0,015 ≤ x ≤ 0,15 besonders bevorzugt.at in the three previously described embodiments in each case an area for the parameter x of 0.015 ≦ x ≦ 0.3 preferably, from 0.015 ≦ x ≦ 0.15, particularly preferred.
Ein Anteil von unter 0,015 für x würde nur zu einer schwachen Emission führen. Bei einem Anteil von größer 0,15 kann bereits eine Löschung der Emission einsetzen, d. h. die emittierte Strahlung wird durch das Konversionsmaterial wieder absorbiert.One Less than 0.015 for x would only be one weak issue. With a share of larger 0.15 can already use a deletion of the emission, d. H. the emitted radiation is due to the conversion material absorbed again.
Neben der Chloroaluminat-Verbindung selbst wird auch eine strahlungsemittierende Vorrichtung beansprucht, die die Chloroaluminat-Verbindung umfasst.Next The chloroaluminate compound itself will also be a radiation-emitting Apparatus claimed comprising the chloroaluminate compound.
Eine Ausführungsform der strahlungsemittierenden Vorrichtung umfasst hierbei eine Strahlungsquelle, die eine Primärstrahlung emittiert und ein Konversionsmaterial, das im Strahlengang der Strahlungsquelle angeordnet ist. Hierbei umfasst das Konversionsmaterial zumindest eine der zuvor beschriebenen Chloroaluminat-Verbindungen. Die Strahlungsquelle emittiert hierbei eine Primärstrahlung, welche durch das Konversionsmaterial zumindest teilweise in eine Sekundärstrahlung konvertiert wird. Das Konversionsmaterial umfasst hierbei eine erfindungsgemäße Chloroaluminat-Verbindung. Bei der von der strahlungsemittierenden Vorrichtung emittierten Strahlung kann es sich sowohl um reine Sekundärstrahlung handeln, wenn die Primärstrahlung vollständig in Sekundärstrahlung konvertiert wird. Es kann sich aber auch um Mischlicht handeln, welches sich aus der Mischung von Sekundärstrahlung und nicht konvertierter Primärstrahlung ergibt. Die von der Strahlungsquelle emittierte Primärstrahlung kann hierbei auf den Absorptionsbereich des Konversionsmaterials abgestimmt werden.A Embodiment of the radiation-emitting device in this case comprises a radiation source which is a primary radiation emitted and a conversion material in the beam path of the radiation source is arranged. In this case, the conversion material comprises at least one of the chloroaluminate compounds described above. The radiation source emits a primary radiation, which by the Conversion material at least partially into a secondary radiation is converted. The conversion material in this case comprises an inventive Chloroaluminate connection. In the case of the radiation-emitting Device emitted radiation may be both pure secondary radiation act when the primary radiation is complete is converted into secondary radiation. It can work though also be mixed light, which is the mixture of secondary radiation and unconverted primary radiation. The of the Radiation source emitted primary radiation can in this case be tuned to the absorption range of the conversion material.
In einer weiteren Ausführungsform der strahlungsemittierenden Vorrichtung emittiert die Strahlungsquelle eine Primär strahlung in einem Wellenlängenbereich von 180 nm bis 470 nm, wobei der Bereich 280 bis 470 nm bevorzugt istIn a further embodiment of the radiation-emitting Device, the radiation source emits a primary radiation in a wavelength range of 180 nm to 470 nm, wherein the range 280 to 470 nm is preferred
Eine solche Primärstrahlung kann gut durch die Chloroaluminat-Verbindung absorbiert werden. Somit kann ein großer Anteil der Primärstrahlung in die Sekundärstrahlung konvertiert werden.A Such primary radiation can be good through the chloroaluminate compound be absorbed. Thus, a large proportion of the primary radiation be converted into the secondary radiation.
In einer weiteren Ausführungsform der strahlungsemittierenden Vorrichtung konvertiert das Konversionsmaterial die Primärstrahlung in eine Sekundärstrahlung die im sichtbaren Spektralbereich 450 nm bis 780 nm liegt, vorzugsweise im Bereich von 450 nm bis 700 nm.In a further embodiment of the radiation-emitting Device converts the conversion material, the primary radiation in a secondary radiation in the visible spectral range 450 nm to 780 nm, preferably in the range of 450 nm to 700 nm.
Somit wird die Primärstrahlung im UV-Bereich oder im kurzwelligen sichtbaren Bereich in Sekundärstrahlung konvertiert, die ein breites Emissionsspektrum in Bezug auf den sichtbaren Bereich aufweist.Consequently is the primary radiation in the UV or short-wave visible area converted into secondary radiation, the has a broad emission spectrum with respect to the visible region.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Spektrum der Sekundärstrahlung im Wellenlängenbereich von 600 nm bis 630 nm ein Intensitäts-Maximum auf.In Another embodiment has the spectrum of secondary radiation in the wavelength range from 600 nm to 630 nm an intensity maximum on.
Dadurch dass die Chloroaluminat-Verbindung ein Intensitäts-Maximum im orangen Bereich aufweist ist es möglich durch Kombination der Sekundärstrahlung mit einem gewissen Anteil an blauer Primärstrahlung Weißlicht zu erzeugen.Thereby that the chloroaluminate compound has an intensity maximum in the orange range, it is possible by combination the secondary radiation with a certain amount of blue primary radiation To produce white light.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Konversionsmaterial bezüglich einer Primärstrahlung aus dem Wellenlängenbereich von 180 nm bis 420 nm eine Reflektivität von kleiner 30% auf.In In another embodiment, the conversion material with respect to a primary radiation from the wavelength range from 180 nm to 420 nm a reflectivity of less than 30% on.
Durch die geringe Reflektivität ist das Konversionsmaterial in der Lage, einen hohen Anteil der Primärstrahlung zu absorbieren und zu konvertieren.By the low reflectivity is the conversion material in able to absorb a high proportion of the primary radiation and convert.
Über den Gewichtsanteil der Chloroaluminat-Verbindung im Konversionsmaterial lässt sich beispielsweise der Anteil des vom Konversionsmaterial konvertierten Primärlichtes steuern. Wird ein zu hoher Anteil an der Chloroaluminat-Verbindung im Verhältnis zur Matrix gewählt, so kann es zur Löschung durch vollständige Absorption der Sekundärstrahlung kommen.about the proportion by weight of the chloroaluminate compound in the conversion material For example, the proportion of the conversion material control converted primary light. Will be too high Proportion of the chloroaluminate compound in relation to Matrix selected, it may be deleted by complete absorption of the secondary radiation come.
Es sind auch Ausführungsformen denkbar, in denen das Konversionsmaterial neben der Chloroaluminat-Verbindung weitere Leuchtstoffe umfasst.It Embodiments are also conceivable in which the conversion material in addition to the chloroaluminate compound comprises further phosphors.
Das Konversionsmaterial kann in einer Ausführungsform in eine Matrix eingebracht werden. Als Matrixmaterial kann beispielsweise ein Silikon, ein Epoxid oder ein anderes Harz verwendet werden. Es sind auch Ausführungsbeispiele denkbar, in denen das Konversionsmaterial in ein Glas oder eine Keramik eingebracht wird.The conversion material can be introduced into a matrix in one embodiment. As a matrix material, for example, a silicone, a Epoxy or another resin can be used. Embodiments are also conceivable in which the conversion material is introduced into a glass or a ceramic.
Das Matrixmaterial ist vorzugsweise durchlässig für die Sekundärstrahlung. Es sind Ausführungsformen denkbar, in denen das Matrixmaterial auch für die Primärstrahlung durchlässig ist, es sind aber ebenso Ausführungsformen möglich, in denen das Matrixmaterial die Primärstrahlung teilweise absorbiert.The Matrix material is preferably permeable to the secondary radiation. They are embodiments conceivable in which the matrix material also for the primary radiation is permeable, but they are also embodiments possible in which the matrix material is the primary radiation partially absorbed.
Es ist auch eine Ausführungsform möglich, bei der im Strahlengang nach dem Konversionsmaterial ein Filter vorhanden ist, der die Primärstrahlung, welche nicht durch das Konversionsmaterial konvertiert wurde, herausfiltert. Der Filter kann beispielsweise einen UV-Absorber, wie beispielsweise TiO2 umfassen, er kann beispielsweise aber auch als photonischer Kristall ausgeformt sein.An embodiment is also possible in which a filter is present in the beam path after the conversion material, which filters out the primary radiation which has not been converted by the conversion material. The filter may comprise, for example, a UV absorber, such as TiO 2 , but it may for example be formed as a photonic crystal.
In einer weiteren Ausführungsform emittiert die strahlungsemittierende Vorrichtung ein Mischlicht aus der Primärstrahlung und der Sekundärstrahlung.In In another embodiment, the radiation-emitting emits Device a mixed light from the primary radiation and the secondary radiation.
In dem Fall, dass die Primärstrahlung nicht vollständig in Sekundärstrahlung konvertiert wird, und das Matrixmaterial die nicht konvertierte Primärstrahlung nicht vollständig absorbiert, und die strahlungsemittierende Vorrichtung im Strahlengang keinen zusätzlichen Filter aufweist, der die Primärstrahlung herausfiltert, emittiert die strahlungsemittierende Vorrichtung neben der Sekundärstrahlung auch einen gewissen Anteil an Primärstrahlung. Durch ein gezieltes Einstellen der Anteile von Primärstrahlung und Sekundärstrahlung, was beispielsweise über den Anteil des Konversionsmaterials in der Matrix erfolgen kann, kann die Wellenlänge des Mischlichtes, welches sich aus Primärstrahlung und Sekundärstrahlung zusammensetzt, gezielt eingestellt werden. Somit ist es beispielsweise unter Verwendung von blauer Primärstrahlung möglich, dass die strahlungsemittierende Vorrichtung Weißlicht emittiert.In in the event that the primary radiation is not complete is converted into secondary radiation, and the matrix material the unconverted primary radiation is not complete absorbed, and the radiation-emitting device in the beam path has no additional filter that the primary radiation filters out, emits the radiation-emitting device in addition to the secondary radiation also a certain proportion at primary radiation. Through a targeted adjustment of the Proportions of primary radiation and secondary radiation, for example, about the proportion of conversion material can be done in the matrix, the wavelength of the mixed light, which itself from primary radiation and secondary radiation composed, targeted. Thus it is for example possible using blue primary radiation, the radiation-emitting device emits white light.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Strahlungsquelle eine Halbleiterdiode.In Another embodiment comprises the radiation source a semiconductor diode.
Die Halbleiterdiode kann dazu verwendet werden, die Primärstrahlung im UV-Bereich oder kurzwelligen sichtbaren Bereich zu emittieren. Das Halbleitermaterial kann hierbei beispielsweise auf Nitrid-Verbindungshalbleitern oder Phosphid-Verbindungshalbleitern basieren. Es sind aber auch Ausführungsbeispiele möglich, in der als Strahlungsquelle eine organische LED (OLED) verwendet wird.The Semiconductor diode can be used to the primary radiation to emit in the UV or short-wave visible range. The semiconductor material may in this case be based, for example, on nitride compound semiconductors or phosphide compound semiconductors. But there are also embodiments possible, in the radiation source as an organic LED (OLED) is used.
„Auf Nitrid-Verbindungshalbleitern basierend” bedeutet im vorliegenden Zusammenhang, dass die aktive Epitaxie-Schichtenfolge oder zumindest eine Schicht davon ein Nitrid-III/V-Verbindungshalbleitermaterial, vorzugsweise AlnGamIn1-n-mN umfasst, wobei 0 ≤ n ≤ 1, 0 ≤ m ≤ 1 und n + m ≤ 1. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathematisch exakte Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es einen oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen, die die charakteristischen physikalischen Eigenschaften des AlnGamIn1-n-mN-Materials im Wesentlichen nicht ändern. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters (Al, Ga, In, N), auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt sein können."Based on nitride compound semiconductors" in the present context means that the active epitaxial layer sequence or at least one layer thereof comprises a nitride III / V compound semiconductor material, preferably Al n Ga m In 1 nm N, where 0 ≦ n ≦ 1 , 0 ≤ m ≤ 1 and n + m ≤ 1. However, this material does not necessarily have to have a mathematically exact composition according to the above formula. Rather, it may comprise one or more dopants as well as additional constituents which do not substantially alter the characteristic physical properties of the Al n Ga m In 1-nm N material. For the sake of simplicity, however, the above formula contains only the essential constituents of the crystal lattice (Al, Ga, In, N), even if these may be partially replaced by small amounts of other substances.
„Auf Phosphid-Verbindungshalbleitern basierend” bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Halbleiterkörper, insbesondere der aktive Bereich vorzugsweise AlnGamIn1-n-mP umfasst, wobei 0 ≤ n ≤ 1, 0 ≤ m ≤ 1 und n + m ≤ 1 ist, vorzugsweise mit n ≠ 0 und/oder m ≠ 0. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathematisch exakte Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es ein oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen, die die physikalischen Eigenschaften des Materials im Wesentlichen nicht ändern. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters (Al, Ga, In, P), auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt sein können.In this context, "based on phosphide compound semiconductors" means that the semiconductor body, in particular the active region, preferably comprises Al n Ga m In 1-nm P, where 0 ≦ n ≦ 1, 0 ≦ m ≦ 1 and n + m ≦ 1 is, preferably with n ≠ 0 and / or m ≠ 0. This material does not necessarily have to have a mathematically exact composition according to the above formula. Rather, it may include one or more dopants as well as additional ingredients that do not substantially alter the physical properties of the material. For the sake of simplicity, however, the above formula includes only the essential constituents of the crystal lattice (Al, Ga, In, P), even though these may be partially replaced by small amounts of other substances.
Neben der Chloroaluminat-Verbindung selbst wird auch ein Verfahren zu dessen Herstellung beansprucht.Next The chloroaluminate compound itself will also become a process too claims its production.
Eine
Variante des Herstellungsverfahrens zur Herstellung einer der zuvor
beschriebenen Chloroaluminat-Verbindung umfasst die Verfahrensschritte:
A)
Bereitstellen einer Pulvermischung umfassend jeweils eine stöchiometrische
Menge bezogen auf die Zusammensetzung Me1 3-xEuxAl2O5Cl2 an Me1CO3 und Me1Cl2, Al2O3, Eu2O3,
B) Homogenisieren der Pulvermischung aus A), sowie C) Glühen
der Pulvermischung aus B).A variant of the production process for the preparation of one of the chloroaluminate compound described above comprises the process steps:
A) Provision of a powder mixture comprising in each case a stoichiometric amount based on the composition Me 1 3-x Eu x Al 2 O 5 Cl 2 of Me 1 CO 3 and Me 1 Cl 2 , Al 2 O 3 , Eu 2 O 3 , B) Homogenizing the powder mixture from A), and C) annealing the powder mixture from B).
Durch die entsprechende Wahl der Menge der Ausgangsstoffe wird der Anteil an Eu bestimmt, mit dem die Verbindung dotiert ist. Durch die entsprechende Auswahl der Carbonate oder Chloride wird die entsprechende Zusammensetzung von Me1 gesteuert, sowie der Chloridgehalt im Produkt. Nach der Homogenisierung der Pulvermischung wird die Pulvermischung anschließend geglüht.By appropriate choice of the amount of starting materials, the proportion of Eu is determined, with which the compound is doped. By appropriate selection of the carbonates or chlorides, the corresponding composition of Me 1 is controlled, and the chloride content in the product. After homogenization of the powder mixture, the powder mixture is subsequently annealed.
In einer weiteren Verfahrensvariante umfasst die Pulvermischung im Verfahrenschritt A) zusätzlich noch MnO2 und die stöchiometrischen Mengen beziehen sich somit auf die Zusammensetzung Me1 3-x-yEuxMnyAl2O5Cl2.In a further process variant, the powder mixture in process step A) additionally comprises MnO 2 and the stoichiometric amounts thus relate to the composition Me 1 3-xy Eu x Mn y Al 2 O 5 Cl 2 .
In einer weiteren Verfahrensvariante liegt der Temperaturbereich für das Glühen im Verfahrensschritt C) im Bereich von 1000°C bis 1400°C, vorzugsweise im Bereich von 1000°C bis 1250°C.In Another variant of the method is the temperature range for the annealing in process step C) in the range of 1000 ° C. to 1400 ° C, preferably in the range of 1000 ° C. up to 1250 ° C.
In einer weiteren Verfahrensvariante erfolgt das Glühen im Verfahrensschritt C) im Formiergasstrom.In In another variant of the method, the annealing takes place in the Process step C) in the forming gas stream.
Neben dem Verfahren zur Herstellung der Chloroaluminat-Verbindung wird auch ein Verfahren zur Herstellung einer strahlungsemittierenden Vorrichtung beansprucht, die eine derartige Chloroaluminat-Verbindung umfasst.Next the process for producing the chloroaluminate compound also a method for producing a radiation-emitting Device claimed that such a chloroaluminate compound includes.
Eine Verfahrensvariante zur Herstellung einer der zuvor beschriebenen strahlungsemittierenden Vorrichtungen umfasst die Verfahrensschritte: a) Bereitstellen einer Strahlungsquelle, die eine Primärstrahlung emittiert, b) Einbringen eines Konversionsmaterials in ein Matrixmaterial, c) Einbringen des Matrixmaterials, welches das Konversionsmaterial umfasst, in den Strahlengang der Strahlungsquelle, so dass zumindest ein Teil der Primärstrahlung durch das Konversionsmaterial in eine Sekundärstrahlung konvertiert wird. Hierbei wird für das Konversionsmaterial ein Material verwendet, welches eine Verbindung gemäß einer der zuvor beschriebenen Chloroaluminat-Verbindung umfasst.A Process variant for the preparation of one of the previously described radiation-emitting devices comprises the process steps: a) providing a radiation source, the primary radiation b) introducing a conversion material into a matrix material, c) introducing the matrix material containing the conversion material includes, in the beam path of the radiation source, so that at least a portion of the primary radiation through the conversion material is converted into a secondary radiation. This is for the conversion material uses a material which a compound according to one of the previously described Chloroaluminate compound includes.
Im Verfahrensschritt a) kann als Strahlungsquelle sowohl eine LED wie auch eine OLED verwendet werden. Als Matrixmaterial im Verfahrensschritt b) kann beispielsweise ein Silikon, ein Epoxid oder ein anderes Harz verwendet werden. Das Einbringen des Matrixmaterials im Verfahrensschritt c) kann beispielsweise durch das direkte Aufbringen des Matrixmaterials auf die Strahlungsaustrittsfläche der Strahlungsquelle erfolgen. Das Aufbringen kann so erfolgen, dass auf der Strahlungsquelle eine Schicht ausgebildet, es kann aber auch dadurch erfolgen, dass die gesamte Strahlungsquelle in das Matrixmaterial eingegossen wird. Es sind aber auch Varianten möglich, in denen das Matrixmaterial beispielsweise als Schicht auf einen transparenten Träger aufgebracht wird, und anschließend der Träger mit dem Matrixmaterial in den Strahlengang eingebracht wird.in the Process step a) can be both a LED as a radiation source also an OLED can be used. As matrix material in process step b) For example, a silicone, an epoxy or other resin be used. The introduction of the matrix material in the process step c) can, for example, by the direct application of the matrix material on the radiation exit surface of the radiation source respectively. The application can be made so that on the radiation source a layer formed, but it can also be done by the entire radiation source is poured into the matrix material. But there are also variants possible in which the matrix material for example, applied as a layer on a transparent support, and then the carrier with the matrix material is introduced into the beam path.
Im Folgenden sollen Varianten der Erfindung anhand von Figuren und Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.in the The following are variants of the invention based on figures and Embodiments explained in more detail become.
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Wie
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Im Folgenden wird eine Variante des Herstellungsverfahrens für Sr3-xEuxAl2O5Cl2 beschrieben.In the following, a variant of the production process for Sr 3-x Eu x Al 2 O 5 Cl 2 will be described.
In dieser Variante werden die Ausgangspulver in folgenden Verhältnissen eingewogen: 1,9 Mol SrCO3, 1 Mol SrCl2 × 6 H2O, 1 Mol Al2O3 und 0,05 Mol Eu2O3. Die Pulvermischung wird homogenisiert und anschließend in einem Korundschiffchen mit Deckel bei einer Temperatur zwischen 1000°C und 1400°C, vorzugsweise zwischen 1100°C und 1300°C, für 12 Stunden im Formiergasstrom geglüht. Das Ergebnis ist ein Pulver mit der folgenden Zusammensetzung: Sr2,9Eu0,1Al2O5Cl2. Das erhaltene Pulver kann mit elektromagnetischer Strahlung der Wellenlänge 366 nm zur Emission von weiß-orangenem Licht angeregt werden.In this variant, the starting powders are weighed in the following ratios: 1.9 mol SrCO 3 , 1 mol SrCl 2 × 6 H 2 O, 1 mol Al 2 O 3 and 0.05 mol Eu 2 O 3 . The powder mixture is homogenized and then annealed in a corundum boat with lid at a temperature between 1000 ° C and 1400 ° C, preferably between 1100 ° C and 1300 ° C, for 12 hours in the Formiergasstrom. The result is a powder having the following composition: Sr 2.9 Eu 0.1 Al 2 O 5 Cl 2 . The resulting powder can be excited with 366 nm electromagnetic radiation to emit white-orange light.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.The The invention is not by the description based on the embodiments limited. Rather, the invention includes every new feature as well any combination of features, especially any combination includes features in the claims, also if this feature or combination itself is not explicit specified in the patent claims or exemplary embodiments is.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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