DE102024106249A1 - FLUOR SUBSTANCE, OPTOELECTRONIC COMPONENT, METHOD FOR PRODUCING A FLUOR SUBSTANCE - Google Patents
FLUOR SUBSTANCE, OPTOELECTRONIC COMPONENT, METHOD FOR PRODUCING A FLUOR SUBSTANCEInfo
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Abstract
Es wird ein Leuchtstoff (1) angegeben mit der allgemeinen Formel MI21-r+s-1/2t-1/2v+yMII4+r-s-1/3u-l/3w-ySi27-r-t-u-x+yAlr+t+u+x-yN54-s-v-w-xOs+v+w+x:A, wobei- MIein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der zweiwertigen Elemente,- MIIein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der dreiwertigen Elemente,- A ausgewählt ist aus Ce, Eu, Mn, Bi, Tb, Dy, Ni, Cr, Cu, Er oder Kombinationen daraus,2*(21−r+s−1/2t−1/2v+y)+3*(4+r−s−1/3u−1/3w−y)+4*(27−r−t−u−x+y)+3*(r+t+u+x−y)−3*(54−s−v−w−x)−2*(s+v+w+x)=0;−21≤−r+s−1/2t−1/2v+y≤0;−4≤r−s−1/3u−1/3w−y≤0;−27≤−r−t−u−x+y≤0;−54≤−s−v−w−x≤0;0≤r≤21;0≤s≤4;0≤t≤27;0≤u≤12;0≤v≤42;0≤w≤12;0≤x≤27; und0≤y≤4.Darüber hinaus werden ein optoelektronisches Bauelement (10) und ein Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffs (1) angegeben.A phosphor (1) is specified with the general formula M121-r+s-1/2t-1/2v+yM114+r-s-1/3u-l/3w-ySi27-r-t-u-x+yAlr+t+u+x-yN54-s-v-w-xOs+v+w+x:A, where- M1 is an element or a combination of elements from the group of divalent elements,- M11 is an element or a combination of elements from the group of trivalent elements,- A is selected from Ce, Eu, Mn, Bi, Tb, Dy, Ni, Cr, Cu, Er or combinations from this, 2*(21−r+s−1/2t−1/2v+y)+3*(4+r−s−1/3u−1/3w−y)+4*(27−r−t−u−x+y)+3*(r+t+u+x−y)−3*(54−s−v−w−x)−2*(s+v+w+x)=0;−21≤−r +s−1/2t−1/2v+y≤0;−4≤r−s−1/3u−1/3w−y≤0;−27≤−r−t−u−x+y≤0;−54≤−s−v−w−x≤0;0≤r≤21;0≤s≤4;0≤t≤27;0≤u≤12;0≤v≤42;0≤w≤12;0≤x≤27; and0≤y≤4.Furthermore, an optoelectronic component (10) and a method for producing a phosphor (1) are specified.
Description
Es werden ein Leuchtstoff und ein optoelektronisches Bauelement angegeben. Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffs angegeben.A phosphor and an optoelectronic component are specified. Furthermore, a method for producing a phosphor is specified.
Es ist unter anderem eine Aufgabe einen Leuchtstoff mit einer erhöhten Effizienz anzugeben. Der Leuchtstoff ermöglicht Leuchtstofflösungen/Anwendungen mit besserer Lichtqualität bei hoher Bestrahlungsstärke. Weitere Aufgaben sind ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Leuchtstoffs mit einer erhöhten Effizienz sowie ein optoelektronisches Bauelement mit einer erhöhten Effizienz bei hohen Bestrahlungsstärken bereitzustellen.One object is to provide a phosphor with increased efficiency. The phosphor enables phosphor solutions/applications with improved light quality at high irradiance. Further objects include a method for producing such a phosphor with increased efficiency and an optoelectronic component with increased efficiency at high irradiances.
Es wird ein Leuchtstoff angegeben. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Leuchtstoff die allgemeine Formel MI 21-r+s-1/2t-1/2v+yMII 4+r-s-1/3u-1/3w-ySi27-r-t-u-x+yAlr+t+u+x-yN54-s-v-w-xOs+v+w+x: A auf, wobei gilt:
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtstoffs ist MI ein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der zweiwertigen Elemente. MIist beispielsweise ein Element ausgewählt aus der Gruppe der Erdalkalielemente.According to at least one embodiment of the phosphor, M I is an element or a combination of elements from the group of divalent elements. M I is, for example, an element selected from the group of alkaline earth elements.
Mit dem Begriff „Wertigkeit“ in Bezug auf ein bestimmtes Element ist vorliegend gemeint, wie viele Elemente mit einfacher entgegengesetzter Ladung in einer chemischen Verbindung benötigt werden, um einen Ladungsausgleich zu erzielen. Somit umfasst der Begriff „Wertigkeit“ die Ladungszahl des Elements.The term "valence" in relation to a specific element refers to how many elements with a singly opposite charge are needed in a chemical compound to achieve charge balance. Thus, the term "valence" encompasses the element's charge number.
Elemente mit der Wertigkeit zwei werden als zweiwertige Elemente bezeichnet. Zweiwertige Elemente sind häufig in chemischen Verbindungen zweifach positiv geladen und besitzen eine Ladungszahl von +2. Ein Ladungsausgleich in einer chemischen Verbindung kann beispielsweise über zwei weitere Elemente, die einfach negativ geladen sind, oder ein weiteres Element, das zweifach negativ geladen ist, stattfinden.Elements with a valence of two are called divalent elements. Divalent elements are often doubly positively charged in chemical compounds and have a charge number of +2. Charge balancing in a chemical compound can occur, for example, via two other elements that are singly negatively charged or another element that is doubly negatively charged.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist MII ein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der dreiwertigen Elemente.According to at least one embodiment, M II is an element or a combination of elements from the group of trivalent elements.
Dreiwertige Elemente sind Elemente mit der Wertigkeit drei. Dreiwertige Elemente sind häufig in chemischen Verbindungen dreifach positiv geladen und besitzen eine Ladungszahl von +3. Ein Ladungsausgleich in einer chemischen Verbindung kann beispielsweise über ein Element, das dreifach negativ geladen ist, oder durch drei Elemente, die einfach negativ geladen sind, stattfinden.Trivalent elements are elements with a valence of three. Trivalent elements are often positively charged three times in chemical compounds and have a charge number of +3. The same in a chemical compound can, for example, take place via an element that is triply negatively charged or via three elements that are singly negatively charged.
Insbesondere ist MII ausgewählt aus der Gruppe der dreiwertigen Seltenerdelemente oder Kombinationen daraus. Seltenerdelemente umfassen vorliegend die chemischen Elemente der dritten Nebengruppe des Periodensystems sowie die Lanthanoide. Seltenerdelemente sind vorliegend in der Regel ausgewählt aus der Gruppe gebildet durch Scandium, Yttrium, Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Promethium, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium, Lutetium.In particular, M II is selected from the group of trivalent rare earth elements or combinations thereof. Rare earth elements include the chemical elements of the third subgroup of the periodic table as well as the lanthanides. Rare earth elements are generally selected from the group consisting of scandium, yttrium, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, and lutetium.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist A ausgewählt aus Ce, Eu, Mn, Bi, Tb, Dy, Ni, Cr, Cu, Er oder Kombinationen daraus.According to at least one embodiment, A is selected from Ce, Eu, Mn, Bi, Tb, Dy, Ni, Cr, Cu, Er or combinations thereof.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtstoffs ist A ein Aktivator-Element. Das Aktivator-Element verändert die elektronische Struktur des Wirtsgitters insofern, dass elektromagnetische Strahlung von dem Leuchtstoff absorbiert wird und einen elektronischen Übergang in dem Aktivator-Element anregt, der unter Aussenden von elektromagnetischer Strahlung mit einem Emissionsspektrum wieder in den Grundzustand übergeht. Das Aktivator-Element, das in das Wirtsgitter eingebracht ist, ist so für die wellenlängenkonvertierenden Eigenschaften des Leuchtstoffs verantwortlich.According to at least one embodiment of the phosphor, A is an activator element. The activator element modifies the electronic structure of the host lattice in that electromagnetic radiation is absorbed by the phosphor and excites an electronic transition in the activator element, which returns to the ground state while emitting electromagnetic radiation with an emission spectrum. The activator element, which is incorporated into the host lattice, is thus responsible for the wavelength-converting properties of the phosphor.
Mit dem Begriff „wellenlängenkonvertierend“ ist vorliegend gemeint, dass eingestrahlte elektromagnetische Strahlung eines bestimmten Wellenlängenbereichs, vorliegend mit dem Anregungsspektrum oder ersten Wellenlängenbereich, in elektromagnetische Strahlung eines anderen, bevorzugt längerwelligen Wellenlängenbereichs, vorliegend des Emissionsspektrums oder zweiten Wellenlängenbereichs, umgewandelt wird. In der Regel absorbiert eine wellenlängenkonvertierende Komponente elektromagnetische Strahlung eines eingestrahlten Wellenlängenbereichs, wandelt diese durch elektronische Vorgänge auf atomarer und/oder molekularer Ebene in elektromagnetische Strahlung eines anderen Wellenlängenbereichs um und sendet die umgewandelte elektromagnetische Strahlung wieder aus. Insbesondere wird reine Streuung oder reine Absorption vorliegend nicht als wellenlängenkonvertierend verstanden.The term "wavelength-converting" in this context means that radiated electromagnetic radiation of a specific wavelength range—in this case, the excitation spectrum or first wavelength range—is converted into electromagnetic radiation of another, preferably longer wavelength range—in this case, the emission spectrum or second wavelength range. Typically, a wavelength-converting component absorbs electromagnetic radiation of an radiated wavelength range, converts it through electronic processes at the atomic and/or molecular level into electromagnetic radiation of another wavelength range, and re-emits the converted electromagnetic radiation. In particular, pure scattering or pure absorption is not understood as wavelength-converting in this context.
Hier und im Folgenden werden Leuchtstoffe anhand von Summenformeln beschrieben. Die in den Summenformeln aufgeführten Elemente liegen dabei in geladener Form vor. Hier und im Folgenden sind mit Elementen und/oder Atomen in Bezug auf die Summenformeln der Leuchtstoffe somit Ionen in Form von Kationen und Anionen gemeint, auch wenn dies nicht explizit angegeben ist. Dies gilt auch für Elementsymbole, wenn diese der Übersichtlichkeit halber ohne Ladungszahl angegeben werden.Here and below, phosphors are described using molecular formulas. The elements listed in the molecular formulas are present in a charged form. Here and below, elements and/or atoms in relation to the molecular formulas of the phosphors therefore refer to ions in the form of cations and anions, even if this is not explicitly stated. This also applies to element symbols, which are given without a charge number for the sake of clarity.
Es ist bei den angegebenen Summenformeln möglich, dass der Leuchtstoff weitere Elemente beispielsweise in Form von Verunreinigungen aufweist. Zusammengenommen weisen diese Verunreinigungen höchstens 5 Mol-%, insbesondere höchstens 1 Mol-%, bevorzugt höchstens 0,1 Mol-% auf.With the given molecular formulas, it is possible that the phosphor contains additional elements, for example, in the form of impurities. These impurities together amount to a maximum of 5 mol%, in particular a maximum of 1 mol%, preferably a maximum of 0.1 mol%.
Der Leuchtstoff liegt in der Regel nach außen hin ungeladen vor. Das bedeutet, dass im Leuchtstoff nach außen hin ein vollständiger Ladungsausgleich zwischen positiven und negativen Ladungen bestehen kann. Es ist aber auch möglich, dass der Leuchtstoff formell in geringem Maße keinen vollständigen Ladungsausgleich besitzt. Gründe hierfür sind beispielsweise Verunreinigungen.The phosphor is generally uncharged on the outside. This means that there can be complete charge balance between positive and negative charges within the phosphor. However, it is also possible that the phosphor formally lacks complete charge balance to a small extent. Reasons for this include impurities, for example.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Leuchtstoff ein Gemisch auf. Das Gemisch umfasst beispielsweise unter anderem eine Verbindung mit der allgemeinen Formel MI 21-r+s-1/2t-1/2v+yMII 4+r-s-1/3u-1/3w-ySi27-r-t-u-x+yAlr+t+u+x-yN54-s-v-w-xOs+v+w+x:A. Weitere Bestandteile des Gemisches können beispielsweise Edukte sein, welche bei der Herstellung des Leuchtstoffs nicht reagiert haben, Verunreinigungen und/oder Nebenphasen, welche bei der Reaktion gebildet wurden.According to at least one embodiment, the phosphor comprises a mixture. The mixture comprises, for example, among other things, a compound having the general formula M I 21-r+s-1/2t-1/2v+y M II 4+rs-1/3u-1/3w-y Si 27-rtu-x+y Al r+t+u+xy N 54-svwx O s+v+w+x :A. Further constituents of the mixture can be, for example, reactants that did not react during the production of the phosphor, impurities, and/or secondary phases that were formed during the reaction.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Leuchtstoff die allgemeine Formel MI 21-r+s-1/2t-1/2v+yMII 4+r-s-1/3u-1/3w-ySi27-r-t-u-x+yAlr+t+u+x-yN54-s-v-w-xOs+v+w+x:A auf, wobei
- - MIein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der zweiwertigen Elemente,
- - MII ein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der dreiwertigen Elemente,
- - A ausgewählt ist aus Ce, Eu, Mn, Bi, Tb, Dy, Ni, Cr, Cu, Er oder Kombinationen daraus,
- - M I is an element or a combination of elements from the group of divalent elements,
- - M II an element or a combination of elements from the group of trivalent elements,
- - A is selected from Ce, Eu, Mn, Bi, Tb, Dy, Ni, Cr, Cu, Er or combinations thereof,
Die MI-Positionen sowie die MII-Positionen können jeweils durch das andere Element besetzt sein und umgekehrt. Ebenso ist eine Mischbesetzung durch die beiden Elemente MIund MII denkbar. Auch für die Siliziumpositionen ist ein Austausch oder eine Mischbesetzung mit Aluminium denkbar. Für die Stickstoffpositionen ist ebenfalls ein Austausch oder eine Mischbesetzung mit Sauerstoff denkbar.The M I and M II positions can each be occupied by the other element, and vice versa. Mixed occupancy by the two elements M I and M II is also conceivable. Exchange or mixed occupancy with aluminum is also conceivable for the silicon positions. Exchange or mixed occupancy with oxygen is also conceivable for the nitrogen positions.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtstoffs gilt
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Leuchtstoff die Formel MI 21-r+s+yMII 4+r-s-ySi27-r-x+yAlr+x-yN54-s-xOs+x:A auf, wobei
- - MI ein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der zweiwertigen Elemente,
- - MII ein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der dreiwertigen Elemente,
- - A ausgewählt ist aus Ce, Eu, Mn, Bi, Tb, Dy, Ni, Cr, Cu, Er oder Kombinationen daraus,
- - M I is an element or a combination of elements from the group of divalent elements,
- - M II an element or a combination of elements from the group of trivalent elements,
- - A is selected from Ce, Eu, Mn, Bi, Tb, Dy, Ni, Cr, Cu, Er or combinations thereof,
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst MI Calcium, Strontium, Barium, Zink oder Kombinationen daraus. Insbesondere umfasst MI Calcium oder Strontium. Beispielsweise besteht MI aus Calcium oder Strontium.According to at least one embodiment, M I comprises calcium, strontium, barium, zinc, or combinations thereof. In particular, M I comprises calcium or strontium. For example, M I consists of calcium or strontium.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst MII Lanthan, Lutetium, Yttrium oder Kombinationen daraus. Bevorzugt steht MII für das Element Lutetium oder Yttrium.According to at least one embodiment, M II comprises lanthanum, lutetium, yttrium, or combinations thereof. Preferably, M II represents the element lutetium or yttrium.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst A Cer, Europium oder Kombinationen daraus. Insbesondere besteht A aus einem dieser Elemente. Cer liegt dabei insbesondere in der Form Ce3+ vor und Europium in der Form Eu2+. Bevorzugt steht A für das Element Cer.According to at least one embodiment, A comprises cerium, europium, or combinations thereof. In particular, A consists of one of these elements. Cerium is present in particular in the form Ce 3+ , and europium in the form Eu 2+ . Preferably, A represents the element cerium.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst A Cer oder besteht aus Cer.According to at least one embodiment, A comprises or consists of cerium.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst A Europium oder besteht aus Europium.According to at least one embodiment, A comprises or consists of europium.
Bei Eu-aktivierten Leuchtstoffen tritt bereits ab niedrigen Bestrahlungsstärken um 100 mW/mm2 Quenching auf, die zu einer Verringerung der Quanteneffizienz führen können. Quenching bedeutet hier und im Folgenden das Vorliegen von Prozessen, die zwar zur Absorption eines Photons des ersten Wellenlängenbereiches führen, jedoch ohne das anschließende Aussenden eines Photons des zweiten Wellenlängenbereiches bzw. Emissionsspektrums. Das Photon des ersten Wellenlängenbereichs löst dadurch keinen Übergang im sichtbaren Spektralbereich aus, sondern wird in Gitterschwingungen umgewandelt. Dies führt zur Verringerung der Effizienz. Das Quenching kann beispielsweise durch eine interne Konversion oder einen Energieübertrag zum Beispiel auf das Wirtsgitter hervorgerufen werden. Herkömmliche Anwendungen von Leuchtstoffen arbeiten teilweise bei deutlich höheren Bestrahlungsstärken als 100 mW/mm2. Leuchtstoffe, die Ce3+ als Aktivator-Element aufweisen, zeigen geringeres Quenching selbst bei höheren Bestrahlungsstärken. Daher ist der Einsatz von Ce3+ als Aktivator-Element A vorteilhaft. Ein angeregter Zustand von Ce3+ hat eine typische Lebensdauer von üblicherweise unter 100 Nanosekunden. Die typische Lebensdauer des angeregten Zustands von Eu2+ liegt hingegen üblicherweise im Bereich von 1 bis 10 Mikrosekunden. Aufgrund der geringeren Lebensdauer des angeregten Zustands von Ce weist ein Leuchtstoff mit Ce als Aktivator-Element ein niedrigeres Quenching bei hohen Bestrahlungsstärken auf. So zeigt der herkömmliche Leuchtstoff Y3Al5O12:Ce3+ erst über einer Bestrahlungsstärke von 10 W/mm2 nennenswertes strahlungsinduziertes Quenching. Der Einsatz der herkömmlichen Leuchtstoffe Tb3Al5O12:Ce3+ (TbAG) oder Gd3A15O12:Ce3+ (GdAG) ist ebenso auf niedrige Temperaturen beschränkt. Mit Hilfe von langwelligeren Ce3+-dotierten Leuchtstoffen, kann für eine CRI (color rendering index) 70 Lösung weniger Eu2+-dotierter Leuchtstoff eingesetzt werden. Dadurch kann das Quenchingverhalten bei hohen Bestrahlungsstärken verbessert werden.In Eu-activated phosphors , quenching occurs even at low irradiances of around 100 mW/mm², which can lead to a reduction in quantum efficiency. Quenching here and in the following refers to the presence of processes that lead to the absorption of a photon in the first wavelength range, but without the subsequent emission of a photon in the second wavelength range or emission spectrum. The photon in the first wavelength range does not trigger a transition in the visible spectral range, but is converted into lattice vibrations. This leads to a reduction in efficiency. Quenching can be caused, for example, by internal conversion or energy transfer, for example, to the host lattice. Conventional applications of phosphors sometimes operate at significantly higher irradiances than 100 mW/ mm² . Phosphors that contain Ce³³ as an activator element exhibit lower quenching even at higher irradiances. Therefore, the use of Ce³³ as activator element A is advantageous. An excited state of Ce 3+ has a typical lifetime of less than 100 nanoseconds. The typical lifetime of the excited state of Eu 2+ , in contrast, is usually in the range of 1 to 10 microseconds. Due to the shorter lifetime of the excited state of Ce, a phosphor with Ce as the activator element exhibits lower quenching at high irradiances. For example, the conventional phosphor Y 3 Al 5 O 12 :Ce 3+ only shows significant radiation-induced quenching above an irradiance of 10 W/mm 2. The use of the conventional phosphors Tb 3 Al 5 O 12 :Ce 3+ (TbAG) or Gd 3 Al 5 O 12 :Ce 3+ (GdAG) is also limited to low temperatures. By using longer-wavelength Ce 3+ -doped phosphors, less Eu 2+ -doped phosphor can be used for a CRI (color rendering index) of 70. This can improve quenching behavior at high irradiances.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtstoffs weist A einen molekularen Anteil zwischen einschließlich 0,01% und einschließlich 15% bezogen auf MI und MII auf. Mit anderen Worten sind zwischen einschließlich 0,01% und einschließlich 15% der Atompositionen von MI und MII mit dem Element A besetzt. Bevorzugt weist A einen molekularen Anteil zwischen einschließlich 0,01% und einschließlich 10% bezogen auf MI und MII auf. Besonders bevorzugt weist A einen molekularen Anteil zwischen einschließlich 0,01% und einschließlich 5% bezogen auf MI und MII auf.According to at least one embodiment of the phosphor, A has a molecular fraction of between 0.01% and 15% inclusive, based on M I and M II . In other words, between 0.01% and 15% inclusive of the atomic positions of M I and M II are occupied by the element A. Preferably, A has a molecular fraction of between 0.01% and 10% inclusive, based on M I and M II . Particularly preferably, A has a molecular fraction of between 0.01% and 5% inclusive, based on M I and M II .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Leuchtstoff die Formel (Y,Ca)25(Si,Al)27(O,N)54:Ce3+, (Y,Sr)25(Si,Al)27(O,N)54:Ce3+,(Y,Ca)25(Si,Al)27(O,N)54:Eu2+, (Y,Sr)25(Si,Al)27(O,N)54:Eu2+,(Lu,Ca)25(Si,Al)27(O,N)54:Ce3+, (Lu,Sr)25(Si,Al)27(O,N)54:Ce3+,(Lu,Ca)25(Si,Al)27(O,N)54:Eu2+ oder (Lu,Sr)25(Si,Al)27(O,N)54:Eu2+ auf. Bevorzugt weist der Leuchtstoff die Formel (Y,Ca)25(Si,Al)27(O,N)54:Ce3+ (Y,Sr)25(Si,Al)27(O,N)54:Ce3+, (Y,Ca)25(Si,Al)27(O,N)54:Eu2+ oder (Y,Sr)25(Si,Al)27(O,N)54:Eu2+ auf. Die kristallografischen Lagen für Calcium/Strontium, sowie die kristallografischen Lagen für Yttrium/Lutetium, können jeweils durch das andere Element besetzt sein und umgekehrt. Ebenso ist eine Mischbesetzung durch die beiden Elemente Ca und Y denkbar. Auch für die Siliziumpositionen ist ein Austausch oder eine Mischbesetzung mit Aluminium denkbar. Für die Stickstoffpositionen ist ebenfalls ein Austausch oder eine Mischbesetzung mit Sauerstoff denkbar.According to at least one embodiment, the phosphor has the formula (Y,Ca) 25 (Si,Al) 27 (O,N) 54 :Ce 3+ , (Y,Sr) 25 (Si,Al) 27 (O,N) 54 :Ce 3+ , (Y,Ca) 25 (Si,Al) 27 (O,N) 54 :Eu 2+ , (Y,Sr) 25 (Si,Al) 27 (O,N) 54 :Eu 2+ , (Lu,Ca) 25 (Si,Al) 27 (O,N) 54 :Ce 3+ , (Lu,Sr) 25 (Si,Al) 27 (O,N) 54 :Ce 3+ , (Lu,Ca) 25 (Si,Al) 27 (O,N) 54 :Eu 2+ or (Lu,Sr) 25 (Si,Al) 27 (O,N) 54 :Eu 2+ . The phosphor preferably has the formula (Y,Ca) 25 (Si,Al) 27 (O,N) 54 :Ce 3+ , (Y,Sr) 25 (Si,Al) 27 (O,N) 54 :Ce 3+ , (Y,Ca) 25 (Si,Al) 27 (O,N) 54 :Eu 2+ , or (Y,Sr) 25 (Si,Al) 27 (O,N) 54 :Eu 2+ . The crystallographic layers for calcium/strontium and the crystallographic layers for yttrium/lutetium can each be occupied by the other element, and vice versa. Mixed occupation by the two elements Ca and Y is also conceivable. An exchange or mixed occupation with aluminum is also conceivable for the silicon positions. An exchange or mixed occupation with oxygen is also conceivable for the nitrogen positions.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Leuchtstoff die Formel (Lu,Ca)25(Si,Al)27(O,N)54:Ce3+ oder (Lu,Sr)25(Si,Al)27(O,N)54:Ce3+ auf. Die Calciumpositionen bzw. Strontiumpositionen, sowie die Lutetiumpositionen, können jeweils durch das andere Element besetzt sein und umgekehrt. Ebenso ist eine Mischbesetzung durch die beiden Elemente Ca/Sr und Lu denkbar. Auch für die Siliziumpositionen ist ein Austausch oder eine Mischbesetzung mit Aluminium denkbar. Für die Stickstoffpositionen ist ebenfalls ein Austausch oder eine Mischbesetzung mit Sauerstoff denkbar. Denkbar wäre auch eine Mischbesetzung mit allen drei Elementen.According to at least one embodiment, the phosphor has the formula (Lu,Ca) 25 (Si,Al) 27 (O,N) 54 :Ce 3+ or (Lu,Sr) 25 (Si,Al) 27 (O,N) 54 :Ce 3+ . The calcium positions or strontium positions, as well as the lutetium positions, can each be occupied by the other element and vice versa. Likewise, a mixed occupation by the two elements Ca/Sr and Lu is conceivable. For the silicon positions, an exchange or a mixed occupation with aluminum is also conceivable. For the nitrogen positions, a Exchange or a mixed composition with oxygen is conceivable. A mixed composition with all three elements is also conceivable.
Der Leuchtstoff wandelt bevorzugt elektromagnetische Strahlung im UV- bis blauen Wellenlängenbereich in elektromagnetischer Strahlung im grünen bis gelborangen Wellenlängenbereich um.The phosphor preferentially converts electromagnetic radiation in the UV to blue wavelength range into electromagnetic radiation in the green to yellow-orange wavelength range.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform kristallisiert der Leuchtstoff in der orthorhombischen Raumgruppe Pna21. Insbesondere umfasst der Leuchtstoff ein kristallines Wirtsgitter. Bei dem Leuchtstoff handelt es sich beispielsweise um ein keramisches Material.According to at least one embodiment, the phosphor crystallizes in the orthorhombic space group Pna2 1 . In particular, the phosphor comprises a crystalline host lattice. The phosphor is, for example, a ceramic material.
Das kristalline Wirtsgitter ist in der Regel insbesondere aus einer sich dreidimensional periodisch wiederholenden Elementarzelle aufgebaut. Mit anderen Worten handelt es sich bei der Elementarzelle um die kleinste, die Symmetrie des Kristalles wiederspiegelnde wiederkehrende Einheit des kristallinen Wirtsgitters. Die Elemente MI, MII, Al, N, Si, O und A besetzen darin jeweils bevorzugt festgelegte, symmetrische Plätze, sogenannte Atompositionen, innerhalb der dreidimensionalen Elementarzelle des Wirtsgitters.The crystalline host lattice is typically composed of a three-dimensional, periodically repeating unit cell. In other words, the unit cell is the smallest recurring unit of the crystalline host lattice, reflecting the symmetry of the crystal. The elements M I , M II , Al, N, Si, O, and A each preferentially occupy specific, symmetrical sites, so-called atomic positions, within the three-dimensional unit cell of the host lattice.
Zur Beschreibung der dreidimensionalen Elementarzelle des kristallinen Wirtsgitters werden sechs Gitterparameter benötigt, drei Längen a, b und c und drei Winkel α, β und γ. Die drei Gitterparameter a, b und c sind die Längen der Gittervektoren, die die Elementarzelle aufspannen. Die weiteren drei Gitterparameter α, β und γ sind die Winkel zwischen diesen Gittervektoren. α ist der Winkel zwischen b und c, β ist der Winkel zwischen a und c und γ ist der Winkel zwischen a und b.To describe the three-dimensional unit cell of the crystalline host lattice, six lattice parameters are required: three lengths a, b, and c, and three angles α, β, and γ. The three lattice parameters a, b, and c are the lengths of the lattice vectors that span the unit cell. The other three lattice parameters α, β, and γ are the angles between these lattice vectors. α is the angle between b and c, β is the angle between a and c, and γ is the angle between a and b.
Die Gitterparameter der Länge sind beispielsweise a = 15,401(1) Å, b = 21,719(1) Å und c = 15,384(1) Å. Die drei Winkel α, β und γ betragen 90°, welches einer orthorhombischen Zelle entspricht. Das Volumen der Elementarzelle beträgt bevorzugt 5146 Å3.The lattice parameters of the length are, for example, a = 15.401(1) Å, b = 21.719(1) Å, and c = 15.384(1) Å. The three angles α, β, and γ are 90°, which corresponds to an orthorhombic cell. The volume of the unit cell is preferably 5146 Å 3 .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist eine Elementarzelle des Leuchtstoffs 424 Atome auf. In anderen Worten weist die Elementarzelle 4 Formeleinheiten mit jeweils 106 Atomen in der Elementarzelle auf. Dabei besetzen MI-, MII-, Si-, Al-, N-, O-Atome die allgemeine Wyckoff-Lage 4a. Die Wyckoff-Lage oder auch Punktlage klassifiziert alle Punkte der Elementarzelle bezüglich der Symmetrieelemente ihrer Raumgruppe. In jeder Raumgruppe werden die Punktlagen eingeteilt in die allgemeine und die speziellen Lagen. Alle Atome sitzen hier bevorzugt auf einer allgemeinen Lage.According to at least one embodiment, a unit cell of the phosphor has 424 atoms. In other words, the unit cell has 4 formula units, each with 106 atoms in the unit cell. M I , M II , Si, Al, N, and O atoms occupy the general Wyckoff position 4a. The Wyckoff position, or point position, classifies all points of the unit cell with respect to the symmetry elements of their space group. In each space group, the point positions are divided into general and special positions. All atoms are preferably located in a general position.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst eine Kristallstruktur des Wirtsgitters des Leuchtstoffs miteinander eckenverknüpfte (Si,Al) (O,N)4-Tetraeder. Insbesondere ist die Kristallstruktur des Wirtsgitters des Leuchtstoffs ein Gerüstsilicat beziehungsweise gehört zu der Gruppe der Gerüstsilicate. Beispielsweise weist die Kristallstruktur ausschließlich miteinander eckenverknüpfte (Si,Al) (O,N)4-Tetraeder auf.According to at least one embodiment, a crystal structure of the host lattice of the phosphor comprises corner-sharing (Si,Al)(O,N) 4 tetrahedra. In particular, the crystal structure of the host lattice of the phosphor is a framework silicate or belongs to the group of framework silicates. For example, the crystal structure comprises exclusively corner-sharing (Si,Al)(O,N) 4 tetrahedra.
Die (Si,Al) (O,N)4-Tetraeder weisen in der Regel eine Tetraederlücke auf. Die Tetraederlücke ist ein Bereich im Inneren des jeweiligen Tetraeders. Beispielsweise wird mit dem Begriff „Tetraederlücke“ der Bereich im Inneren des Tetraeders bezeichnet, der frei bleibt, wenn in die Ecken des Tetraeders sich berührende Kugeln gesetzt werden.The (Si,Al)(O,N) 4 tetrahedra typically exhibit a tetrahedral vacancy. The tetrahedral vacancy is a region within the respective tetrahedron. For example, the term "tetrahedral vacancy" refers to the region within the tetrahedron that remains free when touching spheres are placed at the vertices of the tetrahedron.
Bevorzugt spannen die O-Atome und/oder N-Atome den (Si,Al) (O,N)4-Tetraeder auf, wobei sich in der Tetraederlücke des durch die O- und/oder N-Atome aufgespannten (Si,Al) (O,N)4-Tetraeders das Si- und/oder Al-Atom befindet. In anderen Worten sind die Tetraeder um das Si,Al-Atom zentriert. Insbesondere haben alle Atome, die das Tetraeder aufspannen einen ähnlichen Abstand zu dem Si,Al-Atom, dass sich in der Tetraederlücke befindet.Preferably, the O atoms and/or N atoms span the (Si,Al)(O,N) 4 tetrahedron, with the Si and/or Al atom located in the tetrahedral gap of the (Si,Al)(O,N) 4 tetrahedron spanned by the O and/or N atoms. In other words, the tetrahedra are centered around the Si,Al atom. In particular, all atoms spanning the tetrahedron have a similar distance from the Si,Al atom located in the tetrahedral gap.
Eckenverknüpft bedeutet, dass zumindest zwei der (Si,Al) (O,N)4-Tetraeder über eine O,N-Ecke miteinander verknüpft sind. Die beiden (Si,Al) (O,N)4-Tetraeder sind dabei eckenverknüpft. Bevorzugt ist hierbei das O,N-Atom ein gemeinsames O,N-Atom der eckenverknüpften (Si,Al) (O,N)4-Tetraeder. Mit anderen Worten ist das O,N-Atom, das die (Si,Al) (O,N)4-Tetraeder miteinander verknüpft, bevorzugt sowohl Teil des (Si,Al) (O,N)4-Tetraeders als auch Teil von mindestens einem weiteren (Si,Al) (O,N)4-Tetraeders. Im vorliegenden Leuchtstoff sind die Stickstoff-/Sauerstoffionen dabei ausschließlich zweifach verbrückend. In anderen Worten sind die Stickstoff-/Sauerstoffionen Teil von zwei (Si,Al) (O,N)4-Tetraedern. Die (Si,Al) (O,N)4-Tetraeder sind über Ecken mit weiteren (Si,Al) (O,N)4-Tetraedern verknüpft. Die eckenverknüpften (Si,Al) (O,N)4-Tetraeder bilden ein Tetraedernetz aus.Corner-sharing means that at least two of the (Si,Al)(O,N) 4 tetrahedra are linked via an O,N vertex. The two (Si,Al)(O,N) 4 tetrahedra are corner-sharing. Preferably, the O,N atom is a common O,N atom of the corner-sharing (Si,Al)(O,N) 4 tetrahedra. In other words, the O,N atom that links the (Si,Al)(O,N) 4 tetrahedra is preferably part of both the (Si,Al)(O,N) 4 tetrahedron and at least one other (Si,Al)(O,N) 4 tetrahedron. In the present phosphor, the nitrogen/oxygen ions are exclusively doubly bridging. In other words, the nitrogen/oxygen ions are part of two (Si,Al)(O,N) 4 tetrahedra. The (Si,Al)(O,N) 4 tetrahedra are connected via vertices to other (Si,Al)(O,N) 4 tetrahedra. The vertex-sharing (Si,Al)(O,N) 4 tetrahedra form a tetrahedral network.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die (Si,Al) (O,N)4-Tetraeder mit weiteren (Si,Al) (O,N)4-Tetraeder über Ecken verknüpft und bilden entlang der kristallographischen a-Achse unendliche Sechser-Einfachketten. Nach jeweils sechs (Si,Al) (O,N)4-Tetraeder wiederholt sich die Ausrichtung der (Si,Al) (O,N)4-Tetraeder. Orthogonal zur c-Achse bildet sich bevorzugt eine Tetraederschicht. Die Sechser-Einfachketten sind insbesondere untereinander über weitere (Si,Al) (O,N)4-Tetraederecken verknüpft und bilden gewellte Schichten in der ab-Ebene aus. Dafür werden jeweils zwei übereinanderliegenden Tetraederschichten entlang der kristallographischen c-Achse betrachtet. Die gewellten Schichten sind besonders gut in der Darstellung in Blickrichtung entlang der kristallographischen c-Achse sichtbar.According to at least one embodiment, the (Si,Al)(O,N) 4 tetrahedra are linked to further (Si,Al)(O,N) 4 tetrahedra via corners and form infinite six-single chains along the crystallographic a-axis. After every six (Si,Al)(O,N) 4 tetrahedra, the orientation of the (Si,Al)(O,N) 4 tetrahedra repeats. A tetrahedral layer preferably forms orthogonally to the c-axis. The six-single chains are linked to one another in particular via further (Si,Al)(O,N) 4 tetrahedral corners and form corrugated layers in the ab-plane. For this purpose, two superimposed tetrahedral layers are considered along the crystallographic c-axis. The corrugated layers are particularly clearly visible in the representation viewed along the crystallographic c-axis.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform bilden die gewellten Schichten als Hauptstrukturmotiv in der ab-Ebene Ringe aus sechs eckenverknüpften (Si,Al) (O,N)4-Tetraedern aus. Die gewellten Tetraederschichten sind nun wiederum über gemeinsame Ecken untereinander verknüpft und bilden so ein dreidimensionales Netzwerk aus. Dabei entstehen insbesondere sowohl innerhalb der ab-Ebene als auch innerhalb der bc-Ebene untereinander verknüpfte Sechserringe.According to at least one embodiment, the corrugated layers form rings of six corner-sharing (Si,Al)(O,N) 4 tetrahedra as the main structural motif in the ab plane. The corrugated tetrahedral layers are then in turn interconnected via shared corners, thus forming a three-dimensional network. In particular, interconnected six-rings are formed both within the ab plane and within the bc plane.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform bilden die (Si,Al) (O,N)4-Tetraeder Kanäle aus, in denen sich zumindest ein MI-Atom und/oder ein MII-Atom und/oder ein A-Atom befindet. Bevorzugt befinden sich in den Kanälen die Kationen Yttrium, Lutetium, Strontium und/oder Calcium. Die Kanäle sind in der kristallographischen c-Achse ausgebildet und entlang der kristallographischen a-Achse.According to at least one embodiment, the (Si,Al)(O,N) 4 tetrahedra form channels containing at least one M I atom and/or one M II atom and/or one A atom. The cations yttrium, lutetium, strontium, and/or calcium are preferably present in the channels. The channels are formed along the crystallographic c-axis and the crystallographic a-axis.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform absorbiert der Leuchtstoff elektromagnetische Strahlung im nahen UV bis blauen Spektralbereich.According to at least one embodiment, the phosphor absorbs electromagnetic radiation in the near UV to blue spectral range.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Leuchtstoff zwischen einschließlich 350 Nanometer und einschließlich 500 Nanometer anregbar, bevorzugt zwischen einschließlich 400 nm und einschelißlich 470 nm.According to at least one embodiment, the phosphor is excitable between 350 nanometers and 500 nanometers inclusive, preferably between 400 nm and 470 nm inclusive.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtstoffs sendet der Leuchtstoff elektromagnetische Strahlung aus. Die ausgesendete elektromagnetische Strahlung lässt sich in Form eines Emissionsspektrums beschreiben. Das Emissionsspektrum weist einen Emissionspeak mit einem Emissionsmaximum auf, das zwischen einschließlich 500 Nanometer und einschließlich 600 Nanometer, bevorzugt zwischen einschließlich 520 Nanometer und einschließlich 570 Nanometer liegt. Beispielsweise ist das Emissionsmaximum des Leuchtstoffs bei einer Anregung von 448 nm zwischen 540 nm und 555 nm. Das Emissionsmaximum des Leuchtstoffs liegt bei einer Anregungswellenlänge von 448 nm bei ungefähr 547 nm.According to at least one embodiment of the phosphor, the phosphor emits electromagnetic radiation. The emitted electromagnetic radiation can be described in the form of an emission spectrum. The emission spectrum has an emission peak with an emission maximum that lies between 500 nanometers and 600 nanometers, preferably between 520 nanometers and 570 nanometers. For example, the emission maximum of the phosphor is between 540 nm and 555 nm when excited at 448 nm. The emission maximum of the phosphor is approximately 547 nm at an excitation wavelength of 448 nm.
Bei dem Emissionsspektrum handelt es sich um die Intensitätsverteilung der vom Leuchtstoff emittierten elektromagnetischen Strahlung nach Anregung mit elektromagnetischer Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs. Üblicherweise wird das Emissionsspektrum in Form eines Diagramms dargestellt, bei dem eine spektrale Intensität oder ein spektraler Strahlungsfluss pro Wellenlängenintervall („spektrale Intensität/spektraler Strahlungsfluss“) der von dem Leuchtstoff ausgesandten elektromagnetischen Strahlung in Abhängigkeit der Wellenlänge λ dargestellt ist. Mit anderen Worten stellt das Emissionsspektrum eine Kurve dar, bei der auf der x-Achse die Wellenlänge und auf der y-Achse die spektrale Intensität oder der spektrale Strahlungsfluss aufgetragen ist.The emission spectrum is the intensity distribution of the electromagnetic radiation emitted by the phosphor after excitation with electromagnetic radiation of the first wavelength range. The emission spectrum is typically represented in the form of a diagram in which a spectral intensity or spectral radiant flux per wavelength interval ("spectral intensity/spectral radiant flux") of the electromagnetic radiation emitted by the phosphor is plotted as a function of the wavelength λ. In other words, the emission spectrum represents a curve with the wavelength on the x-axis and the spectral intensity or spectral radiant flux on the y-axis.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt eine Dominanzwellenlänge (ADom) der von dem Leuchtstoff ausgesandten elektromagnetischen Strahlung zwischen einschließlich 530 nm und einschließlich 600 nm, bevorzugt zwischen einschließlich 550 nm und einschließlich 580 nm.According to at least one embodiment, a dominant wavelength (A Dom ) of the electromagnetic radiation emitted by the phosphor is between 530 nm and 600 nm inclusive, preferably between 550 nm and 580 nm inclusive.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt eine Dominanzwellenlänge (λDom) der von dem Leuchtstoff ausgesandten elektromagnetischen Strahlung bei einer Anregungswellenlänge von 448 nm zwischen einschließlich 560 Nanometer und einschließlich 575 Nanometer. Beispielsweise liegt die Dominanzwellenlänge bei einer Anregungswellenlänge von 448 nm bei etwa 567 nm oder 568 nm.According to at least one embodiment, a dominant wavelength (λ Dom ) of the electromagnetic radiation emitted by the phosphor at an excitation wavelength of 448 nm is between 560 nanometers and 575 nanometers inclusive. For example, at an excitation wavelength of 448 nm, the dominant wavelength is approximately 567 nm or 568 nm.
Mit Vorteil ist die Dominanzwellenlänge im grünen bis gelborangen Wellenlängenbereich.The dominant wavelength is advantageous in the green to yellow-orange wavelength range.
Zur Bestimmung der Dominanzwellenlänge der von dem Leuchtstoff ausgesandten elektromagnetischen Strahlung wird in dem CIE-Normdiagramm, ausgehend vom Weißpunkt durch den Farbort der elektromagnetischen Strahlung, eine gerade Linie gezogen. Der Schnittpunkt der geraden Linie mit der das CIE-Normdiagramm begrenzenden Spektralfarblinie bezeichnet die Dominanzwellenlänge der elektromagnetischen Strahlung. Mit anderen Worten ist die Dominanzwellenlänge die monochromatische Wellenlänge, die denselben Farbeindruck erzeugt wie eine polychromatische Lichtquelle. Die Dominanzwellenlänge ist also die Wellenlänge, die vom menschlichen Auge wahrgenommen wird. Im Allgemeinen weicht die Dominanzwellenlänge von der Wellenlänge des Emissionsmaximums ab.To determine the dominant wavelength of the electromagnetic radiation emitted by the phosphor, a straight line is drawn in the CIE standard diagram, starting from the white point and passing through the chromaticity coordinate of the electromagnetic radiation. The intersection point of the straight line with the spectral color line delimiting the CIE standard diagram denotes the dominant wavelength of the electromagnetic radiation. In other words, the dominant wavelength is the monochromatic wavelength that produces the same color impression as a polychromatic light source. The dominant wavelength is therefore the wavelength perceived by the human eye. Generally, the dominant wavelength differs from the wavelength of the emission maximum.
Gemäß zumindest einer bevorzugten Ausführungsform liegt eine Halbwertsbreite der von dem Leuchtstoff ausgesandten elektromagnetischen Strahlung zwischen einschließlich 120 nm und einschließlich 160 nm, bevorzugt zwischen einschließlich 130 nm und einschließlich 155 nm. Besonders bevorzugt weist die Halbwertsbreite der von dem Leuchtstoff ausgesandten elektromagnetischen Strahlung einen Bereich von einschließlich 135 nm bis einschließlich 145 nm auf. Beispielsweise liegt die Halbwertsbreite bei etwa 138 nm oder 145 nm.According to at least one preferred embodiment, the half-width of the electromagnetic radiation emitted by the phosphor is between 120 nm and 160 nm inclusive, preferably between 130 nm and 155 nm inclusive. Particularly preferably, the half-width of the electromagnetic radiation emitted by the phosphor ranges from 135 nm to 145 nm inclusive. For example, the half-width is approximately 138 nm or 145 nm.
Der Begriff Halbwertsbreite bezieht sich auf eine Kurve mit einem Maximum, wie etwa das Emissionsspektrum, wobei die Halbwertsbreite die Breite desjenigen Bereichs auf der x-Achse ist, der zu den beiden y-Werten korrespondiert, die der Hälfte des Maximums entsprechen.The term half-width refers to a curve with a maximum, such as the emission spectrum, where the half-width is the width of the region on the x-axis corresponding to the two y-values that are half of the maximum.
Es ist weiterhin ein optoelektronisches Bauelement angegeben. Der Leuchtstoff ist insbesondere zur Verwendung in einem optoelektronischen Bauelement geeignet und vorgesehen. Merkmale und Ausführungsformen, die lediglich in Verbindung mit dem Leuchtstoff und/oder dem Verfahren ausgeführt sind, können auch bei dem optoelektronischen Bauelement ausgebildet sein und jeweils umgekehrt.Furthermore, an optoelectronic component is specified. The phosphor is particularly suitable and intended for use in an optoelectronic component. Features and embodiments that are implemented solely in connection with the phosphor and/or the method can also be implemented in the optoelectronic component, and vice versa.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements, umfasst das optoelektronische Bauelement einen Halbleiterchip, der im Betrieb elektromagnetische Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs von einer Strahlungsaustrittsfläche aussendet.According to at least one embodiment of the optoelectronic component, the optoelectronic component comprises a semiconductor chip which, during operation, emits electromagnetic radiation of a first wavelength range from a radiation exit surface.
Bei dem Halbleiterchip handelt es sich zum Beispiel um einen Leuchtdiodenchip oder einen Laserdiodenchip.The semiconductor chip is, for example, a light-emitting diode chip or a laser diode chip.
Bevorzugt weist der Halbleiterchip eine epitaktisch gewachsene Halbleiterschichtenfolge mit einer aktiven Zone auf, die dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung zu erzeugen. Hierzu weist die aktive Zone beispielsweise einen pn-Übergang, eine Doppelheterostruktur, eine Einfachquantentopf- oder besonders bevorzugt eine Mehrfachquantentopfstruktur auf. Bevorzugt sendet der Halbleiterchip im Betrieb elektromagnetische Strahlung aus dem ultravioletten Spektralbereich und/oder aus dem sichtbaren Spektralbereich, besonders bevorzugt aus dem blauen Spektralbereich, aus.The semiconductor chip preferably comprises an epitaxially grown semiconductor layer sequence with an active zone configured to generate electromagnetic radiation. For this purpose, the active zone comprises, for example, a pn junction, a double heterostructure, a single quantum well, or particularly preferably a multiple quantum well structure. During operation, the semiconductor chip preferably emits electromagnetic radiation from the ultraviolet spectral range and/or the visible spectral range, particularly preferably from the blue spectral range.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das optoelektronische Bauelement ein Konversionselement mit einem hier beschriebenen Leuchtstoff auf, der elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs in elektromagnetische Strahlung des Emissionsspektrums umwandelt. Bevorzugt liegt der erste Wellenlängenbereich innerhalb des Anregungsspektrums des Leuchtstoffs. Der Leuchtstoff wandelt elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs vollständig oder teilweise in elektromagnetische Strahlung des Emissionsspektrums um.According to a further embodiment, the optoelectronic component comprises a conversion element with a phosphor described here, which converts electromagnetic radiation of the first wavelength range into electromagnetic radiation of the emission spectrum. Preferably, the first wavelength range lies within the excitation spectrum of the phosphor. The phosphor completely or partially converts electromagnetic radiation of the first wavelength range into electromagnetic radiation of the emission spectrum.
Das Konversionselement weist beispielsweise neben dem hier beschriebenen Leuchtstoff ein Matrixmaterial auf, indem der Leuchtstoff in Form von Partikeln eingebettet ist. Das Matrixmaterial ist bevorzugt aus der Gruppe der Silikone, Polysiloxane, Epoxide, Gläser und Hybridmaterialien ausgewählt. Beispielsweise ist in dem Matrixmaterial ein weiterer Leuchtstoff eingebettet.For example, in addition to the phosphor described here, the conversion element comprises a matrix material in which the phosphor is embedded in the form of particles. The matrix material is preferably selected from the group of silicones, polysiloxanes, epoxies, glasses, and hybrid materials. For example, another phosphor is embedded in the matrix material.
Die weiteren Leuchtstoffe sind beispielsweise Silikate, SiAlONe, Oxynitride, Halogenide, Granatleuchtstoffe und/oder Nitridleuchtstoffe. Besonders bevorzugt ist der Granatleuchtstoff ein YAG-Leuchtstoff mit der chemischen Formel Y3Al5O12:Ce3+, ein YAGaG-Leuchtstoff mit der chemischen Formel Y3 (Al, Ga)5O12: Ce3+ oder ein LuAG-Leuchtstoff der chemischen Formel Lu3Al5O12:Ce3+. Die Nitridleuchtstoffe wandeln bevorzugt blaue Primärstrahlung in rote Sekundärstrahlung um. Bei dem Nitridleuchtstoff kann es sich beispielsweise um ein Erdalkalisiliziumnitrid, ein Oxynitrid, ein Aluminiumoxynitrid, ein Siliziumnitrid oder ein Sialon handeln. Beispielsweise handelt es sich bei dem Nitridleuchtstoff um (Ca,Sr)AlSiN3:Eu2+ (SCASN) . Beispielsweise sind die weiteren Leuchtstoffe Y3Al5O12:Ce3+ und Lu3Al5O12:Ce3+.The other phosphors are, for example, silicates, SiAlONs, oxynitrides, halides, garnet phosphors and/or nitride phosphors. The garnet phosphor is particularly preferably a YAG phosphor with the chemical formula Y 3 Al 5 O 12 :Ce 3+ , a YAGaG phosphor with the chemical formula Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 :Ce 3+ or a LuAG phosphor with the chemical formula Lu 3 Al 5 O 12 :Ce 3+ . The nitride phosphors preferentially convert blue primary radiation into red secondary radiation. The nitride phosphor can be, for example, an alkaline earth metal silicon nitride, an oxynitride, an aluminum oxynitride, a silicon nitride or a sialon. For example, the nitride phosphor is (Ca,Sr)AlSiN 3 :Eu 2+ (SCASN). For example, the other phosphors are Y 3 Al 5 O 12 :Ce 3+ and Lu 3 Al 5 O 12 :Ce 3+ .
Besonders bevorzugt sind die weiteren Leuchtstoffe aus der folgenden Gruppe ausgewählt:
- Ce3+ dotierte Granate wie YAG, YAGaG und LuAG, beispielsweise (Y,Lu,Gd,Tb)3 (Al1-xGax)5O12:Ce3+; Eu2+ dotierte Nitride, beispielsweise (Ca,Sr)AlSiN3:Eu2+, Sr(Ca,Sr)Si2Al2N6:Eu2+ (SCASN), (Sr,Ca)AlSiN3*Si2N2O:Eu2+, (Ca,Ba,Sr)2Si5N8:Eu2+, SrLiAl3N4:Eu2+, SrLi2Al2O2N2:Eu2+; Ce3+ dotierte Nitride, beispielsweise (Ca,Sr)Al(1-4x/3)Si(1+x)N3:Ce; (x = 0,2 - 0,5); Eu2+ dotierte Sulfide, (Ba,Sr,Ca)Si2O2N2:Eu2+, SiAlONe, Nitrido-Orthosilikate (z.B. AE2-x-aRExEuaSi1-yO4-x-2yNx), Orthosilikate (Ba,Sr,Ca)2SiO4:Eu2+; Chlorosilikate (z.B. Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu2+); Mn4+ dotierte Fluoride, beispielsweise (K,Na)2(Si,Ti)F6:Mn4+; Eu2+ bzw Ce3+ dotierte Litho-Silikate, wie (Li,Na,K,Rb,Cs) (Li3SiO4) :E mit E als Eu2+, Ce3+,bzw. (Sr,Li)Li3AlO4:Eu2+ oder SrLi3AlO4:Eu2+.
- Ce 3+ doped garnets such as YAG, YAGaG and LuAG, for example (Y,Lu,Gd,Tb) 3 (Al 1-x Ga x ) 5 O 12 :Ce 3+ ; Eu 2+ doped nitrides, for example (Ca,Sr)AlSiN 3 :Eu 2+ , Sr(Ca,Sr)Si 2 Al 2 N 6 :Eu 2+ (SCASN), (Sr,Ca)AlSiN 3 *Si 2 N 2 O:Eu 2+ , (Ca,Ba,Sr) 2 Si 5 N 8 :Eu 2+ , SrLiAl 3 N 4 :Eu 2+ , SrLi 2 Al 2 O 2 N 2 :Eu 2+ ; Ce 3+ doped nitrides, for example (Ca,Sr)Al (1-4x/3) Si (1+x) N 3 :Ce; (x = 0.2 - 0.5); Eu 2+ doped sulfides, (Ba,Sr,Ca)Si 2 O 2 N 2 :Eu 2+ , SiAlONe, nitrido-orthosilicates (e.g. AE 2-xa RE x Eu a Si 1-y O 4-x-2y N x ), orthosilicates (Ba,Sr,Ca) 2 SiO 4 :Eu 2+ ; Chlorosilicates (e.g. Ca 8 Mg(SiO 4 ) 4 Cl 2 :Eu 2+ ); Mn 4+ doped fluorides, for example (K,Na) 2 (Si,Ti)F 6 :Mn 4+ ; Eu 2+ or Ce 3+ doped litho-silicates, such as (Li,Na,K,Rb,Cs) (Li 3 SiO 4 ) :E with E as Eu 2+ , Ce 3+ , or (Sr,Li)Li 3 AlO 4 :Eu 2+ or SrLi 3 AlO 4 :Eu 2+ .
Weitere mögliche Materialien für die Leuchtstoffe sind insbesondere die folgenden aluminiumhaltigen und/oder siliziumhaltigen Leuchtstoffpartikel:
- (Ba1-x-ySrxCay) SiO4:Eu2+ (0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1), (Ba1-x-ySrxCay) 3SiO5:Eu2+ (0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1), Li2SrSiO4: Eu2+, Oxo-Nitride wie (Ba1-x-ySrxCay) Si2O2N2: Eu2+ (0 ≤ x ≤ 1; 0 ≤ y ≤ 1), SrSiAl2O3N2:Eu2+, Ba4-xCaxSi6ON10:Eu2+ (0 ≤ x ≤ 1), (Ba1-xSrx) Y2Si2Al2O2N5:Eu2+ (0 ≤ x ≤ 1), SrxSi(6-y)AlyOyN(8-y) : Eu2+ (0,05 ≤ x ≤ 0,5; 0,001 ≤ y ≤ 0,5), Ba3Si6O12N2:Eu2+, Si6-zAlzOzN8-z:Eu2+ (0 ≤ z ≤ 0,42), MxSi12-m-nAlm+nOnN16-n:Eu2+ (M = Li, Mg, Ca, Y; x = m/v; v = Wertigkeit von M, x ≤ 2), MxSi12-m-nAlm+nOnN16-n:Ce3+, AE2-x-aRExEuaSi1-yO4-x-2yNx (AE = Sr, Ba, Ca, Mg; RE = Seltenerdmetallelemente), AE2-x-aRExEuaSi1-yO4-x-2yNx (AE = Sr, Ba, Ca, Mg; RE = Seltenerdmetallelemente) , Ba3Si6O12N2:Eu2+ oder Nitride wie La3-xYxSi6N11:Ce3+, (Ba1-x-ySrxCay)2Si5N8:Eu2+, (Ca1-xSrx)AlSiN3:Eu2+ (0 ≤ x ≤ 1), Sr(Sr1-xCax)Al2Si2N6:Eu2+ (0 ≤ x ≤ 0,2), Sr(Sr1-xCax)Al2Si2N6:Ce3+ (0 ≤ x ≤ 0,2) SrAlSi4N7:Eu2+, (Ba1-x-ySrxCay) SiN2:Eu2+ (0 ≤ x ≤ 1; 0 ≤ y ≤ 1), (Ba1-x-ySrxCay) SiN2:Ce3+ (0 ≤ x ≤ 1; 0 ≤ y ≤ 1), (Sr1-xCax) LiAl3N4:Eu2+ (0 ≤ x ≤ 1), (Ba1-x-ySrxCay)Mg2Al2N4:Eu2+ (0 ≤ x ≤ 1; 0 ≤ y ≤ 1), (Ba1-x-ySrxCay)Mg3SiN4:Eu2+ (0 ≤ x ≤ 1; 0 ≤ y ≤ 1) .
- (Ba 1-xy Sr x Ca y ) SiO 4 :Eu 2+ (0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1), (Ba 1-xy Sr x Ca y ) 3 SiO 5 :Eu 2+ (0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1), Li 2 SrSiO 4 : Eu 2+ , oxo-nitrides such as (Ba 1-xy Sr x Ca y ) Si 2 O 2 N 2 : Eu 2+ (0 ≤ x ≤ 1; 0 ≤ y ≤ 1), SrSiAl 2 O 3 N 2 :Eu 2+ , Ba 4-x Ca x Si 6 ON 10 :Eu 2+ (0 ≤ x ≤ 1), (Ba 1-x Sr x ) Y 2 Si 2 Al 2 O 2 N 5 :Eu 2+ (0 ≤ x ≤ 1), Sr x Si (6-y) Al y O y N (8-y) : Eu 2+ (0.05 ≤ x ≤ 0.5; 0.001 ≤ y ≤ 0.5), Ba 3 Si 6 O 12 N 2 :Eu 2+ , Si 6-z Al z O z N 8-z :Eu 2+ (0 ≤ z ≤ 0.42), M x Si 12-mn Al m+n O n N 16-n :Eu 2+ (M = Li, Mg, Ca, Y; x = m/v; v = valence of M, x ≤ 2), M x Si 12-mn Al m+n O n N 16-n :Ce 3+ , AE 2-xa RE x Eu a Si 1-y O 4-x-2y N x (AE = Sr, Ba, Ca, Mg; RE = rare earth elements), AE 2-xa RE x Eu a Si 1-y O 4-x-2y N x (AE = Sr, Ba, Ca, Mg; RE = rare earth metal elements), Ba 3 Si 6 O 12 N 2 :Eu 2+ or nitrides such as La 3-x Y x Si 6 N 11 :Ce 3+ , (Ba 1-xy Sr x Ca y ) 2 Si 5 N 8 :Eu 2+ , (Ca 1-x Sr x )AlSiN 3 :Eu 2+ (0 ≤ x ≤ 1), Sr ( Sr 1-x Ca x )Al 2 Si 2 N 6 : Eu 2+ ( 0 ≤ x ≤ 0.2) , Sr ( Sr 1 - x Ca y ) SiN 2 :Eu 2+ (0 ≤ x ≤ 1; 0 ≤ y ≤ 1), (Ba 1-xy Sr x Ca y ) SiN 2 :Ce 3+ (0 ≤ x ≤ 1; 0 ≤ y ≤ 1), (Sr 1-x Ca x ) LiAl 3 N 4 :Eu 2+ (0 ≤ x ≤ 1), (Ba 1-xy Sr x Ca y )Mg 2 Al 2 N 4 :Eu 2+ (0 ≤ x ≤ 1; 0 ≤ y ≤ 1), (Ba 1-xy Sr x Ca y )Mg 3 SiN 4 :Eu 2+ (0 ≤ x ≤ 1; 0 ≤ y ≤ 1).
Gemäß zumindest einer Ausführungsform besteht das Konversionselement aus dem hier beschriebenen Leuchtstoff. Beispielsweise ist der Leuchtstoff als Keramik ausgebildet.According to at least one embodiment, the conversion element consists of the phosphor described here. For example, the phosphor is formed as a ceramic.
Beispielsweise wandelt das Konversionselement die elektromagnetische Strahlung des Halbleiterchips lediglich teilweise in elektromagnetische Strahlung des Emissionsspektrums um, während ein weiterer Teil der elektromagnetischen Strahlung des Halbleiterchips von dem Konversionselement transmittiert wird. Das optoelektronische Bauelement sendet in diesem Fall bevorzugt Mischlicht aus, dass sich aus elektromagnetischer Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs und elektromagnetischer Strahlung des Emissionsspektrums zusammensetzt. Beispielsweise sendet das elektromagnetische Bauelement weißes Licht aus.For example, the conversion element only partially converts the electromagnetic radiation from the semiconductor chip into electromagnetic radiation of the emission spectrum, while another portion of the semiconductor chip's electromagnetic radiation is transmitted by the conversion element. In this case, the optoelectronic component preferably emits mixed light composed of electromagnetic radiation of the first wavelength range and electromagnetic radiation of the emission spectrum. For example, the electromagnetic component emits white light.
Das optoelektronische Bauelement kann für verschiedene Anwendungen verwendet werden wie beispielsweise 1- oder 2-Komponenten Weißlichtlösungen mit vergleichsweise hohem color rendering index (CRI). Es können effizientere und kostengünstigere optoelektronische Bauelemente hergestellt werden. Außerdem eignet sich der Leuchtstoff in optoelektronischen Bauelementen für den Einsatz bei höheren Bestrahlungsstärken aufgrund des geringen Flux-Quenchings im Vergleich zu Eu-dotierten Leuchtstoffen.The optoelectronic component can be used for various applications, such as single- or two-component white light solutions with a comparatively high color rendering index (CRI). More efficient and cost-effective optoelectronic components can be produced. Furthermore, the phosphor is suitable for use in optoelectronic components at higher irradiances due to its low flux quenching compared to Eu-doped phosphors.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das optoelektronisch Bauelement frei von einem weiteren Leuchtstoff. Insbesondere weist das optoelektronische Bauelement bei einem kaltweißen Farbort einen CRI von größer gleich 70, bevorzugt 78 auf. Der kaltweiße Farbort befindet sich beispielsweise bei den Koordinaten xCIE = 0,316 und yCIE = 0,327. Die korrelierte Farbtemperatur CCT beträgt hierbei 6355. Dadurch kann eine 1-Komponenten Weißlichtlösung mit hohem CRI realisiert werden.According to at least one embodiment, the optoelectronic component is free of any additional phosphor. In particular, the optoelectronic component has a CRI of greater than or equal to 70, preferably 78, for a cool white color coordinate. The cool white color coordinate is located, for example, at the coordinates x CIE = 0.316 and y CIE = 0.327. The correlated color temperature CCT is 6355. This allows for the realization of a single-component white light solution with a high CRI.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Konversionselement zumindest einen weiteren Leuchtstoff, der elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs in elektromagnetische Strahlung eines weiteren Wellenlängenbereichs konvertiert.According to at least one embodiment, the conversion element comprises at least one further phosphor which converts electromagnetic radiation of the first wavelength range into electromagnetic radiation of a further wavelength range.
Der weitere Leuchtstoff kann sich im gleichen Konversionselement wie der erste Leuchtstoff befinden. Alternativ kann der weitere Leuchtstoff auch in einem weiteren Konversionselement angeordnet sein, welches sich auf/unter dem Konversionselement befindet. Der weitere Leuchtstoff konvertiert bevorzugt elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs in elektromagnetische Strahlung des dritten Wellenlängenbereichs, welche sich von dem Emissionsspektrum unterscheidet. Insbesondere sendet der weitere Leuchtstoff orange-rotes Licht aus.The additional phosphor can be located in the same conversion element as the first phosphor. Alternatively, the additional phosphor can also be arranged in a further conversion element located above/below the conversion element. The additional phosphor preferably converts electromagnetic radiation of the first wavelength range into electromagnetic radiation of the third wavelength range, which differs from the emission spectrum. In particular, the additional phosphor emits orange-red light.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das optoelektronische Bauelement einen weiteren Leuchtstoff auf, der elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs in elektromagnetische Strahlung eines dritten Wellenlängenbereichs umwandelt und einen CRI von größer gleich 70, bevorzugt 78 bei einer Farbtemperatur von 4000 Kelvin aufweist. Dabei liegt der Farbort xCIE bei 0,380 und yCIE bei 0,377. Als weiterer Leuchtstoff findet der Nitrid-Leuchtstoff (Sr,Ca) SiAlN3:Eu2+ Anwendung. Mit Vorteil kann hier ein hoher CRI für 2-Komponenten Weißlichtlösungen realisiert werden.According to a further embodiment, the optoelectronic component comprises a further phosphor that converts electromagnetic radiation of the first wavelength range into electromagnetic radiation of a third wavelength range and has a CRI of greater than or equal to 70, preferably 78, at a color temperature of 4000 Kelvin. The color coordinates x CIE are 0.380 and y CIE are 0.377. The nitride phosphor (Sr,Ca) SiAlN 3 :Eu 2+ is used as a further phosphor. This advantageously allows for a high CRI for two-component white light solutions.
Der Leuchtstoff kann mit dem im Folgenden beschriebenen Verfahren hergestellt werden. Merkmale und Ausführungsformen, die lediglich in Verbindung mit dem Leuchtstoff und dem optoelektronischen Bauelement ausgeführt sind, können auch bei dem Verfahren ausgebildet sein und umgekehrt.The phosphor can be produced using the method described below. Features and embodiments that are implemented solely in conjunction with the phosphor and the optoelectronic component can also be implemented in the method, and vice versa.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines Leuchtstoffs mit der allgemeinen Formel MI 21-r+s-1/2t-1/2v+yMII 4+r-s-1/3u-1/3w-ySi27-r-t-u-x+yAlr+t+u+x-yN54-s-v-w-xOs+v+w+x:A, wobei
- - MI ein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der zweiwertigen Elemente,
- - MII ein Element oder eine Kombination von Elementen aus der Gruppe der dreiwertigen Elemente,
- - A ausgewählt ist aus Ce, Eu, Mn, Bi, Tb, Dy, Ni, Cr, Cu, Er oder Kombinationen daraus,
- - Bereitstellen einer Zusammensetzung von Edukten,
- - Homogenisieren der Edukte zur Herstellung eines Reaktionsgemenges, und
- - Erhitzen des Reaktionsgemenges auf eine Temperatur zwischen einschließlich 1600 °C und einschließlich 2200 °C.
- - M I is an element or a combination of elements from the group of divalent elements,
- - M II an element or a combination of elements from the group of trivalent elements,
- - A is selected from Ce, Eu, Mn, Bi, Tb, Dy, Ni, Cr, Cu, Er or combinations thereof,
- - Providing a composition of reactants,
- - homogenizing the reactants to produce a reaction mixture, and
- - Heating the reaction mixture to a temperature between 1600 °C and 2200 °C inclusive.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird in einem ersten Schritt des Verfahrens eine Zusammensetzung der Edukte homogenisiert. Die Zusammensetzung kann eine stöchiometrische Zusammensetzung oder eine nichtstöchiometrische Zusammensetzung der Edukte sein. Dies kann beispielsweise in einem Handmörser, einer Mörsermühle, einer Kugelmühle, einem Mehrachsmischer oder ähnlichem erfolgen.According to at least one embodiment of the process, a composition of the reactants is homogenized in a first step of the process. The composition can be a stoichiometric composition or a non-stoichiometric composition of the reactants. This can be done, for example, in a hand mortar, a mortar mill, a ball mill, a multi-axis mixer, or the like.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird das entstandene Reaktionsgemenge aus den Edukten in einen Tiegel überführt. Der Tiegel kann beispielsweise Korund, Wolfram, Molybdän oder Tantal aufweisen.According to one embodiment of the process, the resulting reaction mixture of reactants is transferred into a crucible. The crucible can be made of, for example, corundum, tungsten, molybdenum, or tantalum.
Das Reaktionsgemenge wird gemäß zumindest einer Ausführungsform in einem weiteren Schritt auf eine Temperatur zwischen einschließlich 1600 °C und einschließlich 2200 °C, bevorzugt zwischen einschließlich 1800 °C und einschließlich 2200 °C, besonders bevorzugt zwischen einschließlich 1900 °C und einschließlich 2100 °C erhitzt. Die Temperatur wird dabei für einschließlich 1 Stunde bis einschließlich 20 Stunden gehalten. Bevorzugt wird die Temperatur zwischen 4 Stunden und 10 Stunden gehalten. Das Erhitzen findet unter Stickstoffatmosphäre oder reduzierender Atmosphäre, beispielsweise Formiergas, bei normalem oder erhöhtem Druck statt. Die Gasatmosphäre weist beispielsweise ein Gemisch aus Stickstoff oder Argon mit bis zu 10 % Wasserstoff auf oder ist aus einem solchen Gemisch gebildet.According to at least one embodiment, the reaction mixture is heated in a further step to a temperature between 1600 °C and 2200 °C, preferably between 1800 °C and 2200 °C, particularly preferably between 1900 °C and 2100 °C. The temperature is maintained for 1 hour up to and including 20 hours. Preferably, the temperature is maintained for 4 hours to 10 hours. takes place under a nitrogen or reducing atmosphere, such as forming gas, at normal or elevated pressure. The gas atmosphere, for example, contains a mixture of nitrogen or argon with up to 10% hydrogen, or is formed from such a mixture.
Nach erfolgter Reaktion und Abkühlung wird das Produkt in einem Handmörser vermahlen. Dies kann beispielsweise in einem Handmörser, einer Mörsermühle oder einer Kugelmühle erfolgen. Bevorzugt wird das Reaktionsgemenge unter N2-Atmosphäre bei 20 bar und bei einer Temperatur von 2000 °C für vier Stunden bis 10 Stunden erhitzt. Anschließend wird insbesondere das Reaktionsgemenge abgekühlt und in einem Handmörser vermahlen. After the reaction has taken place and the product has cooled, it is ground in a hand mortar. This can be done, for example, in a hand mortar, a mortar grinder, or a ball mill. The reaction mixture is preferably heated under an N2 atmosphere at 20 bar and a temperature of 2000 °C for four to 10 hours. The reaction mixture is then cooled and ground in a hand mortar.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Edukte ausgewählt aus der folgenden Gruppe: Yttriumverbindung, Lutetiumverbindung, Strontiumverbindung, Calciumverbindung, Siliziumverbindung, Cerverbindung, Aluminiumverbindung und Kombinationen daraus.According to at least one embodiment, the reactants are selected from the following group: yttrium compound, lutetium compound, strontium compound, calcium compound, silicon compound, cerium compound, aluminum compound and combinations thereof.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Edukte ausgewählt aus der folgenden Gruppe: Yttriumnitrid, Yttriumoxid, Lutetiumnitrid, Lutetiumoxid, Calciumnitrid, Calciumoxid, Calciumcarbonat, Calciumnitrat, Strontiumnitrid, Strontiumoxid, Strontiumcarbonat, Strontiumnitrat, Strontiumsubnitrid, Siliziumnitrid, Siliziumoxid, Aluminiumnitrid, Aluminiumoxid, Aluminiumcarbonat, Aluminiumnitrat, Ceroxid, Cernitrid, Cerfluorid und Kombinationen daraus.According to at least one embodiment, the reactants are selected from the following group: yttrium nitride, yttrium oxide, lutetium nitride, lutetium oxide, calcium nitride, calcium oxide, calcium carbonate, calcium nitrate, strontium nitride, strontium oxide, strontium carbonate, strontium nitrate, strontium subnitride, silicon nitride, silicon oxide, aluminum nitride, aluminum oxide, aluminum carbonate, aluminum nitrate, cerium oxide, cerium nitride, cerium fluoride and combinations thereof.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird das Reaktionsgemenge bei einem Druck zwischen 15 bar und 25 bar erhitzt. Beispielsweise wird das Reaktionsgemenge bei 20 bar in einem Hochdruckofen erhitzt.According to at least one embodiment, the reaction mixture is heated at a pressure between 15 bar and 25 bar. For example, the reaction mixture is heated at 20 bar in a high-pressure furnace.
Der vorliegende Leuchtstoff eignet sich besonders gut bei hohen Bestrahlungsstärken, da nur geringe Quenchingeffekte auftreten im Vergleich zu Eu-dotierten Leuchtstoffen.The present phosphor is particularly suitable for high irradiances, since only low quenching effects occur compared to Eu-doped phosphors.
Der hier beschriebene Leuchtstoff ist für den grünen bis gelborangen Spektralbereich sehr gut geeignet und trägt zu effizienteren und/oder einfacheren und damit günstigeren Lösungen für die Anwendung bei.The phosphor described here is very well suited for the green to yellow-orange spectral range and contributes to more efficient and/or simpler and thus cheaper solutions for the application.
Der Leuchtstoff eignet sich für den Einsatz in leuchtstoffkonvertierten LEDs und kann für verschiedene Anwendungen verwendet werden, wie zum Beispiel für 1- oder 2-Komponenten Weißlichtlösungen mit vergleichsweise hohem CRI.The phosphor is suitable for use in fluorescent-converted LEDs and can be used for various applications, such as 1- or 2-component white light solutions with a comparatively high CRI.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des Leuchtstoffs des optoelektronischen Bauelements und des Verfahrens ergeben sich aus den folgenden, in Verbindung mit den Figuren, beschriebenen Ausführungsbeispielen.Further advantageous embodiments and developments of the phosphor of the optoelectronic component and of the method emerge from the following embodiments described in conjunction with the figures.
Es zeigen:
-
1 einen schematischen Ausschnitt einer Kristallstruktur eines Wirtsgitters eines Leuchtstoffs gemäß einem Ausführungsbeispiel; -
2 einen schematischen Ausschnitt einer Kristallstruktur eines Wirtsgitters eines Leuchtstoffs gemäß einem Ausführungsbeispiel; -
3 einen schematischen Ausschnitt einer Kristallstruktur eines Wirtsgitters eines Leuchtstoffs gemäß einem Ausführungsbeispiel; -
4 Emissionsspektren eines Leuchtstoffs gemäß einem Ausführungsbeispiel; - Figure 5 ein Emissionsspektrum eines Leuchtstoffs gemäß einem Vergleichsbeispiel;
-
6 ,7 und8 jeweils eine schematische Schnittdarstellung eines optoelektronischen Bauelements gemäß jeweils einem Ausführungsbeispiel; -
9 ein simuliertes LED-Emissionsspektrum mit dem Leuchtstoff gemäß jeweils einem Ausführungsbeispiel; - Figure 10 ein simuliertes LED-Emissionsspektrum mit einem Leuchtstoff gemäß einem Vergleichsbeispiel;
-
11 ein simuliertes LED-Emissionsspektrum mit dem Leuchtstoff und dem Leuchtstoff (Sr,Ca)SiAlN3:Eu2+ gemäß einem Ausführungsbeispiel; -
12 ein simuliertes LED-Emissionsspektrum mit den Leuchtstoffen YAG:Ce3+ und (Sr,Ca)SiAlN3:Eu2+ gemäß einem Vergleichsbeispiel; und -
13 eine schematische Schnittdarstellung verschiedener Verfahrensstadien eines Verfahrens zur Herstellung eines Leuchtstoffs gemäß einem Ausführungsbeispiel.
-
1 a schematic section of a crystal structure of a host lattice of a phosphor according to an embodiment; -
2 a schematic section of a crystal structure of a host lattice of a phosphor according to an embodiment; -
3 a schematic section of a crystal structure of a host lattice of a phosphor according to an embodiment; -
4 Emission spectra of a phosphor according to an embodiment; - Figure 5 shows an emission spectrum of a phosphor according to a comparative example;
-
6 ,7 and8 each shows a schematic sectional view of an optoelectronic component according to an embodiment; -
9 a simulated LED emission spectrum with the phosphor according to one embodiment; - Figure 10 shows a simulated LED emission spectrum with a phosphor according to a comparative example;
-
11 a simulated LED emission spectrum with the phosphor and the phosphor (Sr,Ca)SiAlN 3 :Eu 2+ according to an embodiment; -
12 a simulated LED emission spectrum with the phosphors YAG:Ce 3+ and (Sr,Ca)SiAlN 3 :Eu 2+ according to a comparative example; and -
13 a schematic sectional view of various process stages of a process for producing a phosphor according to an embodiment.
Gleiche, gleichartige oder gleichwirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente, insbesondere Schichtdicken, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.Identical, similar, or functionally identical elements are provided with the same reference numerals in the figures. The figures and the relative sizes of the elements depicted in the figures are not to be considered to scale. Rather, individual elements, particularly layer thicknesses, may be exaggerated for clarity and/or clarity.
Der Leuchtstoff 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel liegt in Form von Partikeln vor. Beispielsweise weisen die Partikel eine Korngröße zwischen einschließlich 0,2 Mikrometer und einschließlich 100 Mikrometer auf (nicht explizit gezeigt).The phosphor 1 according to one embodiment is in the form of particles. For example, the particles have a grain size between 0.2 micrometers and 100 micrometers (not explicitly shown).
Der Leuchtstoff 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der
Die
In der
Die Stickstoff-/Sauerstoffionen des (Si,Al) (O,N)4-Tetraeder 2 sind ausschließlich zweifach verbrückend. Die (Si,Al) (O,N)4-Tetraeder 2 sind über Ecken 3 mit weiteren (Si,Al) (N,O)4-Tetraedern 2 verknüpft. Die (Si,Al) (O,N)4-Tetraeder 2 bilden entlang der kristallographischen a-Achse unendliche Sechser-Einfachketten aus. Nach sechs (Si,Al) (O,N)4-Tetraedern 2 wiederholt sich die Ausrichtung der (Si,Al) (O,N)4-Tetraeder 2. In
Die Struktur des Leuchtstoffs 1 MI 21-r+s-1/2t-1/2v+yMII 4+r-s-1/3u-1/3w-ySi17-r-t-u-x+yAlr+t+u+x-yN54-s-v-w-xOs+v+w+x:A wurde anhand eines Einkristalls mittels Einkristallröntgenbeugung bestimmt. Die Gitterparameter, kristallographischen Daten sowie die grundlegenden Güteparameter der röntgenographischen Bestimmung sind in der Tabelle 1 zusammengefasst. Tabelle 1: Kristallografische Daten von (Y,Ca)25(Si,Al)27(O,N)54:Ce3+ (Ausführungsbeispiel 1).
Für den Leuchtstoff 1 mit der Summenformel MI 21-r+s-1/2t-1/2v+yMII 4+r-s-1/3u-1/3w-ySi27-r-t-u-x+yAlr+t+u+x-yNs4-s-v-w-xOs+v+w+x:A sind weiterhin kristallographische Lagerparameter bekannt, die in Tabelle 2 wiedergegeben sind. Tabelle 2: Kristallografische Lageparameter von (Y,Ca)25(Si,Al)27(O,N)54:Ce3+ (Ausführungsbeispiel 1).
Die
Das Emissionsspektrum ist die spektrale Intensität I der von dem Leuchtstoff 1 ausgesandten elektromagnetischen Strahlung in Abhängigkeit der Wellenlänge λ. Das Emissionsspektrum ist in einem Wellenlängenbereich von einschließlich 400 nm bis 900 nm abgebildet.The emission spectrum is the spectral intensity I of the electromagnetic radiation emitted by the phosphor 1 as a function of the wavelength λ. The emission spectrum is depicted in a wavelength range from 400 nm to 900 nm.
Das Emissionsspektrum E1-AB1 weist bei einer Anregungswellenlänge von 448 nm eine Dominanzwellenlänge λdom von 568 nm auf. Eine spektrale Halbwertsbreite beträgt für das Emissionsspektrum E1-AB1 des Leuchtstoffs 1 (Y, Ca) 25(Si,Al) 27(O, N) 54: Ce3+ gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 145 nm. Ein Emissionsmaximum λpeak beträgt 547 nm.The emission spectrum E1-AB1 has a dominant wavelength λ dom of 568 nm at an excitation wavelength of 448 nm. The spectral half-width for the emission spectrum E1-AB1 of the phosphor 1 (Y, Ca) 25 (Si, Al) 27 (O, N) 54 : Ce 3+ according to embodiment 1 is 145 nm. The emission maximum λ peak is 547 nm.
Das Emissionsspektrum E1-AB2 des Leuchtstoffs 1 (Y, Ca) 25(Si,Al) 27(O, N) 54: Ce3+ gemäß dem Ausführungsbeispiel 2 weist bei einer Anregungswellenlänge von 448 nm eine Dominanzwellenlänge von 567 nm auf. Eine spektrale Halbwertsbreite beträgt 138 nm und eine Emissionsmaximum λpeak beträgt 547 nm. Weiter unten ist der Unterschied des Ausführungsbeispiels 1 und 2 gezeigt.The emission spectrum E1-AB2 of the phosphor 1 (Y, Ca) 25 (Si, Al) 27 (O, N) 54 : Ce 3+ according to Embodiment 2 has a dominant wavelength of 567 nm at an excitation wavelength of 448 nm. A spectral half-width is 138 nm, and an emission maximum λ peak is 547 nm. The difference between Embodiments 1 and 2 is shown below.
In der
Die genannten spektralen Daten sind in der Tabelle 3 zusammengefasst. Es ist für den Leuchtstoff 1 eine breitere Halbwertsbreite im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel YAG:Ce3+ zu erkennen. Weiterhin ist der Farbort xCIE und yCIE verschoben. Tabelle 3: Wichtige spektrale Daten von (YCa)25(Si,Al)27(O,N)54:Ce3+ bei Anregung mit λexc = 448 nm.
Der Leuchtstoff 1 weist gemäß einem Ausführungsbeispiel die Formel (Y,Ca)25(Si,Al)27(O,N)54:Eu2+ auf. Der Leuchtstoff 1 emittiert elektromagnetische Strahlung im orange-roten Wellenlängenbereich. Das Emissionsspektrum ist im Vergleich zu dem Emissionsspektrum des Leuchtstoffs 1 mit der Formel (Y,Ca)25(Si,Al)27(O,N)54:C83+ schmalbandiger. Die Halbwertsbreite liegt zwischen einschließlich 70 nm und einschließlich 120 nm und λpeak liegt zwischen einschließlich 590 nm und einschließlich 660 nm.According to one embodiment, the phosphor 1 has the formula (Y,Ca) 25 (Si,Al) 27 (O,N) 54 :Eu 2+ . The phosphor 1 emits electromagnetic radiation in the orange-red wavelength range. The emission spectrum is compared to the emission spectrum of the phosphor 1 with the formula (Y,Ca) 25 (Si,Al) 27 (O,N) 54 :C8 3+ is narrower. The half-width lies between 70 nm and 120 nm, and the λ peak lies between 590 nm and 660 nm.
Im Strahlengang der von dem Halbleiterchip 11 emittierten elektromagnetischen Strahlung im ersten Wellenlängenbereich ist ein Konversionselement 13 angeordnet. Das Konversionselement 13 ist dazu eingerichtet, die elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs teilweise zu absorbieren und zumindest teilweise in elektromagnetische Strahlung des Emissionsspektrums zu konvertieren. Insbesondere weist das Emissionsspektrum eine längere Wellenlänge auf als der absorbierte erste Wellenlängenbereich.A conversion element 13 is arranged in the beam path of the electromagnetic radiation emitted by the semiconductor chip 11 in the first wavelength range. The conversion element 13 is configured to partially absorb the electromagnetic radiation of the first wavelength range and at least partially convert it into electromagnetic radiation of the emission spectrum. In particular, the emission spectrum has a longer wavelength than the absorbed first wavelength range.
Das Konversionselement 13 weist einen Leuchtstoff 1 mit der allgemeinen Formel MI 21-r+s-1/2t-1/2v+yMII 4+r-s-1/3u-1/3w-ySi27-r-t-u-x+yAlr+t+u+x-yN54-s-v-w+x:A auf. Insbesondere kann das Konversionselement 13 den Leuchtstoff 1 mit der Formel (Y,Ca)25(Si,Al)27(O,N)54:C83+ aufweisen.The conversion element 13 comprises a phosphor 1 having the general formula M I 21-r+s-1/2t-1/2v+y M II 4+rs-1/3u-1/3w-y Si 27-rtu-x+y Al r+t+u+xy N 54-sv-w+x :A. In particular, the conversion element 13 can comprise the phosphor 1 having the formula (Y,Ca) 25 (Si,Al) 27 (O,N) 54 :C8 3+ .
Der Leuchtstoff 1 kann in ein Matrixmaterial eingebettet sein. Das Matrixmaterial ist beispielsweise ein Silikon, ein Polysiloxan, ein Epoxidharz oder ein Glas. Alternativ kann das Konversionselement 13 frei von einem Matrixmaterial sein. In diesem Fall kann das Konversionselement 13 aus dem Leuchtstoff 1 beispielsweise aus einer Keramik des Leuchtstoffs 1 bestehen. Das Konversionselement 13 kann auch frei von einem weiteren Leuchtstoff sein. Das heißt, das Konversionselement weist den Leuchtstoff 1 und das Matrixmaterial auf.The phosphor 1 can be embedded in a matrix material. The matrix material is, for example, a silicone, a polysiloxane, an epoxy resin, or a glass. Alternatively, the conversion element 13 can be free of a matrix material. In this case, the conversion element 13 can consist of the phosphor 1, for example, a ceramic of the phosphor 1. The conversion element 13 can also be free of any other phosphor. This means that the conversion element comprises the phosphor 1 and the matrix material.
Alternativ kann das Konversionselement 13 zumindest einen weiteren Leuchtstoff 1 aufweisen. Der weitere Leuchtstoff 1 konvertiert elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs in elektromagnetische Strahlung eines weiteren Wellenlängenbereichs. Der weitere Leuchtstoff kann beispielsweise die elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs in elektromagnetische Strahlung des roten Wellenlängenbereichs konvertieren. Der weitere Leuchtstoff kann beispielsweise ein (Sr,Ca)AlSiN3:Eu sein. Weitere Leuchtstoffe oder Kombinationen von Leuchtstoffen sind denkbar.Alternatively, the conversion element 13 can comprise at least one further phosphor 1. The further phosphor 1 converts electromagnetic radiation of the first wavelength range into electromagnetic radiation of a further wavelength range. The further phosphor can, for example, convert the electromagnetic radiation of the first wavelength range into electromagnetic radiation of the red wavelength range. The further phosphor can, for example, be a (Sr,Ca)AlSiN 3 :Eu. Other phosphors or combinations of phosphors are conceivable.
Der Halbleiterchip 11 und das Konversionselement 13 sind in einer Ausnehmung 15 eines Gehäuses 14 eingebettet. Zur besseren Stabilisierung und zum Schutz des Halbleiterchips 11 und des Konversionselements 13 kann die Ausnehmung 15 des Gehäuses 14 mit einem Verguss 16 gefüllt sein und der Halbleiterchip 11 und das Konversionselement 13 sind vollständig vom Verguss 16 umhüllt.The semiconductor chip 11 and the conversion element 13 are embedded in a recess 15 of a housing 14. For better stabilization and protection of the semiconductor chip 11 and the conversion element 13, the recess 15 of the housing 14 can be filled with a potting compound 16, and the semiconductor chip 11 and the conversion element 13 are completely encased by the potting compound 16.
Das Konversionselement 13 kann wie in
Gemäß dem in
Gemäß dem in
Die
In der
In der Tabelle 4 sind die Daten zu den simulierten 1-Komponenten Weißlichtlösungen gezeigt. Tabelle 4: Daten zu den simulierten 1-Komponenten-Weißlichtlösungen.
In den
Die Farbtemperatur der simulierten Leuchtstofflösung in der
In der Tabelle 5 sind die Daten zu den simulierten 2-Komponenten Weißlichtlösungen bei CCT von 4000 Kelvin dargestellt. Tabelle 5: Daten zu den simulierten 2-Komponenten-Weißlichtlösungen bei CCT = 4000K.
Bei dem Verfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel der
In einem nächsten Schritt S2 wird das Reaktionsgemenge auf einer Temperatur zwischen einschließlich 1600 °C und einschließlich 2200 °C erhitzt. Bevorzugt wird das Reaktionsgemenge bei einer Temperatur von 1900 °C und 2100 °C erhitzt. Die Synthesetemperatur wird dabei für eine Stunde bis 20 Stunden, bevorzugt 4 Stunden bis 10 Stunden gehalten. Die Glühung findet unter Stickstoffatmosphäre oder reduzierender Atmosphäre, zum Beispiel Formiergas, bei normalem oder erhöhtem Druck statt. Beispielsweise werden die Edukte unter Formiergasatmosphäre und erhöhten Druck von 20 bar und 1900 bis 2000 °C zur Reaktion gebracht.In a next step S2, the reaction mixture is heated to a temperature between 1600°C and 2200°C inclusive. Preferably, the reaction mixture is heated to a temperature between 1900°C and 2100°C. The synthesis temperature is maintained for one hour to 20 hours, preferably four hours to 10 hours. Annealing takes place under a nitrogen or reducing atmosphere, for example, forming gas, at normal or elevated pressure. For example, the reactants are reacted under a forming gas atmosphere and elevated pressure of 20 bar and at 1900 to 2000°C.
Beispielsweise werden die Edukte YN, Ca3N2, Si3N4 und CeO2 verwendet. Die Edukte werden unter Schutzgasatmosphäre innig vermengt und anschließend in einen Wolframtiegel überführt. Dieser wird bei 2000 °C für 4 Stunden bis 10 Stunden unter Formiergasatmosphäre und erhöhten Druck, 20 bar, in einem Hochdruckofen geglüht.For example, the reactants YN, Ca 3 N 2 , Si 3 N 4 , and CeO 2 are used. The reactants are thoroughly mixed under a protective gas atmosphere and then transferred to a tungsten crucible. This crucible is annealed in a high-pressure furnace at 2000 °C for 4 to 10 hours under a forming gas atmosphere and at an elevated pressure of 20 bar.
Die Temperatur wird dabei für einschließlich 1 Stunde bis einschließlich 20 Stunden gehalten. Bevorzugt wird die Temperatur zwischen 4 Stunden und 10 Stunden gehalten.The temperature is maintained for a period of 1 hour up to and including 20 hours. Preferably, the temperature is maintained for between 4 and 10 hours.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden die Edukte YN, Sr2N, Si3N4 und CeO2 verwendet. Die Edukte werden unter Schutzgasatmosphäre innig vermengt und anschließend in einen Wolframtiegel überführt. Dieser wird bei 1900 °C für 4 Stunden bis 10 Stunden unter Formiergasatmosphäre und erhöhten Druck, 20 bar, in einem Hochdruckofen geglüht.According to one embodiment, the reactants YN, Sr 2 N, Si 3 N 4 , and CeO 2 are used. The reactants are thoroughly mixed under a protective gas atmosphere and then transferred to a tungsten crucible. This crucible is annealed in a high-pressure furnace at 1900 °C for 4 to 10 hours under a forming gas atmosphere and elevated pressure (20 bar).
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel werden die Edukte LuN, Ca3N2, Si3N4, AlN und CeO2 unter Schutzgasatmosphäre innig vermengt und anschließend in einem Wolframtiegel überführt. Diese wird bei 1900 °C für 4 bis 10 Stunden unter Formiergasatmosphäre und erhöhten Druck, 20 bar, in einem Hochdruckofen geglüht.According to another embodiment, the reactants LuN, Ca 3 N 2 , Si 3 N 4 , AlN, and CeO 2 are thoroughly mixed under a protective gas atmosphere and then transferred to a tungsten crucible. This crucible is annealed in a high-pressure furnace at 1900 °C for 4 to 10 hours under a forming gas atmosphere and elevated pressure (20 bar).
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel werden die Edukte LuN, Sr2N, Si3N4, AlN und CeO2 innig unter Schutzgasatmosphäre vermengt und anschließend in einem Wolframtiegel überführt. Diese wird bei 1900 °C für 4 bis 10 Stunden unter Formiergasatmosphäre und erhöhten Druck, 20 bar, in einem Hochdruckofen geglüht.According to another embodiment, the reactants LuN, Sr2N , Si3N4 , AlN, and CeO2 are thoroughly mixed in a protective gas atmosphere and then transferred to a tungsten crucible. This crucible is annealed in a high-pressure furnace at 1900 °C for 4 to 10 hours under a forming gas atmosphere and elevated pressure (20 bar).
In einem nächsten Schritt S3 wird das Reaktionsgemenge nach der Abkühlung in einem Handmörser vermahlen. Dies kann zum Beispiel wieder mit einem Handmörser, einer Mörsermühle oder einer Kugelmühle erfolgen.In the next step (S3), the reaction mixture is cooled and ground in a hand mortar. This can be done, for example, with a hand mortar, a mortar grinder, or a ball mill.
Die Tabelle 6 fasst die Einwaagen der Edukte zusammen, die für die Herstellung eines Leuchtstoffs 1 mit der Summenformel (Y, Ca) 25(Si,Al) 27(O, N) 54: Ce3+ gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 und 2 eingesetzt wurden. Tabelle 6: Einwaage für (Y,Ca)25(Si,Al)27(O,N)54:Ce3+.
Die Tabelle 7 zeigt eine EDX-Analyse der Ausführungsbeispiele 1 und 2 und zeigt somit das Vorhandensein von Yttrium, Calcium und Silizium in dem Leuchtstoff 1. Die Abweichungen von der allgemeinen Formel entstehen durch Fehler bei der EDX-Messung. Tabelle 7: EDX von den Ausführungsbeispielen 1 & 2 normiert auf Si = 27.
Die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Merkmale und Ausführungsbeispiele können gemäß weiteren Ausführungsbeispielen miteinander kombiniert werden, auch wenn nicht alle Kombinationen explizit beschrieben sind. Weiterhin können die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele alternativ oder zusätzlich weitere Merkmale gemäß der Beschreibung im allgemeinen Teil aufweisen.The features and exemplary embodiments described in conjunction with the figures can be combined with one another according to further exemplary embodiments, even if not all combinations are explicitly described. Furthermore, the exemplary embodiments described in conjunction with the figures can alternatively or additionally comprise further features according to the description in the general part.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.The invention is not limited to the embodiments by the description. Rather, the invention encompasses any novel feature and any combination of features, including, in particular, any combination of features in the patent claims, even if this feature or combination itself is not explicitly stated in the patent claims or embodiments.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Leuchtstofffluorescent
- 22
- (Si,Al) (O,N)4-Tetraeder(Si,Al) (O,N) 4 -tetrahedron
- 33
- EckeCorner
- 44
- Gerüststrukturframework structure
- 55
- MI-IonenM I ions
- 66
- MII-IonenM II ions
- 77
- Kanalchannel
- 88
- Sechser-RingSix-ring
- 1010
- optoelektronisches Bauelementoptoelectronic component
- 1111
- Halbleiterchipsemiconductor chip
- 1212
- StrahlungsaustrittsflächeRadiation exit surface
- 1313
- KonversionselementConversion element
- 1414
- GehäuseHousing
- 1515
- Ausnehmungrecess
- 1616
- VergussCasting
- II
- Intensitätintensity
- λλ
- Wellenlängewavelength
- E1-AB1E1-AB1
- Emissionsspektrum von (Y,Ca)25(Si,Al)27(O,N)54:C83+ von Ausführungsbeispiel 1, Anregung mit λexc = 448 nmEmission spectrum of (Y,Ca) 25 (Si,Al) 27 (O,N) 54 :C8 3+ from Example 1, excitation with λ exc = 448 nm
- E1-AB2E1-AB2
- Emissionsspektrum von (Y,Ca)25(Si,Al)27(O,N)54:C83+ von Ausführungsbeispiel 2, Anregung mit λexc = 448 nmEmission spectrum of (Y,Ca) 25 (Si,Al) 27 (O,N) 54 :C8 3+ from Example 2, excitation with λ exc = 448 nm
- E-VBE-VB
- Emissionsspektrum Vergleichsbeispiel YAG:Ce3+, Anregung 448 nmEmission spectrum comparison example YAG:Ce 3+ , excitation 448 nm
- SE1SE1
- simuliertes LED-Spektrum mit Leuchtstoff 1simulated LED spectrum with phosphor 1
- SE1-VBSE1-VB
- simuliertes LED-Spektrum mit Vergleichsleuchtstoff YAG:Ce3+,simulated LED spectrum with reference phosphor YAG:Ce 3+ ,
- SE2SE2
- simuliertes LED-Spektrum mit Leuchtstoff 1 und (Sr,Ca) SiAlN3:Eu2+ Simulated LED spectrum with phosphor 1 and (Sr,Ca) SiAlN 3 :Eu 2+
- SE2-VBSE2-VB
- simuliertes LED-Spektrum mit YAG:Ce und (Sr,Ca)SiAlN3:Eu2+ Simulated LED spectrum with YAG:Ce and (Sr,Ca)SiAlN 3 :Eu 2+
- S1S1
- Verfahrensschritt 1Process step 1
- S2S2
- Verfahrensschritt 2Process step 2
- S3S3
- Verfahrensschritt 3Process step 3
Claims (17)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102024106249.5A DE102024106249A1 (en) | 2024-03-05 | 2024-03-05 | FLUOR SUBSTANCE, OPTOELECTRONIC COMPONENT, METHOD FOR PRODUCING A FLUOR SUBSTANCE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102024106249.5A DE102024106249A1 (en) | 2024-03-05 | 2024-03-05 | FLUOR SUBSTANCE, OPTOELECTRONIC COMPONENT, METHOD FOR PRODUCING A FLUOR SUBSTANCE |
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| Publication Number | Publication Date |
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| DE102024106249A1 true DE102024106249A1 (en) | 2025-09-11 |
Family
ID=96810251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102024106249.5A Pending DE102024106249A1 (en) | 2024-03-05 | 2024-03-05 | FLUOR SUBSTANCE, OPTOELECTRONIC COMPONENT, METHOD FOR PRODUCING A FLUOR SUBSTANCE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102024106249A1 (en) |
Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| EP2141216A1 (en) * | 2007-04-18 | 2010-01-06 | Mitsubishi Chemical Corporation | Phosphor and method for producing the same, phosphor-containing composition, light-emitting device, illuminating device, image display device, and nitrogen-containing compound |
| JP2015063680A (en) * | 2013-08-29 | 2015-04-09 | 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. | Phosphor |
| WO2017144433A1 (en) * | 2016-02-23 | 2017-08-31 | Lumileds Holding B.V. | Wavelength converting material for a light emitting device |
-
2024
- 2024-03-05 DE DE102024106249.5A patent/DE102024106249A1/en active Pending
Patent Citations (3)
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| EP2141216A1 (en) * | 2007-04-18 | 2010-01-06 | Mitsubishi Chemical Corporation | Phosphor and method for producing the same, phosphor-containing composition, light-emitting device, illuminating device, image display device, and nitrogen-containing compound |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ZHANG, Y. [et al.]: Realizing red/orange emission of Eu2+/Ce3+ in La26-xSrxSi41Ox+1N80-x (x = 12.72–12.90) phosphors for high color rendition white LEDs. In: J. Mater. Chem . C, Bd. 8, 2020, S. 13458-13466. – ISSN 2050-7534 * |
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