DE102021132004A1

DE102021132004A1 - Leuchtstoff, leuchtstoffmischung, verfahren zur herstellung eines leuchtstoffs und strahlungsemittierendes bauelement

Info

Publication number: DE102021132004A1
Application number: DE102021132004.6A
Authority: DE
Inventors: Mark Vorsthove; Christiane Stoll; Daniel Bichler; Dominik Baumann; Frauke Philipp; Simon Dallmeir
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2021-12-06
Filing date: 2021-12-06
Publication date: 2023-06-07
Also published as: US20250043180A1; DE112022004173A5; WO2023104749A1; JP2024543532A

Abstract

Es wird ein Leuchtstoff (1) mit der allgemeinen Formel Sr_1-bBa_bLi₃Al_1-xGa_xO_4-yN_y:Eu angegeben, wobei 0 ≤ b ≤ 1, 0 < x ≤ 1 und 0 ≤ y ≤ 1 ist. Es werden weiterhin ein Leuchtstoffgemisch, ein Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffs und ein strahlungsemittierendes Bauelement angegeben.

Description

Es werden ein Leuchtstoff, eine Leuchtstoffmischung, ein Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffs und ein strahlungsemittierendes Bauelement angegeben.
Aufgabe zumindest einer Ausführungsform ist es, einen Leuchtstoff mit verbesserten Eigenschaften anzugeben. Aufgabe zumindest einer weiteren Ausführungsform ist es, eine Leuchtstoffmischung mit verbesserten Eigenschaften anzugeben. Aufgabe zumindest einer weiteren Ausführungsform ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffs mit verbesserten Eigenschaften anzugeben. Aufgabe zumindest einer weiteren Ausführungsform ist es, ein strahlungsemittierendes Bauelement mit verbesserten Eigenschaften anzugeben. Diese Aufgaben werden durch einen Leuchtstoff, eine Leuchtstoffmischung, ein Verfahren sowie ein strahlungsemittierendes Bauelement gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
Es wird ein Leuchtstoff angegeben. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Leuchtstoff die allgemeine Formel Sr_1-bBa_bLi₃Al_1-xGa_xO_4-yN_y:Eu auf, wobei 0 ≤ b ≤ 1, 0 < x ≤ 1 und 0 ≤ y ≤ 1 ist. Insbesondere kann gelten 0 < y ≤ 1, beispielsweise 0 < y ≤ 0,25.
Unter dem Begriff „Leuchtstoff“ wird hier und im Folgenden ein Wellenlängenkonversionsstoff verstanden, also ein Material, das zur Absorption und Emission von elektromagnetischer Strahlung eingerichtet ist. Insbesondere absorbiert der Leuchtstoff elektromagnetische Strahlung, die ein anderes Wellenlängenmaximum als die von dem Leuchtstoff emittierte elektromagnetische Strahlung aufweist. Beispielsweise absorbiert der Leuchtstoff Strahlung mit einem Wellenlängenmaximum bei kleineren Wellenlängen als das Emissionsmaximum und emittiert somit Strahlung mit einem in Richtung Rot verschobenen Emissionsmaximum. Reine Streuung oder reine Absorption werden vorliegend nicht als wellenlängenkonvertierend verstanden.
Hier und im Folgenden werden Leuchtstoffe mit Summenformeln beschrieben. Es ist bei den angegebenen Formeln möglich, dass der Leuchtstoff weitere Elemente etwa in Form von Verunreinigungen aufweist, wobei diese Verunreinigungen zusammengenommen mit einem Anteil von höchstens 5 Mol%, insbesondere höchstens 1 Mol%, bevorzugt höchstens 0,1 Mol% in dem Leuchtstoff vorhanden sind.
Der Leuchtstoff setzt sich aus Elementen zusammen, die in dem Leuchtstoff als Ionen, also Anionen oder Kationen vorliegen. Hier und im Folgenden werden die Bestandteile des Leuchtstoffs, Sr, Ba, Li, Al, Ga, O, N und Eu, sowohl als Elemente als auch als Ionen bzw. Kationen oder Anionen bezeichnet. Die Angabe von konkreten Elementen erfolgt dabei der Übersichtlichkeit halber nicht notwendigerweise mit der Angabe der Ladung. Insbesondere liegen Sr, Ba, Li, Al, Ga, und Eu als Kation vor, während O und N als Anion vorliegen. Eu liegt insbesondere zweifach positiv geladen vor und kann daher auch als Eu²⁺ angegeben werden.
Der vorliegende Leuchtstoff kann nach außen hin ungeladen vorliegen. Das bedeutet, dass im Leuchtstoff nach außen hin ein vollständiger Ladungsausgleich zwischen positiven und negativen Ladungen bestehen kann. Es ist hingegen auch möglich, dass der Leuchtstoff formell in geringem Maße keinen vollständigen Ladungsausgleich besitzt.
Der Leuchtstoff kann insbesondere ein kristallines, beispielsweise keramisches Wirtsmaterial, in das Eu als Aktivatorelement eingebracht ist, aufweisen. Bei dem Leuchtstoff handelt es sich beispielsweise um ein keramisches Material.
Das Aktivatorelement Eu verändert die elektronische Struktur des Wirtsmaterials insofern, dass elektromagnetische Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs von dem Leuchtstoff absorbiert werden kann. Diese sogenannte Primärstrahlung kann in dem Leuchtstoff einen elektronischen Übergang anregen, der unter Aussenden von elektromagnetischer Strahlung eines zweiten Wellenlängenbereichs, auch Sekundärstrahlung genannt, wieder in den Grundzustand übergehen kann. Das Aktivatorelement, das in das Wirtsmaterial eingebracht ist, ist somit für die wellenlängenkonvertierenden Eigenschaften des Leuchtstoffs verantwortlich.
Ein hier beschriebener Leuchtstoff kann beispielsweise bei Anregung mit einer Primärstrahlung aus dem blauen oder dem UV Spektralbereich eine Sekundärstrahlung im gelben oder gelb-grünen Spektralbereich emittieren. Damit kann er insbesondere in strahlungsemittierenden Bauelementen, wie beispielsweise weißes Licht emittierende LEDs (LED: Licht emittierende Diode), eingesetzt werden, in denen ein Halbleiterchip blaue Primärstrahlung emittiert, welche von dem Leuchtstoff zum Teil in Sekundärstrahlung umgewandelt wird. Alternativ kann der hier beschriebene Leuchtstoff auch zur gelben oder gelb/grünen Vollkonversion in beispielsweise einer LED eingesetzt werden. Er eignet sich auch gut für die Verwendung beispielsweise in Displays oder Projektoren.
Gegenüber herkömmlich verwendeten gelb oder grün-gelb emittierenden Leuchtstoffen, wie beispielsweise YAG (Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺), weist der hier beschriebene Leuchtstoff einige Vorteile auf. Beispielsweise weist er eine geringere Halbwertsbreite („full width at half maximum“ - FWHM) auf als die Halbwertsbreite von über 100 nm, typischerweise von 110 nm bis 125 nm, des YAG. Unter einer Halbwertsbreite wird hier und im Folgenden die spektrale Breite auf halber Höhe des Maximums eines Emissionspeaks bzw. einer Emissionsbande verstanden. Die gegenüber dem Stand der Technik reduzierte Halbwertsbreite kann zu einer erhöhten Lichtausbeute führen, was für die meisten Konversionsanwendungen vorteilhaft ist. Auch ein gegenüber herkömmlichen Leuchtstoffen verbesserter visueller Nutzeffekt kann aus der geringen FWHM des hier beschriebenen Leuchtstoffs resultieren.
Weiterhin lässt sich in dem hier beschriebenen Leuchtstoff der Farbort der emittierten Strahlung verschieben, zum einen indem das Verhältnis Al/Ga verändert wird, zum anderen, indem der Anteil von Sr gegenüber dem Anteil von Ba erhöht oder gesenkt wird. Beispielsweise wird das emittierte Spektrum vom gelben in den grünen Spektralbereich verschoben, wenn der Ga- und/oder der Ba-Gehalt steigt.
Darüber hinaus findet durch den Einbau von Stickstoff in die Struktur des hier beschriebenen Leuchtstoffs eine zusätzliche Stabilisierung statt. Dadurch kann beispielsweise -wenn vorhanden- eine zweite Emissionsbande unterdrückt werden, was dazu führt, dass die resultierende einzelne Emissionbande deutlich schmaler ist, als zwei überlagerte Banden. Auch die Emission kann durch die Präsenz von Stickstoff weiter angepasst werden.
Die genannten Vorteile des hier beschriebenen Leuchtstoffs kommen sowohl zur Geltung, wenn er alleine in einem Konversionselement, beispielsweise in einer LED, eingesetzt wird, als auch wenn er in Kombination mit weiteren Leuchtstoffen verwendet wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform kristallisiert der Leuchtstoff in einer triklinen Kristallstruktur. Insbesondere kristallisiert der Leuchtstoff in der triklinen Raumgruppe P1. Das kann beispielsweise mittels Einkristallröntgenbeugung bestimmt werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform kristallisiert der Leuchtstoff in der triklinen Raumgruppe P1 und weist Gitterparameter auf, die folgende Bereiche aufweisen: 570 pm ≤ a ≤ 590 pm, 725 pm ≤ b ≤ 750 pm, 970 pm ≤ c ≤ 990 pm, 75° ≤ α ≤ 95°, 65° ≤ β ≤ 85°, 70° ≤ γ ≤ 90°.
Wenn der Leuchtstoff in der triklinen Raumgruppe P1 kristallisiert, sind sowohl Li(O,N)₄-Tetraeder als auch gemischtbesetzte (Ga,Al)(O,N)₄-Tetrader vorhanden, welche jeweils gemeinsame Kanten und/oder Ecken miteinander aufweisen. Li(O,N)₄-Tetraeder können auch untereinander über gemeinsame Kanten und/oder Ecken miteinander verknüpft sein, Ga/Al(O,N)₄-Tetrader nicht. Die Tetraeder werden jeweils von vier Sauerstoffatomen oder von drei Sauerstoffatomen und einem Stickstoffatom oder von zwei Sauerstoffatomen und zwei Stickstoffatomen oder von einem Sauerstoffatom und drei Stickstoffatomen oder von vier Stickstoffatomen aufgespannt. In den resultierenden Tetraederlücken sind Li bzw. Ga und/oder Al angeordnet. Sr und/oder Ba, welche jeweils achtfach koordiniert vorliegen, ist in Kanälen angeordnet, die durch die Tetraeder gebildet werden. Weiterhin sind Kanäle vorhanden, die frei von Sr und/oder Ba sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform kristallisiert der Leuchtstoff in einer monoklinen Kristallstruktur. Insbesondere kristallisiert der Leuchtstoff in der monoklinen Raumgruppe C21m. Das kann beispielsweise mittels Einkristallröntgenbeugung bestimmt werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform kristallisiert der Leuchtstoff in der monoklinen Raumgruppe C2/m und weist Gitterparameter auf, die folgende Bereiche aufweisen: 1585 pm ≤ a ≤ 1605 pm, 635 pm ≤ b ≤ 655 pm, 790 pm ≤ c ≤ 805 pm, β ist ca. 90°. Beispielsweise ist a = 1596(1), b = 647(1), c = 797(1) pm und β = 90.00(1)°. Ein Zellvolumen kann in dieser Ausführungsform beispielsweise 0.8238(5) nm³ betragen.
Wenn der Leuchtstoff in der monoklinen Raumgruppe C2/m kristallisiert, sind sowohl Ga(O,N)₄-Tetraeder als auch (Ga,Li) (O,N)₄-Tetraeder vorhanden, wobei die Ga-Plätze jeweils alternativ oder zusätzlich mit Al besetzt sein können. Die Tetraeder weisen jeweils gemeinsame Kanten und/oder Ecken auf, wobei zwei (Ga,Li) (O,N)₄-Tetraeder auch eine gemeinsame Kante miteinander aufweisen können. Die Tetraeder werden jeweils von vier Sauerstoffatomen oder von drei Sauerstoffatomen und einem Stickstoffatom oder von zwei Sauerstoffatomen und zwei Stickstoffatomen oder von einem Sauerstoffatom und drei Stickstoffatomen oder von vier Stickstoffatomen aufgespannt. In den resultierenden Tetraederlücken sind Li bzw. Ga und/oder Al angeordnet. Ba und/oder Sr, die jeweils achtfach koordiniert vorliegen, befindet sich in den jeweiligen Kanälen, die durch die Tetraeder gebildet werden. Weiterhin sind Kanäle vorhanden, die frei von Sr und/oder Ba sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform kristallisiert der Leuchtstoff in einer tetragonalen Kristallstruktur. Insbesondere kristallisiert der Leuchtstoff in der tetragonalen Raumgruppe I4/m. Das kann beispielsweise mittels Einkristallröntgenbeugung bestimmt werden.
Wenn der Leuchtstoff in der tetragonalen Raumgruppe I4/m kristallisiert, liegen (Li,Ga,Al) (O,N)₄-Tetraeder vor, die ecken- und/oder kantenverknüpft sind. Die Tetraeder werden jeweils von vier Sauerstoffatomen oder von drei Sauerstoffatomen und einem Stickstoffatom oder von zwei Sauerstoffatomen und zwei Stickstoffatomen oder von einem Sauerstoffatom und drei Stickstoffatomen oder von vier Stickstoffatomen aufgespannt. Die Tetraeder bilden Kanäle, in denen Sr- bzw. Ba-Atome angeordnet sind oder die frei von Ba- bzw. Ba-Atomen sind.
Die Erfinder haben erkannt, dass der hier beschriebene Leuchtstoff in verschiedenen Raumgruppen kristallisieren kann. Er kann somit entweder in der oben erwähnten, triklinen, monoklinen oder tetragonalen Raumgruppe kristallisieren oder aber er kann ein Leuchtstoffgemisch bzw. -gemenge bilden, das zumindest zwei verschiedene Kristallisationen des Leuchtstoffs, also verschiedene Phasen, in denen der Leuchtstoff jeweils unterschiedlich kristallisiert vorliegt, enthält. Die verschiedenen Phasen können mittels Pulver-Röntgenbeugung unterschieden werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Leuchtstoff ein Absorptionsspektrum auf, das in dem Bereich einschließlich 400 nm bis einschließlich 500 nm, insbesondere in dem Bereich einschließlich 400 nm bis einschließlich 460 nm ein Absorptionsmaximum aufweist. Der Leuchtstoff ist somit mit blauer bzw. UV-Strahlung anregbar und kann insbesondere bei einer solchen Anregung gelbes oder gelb-grünes Licht emittieren.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Leuchtstoff ein Emissionsspektrum auf, das zumindest einen Emissionspeak bei einer Wellenlänge in dem Bereich von einschließlich 510 nm bis einschließlich 580 nm aufweist. Unter einem Emissionspeak ist hier und im Folgenden die Emission mit der maximalen Intensität zu verstehen, wobei es sich dabei auch um ein lokales Maximum handeln kann. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Leuchtstoff ein Emissionsspektrum auf, das genau einen Emissionspeak oder genau zwei Emissionspeaks in dem Bereich von einschließlich 510 nm bis einschließlich 580 nm aufweist. Bei Vorliegen von zwei Emissionspeaks kann es zu einer Überlagerung zu einer gemeinsamen Emissionsbande kommen. Der Leuchtstoff emittiert somit, insbesondere bei Anregung mit Strahlung aus dem blauen oder UV-Bereich, gelbe oder gelb-grüne Strahlung.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Leuchtstoff ein Emissionsspektrum auf, das eine Dominanzwellenlänge aufweist, die aus dem Bereich einschließlich 540 nm bis einschließlich 580 nm, insbesondere aus dem Bereich einschließlich 545 nm bis einschließlich 575 nm, ausgewählt ist. Die Dominanzwellenlänge wird herangezogen, um den Farbeindruck von der emittierten Strahlung zu charakterisieren.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der zumindest eine Emissionspeak eine Halbwertsbreite auf, die kleiner als 75 nm, insbesondere kleiner 60 nm, beispielsweise kleiner als 50 nm ist. Damit wird ein Leuchtstoff bereitgestellt, welcher eine besonders schmalbandige Emission aufweist, die insbesondere gegenüber herkömmlichen gelb oder gelb-grün emittierenden Leuchtstoffen deutlich in ihrer Halbwertsbreite reduziert ist, und die damit beispielsweise eine erhöhte Effizienz mit sich bringt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Aktivator Eu in dem Leuchtstoff eine Konzentration von bis zu einschließlich 10 mol%, insbesondere von bis zu einschließlich 5 mol%, beispielsweise von bis zu einschließlich 2 mol%, insbesondere von bis zu einschließlich 1 mol%, in Bezug auf den Gesamtgehalt an Sr und Ba auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Leuchtstoff eine der Zusammensetzungen Sr₁Li₃Ga₁O₄:Eu, Sr₁Li₃Ga₁O_3,75N_0,25:Eu, Sr₁Li₃Al_0,8Ga_0,2O_3,75N_0,25:Eu, Sr₁Li₃Al₀, ₈Ga_0,2O₄:Eu, Sr_0,6Ba_0,4Li₃Ga₁O₄:Eu, Sr_0,5Ba_0,5Li₃Al_0,5Ga_0,5O_3,75N_0,25:Eu auf. In den ersten vier Zusammensetzungen ist b = 0 und somit kein Ba in dem Leuchtstoff vorhanden. In der ersten, zweiten und fünften Zusammensetzung ist x = 1 und somit kein Al in dem Leuchtstoff vorhanden. In der ersten, vierten und fünften Zusammensetzung ist y = 0 und somit kein N in dem Leuchtstoff vorhanden.
Es wird weiterhin ein Leuchtstoffgemisch angegeben. Das Leuchtstoffgemisch enthält insbesondere Leuchtstoffe gemäß oben beschriebenen Ausführungsformen. Sämtliche in Verbindung mit dem Leuchtstoff offenbarten Merkmale und
Ausführungsformen gelten somit auch für das Leuchtstoffgemisch und umgekehrt.
Das Leuchtstoffgemisch enthält gemäß einer Ausführungsform mindestens zwei Leuchtstoffe, die ausgewählt sind aus der Gruppe Leuchtstoff mit der allgemeinen Formel Sr_1-bBa_bLi₃Al_1-xGa_xO_4-yN_y:Eu, wobei 0 ≤ b ≤ 1, 0 < x ≤ 1 und 0 ≤ y ≤ 1 ist, der in einer triklinen Kristallstruktur, insbesondere in der triklinen Raumgruppe P1, kristallisiert, Leuchtstoff mit der allgemeinen Formel Sr_1-bBa_bLi₃Al_1-xGa_xO_4-yN_y:Eu, wobei 0 ≤ b ≤ 1, 0 < x ≤ 1 und 0 ≤ y ≤ 1 ist, der in einer monoklinen Kristallstruktur, insbesondere in der monoklinen Raumgruppe C2/m, kristallisiert, und Leuchtstoff mit der allgemeinen Formel Sr_1-bBa_bLi₃Al_1-xGa_xO_4-yN_y:Eu, wobei 0 ≤ b ≤ 1, 0 < x ≤ 1 und 0 ≤ y ≤ 1 ist, der in einer tetragonalen Kristallstruktur, insbesondere in der tetragonalen Raumgruppe I/4m, kristallisiert.
Das Leuchtstoffgemisch kann zwei oder drei Leuchtstoffe enthalten, die dieselbe Zusammensetzung aufweisen und sich nur durch ihre Kristallstruktur unterscheiden, oder zwei oder drei Leuchtstoffe, die sowohl in ihrer Zusammensetzung als auch in ihrer Kristallstruktur unterschiedlich sind. Die verschiedenen Kristallstrukturen, also die verschiedenen Phasen, die durch die Leuchtstoffe in dem Leuchtstoffgemisch gebildet werden, sind mittels Pulverröntgenbeugung oder Einkristallröntgenbeugung voneinander unterscheidbar, auch wenn alle Leuchtstoffe in dem Leuchtstoffgemisch dieselbe Zusammensetzung aufweisen.
Beispielsweise kann der Leuchtstoff, der in der triklinen Kristallstruktur kristallisiert, die Hauptphase in dem Leuchtstoffgemisch bilden. Der Leuchtstoff, der in der tetragonalen Kristallstruktur kristallisiert, kann als Nebenphase mit einem Anteil von 5 bis 10 Gew% in dem Leuchtstoffgemisch vorhanden sein. Für diesen Leuchtstoff ist aber ein Anteil von etwa 75 Gew%, insbesondere von bis zu 65 Gew%, ebenso denkbar. Der Leuchtstoff, der in der monoklinen Kristallstruktur kristallisiert, kann eine weitere Nebenphase bilden.
Gemäß einer Ausführungsform kann ein Leuchtstoffgemisch einen Leuchtstoff der Formel (Sr,Ba)Li₃(Al,Ga)O₄:Eu²⁺ enthalten, der in der triklinen Raumgruppe P1 kristallisiert, und einen Leuchtstoff (Sr,Ba) (Li,Ga)₃Ga(O,N)₄:Eu²⁺, der in der monoklinen Raumgruppe C2/m kristallisiert, oder aus diesen Leuchtstoffen bestehen.
Es wird weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffs angegeben. Mit dem Verfahren kann insbesondere ein wie oben beschriebener Leuchtstoff oder ein wie oben beschriebenes Leuchtstoffgemisch hergestellt werden. Sämtliche in Verbindung mit dem Leuchtstoff bzw. dem Leuchtstoffgemisch offenbarten Merkmale und Ausführungsformen gelten somit auch für das Verfahren und umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird mit dem Verfahren ein Leuchtstoff mit der allgemeinen Formel Sr_1-bBa_bLi₃Al_1-xGa_xO_4-yN_y:Eu hergestellt, wobei 0 ≤ b ≤ 1, 0 < x ≤ 1 und 0 ≤ y ≤ 1 ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren die Schritte

- Bereitstellen eines Gemenges von Edukten, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die Oxide, Nitride, Carbonate, Nitrate, Oxalate, Citrate und Hydroxide jeweils von Sr, Ba, Li, Al, Ga und Eu und Kombinationen daraus umfasst,
- homogenes Vermengen der Edukte,
- Erhitzen der Edukte auf eine Temperatur, die aus dem Bereich einschließlich 600°C bis einschließlich 1000°C ausgewählt ist.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist bei dem Erhitzen die Temperatur aus dem Bereich von einschließlich 750°C bis einschließlich 850°C, beispielsweise 800°C, ausgewählt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden als Edukte zumindest eines aus der Gruppe SrO, BaO, BaGa₂O₄, Ga₂O₃, Li₂O, SrAl₂O₄, SrGa₂O₄, GaN, Sr₃Al₂N₄ und Eu₂O₃ ausgewählt. Beispielsweise werden als Edukte Li₂O, SrGa₂O₄, SrO, und Eu₂O₃ ausgewählt, um einen Leuchtstoff mit der Zusammensetzung Sr₁Li₃Ga₁O₄:Eu herzustellen, die Edukte Li₂O, Ga₂O₃, GaN, SrO, und Eu₂O₃, um einen Leuchtstoff der Zusammensetzung Sr₁Li₃Ga₁O_3,75N_0,25:Eu herzustellen, die Edukte Li₂O, SrAl₂O₄, SrGa₂O₄, Sr₃Al₂N₄ , SrO, und Eu₂O₃, um einen Leuchtstoff der Zusammensetzung Sr₁Li₃ Al_0,8Ga_0,2O_3,75N_0,25:Eu herzustellen, die Edukte SrO, Li₂O, SrAl₂O₄, SrGa₂O₄, und Eu₂O₃, um einen Leuchtstoff der Zusammensetzung Sr₁Li₃Al_0,8Ga_0,2O₄:Eu herzustellen, die Edukte SrO, BaO, Li₂O, BaGa₂O₄, SrGa₂O₄ und Eu₂O₃, um einen Leuchtstoff der Zusammensetzung Sr_0,6 Ba_0,4Li₃Ga₁O₄:Eu herzustellen, und die Edukte SrO, BaO, Li₂O, SrAl₂O₄, SrGa₂O₄, BaGa₂O₄, Sr₃Al₂N₄ und Eu₂O₃, um einen Leuchtstoff der Zusammensetzung Sr_0,50 Ba_0,50 Li₃Al_0,50Ga_0,50O_3,75 N_0,25:Eu herzustellen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird das Erhitzen unter Formiergasatmosphäre durchgeführt. Die Formiergasatmosphäre setzt sich gemäß einer Ausführungsform aus 91% N₂ und 9% H₂ zusammen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird das Erhitzen für einen Zeitraum von 2,5h bis 6h, insbesondere 3,5h bis 4,5h, beispielsweise für 4h durchgeführt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird das Erhitzen bei Normaldruck durchgeführt. Das ist ein vereinfachtes Verfahren gegenüber herkömmlichen Verfahren, da es energie- und kostensparend durchgeführt werden kann.
Während des Erhitzens werden die Edukte zur Reaktion gebracht und der Leuchtstoff gebildet.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen dem Erhitzen nachfolgenden Schritt des Nachtemperns. Gemäß einer Ausführungsform wird das Nachtempern bei einer Temperatur aus dem Bereich einschließlich 600°C bis einschließlich 800°C durchgeführt. Gemäß einer Ausführungsform wird das Nachtempern in H₂-Atmosphäre bei einer Temperatur von kleiner als 600°C durchgeführt. Durch das Nachtempern kann eine etwaige vorhandene grüne Emissionsbande zugunsten einer langwelligeren Emissionsbande in dem Leuchtstoff unterdrückt werden. Weiterhin kann dadurch gezielt der Anteil einer gewünschten Kristallstruktur, in der der Leuchtstoff kristallisiert, erhöht werden. Auch der Anteil an Eu³⁺ und Eu²⁺ in dem Leuchtstoff kann durch das Nachtempern vermindert werden.
Es wird weiterhin ein strahlungsemittierendes Bauelement angegeben. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das strahlungsemittierende Bauelement

- einen Halbleiterchip, der im Betrieb elektromagnetische Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs von einer Strahlungsaustrittsfläche emittiert, und
- ein Konversionselement auf der Strahlungsaustrittsfläche, das einen hier beschriebenen Leuchtstoff aufweist, der elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs in elektromagnetische Strahlung eines zweiten Wellenlängenbereichs konvertiert, oder ein hier beschriebenes Leuchtstoffgemisch aufweist, das elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs in elektromagnetische Strahlung eines zweiten Wellenlängenbereichs konvertiert.

Der oben beschriebene Leuchtstoff bzw. das Leuchtstoffgemisch sind insbesondere zur Verwendung in einem strahlungsemittierenden Bauelement geeignet und vorgesehen. Merkmale und Ausführungsformen, die in Verbindung mit dem Leuchtstoff, dem Leuchtstoffgemisch und/oder dem Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffs beschrieben sind, gelten somit ebenso für das strahlungsemittierende Bauelement und umgekehrt.
Die elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs bildet das Emissionsspektrum des Halbleiterchips aus und wird auch als Primärstrahlung bezeichnet.
Bei dem Halbleiterchip handelt es sich zum Beispiel um einen Leuchtdiodenchip oder einen Laserdiodenchip. Das Bauelement kann somit eine Licht emittierende Diode (LED) oder ein Laser sein. Bevorzugt weist der Halbleiterchip eine epitaktisch gewachsene Halbleiterschichtenfolge mit einer aktiven Zone auf, die dazu geeignet ist, elektromagnetische Strahlung zu erzeugen. Hierzu weist die aktive Zone beispielsweise einen pn-Übergang, eine Doppelheterostruktur, ein Einfachquantentopf- oder eine Mehrfachquantentopfstruktur auf.
Der Halbleiterchip kann im Betrieb elektromagnetische Strahlung beispielsweise aus dem ultravioletten Spektralbereich und/oder aus dem sichtbaren Spektralbereich, insbesondere aus dem blauen Spektralbereich aussenden. Die Primärstrahlung weist somit beispielsweise Wellenlängen aus dem Bereich 400 nm bis 500 nm, insbesondere 400 nm bis 460 nm, auf.
Das Konversionselement, das auf der Strahlungsaustrittsfläche angeordnet ist befindet sich insbesondere im Strahlengang des Halbleiterchips, so dass zumindest ein Teil der von dem Halbleiterchip emittierten Strahlung auf das Konversionselement trifft.
Der Leuchtstoff bzw. das Leuchtstoffgemisch in dem Konversionselement wandelt elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs in elektromagnetische Strahlung eines zweiten Wellenlängenbereichs um. Die elektromagnetische Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs bildet das Emissionsspektrum des Leuchtstoffs bzw. des Leuchtstoffgemischs aus und wird auch als Sekundärstrahlung bezeichnet.
Die elektromagnetische Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs ist von dem ersten Wellenlängenbereich zumindest teilweise verschieden. Der Leuchtstoff bzw. das Leuchtstoffgemisch, der bzw. das in dem Konversionselement enthalten ist oder aus dem das Konversionselement besteht, verleiht dem Konversionselement wellenlängenkonvertierende Eigenschaften. Beispielsweise wandelt das Konversionselement die elektromagnetische Strahlung des Halbleiterchips lediglich teilweise in elektromagnetische Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs um, während ein weiterer Teil der elektromagnetischen Strahlung des Halbleiterchips von dem Konversionselement transmittiert wird. Das strahlungsemittierende Bauelement emittiert in diesem Fall Mischlicht, das sich aus elektromagnetischer Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs und elektromagnetischer Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs zusammensetzt. Das Mischlicht umfasst beispielsweise weißes Licht. Erfolgt eine vollständige Konversion der Primärstrahlung durch das Konversionselement und/oder findet keine Transmission von Primärstrahlung durch das Konversionselement statt, bezeichnet man das als Vollkonversion. In diesem Fall emittiert das strahlungsemittierende Bauelement die von dem Konversionselement emittierte Sekundärstrahlung, insbesondere aus dem gelben bzw. gelb-grünen Spektralbereich.
Aufgrund der Beschaffenheit des hier beschriebenen Leuchtstoffs und damit auch des ihn enthaltenden Leuchtstoffgemischs, weist das Bauelement Vorteile gegenüber herkömmlichen Bauelementen auf. Beispielsweise führt die geringe spektrale Halbwertsbreite des Leuchtstoffs bzw. des Leuchtstoffgemischs zu einer deutlich erhöhten Lichtausbeute, die zu einem Effizienzgewinn des Bauelements beiträgt. Dies gilt sowohl für Teil- oder Vollkonversionsanwendungen, wenn nur der Leuchtstoff bzw. das Leuchtstoffgemisch in dem Konversionselement vorhanden ist, als auch wenn Leuchtstoff oder Leuchtstoffgemisch gemeinsam mit weiteren Leuchtstoffen in dem Konversionselement vorhanden sind. In ersterem Fall entspricht die erhöhte Lichtausbeute direkt dem Effizienzgewinn, in weiterem Fall ist die genaue Größe des Effizienzgewinns auch von den weiteren Leuchtstoffen und dem Mischungsverhältnis abhängig.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Konversionselement frei von einem weiteren Leuchtstoff. In diesem Fall ist in dem Konversionselement nur der Leuchtstoff bzw. das Leuchtstoffgemisch vorhanden und weist eine erhöhte Effizienz auf, die direkt der Lichtausbeute des Leuchtstoffs bzw. des Leuchtstoffgemischs entspricht. Ein solches Bauelement kann beispielsweise zur Vollkonversion zur Erzeugung von gelben bzw. gelb-grünen Licht eingesetzt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist in dem Konversionselement zumindest ein weiterer Leuchtstoff vorhanden. Der weitere Leuchtstoff ist insbesondere von dem Leuchtstoff bzw. Leuchtstoffgemisch unterschiedlich und wandelt elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs in elektromagnetische Strahlung eines dritten Wellenlängenbereichs um. Der dritte Wellenbereich ist gemäß einer Ausführungsform zumindest teilweise unterschiedlich von dem ersten und dem zweiten Wellenlängenbereich. Der weitere Leuchtstoff kann beispielsweise elektromagnetische Strahlung emittieren, die aus dem roten Spektralbereich oder aus dem grünen Spektralbereich ausgewählt ist. Beispielsweise kann der weitere Leuchtstoff ausgewählt sein aus Granaten, SCASN, (Ca,Sr,Ba)₂Si₅N₈ oder CASN. Der hier beschriebene Leuchtstoff bzw. das hier beschriebene Leuchtstoffgemisch und der weitere Leuchtstoff bilden somit eine Leuchtstoffmischung, die die Primärstrahlung ganz oder teilweise konvertiert. Ein solches Bauelement kann beispielsweise zur Voll- oder Teilkonversion zur Erzeugung von weißem Licht eingesetzt werden und weist aufgrund des in dem Konversionselement vorhanden Leuchtstoffs bzw. Leuchtstoffgemischs eine erhöhte Effizienz auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Konversionselement als Konversionsschicht ausgebildet. Die Konversionsschicht kann in direktem oder in indirektem Kontakt auf die Strahlungsaustrittsfläche des Halbleiterchips aufgebracht sein. Im Falle eines indirekten Kontakts kann sie mit Hilfe von beispielsweise einer Klebeschicht auf die Strahlungsaustrittsfläche aufgebracht sein oder zwischen der Strahlungsaustrittsfläche und dem Konversionselement kann ein Verguss angebracht sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Konversionselement als drehbares Leuchtstoffrad ausgebildet. In diesem Fall ist das Konversionselement beabstandet zum Halbleiterchip angeordnet, so dass es um eine Drehachse drehbar ist. Das Konversionselement kann kreisförmig ausgebildet sein. In dieser Ausführungsform kann der Halbleiterchip eine Laserdiode sein. Das Bauelement kann dann als Laser Activated Remote Phosphor (LARP) System bezeichnet werden und ist insbesondere geeignet für die Verwendung in Projektoren und Displays.
Halbleiterchip, Konversionsschicht und gegebenenfalls Klebeschicht können gemäß einer weiteren Ausführungsform auch alle von einem Verguss umgeben sein. Beispielsweise sind Halbleiterchip, Konversionselement und gegebenenfalls eine Klebeschicht dann in der Vertiefung eines Gehäuses angeordnet, in der weiterhin der Verguss angeordnet ist.
Ein Verguss kann eine Durchlässigkeit für die Primärstrahlung und/oder die Sekundärstrahlung und/oder die von weiteren vorhandenen Leuchtstoffen emittierte Strahlung aufweisen, die mindestens 85 %, bevorzugt 95 % beträgt. Weiterhin kann ein Verguss beispielsweise Silikon oder Epoxidharz als Material aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt der Leuchtstoff bzw. das Leuchtstoffgemisch in dem Konversionselement als Keramik vor. In einem solchen Fall kann die Konversionsschicht aus dem die Keramik bildenden Leuchtstoff bzw. Leuchtstoffgemisch bestehen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt der Leuchtstoff bzw. das Leuchtstoffgemisch in dem Konversionselement in eine Matrix eingebettet vor. Insbesondere liegt dann der Leuchtstoff bzw. das Leuchtstoffgemisch in Partikelform vor. Gegebenenfalls vorhandene weitere Leuchtstoffe können ebenfalls, insbesondere in Partikelform, in der Matrix eingebettet vorliegen. Gemäß einer Ausführungsform liegt der Leuchtstoff bzw. das Leuchtstoffgemisch in Partikelform insbesondere mit Korngrößen zwischen einschließlich 500 nm und einschließlich 50 µm vor.
Die Matrix kann beispielsweise ein Material aufweisen, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Polymere und Glas umfasst. Als Polymere können beispielsweise Polystyrol, Polysiloxan, Polysilazan, PMMA, Polycarbonat, Polyacrylat, Polytetrafluorethylen, Polyvinyl, Silikonharz, Silikon, Epoxidharz und transparentes Synthesekautschuk ausgewählt werden. Als Glas können beispielsweise Silikate, Wasserglas und Quarzglas ausgewählt werden.
Es wird weiterhin die Verwendung des strahlungsemittierenden Bauelements angegeben. Das hier beschriebene strahlungsemittierende Bauelement kann gemäß einer Ausführungsform zur Weißlichterzeugung, insbesondere bei niedrigem Farbwiedergabeindex (CRI, „color rendering index“), in Displays, in Fahrzeugscheinwerfern und in Projektoren verwendet werden.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des Bauelements und des Verfahrens ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen.

1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines strahlungsemittierenden Bauelements gemäß einem Ausführungsbeispiel.
2 zeigt eine schematische Schnittansicht eines strahlungsemittierenden Bauelements gemäß einem Ausführungsbeispiel.
3 zeigt die Kristallstruktur von einem Leuchtstoff gemäß einem Ausführungsbeispiel.
4 zeigt die Kristallstruktur von einem Leuchtstoff gemäß einem Ausführungsbeispiel.
5a bis 5f zeigen Emissionsspektren von Leuchtstoffen gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
6 zeigt Emissionsspektren von Leuchtstoffen gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
7 zeigt ein aufgespaltenes Emissionsspektrum eines Leuchtstoffs gemäß einem Ausführungsbeispiel.
8a und 8b zeigen Emissionsspektren von Leuchtstoffen gemäß Ausführungsbeispielen im Vergleich zu Vergleichsbeispielen.
9 zeigt berechnete Pulverdiffraktogramme.
10 zeigt die Kristallstruktur von einem Leuchtstoff gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente, insbesondere Schichtdicken, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines strahlungsemittierenden Bauelements gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das strahlungsemittierende Bauelement 100 weist einen Halbleiterchip 10 auf. Der Halbleiterchip 10 emittiert im Betrieb elektromagnetische Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs (Primärstrahlung) aus einer Strahlungsaustrittsfläche 11. Der Halbleiterchip 10 weist eine epitaktisch gewachsene Halbleiterschichtenfolge mit einer aktiven Zone 12 auf, die dazu geeignet ist, elektromagnetische Strahlung zu erzeugen. Die Primärstrahlung weist beispielsweise Wellenlängen im blauen und/oder ultravioletten Bereich auf.
Weiterhin weist das Bauelement ein Konversionselement 20 auf. Das Konversionselement 20 enthält entweder eine Matrix, in der der Leuchtstoff 1, insbesondere Partikel des Leuchtstoffs 1, eingebettet ist, oder das Konversionselement 20 weist eine aus dem Leuchtstoff 1 gebildete Keramik auf oder besteht daraus. Alternativ enthält das Konversionselement 20 eine Matrix, in der ein Leuchtstoffgemisch 1', insbesondere Partikel des Leuchtstoffgemischs 1', eingebettet ist, oder das Konversionselement 20 weist eine aus dem Leuchtstoffgemisch 1' gebildete Keramik auf oder besteht daraus.

Der Leuchtstoff 1 bzw. das Leuchtstoffgemisch 1' weisen die allgemeine Formel Sr_1-bBa_bLi₃Al_1-xGa_xO_4-yN_y:Eu auf, wobei 0 ≤ b ≤ 1, 0 < x ≤ 1 und 0 ≤ y ≤ 1 ist, ist auf. Gemäß Ausführungsbeispielen handelt es sich bei dem Leuchtstoff 1 bzw. dem Leuchtstoffgemisch 1' um die Ausführungsbeispiele A1 bis A6, die in Tabelle 1 angegeben sind: Tabelle 1

Ausführungsbeispiel	Zusammensetzung
A1	Sr₁Li₃Ga₁O_3,75N_0,25:Eu
A2	Sr₁Li₃Ga₁O₄:Eu
A3	Sr₁Li₃ Al_0,8Ga_0,2O_3,75N_0,25:Eu
A4	Sr₁Li₃Al₀, ₃Ga_0,2O₄:Eu
A5	Sr_0,6Ba_0,4Li₃Ga₁O₄:Eu
A6	Sr_0,5Ba_0,5Li₃Al_0,5Ga_0,5O_3,75N_0,25:Eu

Handelt es sich um den Leuchtstoff 1, so kann er beispielsweise eines dieser Ausführungsbeispiele oder auch jede andere Zusammensetzung im Rahmen der allgemeinen Formel Sr_1-bBa_bLi₃Al_1-xGa_xO_4-yN_y:Eu mit 0 ≤ b ≤ 1, 0 < x ≤ 1 und 0 ≤ y ≤ 1 sein, und entweder in der triklinen Raumgruppe P1, in der monoklinen Raumgruppe C2/m oder in der tetragonalen Raumgruppe I4/m kristallisieren. Der Leuchtstoff 1 kristallisiert somit nur in einer Kristallstruktur.
Handelt es sich um das Leuchtstoffgemisch 1', so kann es beispielsweise zwei oder drei Leuchtstoffe umfassen, die unabhängig voneinander eines der Ausführungsbeispiele A1 bis A6 oder jede andere Zusammensetzung im Rahmen der allgemeinen Formel Sr_1-bBa_bLi₃Al_1-xGa_xO_4-yN_y:Eu mit 0 ≤ b ≤ 1, 0 < x ≤ 1 und 0 ≤ y ≤ 1 sind, wobei jeder Leuchtstoff in dem Leuchtstoffgemisch 1' eine andere Kristallstruktur aufweist, so dass zwei oder drei verschiedene Kristallstrukturen in dem Leuchtstoffgemisch 1' vorhanden sind. Die Kristallstrukturen sind dabei ausgewählt aus der triklinen Raumgruppe P1, der monoklinen Raumgruppe C2/m und der tetragonalen Raumgruppe I4/m. Das Leuchtstoffgemisch 1' weist somit mehrere Phasen auf, die sich mindestens durch ihre Kristallstrukturen voneinander unterscheiden, gegebenenfalls auch durch die genaue Zusammensetzung der Leuchtstoffe.
Zusätzlich kann mindestens ein weiterer Leuchtstoff in dem Konversionselement 20 vorhanden sein, der mit dem hier beschriebenen Leuchtstoff 1 bzw. dem Leuchtstoffgemisch 1' eine Leuchtstoffmischung bildet.
Wenn das Konversionselement 20 eine Matrix aufweist, in der der Leuchtstoff 1, das Leuchtstoffgemisch 1' oder gegebenenfalls die Leuchtstoffmischung eingebettet ist, weist die Matrix dabei ein Material auf, das ausgewählt ist aus Polymeren wie beispielsweise Polystyrol, Polysiloxan, Polysilazan, PMMA, Polycarbonat, Polyacrylat, Polytetrafluorethylen, Polyvinyl, Silikonharz, Silikon, Epoxidharz und transparentes Synthesekautschuk, und Glas wie beispielsweise Silikate, Wasserglas und Quarzglas.
Der Leuchtstoff 1 bzw. das Leuchtstoffgemisch 1' wandelt im Betrieb elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs in elektromagnetische Strahlung des zweiten Wellenlängenbereichs (Sekundärstrahlung) um. Bei den Ausführungsbeispielen A1 bis A6 liegt die Sekundärstrahlung im gelben bis gelb-grünen Bereich, insbesondere bei Anregung mit Primärstrahlung im blauen oder UV-Bereich. Bei nicht vollständiger Konversion der Primärstrahlung durch das Konversionselement sendet das Bauelement somit Mischlicht, das aus Primär- und Sekundärstrahlung und, wenn weitere Leuchtstoffe in dem Konversionselement 20 vorhanden sind, der emittierten Strahlung dieser weiteren Leuchtstoffe, zusammengesetzt ist aus. Ein solches Bauelement 100 emittiert beispielsweise weißes Licht.
Das Konversionselement 20, das hier als Konversionsschicht ausgebildet ist, kann entweder direkt auf dem Halbeiterchip 10 aufgebracht sein, oder beispielsweise mittels einer Klebeschicht (hier nicht explizit gezeigt), daran befestigt sein. Auch eine Ausformung als Leuchtstoffrad ist denkbar.
Der Halbleiterchip 10 mit dem darauf angeordneten Konversionselement 20 ist in der Ausnehmung eines Gehäuses 30 angeordnet. Das Gehäuse 30 hat zum Halbleiterchip 10 hin abgeschrägte Seitenflächen, die reflektiv ausgebildet sein können. Der Halbleiterchip 10 und das Konversionselement 20 können in dem Gehäuse 30 von einem Verguss 40 umgeben sein, wie hier gezeigt. Das Vorhandensein eines Vergusses 40 ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Der Verguss kann beispielsweise aus einem Silikon oder Epoxidharz gebildet sein und weist eine Durchlässigkeit für elektromagnetische Strahlung der aktiven Zone 12 auf, die mindestens 85%, bevorzugt 95% beträgt.
Alternativ kann das Gehäuse 30 auch keine Seitenwände und damit keine Ausnehmung aufweisen und als Träger ausgebildet sein (hier nicht gezeigt).
2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines strahlungsemittierenden Bauelements. Für die Elemente mit gleichen Bezugszeichen gelten die in Bezug auf 1 gemachten Ausführungen. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Konversionselement 20 nicht direkt auf dem Halbleiterchip 10 angeordnet, sondern beabstandet dazu auf der von dem Halbleiterchip 10 abgewandten Seite des Vergusses 40. Auch hier ist das Konversionselement 20 wieder als Konversionsschicht ausgebildet.
Bei den in den 1 und 2 gezeigten Bauelementen handelt es sich beispielsweise um LEDs. Der Übersichtlichkeit halber sind in den 1 und 2 zusätzlich vorhandene Elemente, wie beispielsweise elektrische Kontaktierungen, nicht gezeigt.
Im Folgenden wird das Verfahren zur Herstellung des Leuchtstoffs 1 anhand der Ausführungsbeispiele A1 bis A6 erläutert. Die folgenden Ausführungen gelten für das Leuchtstoffgemisch 1' analog, sofern das Leuchtstoffgemisch 1' verschiedene Leuchtstoffe der gleichen Zusammensetzung mit unterschiedlicher Kristallstruktur umfasst.

In Tabelle 2 sind die für die Herstellung der Ausführungsbeispiele A1 bis A6 verwendeten Edukte und die jeweiligen Einwaagen in g angegeben. Es handelt sich dabei um Einwaagen für theoretische Verbindungen, die aufgrund der Ladungsneutralität nicht unbedingt dem entstandenen Endprodukt entsprechen. Tabelle 2

	Sr O	Li₂ O	SrAl₂ O₄	SrGa₂ O₄	GaN	Sr₃Al₂ N₄	BaGa₂ O₄	Eu₂ O₃	BaO	Ga₂O₃
A1	8,47	3,66	0	0	0,68	0	0	0,29	0	6,89
A2	2,1	1,82	0	5,92	0	0	0	0,14	0	0
A3	3,96	4,28	6,87	2,78	0	1,78	0	0,34	0	0
A4	2,45	2,12	3,89	1,38	0	0	0	0,17	0	0
A5	1,17	1,52	0	1,02	0	0	5,77	0,12	2,15	0
A6	0,21	1,81	1,664	1,178	0	0,7542	2,068	0,142	2,171	0

Zur Herstellung der jeweiligen Leuchtstoffe 1 bzw. Leuchtstoffgemische 1' kann weiterhin ein Flussmittel zu der Reaktionsmischung dazugegeben werden. Bei dem Flussmittel handelt es sich beispielsweise um Li₂BO₄, von dem 0,3 g (bei den Ausführungsbeispielen A2 und A6) bzw. 0,6 g (bei den Ausführungsbeispielen A1 und A3 bis A5) der Reaktionsmischung zugegeben werden.
Für die Synthese werden aus den jeweiligen Edukten stöchiometrische Gemenge bereitgestellt, homogen vermengt und anschließend erhitzt. Das Erhitzen erfolgt in Nickeltiegeln im Kammerofen unter Formiergasatmosphäre (91% N₂/9% H₂) bei 800°C für 4 Stunden. Dabei werden die Edukte zur Reaktion gebracht und die resultierenden Produkte enthalten den jeweiligen Leuchtstoff 1 bzw. das Leuchtstoffgemisch 1'.

Die Strukturen der Ausführungsbeispiele werden mittels Einkristallröntgenbeugung charakterisiert. Die Gitterparameter, kristallographischen Daten sowie die grundlegenden Güteparameter der röntgenographischen Bestimmung des Ausführungsbeispiels A2 sind in Tabelle 3 gezeigt. In der Tabelle ist in der rechten Spalte ein weiteres Beispiel angeführt, anhand dessen gezeigt werden kann, dass Al und Ga im Rahmen der allgemeinen Formel des Leuchtstoffs ausgetauscht werden können: Tabelle 3

Summenformel	Sr [Li ₃ GaO ₄ ]:Eu ²⁺		Sr[Li ₃ Al _0.25 Ga _0.75 O ₄ ]:Eu ²⁺
Formelmasse / g mol^-1	242.16		231.59
Z	4		4
Strukturtyp	Sr[LiAl₃N₄]		Sr[LiAl₃N₄]
Kristallsystem	triklin		triklin
Raumgruppe	P 1		P 1
Gitterparameter	a	581.4(2) pm	a	581.0(1) pm
	b	737.5(2) pm	b	737.6(2) pm
	c	979.3(2) pm	c	978.9(2) pm
	α	84.186(8)°	α	84.106(5)°
	β	76.759(8)°	β	76.740(5)°
	γ	79.656(7)°	γ	79.531(6)°
Volumen V	0.4013(2) nm³		0.4007(2) nm³
Kristallographische Dichte ρ / g cm^-3	4.008		3.839
T /K	296		296
Diffraktometer	BRUKER D8 Quest		BRUKER D8 Quest
Strahlung	Cu K_α(154.178 nm)		Cu K_α(154.178 nm)
Messbereich	4.65 ≤ θ ≤ 64.19		4.65 ≤ θ ≤ 42.35
Gemessene / unabhängige Reflexe	1117/ 911		537/401
Gemessener reziproker Raum	-6 ≤ h ≤ 6;		-4 ≤ h ≤ 4;
	-8 ≤ k ≤ 8;		-6 ≤ k ≤ 6;
	0 ≤ l ≤ 11		-8 ≤ l ≤ 8
R_all/wR _ref	8.17%/ 18.97%		7.09%/ 11.46%
GoF	1.182		1.044

Die kristallographischen Lageparameter der verfeinerten Struktur des Ausführungsbeispiels A2 sind in Tabelle 4 zusammengestellt: Tabelle 4

Name	Atom typ	Wyckoff-Lage	x	y	z	Besetzung	U _iso
Sr01	Sr	2i	0.0097(7)	0.6221(4)	0.1177(4)	1	0.0123(15)
Sr02	Sr	2i	0.9741(9)	0.8671(5)	0.3768(4)	1	0.0120(14)
Ga03	Al	2i	0.4630(10)	0.7938(8)	0.1321(7)	1	0.0090(17)
Ga04	Al	2i	1.1671(9)	0.6932(8)	0.6542(8)	1	0.0081(17)
O005	O	2i	1.347(6)	0.842(5)	0.529(4)	1	0.014(7)
O006	O	2i	0.653(6)	0.889(5)	0.226(4)	1	0.016(7)
O007	O	2i	0.651(5)	0.657(4)	- 0.009(4)	1	0.010(7)
O008	O	2i	1.166(5)	0.458(4)	0.602(4)	1	0.012(7)
O009	O	2i	0.332(6)	0.613(5)	0.262(4)	1	0.014(7)
O00A	O	2i	0.860(5)	0.814(4)	0.643(4)	1	0.010(6)
O00B	O	2i	1.155(5)	0.692(4)	0.842(4)	1	0.009(6)
O00C	O	2i	0.177(5)	0.930(4)	0.097(4)	1	0.011(6)
Li06	Li	2i	0.543(16)	0.948(13)	- 0.387(12)	1	0.02(2)
Li05	Li	2i	1.476(13)	0.313(11)	0.626(10)	1	0.010(18)
Li04	Li	2i	0.813(14)	0.820(12)	0.148(12)	1	0.014(19)
Li03	Li	2i	0.190(16)	0.444(13)	0.404(13)	1	0.02(2)
Li02	Li	2i	0.474(13)	0.568(10)	- 0.123(9)	1	0.005(16)
Li01	Li	2i	1.171(14)	0.942(13)	- 0.093(12)	1	0.014(19)

In 3 ist schematisch die Kristallstruktur des Leuchtstoffs 1 gezeigt, der eine trikline Kristallstruktur aufweist. Die Struktur ist isotyp zu der von dem bereits bekannten Sr[LiAl₃N₄] :Eu (beschrieben in Pust, P. et al., Nat. Mater., 13, 891-896 (2014)). In 3 stehen schraffierte Kreise für Sr bzw. Ba, eng schraffierte Tetraeder für LiO₄-Tetraeder und weit schraffierte Tetraeder für (Al,Ga)O₄-Tetraeder. Die Tetraeder weisen jeweils gemeinsame Kanten und/oder Ecken miteinander auf. LiO₄-Tetraeder können auch untereinander über gemeinsame Kanten miteinander verknüpft sein, GaO₄-Tetrader nicht. Die Tetraeder werden jeweils von vier Sauerstoffatomen oder von drei Sauerstoffatomen und einem Stickstoffatom oder von zwei Sauerstoffatomen und zwei Stickstoffatomen oder von einem Sauerstoffatom und drei Stickstoffatomen, oder von vier Stickstoffatomen aufgespannt. In den resultierenden Tetraederlücken sind Li bzw. Ga bzw. Al angeordnet. Sr bzw. Ba, welche achtfach koordiniert sind, ist in Kanälen angeordnet, die durch die Tetraeder gebildet werden. Weiterhin sind auch freie Kanäle vorhanden.

Tabelle 5 zeigt die wichtigsten kristallographischen Daten der Ausführungsbeipiele A1 bis A6, welche in der triklinen Kristallstruktur kristallisieren, die aus Röntgenpulverdiffraktometrie-Daten gewonnen sind: Tabelle 5

	Volumen [nm³]	a [pm]	b [pm]	c [pm]	α [°]	β [°]	γ [°]
A1	0,4025	582,0	738,5	980,0	84,195	76,770	79,610
A2	0,4028	582,1	738,7	980,4	84,176	76,758	79,603
A3	0,3925	575,9	733,4	973,5	83,896	76,609	79,560
A4	0,3929	575,7	734,0	973,1	83,945	76,824	79,704
A5	0,4116	586,0	744,9	986,2	84,191	76,785	79,645
A6	0,4096	584,0	743,5	987,3	83.905	76,616	79,602

Aus Tabelle 5 geht hervor, dass sich unterschiedliche Zusammensetzungen gemäß den Ausführungsbeispielen A1 bis A6 gebildet haben, wodurch sich die Gitterparameter verändert haben.
4 zeigt die Kristallstruktur des monoklinen (Sr,Ba) (Li,Ga)₃Ga(O,N)₄:Eu entlang der kristallographischen b-Achse. Ba bzw. Sr Lagen sind als schraffierte Kreise dargestellt, die Ga(O,N)₄-Tetraeder sind weit schraffiert und die (Ga,Li) (O,N)₄-Tetraeder eng schraffiert. Dieses Ausführungsbeispiel kristallisiert in der Raumgruppe C2/m mit den Gitterparametern a = 1596(1), b = 647(1), c = 797(1) pm und β = 90.00(1)° und einem Zellvolumen von 0.8238(5) nm³. Die Tetraeder weisen jeweils gemeinsame Kanten und/oder Ecken auf, wobei zwei (Ga,Li) (O,N)₄-Tetraeder auch eine gemeinsame Kante miteinander aufweisen können. Die Tetraeder werden jeweils von vier Sauerstoffatomen oder von drei Sauerstoffatomen und einem Stickstoffatom oder von zwei Sauerstoffatomen und zwei Stickstoffatomen oder von einem Sauerstoffatom und drei Stickstoffatomen oder von vier Stickstoffatomen aufgespannt. In den resultierenden Tetraederlücken sind Li bzw. Ga angeordnet. Ba und/oder Sr, die jeweils achtfach koordiniert sind, befindet sich in den jeweiligen Kanälen, die durch die Tetraeder gebildet werden. Es sind weiterhin auch leere Kanäle, welche frei von Ba und/oder Sr sind, vorhanden.
10 zeigt die schematische Darstellung der Kristallstruktur eines Leuchtstoffs 1, der in der tetragonalen Kristallstruktur kristallisiert. Die Kreise stellen Sr bzw. Ba Lagen dar, die schraffierten Bereiche stellen (Li,Ga,Al) (O,N)₄-Tetraeder dar, die ecken- und kantenverknüpft vorliegen. Die Tetraeder werden jeweils von vier Sauerstoffatomen oder von drei Sauerstoffatomen und einem Stickstoffatom oder von zwei Sauerstoffatomen und zwei Stickstoffatomen oder von einem Sauerstoffatom und drei Stickstoffatomen oder von vier Stickstoffatomen aufgespannt. Die Tetraeder bilden Kanäle, in denen Sr- bzw. Ba-Atome angeordnet sind oder die frei von Sr- bzw. Ba-Atomen sind. Der Leuchtstoff 1 kristallisiert in dieser Ausführungsform in der Raumgruppe I4/m.
Von den Ausführungsbeispielen A1 bis A6 werden weiterhin Emissionsspektren aufgenommen. Die jeweiligen Spektren sind in den 5a bis 5f dargestellt. Die Anregung erfolgte jeweils bei 460 nm.
In den in den 5 bis 8 dargestellten Spektren ist jeweils die Wellenlänge λ in nm gegen die Intensität I in % dargestellt.
Der Leuchtstoff 1 bzw. das Leuchtstoffgemisch 1' gemäß Ausführungsbeispiel A1 emittiert bei Anregung mit blauer Strahlung gelbes Licht mit einer Dominanzwellenlänge λ_dom = 561 nm. Die spektrale Halbwertsbreite der Emission ist mit 49 nm extrem schmal (5a).
Der Leuchtstoff 1 bzw. das Leuchtstoffgemisch 1' gemäß Ausführungsbeispiel A2 emittiert bei Anregung mit blauer Strahlung gelbes Licht mit einer Dominanzwellenlänge λ_dom = 560 nm. Die spektrale Halbwertsbreite der Emission ist mit 43 nm extrem schmal (5b).
Der Leuchtstoff 1 bzw. das Leuchtstoffgemisch 1' gemäß Ausführungsbeispiel A3 emittiert bei Anregung mit blauer Strahlung gelbes Licht mit einer dominanten Wellenlänge λ_dom' = 573 nm. Die spektrale Halbwertsbreite der Emission ist mit 44 nm extrem schmal (5c).
Der Leuchtstoff 1 bzw. das Leuchtstoffgemisch 1' gemäß Ausführungsbeispiel A4 emittiert bei Anregung mit blauer Strahlung gelbgrünes Licht (5d). Dieses besteht aus zwei einzelnen Emissionen, deren relative Intensität über die genauen Synthesebedingungen eingestellt werden kann. Die Lage der beiden Einzelemissionen des Ausführungsbeispiels 4 ist aufgelöst in dargestellt. Dort stellt die durchgezogene Linie die Gesamtemission dar, die gepunktete Linie die kurzwellige Einzelemission, die gestrichelte Linie die langwellige Einzelemission. Das Emissionsmaximum der kurzwelligen Einzelemission liegt bei ca. 524 nm, das Emissionsmaximum der langwelligen Einzelemission bei ca. 567 nm. Die einzelne Halbwertsbreite der kurzwelligen Einzelemission beträgt ca. 44 nm, die der langwelligen ca. 46 nm. Die Halbwertsbreite der gesamten Emissionsbande, die durch Überlagerung der Einzelemissionen entsteht, beträgt 73 nm.
Der Leuchtstoff 1 bzw. das Leuchtstoffgemisch 1' gemäß Ausführungsbeispiel A5 emittiert bei Anregung mit blauer Strahlung gelbgrünes Licht mit einer Dominanzwellenlänge λ_dom = 549 nm. Das Maximum der Emission liegt bei λ_max = 538 nm (5e). Die spektrale Halbwertsbreite der Emission ist mit 59 nm schmaler als bei bekannten gelbgrün emittierenden Granatleuchtstoffen beispielsweise der allgemeinen Zusammensetzung (Y,Lu)₃ (Al,Ga)₅O₁₂:Ce³⁺.
Der Leuchtstoff 1 bzw. das Leuchtstoffgemisch 1' gemäß Ausführungsbeispiel A6 emittiert bei Anregung mit blauer Strahlung gelbgrünes Licht mit einer Dominanzellenlänge λ_dom = 558 nm (5f). Die spektrale Halbwertsbreite der Emission ist mit 58 nm schmaler als bei bekannten gelbgrün emittierenden Granatleuchtstoffen der allgemeinen Zusammensetzung (Y,Lu)₃ (Al,Ga)₅O₁₂:Ce³⁺.
In 6 sind nochmal alle Emissionsspektren der Ausführungsbeispiele übereinandergelegt dargestellt. Es ist erkennbar, dass durch Variation der Zusammensetzung des Leuchtstoffs der allgemeinen Formel Sr_1-bBa_bLi₃Al_1-xGa_xO_4-yN_y:Eu die genaue Emissionslage verändert und damit an die jeweilige Anwendung angepasst werden kann.
Der Leuchtstoff 1 bzw. das Leuchtstoffgemisch 1' weisen gegenüber bereits bekannten Leuchtstoffen aufgrund ihrer geringen spektralen Halbwertbreite deutliche Vorteile auf. Als Vergleichsbeispiel wird im Folgenden ein handelsüblicher Granatleuchtstoff des Typs (Y,Lu)₃ (Al,Ga)₅O₁₂:Ce³⁺ (im Folgenden B1) herangezogen. Dieser weist einen vergleichbaren Farbeindruck, gemessen an der Dominanzellenlänge λ_dom, wie der Leuchtstoff 1 auf.

In Tabelle 6 sind das Vergleichsbeispiel B1 und die Ausführungsbeispiele A1 und A4 gegenübergestellt. Aufgeführt sind die Dominanzwellenlänge, die Halbwertsbreite FWHM und die relative Lichtausbeute. Tabelle 6

Leuchtstoff	λ_dom	FWHM	$\frac{η_{v} (A u s f \ddot{u} h r u n g s b e i s p i e l)}{η_{v} (V e r g l e i c h s b e i s p i e l)}$
B1:Y₃Al_3,5Ga_1,5O₁₂:Ce	561 nm	106 nm	100%
A1	561 nm	49 nm	124%
A4	561 nm	73 nm	117%

Beide Ausführungsbeispiele weisen eine deutlich geringere spektrale Halbwertsbreite auf als das Vergleichsbeispiel. Diese geringere Halbwertsbreite führt in beiden Fällen zu einer deutlich erhöhten Lichtausbeute, wie man der in Tabelle 6 dargestellten relativen Lichtausbeute $\frac{η_{v} (Ausf \ddot{u} hrungsbeispiel)}{η_{v} (Vergleichsbeispiel)}$
entnehmen kann. Diese ca. 24% erhöhte Lichtausbeute ist direkt vorteilhaft für die meisten Konversionsanwendungen. Als alleiniger Leuchtstoff in dem Konversionselement eines Bauelements eingesetzt entspricht diese erhöhte Lichtausbeute dem Effizienzgewinn der Konversionslösung bei Verwendung des Leuchtstoffs 1 bzw. des Leuchtstoffgemischs 1'.
Auch als Teil einer Konversionslösung mit weiteren Leuchtstoffen neben dem Leuchtstoff 1 oder dem Leuchtstoffgemisch 1', beispielsweise in weißes Licht emittierenden Dioden, kann der Effizienzgewinn durch den Leuchtstoff 1 bzw. das Leuchtstoffgemisch 1' zu deutlichen Verbesserungen führen. Die genaue Größe des Effizienzgewinns in einer Mischung ist jedoch auch von den anderen Leuchtstoffen in der Mischung abhängig.
In den Figuren ist der Vergleich der Ausführungsbeispiele A1 (8a) und A4 (8b) mit dem Vergleichsbeispiel B1 nochmal in Form ihrer Emissionsspektren dargestellt. Die durchgezogenen Linien stellen jeweils die Emissionsspektren der Ausführungsbeispiele dar, die gepunkteten Linien die Emissionsspektren des Vergleichsbeispiels. Die deutlich verringerte Halbwertsbreite der Emissionsspektren der Ausführungsbeispiele im Vergleich zum dem Vergleichsbeispiel sind klar erkennbar.
9 zeigt aus den Einkristalldaten berechnete Pulverröntgendiffraktogramme für eine monokline (mittiges Diffraktogramm), trikline (oberes Diffraktogramm) und eine tetragonale (unteres Diffraktogramm) Phase. Aufgetragen ist der Beugungswinkel 2Θ in ° gegen die Intensität. Damit kann gezeigt werden, dass ein Leuchtstoffgemisch 1' verschiedene Phasen, in denen der Leuchtstoff unterschiedlich kristallisiert, aufweist und dass die Phasen eines Leuchtstoffgemischs 1' voneinander unterscheidbar sind.
Die in den in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Merkmale und Ausführungsbeispiele können gemäß weiteren Ausführungsbeispielen miteinander kombiniert werden, auch wenn nicht alle Kombinationen explizit beschrieben sind. Weiterhin können die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele alternativ oder zusätzlich weitere Merkmale gemäß der Beschreibung im allgemeinen Teil aufweisen.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste

1: Leuchtstoff
1': Leuchtstoffgemisch
10: Halbleiterchip
11: Strahlungsaustrittsfläche
12: Aktive Zone
20: Konversionselement
30: Gehäuse
40: Verguss
100: Strahlungsemittierendes Bauelement
λ: Wellenlänge
I: Intensität
A1: Ausführungsbeispiel 1
A2: Ausführungsbeispiel 2
A3: Ausführungsbeispiel 3
A4: Ausführungsbeispiel 4
A5: Ausführungsbeispiel 5
A6: Ausführungsbeispiel 6
B1: Vergleichsbeispiel
2Θ: Beugungswinkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

Pust, P. et al., Nat. Mater., 13, 891-896 (2014) [0083]

Claims

Leuchtstoff (1) mit der allgemeinen Formel Sr_1-bBa_bLi₃Al_1-xGa_xO_4-yN_y:Eu, wobei 0 ≤ b ≤ 1, 0 ≤ x ≤ 1 und 0 ≤ y ≤ 1 ist.
Leuchtstoff (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, der in einer triklinen Kristallstruktur kristallisiert.
Leuchtstoff (1) nach Anspruch 1, der in einer monoklinen Kristallstruktur kristallisiert.
Leuchtstoff (1) nach Anspruch 1, der in einer tetragonalen Kristallstruktur kristallisiert.
Leuchtstoff (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der ein Absorptionsspektrum aufweist, das in dem Bereich einschließlich 400 nm bis einschließlich 500 nm ein Absorptionsmaximum aufweist.
Leuchtstoff (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der ein Emissionsspektrum aufweist, das zumindest einen Emissionspeak bei einer Wellenlänge in dem Bereich von einschließlich 510 nm bis einschließlich 580 nm aufweist.
Leuchtstoff (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Emissionsspektrum eine Dominanzwellenlänge aufweist, die aus dem Bereich einschließlich 540 nm bis einschließlich 580 nm ausgewählt ist.
Leuchtstoff (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 oder 7, wobei der zumindest eine Emissionspeak eine Halbwertsbreite aufweist, die kleiner als 75 nm ist.
Leuchtstoff (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Eu eine Konzentration von bis zu einschließlich 10 mol% in Bezug auf den Gesamtgehalt an Sr und Ba aufweist.
Leuchtstoff (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der eine der Zusammensetzungen Sr₁Li₃Ga₁O₄:Eu Sr₁Li₃Ga₁O_3,75N_0,25:Eu Sr₁Li₃Al₀, ₈Ga_0,2O_3,75N_0,25:Eu Sr₁Li₃Al₀, ₈Ga_0,2O₄:Eu Sr_0,6Ba_0,4Li₃Ga₁O₄:Eu Sr_0,5Ba_0,5Li₃Al_0,5Ga_0,5O_3,75N_0,25:Eu aufweist.
Leuchtstoffgemisch (1'), das mindestens zwei Leuchtstoffe enthält, die ausgewählt sind aus der Gruppe Leuchtstoff (1) mit der allgemeinen Formel Sr_2-bBa_bLi₃Al_1-xGa_xO_4-yN_y:Eu, wobei 0 ≤ b ≤ 1, 0 < x ≤ 1 und 0 ≤ y ≤ 1 ist, der in einer triklinen Kristallstruktur kristallisiert, Leuchtstoff (1) mit der allgemeinen Formel Sr_1-bBa_bLi₃Al_1-xGa_xO_4-yN_y:Eu, wobei 0 ≤ b ≤ 1, 0 < x ≤ 1 und 0 ≤ y ≤ 1 ist, der in einer monoklinen Kristallstruktur kristallisiert, und Leuchtstoff (1) mit der allgemeinen Formel Sr_1-bBa_bLi₃Al_1-xGa_xO_4-yN_y:Eu, wobei 0 ≤ b ≤ 1, 0 < x ≤ 1 und 0 ≤ y ≤ 1 ist, der in einer tetragonalen Kristallstruktur kristallisiert.
Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffs (1) mit der allgemeinen Formel Sr_1-bBa_bLi₃Al_1-xGa_xO_4-yN_y:Eu, wobei 0 ≤ b ≤ 1, 0 ≤ x ≤ 1 und 0 ≤ y ≤ 1 ist, mit den Schritten - Bereitstellen eines Gemenges von Edukten, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die Oxide, Nitride, Carbonate, Nitrate, Oxalate, Citrate und Hydroxide jeweils von Sr, Ba, Li, Al und Ga und Kombinationen daraus umfasst, - homogenes Vermengen der Edukte, - Erhitzen der Edukte auf eine Temperatur, die aus dem Bereich einschließlich 600°C bis einschließlich 1000°C ausgewählt ist.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Temperatur aus dem Bereich einschließlich 750°C bis einschließlich 850°C ausgewählt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 und 13, wobei als Edukte zumindest eines aus der Gruppe SrO, BaO, BaGa₂O₄, Ga₂O₃, Li₂O, SrAl₂O₄, SrGa₂O₄, GaN, Sr₃Al₂N₄ und Eu₂O₃ ausgewählt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei das Erhitzen unter Formiergasatmosphäre durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei das Erhitzen für einen Zeitraum von 2,5 h bis 6 h durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei das Erhitzen bei Normaldruck durchgeführt wird.
Strahlungsemittierendes Bauelement (100), umfassend - einen Halbleiterchip (10), der im Betrieb elektromagnetische Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs von einer Strahlungsaustrittsfläche (11) emittiert, und - ein Konversionselement (20) auf der Strahlungsaustrittsfläche (11), das einen Leuchtstoff (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 aufweist, der elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs in elektromagnetische Strahlung eines zweiten Wellenlängenbereichs konvertiert, oder ein Leuchtstoffgemisch (1') gemäß Anspruch 11 aufweist, das elektromagnetische Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs in elektromagnetische Strahlung eines zweiten Wellenlängenbereichs konvertiert.
Strahlungsemittierendes Bauelement (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, das frei von einem weiteren Leuchtstoff ist.
Strahlungsemittierendes Bauelement (100) nach Anspruch 18, wobei in dem Konversionselement (20) zumindest ein weiterer Leuchtstoff vorhanden ist.