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Patent Searching and Data


Title:
RADIATION-EMITTING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/040270
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a radiation-emitting device (1) comprising a radiation-emitting functional layer (2) emitting a primary radiation (4), and a radiation conversion material of general formula Ca3+x-yEuxMeySiO4Cl2 wherein Me is a metal from the group comprising Ba, Sr, Mg, or any combination of these metals. Said material is arranged in the beam path of the radiation-emitting functional layer and at least partially converts the primary radiation into a radiation having a longer wavelength.

Inventors:
LIEPOLD UTE (DE)
KOBUSCH MANFRED (DE)
Application Number:
PCT/DE2007/001485
Publication Date:
April 10, 2008
Filing Date:
August 22, 2007
Export Citation:
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Assignee:
OSRAM OPTO SEMICONDUCTORS GMBH (DE)
LIEPOLD UTE (DE)
KOBUSCH MANFRED (DE)
International Classes:
C09K11/77; H01L33/50
Foreign References:
US20050218780A12005-10-06
US20040056256A12004-03-25
US6294800B12001-09-25
Other References:
DING ET AL: "A novel orange phosphor of Eu<2+>-activated calcium chlorosilicate for white light-emitting diodes", JOURNAL OF SOLID STATE CHEMISTRY, ORLANDO, FL, US, vol. 179, no. 11, 11 July 2006 (2006-07-11), pages 3582 - 3585, XP005653591, ISSN: 0022-4596
XIAO ZHANG ET AL: "LUMINESCENCE PROPERTIES AND ENERGY TRANSFER OF EU2+ DOPED CA8MG(SIO4)4CL2 PHOSPHORS", JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY, ELECTROCHEMICAL SOCIETY. MANCHESTER, NEW HAMPSHIRE, US, vol. 139, no. 2, 1 February 1992 (1992-02-01), pages 622 - 625, XP000334401, ISSN: 0013-4651
Attorney, Agent or Firm:
EPPING HERMANN FISCHER PATENTANWALTSGESELLSCHAFT MBH (München, DE)
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Claims:

Patentansprüche

1. Strahlungsemittierende Vorrichtung (1), umfassend eine Strahlungsemittierende FunktionsSchicht (2) , die eine Primärstrahlung (4) emittiert, und ein

Strahlungskonversionsmaterial (3), das im Strahlengang der Strahlungsemittierenden Funktionsschicht angeordnet ist und einen Strahlungskonversionsleuchtstoff (31) der allgemeinen Formel Ca 3 - x- yEu x MeySi0 4 Cl 2 enthält, wobei der Leuchtstoff zumindest einen Teil der Primärstrahlung in eine Sekundärstrahlung (5) konvertiert.

2. Strahlungsemittierende Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die strahlungsemittierende Funktionsschicht (2) eine Primärstrahlung (4) im UV-Bereich emittiert, vorzugsweise bei Wellenlängen von 360 bis 400 nm.

3. Strahlungsemittierende Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die strahlungsemittierende Funktionsschicht (2) eine Primärstrahlung (4) im blauen Bereich emittiert, vorzugsweise bei Wellenlängen von 400 bis 470 nm.

4. Strahlungsemittierende Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Material der Strahlungsemittierenden Funktionsschicht einen Halbleiter umfasst, der vorzugsweise ausgewählt ist aus einer Gruppe, die InGaN, Ga (In, Al) N und GaN umfasst.

5. Strahlungsemittierende Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der

Strahlungskonversionsleuchtstoff (31) im blauen und/oder UV-Bereich angeregt wird.

6. Strahlungsemittierende Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der

Strahlungskonversionsleuchtstoff (31) vorzugsweise im Bereich von 360 nm bis 470 nm angeregt wird.

7. Strahlungsemittierende Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Strahlungs- konversionsleuchtstoff (31) ein Emissionsmaximum bei Wellenlängen zwischen 470 nm und 550 nm aufweist.

8. Strahlungsemittierende Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Strahlungskonversionsleuchtstoff (31) ein Emissionsmaximum bei 512 ± 3 nm aufweist.

9. Strahlungsemittierende Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für den Strahlungskonversionsleuchtstoff (31) der allgemeinen Formel Ca 3 - x -yEu x Me y Si0 4 Cl2 x aus dem Bereich 0.05 bis 0.5 ausgewählt ist.

10. Strahlungsemittierende Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem Strahlungskonversionsleuchtstoff (31) der allgemeinen Formel Ca 3-x- yEu x MeySiθ4Cl 2 Ca teilweise durch Metalle Me substituiert ist, die ausgewählt sind aus einer Gruppe, die die folgenden Metalle enthält: Sr, Ba und Mg.

11. Strahlungsemittierende Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für den Strahlungskonversionsleuchtstoff (31) der allgemeinen Formel Ca3 -x- yEu x MeySi0 4 Cl2 y aus dem Bereich 0 bis 0.5 ausgewählt ist.

12. Strahlungsemittierende Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der StrahlungskonversionsleuchtStoff (31) die Formel

Ca 2 . 9 Eu 0 .1SiO 4 Cl 2 aufweist.

13. Strahlungsemittierende Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11, wobei der

Strahlungskonversionsleuchtstoff (31) die Formel Ca 2 .625Eu 0 .055Mg 0 .32SiO 4 Cl 2 aufweist .

14. Strahlungsemittierende Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das

Strahlungskonversionsmaterial als Strahlungskonversions- körper ausgeformt ist und die Strahlungsemittierende Funktionsschicht auf einer oder mehreren Seiten bedeckt.

15. Strahlungsemittierende Vorrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Strahlungskonversionskörper schichtförmig ausgeformt ist.

16. Strahlungsemittierende Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 14 oder 15 , wobei der Strahlungskonversionskörper (3) die Primärstrahlung (4) vollständig in Sekundärstrahlung (5) konvertiert.

17. Strahlungsemittierende Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 14 oder 15, wobei der Strahlungskonversionskörper (3) die PrimärStrahlung (4) teilweise in Sekundärstrahlung (5) konvertiert und die nicht konvertierte Primärstrahlung sich mit der SekundärStrahlung überlagert, so eine Mischung aus der Primär- und Sekundärstrahlung vorhanden ist.

18. Strahlungsemittierende Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Strahlungskonversionsmaterial (3) zusätzliche Leuchtstoffe umfasst.

19. Strahlungsemittierende Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 14 bis 17, wobei der Strahlungskonversionskörper eine Matrix (32) umfasst, in der sich der Strahlungskonversionsleuchtstoff (31) befindet .

20. Strahlungsemittierende Vorrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Matrix (32) transparent ist.

21. Strahlungsemittierende Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 19 oder 20, wobei das Material der Matrix aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Epoxide, Silikone und Gläser umfasst.

22. Verfahren zur Herstellung einer Strahlungsemittierenden Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 21 mit den Verfahrensschritten:

A) Bereitstellen einer Strahlungsemittierenden Funktionsschicht (2) ,

B) Anordnen des Strahlungskonversionsmaterials mit dem Strahlungskonversionsleuchtstoff im Strahlengang der Strahlungsemittierenden Funktionsschicht .

23. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem im Verfahrensschritt B) ein Strahlungskonversionskörper (3) enthaltend den Strahlungskonversionsleuchtstoff über der Strahlungsemittierenden Funktionsschicht (2) erzeugt wird.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 oder 23, bei dem der Strahlungskonversionsleuchtstoff hergestellt wird durch homogenes Vermischen von Calciumcarbonat, Calciumchlorid, Europiumoxid, Siliziumdioxid und gegebenenfalls einer zusätzlichen Komponente ausgewählt aus Strontiumcarbonat , Bariumcarbonat und Magnesiumoxid im stöchiometrischen Verhältnis entsprechend der Formel Ca 3-X-7 Eu x Me 7 SiO 4 Cl 2 mit 0,05 < x ≤ 0,5, 0 < y < 0,5, Me ausgewählt aus Sr, Ba und Mg und anschließendes Glühen im Formiergasstrom bei 600 °C bis 1000 0 C.

25. Verfahren nach Anspruch 23, bei dem eine Matrix (32) bei der Herstellung des Strahlungskonversionskörpers

verwendet wird, in die der Strahlungskonversionsleuchtstoff eingebettet wird.

26. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Material der Matrix aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Epoxide, Silikone und Gläser umfasst.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 26, bei dem eine Masse für den Strahlungskonversionskörper hergestellt wird durch Eindispergieren des Strahlungskonversionsleuchtstoffes in die Matrix.

28. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 23 bis 27, bei dem zusätzliche Leuchtstoffe in den Strahlungskonversionskörper eingebracht werden.

Description:

Beschreibung

Strahlungsemittierende Vorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Strahlungsemittierende Vorrichtung, die eine Primärstrahlung emittiert und ein Strahlungskonversionsmaterial aufweist .

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldungen 10 2006 045 705.6 und 10 2007 020 782.6, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Strahlungsemittierende Vorrichtungen umfassen zwei Kontaktierungen, beispielsweise Elektroden, die elektrisch leitend lichtemittierende Funktionsschichten kontaktieren. Von der Kathode werden Elektronen und von der Anode positive Ladungen (sog. Löcher) in die Emissionsschicht injiziert. Durch die Rekombination dieser Ladungen in der Emissionsschicht wird Licht erzeugt. Abhängig von dem halbleitenden Material, das für die Emissionsschicht verwendet wird, hat das ausgestrahlte Licht unterschiedliche Wellenlängen. Um sichtbares bzw. andersfarbiges Licht zu erzeugen, kann die Primärstrahlung der Halbleiterschicht zumindest teilweise in eine Sekundärstrahlung umgewandelt werden. Dies geschieht häufig durch so genannte Konversionsleuchtstoffe, die durch die Primärstrahlung angeregt werden und eine Sekundärstrahlung bei einer anderen Wellenlänge emittieren. Es gibt organische und anorganische Konversionsleuchtstoffe, wobei die anorganischen Konversionsleuchtstoffe eine höhere Temperatur- und Strahlungsstabilität aufweisen. Allerdings gibt es nur eine beschränkte Anzahl geeigneter anorganischer

Konversionsleuchtstoffe, die die Anforderungen bezüglich des Anregungsbereichs und des Emissionsbereichs erfüllen.

Aufgabe der Erfindung ist es, neue Konversionsleuchtstoffe in Strahlungsemittierenden Vorrichtungen bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch eine Strahlungsemittierende Vorrichtung gemäß dem Anspruch 1 gelöst . Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Strahlungsemittierenden Vorrichtungen und deren Herstellungsverfahren sind Gegenstand weiterer Ansprüche.

In einer Strahlungsemittierenden Vorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung werden neue Strahlungskonversionsleuchtstoffe der allgemeinen Formel Ca 3- X -7 Eu x Me 7 SiO 4 Cl 2 eingesetzt, die die Primärstrahlung zumindest teilweise in eine Sekundärstrahlung umwandeln. Eine solche Strahlungsemittierende Vorrichtung umfasst eine Strahlungsemittierende Funktionsschicht, die eine PrimärStrahlung emittiert, und ein

Strahlungskonversionsmaterial, das im Strahlengang der Strahlungsemittierenden Funktionsschicht angeordnet ist und einen Strahlungskonversionsleuchtstoff der allgemeinen Formel Ca 3-x- yEu x Me y Si0 4 Cl2 umfasst. Dieser

Strahlungskonversionsleuchtstoff wandelt zumindest einen Teil der Primärstrahlung der Strahlungsemittierenden Funktionsschicht in eine Sekundärstrahlung um.

Der eingesetzte Strahlungskonversionsleuchtstoff zeichnet sich durch eine einfache Herstellung aus. Er hat ein gutes Absorptionsvermögen im UV- und im blauen Spektralbereich und ist deshalb für den Einsatz in Strahlungsemittierenden Vorrichtungen besonders geeignet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Strahlungskonversionsleuchtstoff ein Lumineszenzkonversionsleuchtstoff .

Bei der strahlungsemittierenden Vorrichtung handelt es sich vorteilhafterweise um eine Vorrichtung, deren Strahlungsemittierende Funktionsschicht eine Primärstrahlung im UV-Bereich emittiert, vorzugsweise bei Wellenlängen

zwischen 360 und 400 nm. Es kann sich auch um eine Vorrichtung handeln, deren Strahlungsemittierende Funktionsschicht im blauen Bereich, vorzugsweise bei Wellenlängen zwischen 400 und 470 nm emittiert. Materialien solcher strahlungsemittierenden Funktionsschichten können organisch (OLED) sein oder anorganisch. Vorteilhafterweise umfasst das Material der strahlungsemittierenden Funktionsschichten Halbleiter. Vorteilhafterweise werden Halbleitermaterialien auf anorganischer Basis aus einer Gruppe ausgewählt, die InGaN, Ga (In, Al) N und GaN umfasst. Da die emittierte Strahlung dieser strahlungsemittierenden Funktionsschichten auf einen bestimmten Wellenlängenbereich begrenzt ist, soll dieser Bereich durch den Einsatz der KonversionsleuchtStoffe erweitert werden.

Der Strahlungskonversionsleuchtstoff , der in den strahlungsemittierenden Vorrichtungen eingesetzt wird, kann im UV- und im blauen Wellenlängenbereich der von der Vorrichtung emittierten Strahlung angeregt werden.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung hat der Strahlungskonversionsleuchtstoff ein Emissionsmaximum bei Wellenlängen zwischen 470 nm und 550 nm, mit einer Halbwertsbreite der Emissionsbande von etwa 60 nm. In einer weiteren Ausführungsform hat der Strahlungs- konversionsleuchtstoff ein Emissionsmaximum bei 512 t 3 nm. Damit wird die Primärstrahlung zu einer langwelligeren Sekundärstrahlung konvertiert, die sichtbar ist. Je nachdem wie hoch der Anteil von der Primärstrahlung ist, der konvertiert wurde, sind auch Mischungen der Primär- und Sekundärstrahlung möglich, die in ihrer Gesamtheit den Farbeindruck und den Farbort der Strahlung der strahlungsemittierenden Vorrichtung bestimmen. Das hat den Vorteil, dass durch gezielte Variation der Menge des Strahlungskonversionsleuchtstoffes diverse Farben durch gezielte Mischungen der Primär- und Sekundärstrahlung erzeugt werden können.

Vorteilhafterweise lässt sich der Strahlungskonversions- leuchtstoff bei Wellenlängen von 360 bis 470 nm anregen. Damit kann der Konversionsleuchtstoff blaues Licht in andersfarbiges Licht bzw. UV-Strahlung in sichtbares Licht umwandeln.

Weiterhin kann die Strahlungsemittierende Vorrichtung einen Strahlungskonversionsleuchtstoff enthalten, der die allgemeine Formel Ca 3 - x- yEu x MeySiO 4 Cl 2 aufweist, wobei der Parameter x aus dem Bereich 0.05 bis 0.5 ausgewählt ist. Das Ca kann auch teilweise durch weitere Metalle Me substituiert sein, die ausgewählt sind aus einer Gruppe, die die Metalle Sr, Ba und Mg enthält. Der Bereich für den Parameter y wird dann günstigerweise zwischen 0 und 0.5 ausgewählt. Eine solche teilweise Substitution hat den Vorteil, dass sich damit das Emissionsmaximum des Strahlungskonversions- leuchtstoffes zu anderen Wellenlängen verschieben lässt.

Die Strahlungsemittierende Vorrichtung kann weiterhin einen Strahlungskonversionsleuchtstoff enthalten, der die Formel Ca 2.9 Eu 0.1 SiO 4 Cl 2 aufweist. Dieser Strahlungskonversions- leuchtstoff hat ein Emissionsmaximum bei 512 nm. Eine weitere Ausführungsform der Strahlungsemittierenden Vorrichtung kann einen Strahlungskonversionsleuchtstoff enthalten, der die Formel Ca 2 . 6 25Eu 0 .05 5 Mg 0 .32SiO 4 Cl 2 aufweist. Dieser Strahlungskonversionsleuchtstoff hat ein um 3 nm ins Kurzwellige verschobenes Emissionsmaximum im Vergleich zu dem oben genannten Strahlungskonversionsleuchtstoff . Der Vorteil der erfindungsgemäßen Strahlungskonversionsleuchtstoffe gegenüber dem herkömmlichen Strahlungskonversionsleuchtstoff (Ca, Eu) 8 Mg(Si0 4 ) 4 C1 2 ist, dass die Umsetzung der Edukte während der Synthese der erfindungsgemäßen

Strahlungskonversionsleuchtstoffe einfacher, und damit der Syntheseprozess zuverlässiger ist.

In einer weiteren Ausführungsform bedeckt das Strahlungskonversionsmaterial die Strahlungsemittierende Funktionsschicht auf einer oder mehreren Seiten. Das Strahlungskonversionsmaterial kann als

Strahlungskonversionskörper ausgeformt sein, der ein für die Strahlung transparentes Matrixmaterial, z. B. ein Harz wie Epoxid, Silikon oder Gläser umfasst, in das der Strahlungskonversionsleuchtstoff eingelagert ist. Durch das Einbringen des Strahlungskonversionsleuchtstoffes in eine Matrix kann die Schichtdicke und der Füllgrad des Strahlungskonversionskörpers variiert werden. Damit kann die Konzentration des Strahlungskonversionsleuchtstoffes im Matrixmaterial variiert werden. Das Mischungsverhältnis von Primär- und Sekundärstrahlung kann damit auch über die Konzentration des Strahlungskonversionsleuchtstoffes in der Matrix beeinflusst werden. Weiterhin kann der Strahlungskonversionskörper einen Verguss der strahlungs- emittierenden Vorrichtung darstellen.

Der Vorteil eines die Strahlungsemittierende Funktionsschicht auf mehreren Seiten umgebenden Strahlungskonversionskörpers ist, dass ein großflächiges Auftreffen der Primärstrahlung auf den Strahlungskonversionsleuchtstoff und dadurch eine Erhöhung der Konversionsrate erreicht wird.

Weiterhin kann die Strahlungsemittierende Vorrichtung einen Strahlungskonversionsleuchtstoff enthalten, der z. B. in einer Matrix in genügend hoher Konzentration vorliegt, um die Primärstrahlung vollständig in Sekundärstrahlung zu konvertieren. Damit wird die gesamte Primärstrahlung in ein langwelligeres Licht, die Sekundärstrahlung, konvertiert. Die Strahlungsemittierende Vorrichtung kann auch einen Strahlungskonversionsleuchtstoff enthalten, der die Primärstrahlung nur teilweise in Sekundärstrahlung konvertiert. Damit ergibt sich eine Mischung aus Primär- und Sekundärstrahlung. Der Vorteil dabei ist, dass damit Mischfarben erzeugt werden können.

Die Strahlungsemittierende Vorrichtung kann weiterhin ein Strahlungskonversionsmaterial enthalten, das zusätzliche Leuchtstoffe umfasst. Der Vorteil dabei ist, dass weitere Farbmischungen oder auch weißes Licht erzeugt werden können.

Beispiele für derartige als Konverter geeignete Leuchtstoffe, die in Leuchtstoffmischungen enthalten sein können, sind:

- Chlorosilikate, wie beispielsweise in DE 10036940 und dem dort beschriebenen Stand der Technik offenbart,

- Orthosilikate, Sulfide, Thiogallate und Vanadate wie beispielsweise in WO 2000/33390 und dem dort beschriebenen Stand der Technik offenbart,

- Aluminate, Oxide, Halophosphate, wie beispielsweise in US 6,616,862 und dem dort beschriebenen Stand der Technik offenbart,

- Nitride, Sione und Sialone wie beispielsweise in DE 10147040 und dem dort beschriebenen Stand der Technik offenbart, und

- Granate der Seltenen Erden wie YAG=Ce und der Erdalkalielemente wie beispielsweise in US 2004/062699 und dem dort beschriebenen Stand der Technik offenbart.

Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer Strahlungsemittierenden Vorrichtung gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen. Die Verfahrensschritte umfassen A) das Bereitstellen einer strahlungsemittierenden Funktionsschicht und B) das Anordnen des Strahlungskonversionsmaterials im Strahlengang der Strahlungsemittierenden Funktionsschicht .

Dabei kann in dem Verfahrensschritt B) , ein Strahlungskonversionskörper enthaltend das Strahlungskonversionsmaterial mit dem StrahlungskonversionsleuchtStoff über der Strahlungsemittierenden Funktionsschicht erzeugt werden. Der

Strahlungskonversionskörper kann die Strahlungsemittierende Funktionsschicht auf einer oder mehreren Seiten umgeben. Der

Vorteil ist dabei, dass die Strahlungsemittierende Vorrichtung und vor allem deren Lichtaustrittsfläche möglichst großflächig von dem, den Strahlungskonversionsleuchtstoff enthaltenden Strahlungskonversionskörper bedeckt wird. Der

Strahlungskonversionskörper kann beispielsweise einen Verguss für die Strahlungsemittierende Vorrichtung bilden.

Weiterhin können zusätzliche Leuchtstoffe in das Strahlungskonversionsmaterial eingebracht werden. Es kann weiterhin auch eine Matrix bei der Herstellung des Strahlungskonversionskörpers verwendet werden, in die das Strahlungskonversionsmaterial mit dem

Strahlungskonversionsleuchtstoff eingebettet wird. Ist der Strahlungskonversionskörper als Schicht ausgeformt, kann diese eine Dicke von 5 μm bis einige Zentimeter betragen. Wird das Strahlungskonversionsmaterial ohne Matrix als Schicht über der Strahlungsemittierenden Funktionsschicht erzeugt, kann die Dicke dieser Schicht 50 nm bis 20 μm betragen.

In einer weiteren Ausführungsform kann der Strahlungskonversionsleuchtstoff im Verfahrensschritt B) durch homogenes Vermischen von Calciumcarbonat, Calciumchlorid, Europiumoxid, Siliziumdioxid und gegebenenfalls einer zusätzlichen Komponente, die aus Strontiumcarbonat, Bariumcarbonat und Magnesiumoxid ausgewählt ist, im stöchiometriεchen Verhältnis entsprechend der Zusammensetzung Ca 3-x-y Eu x Me y Si0 4 Cl 2 mit 0,05 < x < 0,5, O ≤ y ≤ 0,5, Me = Sr und/oder Ba und/oder Mg hergestellt werden. Diese homogene Mischung wird anschließend im Formiergasstrom bei 600 0 C bis 1000 0 C geglüht.

In einer weiteren Ausführungsform kann der Strahlungskonversionskörper durch Eindispergieren des Strahlungskonversionsleuchtstoffes in eine Matrix, beispielsweise Epoxid, Gläser oder Silikon hergestellt

werden. Durch den Anteil des Konversionsleuchtstoffes im Verhältnis zur Matrix, den Füllgrad, kann das Verhältnis Primär- /Sekundärstrahlung variiert werden. Durch Verwendung eines geeigneten Matrixmaterials kann ein Strahlungskonversionskörper erzeugt werden, der fest auf einer Trägerfläche, beispielsweise an der Oberfläche der Strahlungsemittierenden Funktionsschicht, haftet. Bei der Erzeugung einer Paste aus dem

Strahlungskonversionsleuchtstoff , kann diese in einer vorteilhaften Ausführungsform in eine beliebige, für die Konversion günstige Form gebracht und anschließend ausgehärtet werden. Die Paste kann mittels verschiedener Verfahren auf der Strahlungsemittierenden Funktionsschicht aufgebracht werden.

Anhand der Figuren und der Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden:

Figur 1 zeigt den Aufbau einer Strahlungsemittierenden Vorrichtung mit einem Strahlungskonversionskörper im Querschnitt .

Figur 2 zeigt eine weitere Ausführungsform des in Figur 1 gezeigten Aufbaus einer Strahlungsemittierenden Vorrichtung.

Figur 3 zeigt den Aufbau einer Strahlungsemittierenden Vorrichtung mit Strahlungskonversionskörper im Querschnitt gemäß einer weiteren Ausführungsform.

Figur 4 zeigt ein Emissionsspektrum eines Strahlungskonversionsleuchtstoffes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Figur 1 zeigt den Querschnitt einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Strahlungsemittierenden Vorrichtung 1. Hierbei befindet sich in einem Gehäuse 6 eine Strahlungsemittierende Funktionsschicht 2, die elektrisch

leitend von zwei Kontaktierungen 21 über einen Bonddraht 22 kontaktiert wird. Die Strahlungsemittierende Funktionsschicht 2 emittiert Primärstrahlung 4. Um die Strahlungsemittierende Funktionsschicht befindet sich der

Strahlungskonversionskörper 3, der sich aus einer Matrix 32 und dem Strahlungskonversionsleuchtstoff 31 zusammensetzt. Der Strahlungskonversionskörper 3 emittiert die Sekundärstrahlung 5 nach Anregung durch die Primärstrahlung 4. Bei einer solchen Strahlungsemittierenden Vorrichtung kann es sich beispielsweise um eine Lumineszenz-Konversions- Leuchtdiode handeln. Die Seitenwände des Gehäuses 6 können auch geneigt sein, und beispielsweise eine reflektierende Beschichtung aufweisen, die die von der strahlungs- emittierenden FunktionsSchicht 2 emittierte PrimärStrahlung und auch die Sekundärstrahlung reflektieren kann.

Die Strahlungsemittierende Funktionsschicht 2 emittiert eine Primärstrahlung 4, die im UV-Bereich (vorzugsweise bei Wellenlängen von 360 bis 400 nm) oder im blauen Bereich (vorzugsweise bei Wellenlängen von 400 bis 470 nm) liegt. Dabei umfasst das Material der Strahlungsemittierenden Funktionsschicht Halbleitermaterialien, beispielsweise InGaN, Ga(In,Al)N oder GaN. Der Strahlungskonversionsleuchtstoff 31, der in dem Strahlungskonversionskörper 3 enthalten ist, ist im blauen und UV-Bereich anregbar, vorzugsweise in einem Bereich von 360 bis 470 nm und umfasst einen Konversionsleuchtstoff der allgemeinen Formel Ca 3 - X- y Eu x Me y S1O 4 Cl 2 • Sein Emissionsmaximum liegt bei Wellenlängen, die größer als 470 nm, vorzugsweise im Bereich von 470 nm bis 550 nm, sind, d.h. der Strahlungskonversionsleuchtstoff kann die Primärstrahlung 4 in eine langwelligere Sekundärstrahlung 5 konvertieren.

Der Strahlungskonversionsleuchtstoff 31 hat die allgemeine Formel Ca 3-X-7 Eu x Me 7 SiO 4 Cl 2 , wobei x aus dem Bereich 0.05 bis 0.5 ausgewählt ist. Vorzugsweise liegt x in dem Bereich 0.1 bis 0.3. Wird Ca durch ein Metall Me (z. B. Ba, Sr oder Mg

oder eine beliebige Kombinationen dieser Metalle) teilweise substituiert, so ist y ausgewählt aus dem Bereich 0 bis 0.5. Je nach Substitutionsgrad verschiebt sich das Emissions- maximum des Strahlungskonversionsleuchtstoffes 31. Beispielsweise kann der Strahlungskonversionsleuchtstoff 31 die Formel Ca 2 .9Eu 0- ISiO 4 Cl 2 haben. Dieses Ausführungsbeispiel hat ein Emissionsmaximum bei 512 nm. Im Vergleich dazu hat ein weiterer Strahlungskonversionsleuchtstoff 31 die Formel Ca 2 .625Eu 0 .055Mg 0 .32SiO 4 Cl 2 und ein gegenüber dem Leuchtstoff Ca 2 .9Eu 0 .1SiO 4 Cl 2 um 3 nm verschobenes Emissionsmaximum bei 509 nm.

Der Strahlungskonversionskörper 3 kann die PrimärStrahlung 4 vollständig oder auch nur teilweise in Sekundärstrahlung 5 konvertieren. Wie viel Primärstrahlung 4 konvertiert wird, kann unter anderem durch die Konzentration des Strahlungskonversionsstoffes 31 in der Matrix 32 gesteuert werden. Die Matrix kann beispielsweise ein Silikon, Glas oder ein Epoxid sein, in das je nach Bedarf der pulverförmige Strahlungskonversionsleuchtstoff gemischt wird. Je höher seine Konzentration, desto mehr Primärstrahlung 4 wird konvertiert und desto mehr verschiebt sich der Farbeindruck in Richtung der Sekundärstrahlung 5. Der Strahlungskonversionskörper 3 kann auch zu 100% aus dem Strahlungskonversionsleuchtstoff 31 bestehen. Vorteilhafterweise ist dann der

Strahlungskonversionsleuchtstoff in einer vergleichsweise dünnen (50 nm bis 20 μm) Schicht auf der Strahlungsemittierenden Funktionsschicht aufgebracht .

Eine Ausführungsform der Erfindung, in der der Strahlungskonversionskörper 3 die Primärstrahlung 4 nur teilweise in Sekundärstrahlung 5 konvertiert, ist in Figur 2 abgebildet. Auch hier ist wieder ein Querschnitt des Ausführungsbeispiels einer Strahlungsemittierenden Vorrichtung gezeigt . Die Strahlung der

Strahlungsemittierenden Vorrichtung ist eine Mischung aus Primär- 4 und Sekundäretrahlung 5.

Um weitere Farben zu erzeugen, können auch weitere Leuchtstoffe in die Matrix gemischt werden.

Figur 3 zeigt analog zu Figur 1 den Querschnitt einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Strahlungsemittierenden Vorrichtung 1. Hier der Strahlungskonversionskörper 3, der eine Matrix 32 und den Strahlungskonversionsleuchtstoff 31 umfasst, in Form einer relativ dünnen Schicht auf die Strahlungsemittierende Funktionsschicht 2 aufgebracht. Der Strahlungskonversionskörper 3 muss sich dabei nicht notwendigerweise in Kontakt mit der Strahlungsemittierenden Funktionsschicht 2 befinden (hier nicht gezeigt) , sondern es können weitere Schichten zwischen der Strahlungsemittierenden Funktionsschicht 2 und dem Strahlungskonversionskörper 3 vorhanden sein.

In Figur 4 ist ein Emissionsspektrum 36 des Strahlungskonversionsleuchtstoffes 31 der Formel Ca 2 . 9 EU 0.1 SiO 4 Cl 2 zu sehen. Es ist die relative Emissionsintensität I r aufgetragen gegen die Wellenlänge λ in nm. Verglichen wird das Emissionsspektrum des erfindungsgemäßen Strahlungskonversionsleuchtstoffs mit dem Emissionsspektrum 35 eines anderen Konversionsleuchtstoffs der allgemeinen Formel (Ca, Eu) 8 Mg (SiO 4 ) 4 C1 2 . Die beiden Leuchtstoffe unterscheiden sich in der Lage des Emissionsmaximums um 3 nm, außerdem ist ein Unterschied in der Halbwertsbreite der Spektren zu sehen. Beide Leuchtstoffe besitzen sehr ähnliche Emissionsspektren und sind somit für gleiche

Anwendungsgebiete geeignet. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Strahlungskonversionsleuchtstoffes besteht in seiner einfachen Herstellung im Vergleich zu konventionellen Konversionsleuchtstoffen.

Die Strahlungsemittierende Vorrichtung kann durch Bereitstellen einer Strahlungsemittierenden Funktionsschicht

2 und durch Anordnen des Strahlungskonversionsmaterials im Strahlengang der Strahlungsemittierenden Funktionsschicht hergestellt werden. Dabei kann das Strahlungskonversions- material z. B. in Form eines Strahlungskonversionskörpers 3, beispielsweise eine dünne Schicht oder ein Verguss, über der Strahlungsemittierenden Funktionsschicht 2 erzeugt werden, der den Strahlungskonversionsleuchtstoff enthält. Der Strahlungskonversionsleuchtstoff kann durch homogenes Vermischen im stöchiometrischen Verhältnis von Calciumcarbonat, Calciumchlorid, Europiumoxid, Siliziumdioxid und gegebenenfalls Strontiumcarbonat , Bariumcarbonat und Magnesiumoxid entsprechend der Formel Ca 3 - x- yEUχMeySiO 4 Cl2 mit 0,05 ≤ x < 0,5, 0 ≤ y ≤ 0,5, Me = Sr und/oder Ba und/oder Mg hergestellt werden. Diese Mischung wird anschließend im Formiergasström bei 600 0 C bis 1000 0 C, vorzugsweise bei 65O 0 C bis 800 0 C geglüht. Durch Eindispergieren des Strahlungs- konversionsleuchtstoffes in eine Matrix, beispielsweise Silikon, Gläser oder Epoxid, kann die Masse für den Strahlungskonversionskörper hergestellt werden.

Die in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Beispiele können auch beliebig variiert werden. Es ist weiterhin zu berücksichtigen, dass sich die Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt, sondern weitere, hier nicht aufgeführte Ausgestaltungen zulässt.