用于制备发光材料的方法、发光材料和光电子器件的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种用于制备发光材料的方法、一种发光材料和一种光电子器件。
【背景技术】
[0002] 发射辐射的器件、即例如发光二极管（LED)通常包含发光材料，以便将由辐射源 发射的辐射转换成具有改变的、通常更长波长的辐射。在此，发光材料的效率还与其吸收 最大值相对于初级电磁辐射的波长范围的位置和/或其发射最大值的位置相关。特别地， 在发射暖白色光的发射辐射的器件中需要高效率的发光材料，所述发光材料具有在红色范 围、例如在大于或等于600nm范围中的电磁辐射的发射。
【发明内容】
[0003] 要实现的目的在于：提出一种用于制备发光材料的方法、一种发光材料和一种具 有改进的效率的光电子器件。
[0004] 所述目的通过具有独立权利要求的特征的主题得以实现。该主题的有利的实施方 式和改进形式是从属权利要求的特征并且从下面的描述和附图中得出。
[0005] 根据一个实施方式，用于制备发光材料的方法包括如下方法步骤：
[0006] A)制备初始物质的混合物，
[0007] -其中初始物质具有第一组分和第二组分，
[0008] -其中第一组分包括下述各项或由下述各项构成：
[0009] -元素周期表的第二主族的至少一种元素和/或锌，其中第一组分中的第二主族 的元素和/或锌的份额大于或等于45mol%并且小于或等于85mol%，
[0010] -铝，其中第一组分中的铝的份额大于或等于Omol %并且小于或等于40mol %，
[0011] -硅，其中第一组分中的硅的份额大于或等于Omol%并且小于或等于35mol%，
[0012] -镧系元素中的至少一种元素和/或Mn2+和/或Mn4+，其中第一组分中的镧系元素 中的至少一种元素和/或Mn2+和/或Mn 4+的份额大于或等于0.0 Olmol %并且小于或等于 20mol% ?
[0013] -其中第二组分包括下述各项或由下述各项构成：
[0014] -氧，其中第二组分中的氧的份额大于或等于Omol%并且小于或等于IOOmol%，
[0015] -氮，其中第二组分中的氮的份额大于或等于Omol%并且小于或等于lOOmol%，
[0016] B)在还原性气氛下在至少1300°C的温度下将混合物退火，
[0017] -其中在方法步骤B)之后获得至少一个相或多个相，
[0018] -其中至少一个相包括发光材料（6)，
[0019] -其中发光材料（6)吸收在UV或蓝色范围中的初级电磁辐射的至少一部分，并且 发射具有大于或等于660nm、尤其大于或等于700nm的发射最大值的次级电磁福射。
[0020] 附加地，该方法能够包括另一方法步骤C :C)研磨和/或筛分混合物。方法步骤C) 能够在方法步骤B)之后进行。
[0021] 根据至少一个实施方式，能够重复方法步骤B)和/或C)。特别地，方法步骤B)和 /或C)能够重复一至五次、例如两次。
[0022] 借助上述方法，能够制备特别高效的且长波发射的发光材料。
[0023] "第一组分"在此和在下面称作元素周期表的如下元素，即例如锶、钙、钡、硅、铝、 锰、镧系元素例如铕，其能够作为阳离子游离地存在（例如Sr2+，Ba2+，Ca2+，Si 4+，Al3+，Mn2+， Mn4+，Eu2+)或者结合在化学化合物中、例如至少一种初始物质中。作为接合在化学化合物 中的阳离子不表示：元素周期表的元素作为游离带电的原子或分子（具有至少一个离子电 荷）存在于化学化合物中。替选地或附加地，第一组分能够具有元素周期表的不带电荷的 或以元素的形式存在的元素。因此例如第一组分能够包括金属、例如锁、铝和/或铕或半金 属、例如硅。
[0024] 根据至少一个实施方式，第二主族的元素选自下述各项和它们的组合：镁（Mg)、 钙（Ca)、锶（Sr)和钡（Ba)。特别地，第二主族的元素选自：锶、钡、钙和它们的组合。
[0025] 根据至少一个实施方式，代替第二主族的至少一种元素，替选地或附加地存在锌。
[0026] 根据至少一个实施方式，第一组分中的硅的份额大于或等于15mol%并且小于或 等于 35mol %、例如 30mol %。
[0027] 根据至少一个实施方式，第一组分具有第二主族的至少一种元素的组合：铝、硅和 镧系元素的一种元素。关于第一组分中的"第二主族的至少一种元素、铝、硅和镧系元素的 一种元素的组合"在本文中表示：初始物质的混合物的第一组分包含第二主族的一种元素、 铝、硅和镧系元素的一种元素，其中当第一组分不包含其他的元素时，所述元素或阳离子的 份额的总和为100%或lOOmol%，或者当除了第二主族的至少一种元素、铝、硅和镧系元素 的一种元素之外还有另外的元素形成第一组分时，所述元素或阳离子的份额的总和小于 100 %或 IOOmol % 〇
[0028] 在此，镧系元素中的至少一种元素和/或Mn2+和/或Mn4+作用为活化剂或掺杂剂。 活化剂在此能够嵌入到晶格中。活化剂能够选自：镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、 铥、镱和镥。特别地，活化剂是铕、铈和/或Mn2+和/或Mn4+。在通过三价元素、例如Ce 3+取代 二价兀素时，不存在电荷中性。因此，通常需要电荷补偿。电荷补偿尤其能够通过Al-Si-O-N 比例实现。发光材料中的活化剂的浓度能够是0.0 Olmol%至20mol%、尤其0. lmol%至 5mo 1 %、例如 2mo 1 %。
[0029] 镧系元素的元素能够取代第二主族的元素。
[0030] "第二主族的元素的份额"在本文中表示第二主族的元素、例如锶的以mol %为单 位的物质量份额占第一组分的总份额的百分比。
[0031] "镧系元素的元素的份额"或"铝份额"或"硅份额"相应地表示相应的元素（镧系 元素中的元素或铝或硅）的以mol%为单位的物质量份额占第一组分的总份额的百分比。 "第一组分的总份额"在此和在下文表示相应元素在第一组分中的全部份额的总和。
[0032] 根据至少一个实施方式，第一组份中的第二主族的元素的份额大于或等于 45mol %并且小于或等于85mol %，例如为50mol %。
[0033] 根据至少一个实施方式，第一组分中的铝的份额优选大于或等于Omol%并且小于 或等于40mol %，例如为20mol %。
[0034] 根据至少一个实施方式，第一组分中的硅的份额优选大于或等于20mol%并且小 于或等于30mol %，例如为25mol %。
[0035] 根据至少一个实施方式，第一组分中的硅的份额优选大于或等于15mol %并且小 于或等于35mol %，例如为20mol %。
[0036] "第二组分"相应地表示元素周期表的元素，如氮、氯和氧，所述元素作为阴离子、 例如作为氧阴离子（〇2 )、氯阴离子（Cl )、和/或硫阴离子（S2 )存在于化学化合物、例如至 少一种初始物质中。作为结合在化学化合物中的阴离子不表示：元素周期表的元素作为游 离带电的原子或分子（具有至少一个离子电荷）存在于化学化合物中。替选地或附加地， 第二组分能够具有元素周期表的元素，所述元素不带电荷或者以元素的形式存在，例如作 为氮（N2)、氧（O2)、氯（Cl2)和氟（F2)存在。
[0037] "氧的份额"或"氮的份额"在本文中表示氮或氧的以mol %为单位的物质量份额 占第二组分的总份额的百分比。
[0038] 特别地，根据一个实施方式，至少氧或氮作为第二组分存在。如果根据一个实施方 式，氮的份额是Omol %，那么氧的份额大于Omol %或者相反。
[0039] 根据一个实施方式，第二组分中的氮的份额优选大于或等于Omol%并且小于或等 于IOOmol %，尤其大于或等于30mol %并且小于或等于70mol %，例如为60mol %。
[0040] 根据至少一个实施方式，第二组分中的氧的份额优选大于或等于Omol %并且小 于或等于IOOmol %，尤其在大于或等于IOmol %并且小于或等于50mol %之间，例如为 40mol% 〇
[0041] 第一组分与第二组分的量比能够经由对初始物质称重来控制。
[0042] 初始物质能够按份额地氧化，即例如Si3N4或AlN能够包含相应量的结合在表面的 氧（O2)。这在对初始物质称重时不被考虑。
[0043] 根据至少一个实施方式，第二组分具有氧和氮。在该情况下，当第二组分不包含其 他的元素时，由氮和氧构成的份额的总和为100%或lOOmol%，或者当除了氮和氧之外还 将另外的元素用于第二组分时，氮和氧构成的份额的总和小于100%或IOOmol%。
[0044] 第一组分中的元素的份额或第二组分中的元素的份额的在此说明的范围在此能 够根据上述描述任意地彼此组合，使得能够由各个元素的份额的任意的组合制备初始物质 的混合物，即使所述组合在此没有明确地提出时也如此。
[0045] 根据至少一个实施方式，第一组分的至少一种元素和第二组分的元素在初始物质 中化学结合。例如，第一组分铝和第二组分氮作为初始物质氮化铝存在和/或作为第二主 族元素的第一组分锶和第二组分氮作为初始物质氮化锶存在。根据另一实施方式，除第一 和第二组分之外，初始物质能够具有另外的元素。这应当以初始物质碳酸锶来说