发光材料和用于制造发光材料的方法与流程
本发明涉及一种发光材料和一种用于制造发光材料的方法。
本专利申请要求德国专利申请102016114993.4和102016121692.5的优先权，其公开的内容通过参考并入本文。
背景技术：
能够被紫外的、蓝色的或绿色的初级辐射有效激发并且具有在蓝色的、绿色的、黄色的、红色的或深红色的光谱范围中的有效发射的发光材料对于制造白色和彩色的发光二极管(led)是最令人感兴趣的。这种所谓的转换型led用于多种应用，例如用于普通照明、显示器背光照明、高标铭牌、用在汽车领域中和用在众多其他消费产品中。为了实现转换型led的效率提高、更高的鲁棒性、更好的色彩质量、色彩空间覆盖和/或色彩逼真度，以便一方面改进应用并且另一方面扩展转换型led的应用光谱，对于新型发光材料的需求大。
如下已知的发光材料例如是eas:eu或eaga2s4:eu(ea＝碱土金属)，所述发光材料具有半值宽度(fwhm)相对小的在绿色至红色光谱范围中的发射。但是所述发光材料是不那么鲁棒的并且显示出发射的辐射的强度的与温度相关的下降(热淬灭，“thermalquenching”)。
式为m2si5n8:eu、malsin3:eu或mm'si2al2n6:eu的氮化硅酸盐和氮化铝硅酸盐在橙色至红色光谱范围内发射并且是非常有效和稳定的，其中m、m'＝mg，ca，sr或m、m'＝mg，ca，sr，ba。这些发光材料的缺点是发射带的相对大的半值宽度，其昂贵的初始材料和耗费的制造工艺。所述发光材料部分地也不耐潮湿。
式a3b5o12:ce的石榴石(a＝稀土金属，b＝al，ga)及其衍生物在绿色和黄色光谱范围内发射，并具有高的抗性和高的转换效率。这些发光材料的缺点是发射带的相对大的半值宽度和发射波长的受限制的可调节性。因此例如无法实现在红色光谱范围内的发射。
式m2sio4:eu，m2-x-arexeuasio4-xnx或m2-x-arexeuasi1-yo4-x-2ynx(m＝sr，ba，ca，mg；re＝稀土金属)的正硅酸盐和氧代氮化正硅酸盐发射在绿色至橙色光谱范围中的辐射。所述发光材料的主要缺点是发射带的相对大的半值宽度和发射波长的受限制的可调节性，例如不能实现在红色光谱范围中的发射。此外，发光材料显示出热淬灭表现并且是不那么鲁棒的。
式msi2o2n2:eu、si6-zalzozn8-z:re或si6-xalzoyn8-y:rez的氧代氮化硅酸盐和sialone(赛隆)(re＝稀土金属)发射在蓝色至黄色光谱范围内的辐射。这些发光材料的主要缺点是发射带的相对大的半值宽度和发射波长的受限制的可调节性。此外，发光材料部分地不是非常有效且稳定的且由于昂贵的反应物在制造时还是昂贵的。
式mlial3n4:eu(m＝ca，sr)的氮化铝酸盐在深红色光谱范围内发射，并且具有高的辐射稳定性和高的转换效率。缺点是发射波长的受限制的可调节性，例如，不能实现在绿色和黄色光谱范围内的窄带发射。另外，所述发光材料的制造是昂贵的并且还部分地不耐潮湿影响。
技术实现要素：
本发明的目的在于，提出一种发光材料，所述发光材料能够借助于紫外的、蓝色的或绿色的初级辐射有效地激发，并且具有在蓝色的、绿色的、黄色的、红色的和/或深红色的光谱范围中的有效的发射。另一目的在于：提出一种用于制造发光材料的方法，所述方法能够低成本地且简单地执行。
所述目的通过根据独立权利要求的用于制造发光材料的方法和发光材料实现。本发明的有利的实施方案以及改进形式在相应的从属权利要求中说明。
提出一种发光材料。发光材料具有化学通式：
(ma)a(mb)b(mc)c(md)d(ta)e(tb)f(tc)g(td)h(te)i(tf)j(xa)k(xb)l(xc)m(xd)n。
在此，ma选自一价金属，mb选自二价金属，mc选自三价金属，md选自四价金属，ta选自一价金属，tb选自二价金属，tc选自三价金属，td选自四价金属，te选自五价元素，tf选自六价元素，xa选自包括卤素的元素，xb选自如下元素：o、s和由其构成的组合，xc＝n并且xd＝c。还适用：
-a+b+c+d＝t；
-e+f+g+h+i+j＝u
-k+l+m+n＝v
-a+2b+3c+4d+e+2f+3g+4h+5i+6j-k-2l-3m-4n＝w；
-0.8≤t≤1
-3.5≤u≤4
-3.5≤v≤4
-(-0.2)≤w≤0.2。
根据至少一个实施方式，发光材料在其通式之内至少包括eu、ce、yb和/或mn。eu、ce、yb和/或mn用作发光材料的活化剂，所述活化剂负责发射辐射。借此，发光材料尤其能够具有下列式：
(ma)a(mb)b(mc)c(md)d(ta)e(tb)f(tc)g(td)h(te)i(tf)j(xa)k(xb)l(xc)m(xd)n:e，其中e＝eu、ce、yb和/或mn。
在此和在下文中，根据通式描述发光材料。在给出的通式中可行的是：发光材料具有例如呈杂质形式的其他元素，其中这些杂质总计优选应当具有发光材料的最高千分之一或100ppm(百万分率)或10ppm的份额。
根据至少一个实施方式，对于具有化学通式
(ma)a(mb)b(mc)c(md)d(ta)e(tb)f(tc)g(td)h(te)i(tf)j(xa)k(xb)l(xc)m(xd)n或(ma)a(mb)b(mc)c(md)d(ta)e(tb)f(tc)g(td)h(te)i(tf)j(xa)k(xb)l(xc)m(xd)n:e的发光材料适用的是：0≤m＜0.875v和/或v≥l＞0.125v。
将元素与ma、mb、mc、md、ta、tb、tc、td、te、tf尤其基于其在发光材料的晶体结构之内的设置相关联。在此，尤其地，在晶体结构之内ta、tb、tc、td、te和/或tf由xa、xb、xc和/或xd包围并且由此得到的结构单元经由共同的角和边结合。通过结构单元的角和边结合尤其形成空腔或通道，ma、mb、mc和/或md设置在所述空腔或通道中。由于该关联性，可能的是：可能的元素在ma、mb、mc、md、ta、tb、tc、td、te和tf中相交。
根据至少一个实施方式，发光材料具有下列化学通式：
(ma)a(mb)b(ta)e(tb)f(tc)g(td)h(xc)m(xb)l，
其中
-ma选自一价金属，所述一价金属包括li、na、k、rb、cs、cu、ag和由其构成的组合，
-mb选自二价金属，所述二价金属包括mg、ca、sr、ba、zn、mn、eu、yb、ni、fe、co和由其构成的组合，
-ta选自一价金属，所述一价金属包括li、na、cu、ag和由其构成的组合，
-tb选自二价金属，所述二价金属包括mg、zn、mn、eu、yb、ni和由其构成的组合，
-tc选自三价金属，所述三价金属包括b、al、ga、in、y、fe、cr、sc、稀土元素和由其构成的组合，
-td选自四价金属，所述四价金属包括si、ge、sn、mn、ti、zr、hf、ce和由其构成的组合，
-xb选自如下元素，所述元素包括o、s和由其构成的组合，
-xc＝n
-a+b＝t
-e+f+g+h＝u
-l+m＝v
-a+2b+e+2f+3g+4h-2l-3m＝w
-0.8≤t≤1
-3.5≤u≤4
-3.5≤v≤4
-(-0.2)≤w≤0.2并且
0≤m＜0.875v和/或v≥l＞0.125v。发光材料尤其在其通式之内至少包含eu、ce、yb和/或mn并且尤其具有通式
(ma)a(mb)b(ta)e(tb)f(tc)g(td)h(xc)m(xb)l:e，其中e＝eu、ce、yb和/或mn。优选适用：
-ma选自一价金属，所述一价金属包括li、na、k、rb、cs和由其构成的组合，
-mb选自二价金属，所述二价金属包括mg、ca、sr、ba、eu和由其构成的组合，
-ta选自一价金属，所述一价金属包括li、na、cu、ag和由其构成的组合，
-tb选自二价金属，所述二价金属包括eu，
-tc选自三价金属，所述三价金属包括b、al、ga、in和由其构成的组合，
-td选自四价金属，所述四价金属包括si、ge、sn、mn、ti和由其构成的组合，
-xb＝o。
0≤m＜0.875v和/或v≥l＞0.125v表示，按xa、xb、xc和xd的总物质量v计，发光材料中的xc、即氮的摩尔份额低于87.5摩尔％，和/或按xa、xb、xc和xd的总物质量v计，发光材料中的xb、即氧和/或硫的摩尔份额高于12.5摩尔％。
根据至少一个实施方式，ma、mb、mc、md、ta、tb、tc、td、te和tf是相应的一价阳离子、二价阳离子、三价阳离子、四价阳离子、五价阳离子或六价阳离子。换言之，ma和ta具有+1氧化态，mb和tb具有+2氧化态，mc和tc具有+3氧化态，md和td具有+4氧化态，te具有+5氧化态并且tf具有+6氧化态。xa、xb、xc和xd尤其是相应元素的阴离子。在此，xa优选具有-1氧化态，xb具有-2氧化态，xc、即n具有-3氧化态并且xd、即c具有-4氧化态。
在wo2013/175336a1中描述发射红色的发光材料的新家族，所述发光材料具有半值宽度小的发射。在那公开的发光材料具有按发光材料的阴离子元素的总量计最小87.5％的氮和最大12.5％的氧的份额。根据wo2013/175336a1，发光材料中较高的氧含量产生不稳定的化合物。因此，具有高于12.5％的氧含量的发光材料不可能离析(isoliert)。
将半值宽度在此和在下文中理解为在发射峰的最大值的一半高度处的光谱宽度，简称fwhm或在半峰全宽。具有最大强度的峰理解为发射峰。
令人惊讶地，本发明的发明人已经确定：较高的氧份额和/或硫份额、即按阴离子元素的总物质量计发光材料中大于12.5摩尔％的氧份额和/或硫份额，或较低的氮份额、即按阴离子元素的总物质量计发光材料中小于87.5摩尔％的氮份额产生具有高的量子效率的极其稳定的并且有效的发光材料。发光材料具有在紫外范围至绿色范围中、尤其在300nm和500nm之间或在300nm和460nm之间、优选在300nm和430nm或300nm和450nm之间的高的吸收能力，进而能够借助该波长范围中的初级辐射有效地激发。初级辐射能够由发光材料完全地(全转换)或部分地(部分转换)变换成更长波长的辐射、也称作次级辐射。
根据至少一个实施方式，优选适用：0≤m＜0.75v或v≥l＞0.25v，0≤m＜0.625v或v≥l＞0.375v。尤其优选的是：0≤m＜0.5v或v≥l＞0.5v，0≤m＜0.375v或v≥l＞0.625v，0≤m＜0.25v或v≥l＞0.7v，0≤m＜0.125v或v≥l＞0.875v或m＝0或1＝v。
发明人已经发现：令人惊讶地，随着氧含量和/或硫含量增加或随着氮含量减少，发光材料的峰值波长朝更短的波长位移并且还产生非常稳定的发光材料。由此，有利地可行的是，通过改变氧含量或氮含量，相应地调节发光材料的期望的峰值波长。通过金属或元素ma、mb、mc、md、ta、tb、tc、td、te、tf、xa、xc、xd和/或xb的组合或取代也能够改变发光材料的峰值波长和/或半值宽度。因此，找到提供如下发光材料的可行性，所述发光材料在其特性、尤其峰值波长和半值宽度方面能够有针对性地与相应的应用相匹配并且在此令人惊讶地也仍是非常稳定的。发光材料尤其能够具有非常窄的半值宽度，例如小于50nm，小于30nm或小于20nm，这使发光材料对于许多应用、例如对于背光照明应用是令人感兴趣的。
当前，发射光谱中的如下波长称作“峰值波长”，在所述波长处存在发射光谱中的最大强度。
根据至少一个实施方式，对于具有通式
(ma)a(mb)b(mc)c(md)d(ta)e(tb)f(tc)g(td)h(te)i(tf)j(xa)k(xb)l(xc)m(xd)n:e的发光材料适用的是：
a+b+c+d＝1；
e+f+g+h+i+j＝4；
k+l+m+n＝4；
a+2b+3c+4d+e+2f+3g+4h+5i+6j-k-2l-3m-4n＝0
并且m＜3.5和/或l＞0.5。在此，所述发光材料是电中性的发光材料。
根据至少一个实施方式，适用n＝0，k＝0，v＝4并且m＜3.5并且l＞0.5。于是发光材料因此具有下列通式：
(ma)a(mb)b(mc)c(md)d(ta)e(tb)f(tc)g(td)h(te)i(tf)j(xb)l(xc)m:e。在此，ma、mb、mc、md、ta、tb、tc、td、te、tf、xc和xb如上述那样限定。根据该实施方式，发光材料仅具有氮和氧，氮和硫，或者氮、硫和氧，优选仅具有氮和氧作为阴离子。在此，但不排除，也存在呈杂质形式的其他阴离子元素。优选适用m＜3.0并且l＞1.0；m＜2.5并且l＞1.5；m＜2.0并且l<2.0；m＜1.5并且l＞2.5；m＜1.5并且l＞2.5；m＜1.0并且l＞3.0；m＜0.5并且l＞3.5或m＝0并且l＝4。
根据至少一个实施方式，发光材料具有化学通式(ma)a(mb)b(ta)e(td)h(xb)l(xc)m:e。在此，优选适用：
-ma选自一价金属，所述一价金属包括li、na、k、rb、cs、cu、ag和由其构成的组合。尤其优选地，ma选自一价金属，所述一价金属包括li、na、k、rb、cs和由其构成的组合。
-mb选自二价金属，所述二价金属包括mg、ca、sr、ba、zn、mn、eu、yb、ni、fe、co和由其构成的组合。尤其优选地，mb选自二价金属，所述二价金属包括mn、eu、yb和由其构成的组合。更尤其优选地，mb＝eu或由eu和mn和/或yb构成的组合，
-ta选自一价金属，所述一价金属包括li、na、cu、ag和由其构成的组合。尤其优选地，ta选自一价金属，所述一价金属包括li、na和由其构成的组合。更尤其优选地，ta＝li，
-td选自四价金属，所述四价金属包括si、ge、sn、mn、ti、zr、hf、ce和由其构成的组合。尤其优选地，td选自四价金属，所述四价金属包括si、ge、sn、mn、ti和由其构成的组合。更尤其优选地，td＝si，
-xb选自如下元素，所述元素包括o、s和由其构成的组合。尤其优选地，xb＝o，
-xc＝n。还适用：
-a+b＝t，
-e+h＝u，
-l+m＝v，
-a+2b+e+4h-2l-3m＝w
-0.8≤t≤1
-3.5≤u≤4
-3.5≤v≤4
-(-0.2)≤w≤0.2
-0≤m＜0.875v和/或v≥l＞0.125v并且
-e＝eu、ce、yb和/或mn，优选e＝eu。
根据至少一个实施方式，发光材料具有化学通式(ma)a(mb)b(ta)e(td)h(xb)l(xc)m:e。在此适用的是：
-ma选自一价金属，所述一价金属包括li、na、k、rb、cs、cu、ag和由其构成的组合。优选地，ma选自一价金属，所述一价金属包括li、na、k、rb和由其构成的组合。
-mb选自二价金属，所述二价金属包括mg、ca、sr、ba、zn、mn、eu、yb、ni、fe、co和由其构成的组合。优选地，其选自二价金属，所述二价金属包括mn、eu、yb和由其构成的组合。更尤其优选地，mb＝eu或eu与mn和/或yb构成的组合，
-ta选自一价金属，所述一价金属包括li、na、cu、ag和由其构成的组合。优选地，ta选自一价金属，所述一价金属包括li、na和由其构成的组合。更尤其优选地，ta＝li，
-td选自四价金属，所述四价金属包括si、ge、sn、mn、ti、zr、hf、ce和由其构成的组合。优选地，td选自四价金属，所述四价金属包括si、ge、sn、mn、ti和由其构成的组合。尤其优选地，td＝si，
-xb选自如下元素，所述元素包括o、s和由其构成的组合。优选地，xb＝o。
-xc＝n。还适用：
a+b＝1；
e+h＝4；
l+m＝4；
-a+2b+e+4h-2l-3m＝0并且m＜3.5并且l＞0.5并且
-e＝eu、ce、yb和/或mn，优选e＝eu。
根据至少一个实施方式，发光材料具有化学通式
(ma)a(mb)b(ta)e(tc)g(td)h(xb)l(xc)m:e，其中
-ma选自一价金属，所述一价金属包括li、na、k、rb、cs、cu、ag和由其构成的组合，
-mb选自二价金属，所述二价金属包括mg、ca、sr、ba、zn、mn、eu、yb、ni、fe、co和由其构成的组合，
-ta选自一价金属，所述一价金属包括li、na、cu、ag和由其构成的组合，
-tc选自三价金属，所述三价金属包括b、al、ga、in、y、fe、cr、sc、稀土元素和由其构成的组合，
-td选自四价金属，所述四价金属包括si、ge、sn、mn、ti、zr、hf、ce和由其构成的组合，
-xb选自如下元素，所述元素包括o、s和由其构成的组合，
-xc＝n
-a+b＝t
-e+g+h＝u
-l+m＝v
-a+2b+e+3g+4h-2l-3m＝w
-0.8≤t≤1
-3.5≤u≤4
-3.5≤v≤4
-(-0.2)≤w≤0.2并且
e＝eu、ce、yb和/或mn。优选适用：
0≤m＜0.875v和/或v≥l＞0.125v。根据该实施方式，发光材料仅具有氮和氧，氮和硫，或者氮、硫和氧，优选仅具有氮和氧，作为阴离子。
根据至少一个实施方式，发光材料具有化学通式
(ma)a(mb)b(ta)e(tc)g(td)h(xb)l(xc)m:e，其中
-ma选自一价金属，所述一价金属包括li、na、k、rb、cs、cu、ag和由其构成的组合，
-mb选自二价金属，所述二价金属包括mg、ca、sr、ba、eu和由其构成的组合，
-ta选自一价金属，所述一价金属包括li、na、cu、ag和由其构成的组合，
-tc选自三价金属，所述三价金属包括b、al、ga和由其构成的组合，
-td选自四价金属，所述四价金属包括si、ge和由其构成的组合，
-xb＝o，
-xc＝n
-a+b＝1
-e+g+h＝4
-l+m＝4
-a+2b+e+3g+4h-2l-3m＝0并且
-e＝eu、ce、yb和/或mn。优选m＜3.5或l＞0.5。在此，所述发光材料是电中性的发光材料，所述发光材料仅具有氮和氧作为阴离子。
根据至少一个实施方式，发光材料具有化学通式
(ma)a(mb)b(ta)e(tc)g(td)h(xb)l(xc)m:e，其中
-ma选自一价金属，所述一价金属包括li、na、k和由其构成的组合，
-mb选自二价金属，所述二价金属包括mg、ca、sr、ba、eu和由其构成的组合，
-ta＝li，
-tc＝al，
-td＝si，
-xb＝o，
-xc＝n
-a+b＝1
-e+g+h＝4
-l+m＝4
-a+2b+e+3g+4h-2l-3m＝0并且e＝eu、ce、yb和/或mn，优选e＝eu。优选m＜3.5或l＞0.5。在此，所述发光材料是电中性的发光材料，所述发光材料仅具有氮和氧作为阴离子。发光材料在其通式之内至少包含eu、ce、yb和/或mn。
根据至少一个实施方式，发光材料是氧化物，也就是说，在发光材料中仅存在氧作为阴离子元素。于是发光材料具有下列化学通式之一：
(ma)1(ta)3(td)1(xb)4:e，
(ma)1(ta)3-x(td)1-x(tb)x(tc)x(xb)4:e，
(ma)1-x'(mb)x'(ta)3(td)1-x'(tc)x'(xb)4:e，
(ma)1-x”(mb)x”(ta)3-x”(td)1-x”(tb)2x”(xb)4:e，
(ma)1(ta)3-2z(tb)3z(td)1-z(xb)4:e或
(ma)1(ta)3(td)1-2z'(tc)z'(te)z'(xb)4:e，其中
xb＝o，
0≤x≤1，例如，x＝0、0.1；0.2；0.3；0.4；0.5；0.6；0.7；0.8；0.9或1，优选0＜x＜1，例如x＝0.1；0.2；0.3；0.4；0.5；0.6；0.7；0.8或0.9，
0≤x'≤1，例如，x'＝0、0.1；0.2；0.3；0.4；0.5；0.6；0.7；0.8；0.9或1，优选0＜x'＜1，例如x'＝0.1；0.2；0.3；0.4；0.5；0.6；0.7；0.8或0.9，
0≤x”≤1，例如，x”＝0、0.1；0.2；0.3；0.4；0.5；0.6；0.7；0.8；0.9或1，优选0＜x＜1，例如x”＝0.1；0.2；0.3；0.4；0.5；0.6；0.7；0.8或0.9，
0≤z≤1，例如，z＝0、0.1；0.2；0.3；0.4；0.5；0.6；0.7；0.8；0.9或1，优选0＜z＜1，例如z＝0.1；0.2；0.3；0.4；0.5；0.6；0.7；0.8或0.9，
0≤z'≤0.5，优选0＜z'＜0.5，例如，z'＝0、0.1；0.2；0.3或0.4，
并且e选自：eu、ce、yb、mn和由其构成的组合。
在此和在下文中，e也称作活化剂。活化剂并且尤其其在主晶格中的周围负责发光，尤其负责发光材料的发射的峰值波长。
金属或元素ma、mb、ta、tb、tc、td、te和/或xb在发光材料中尤其形成主晶格，在此，e能够部分取代阳离子元素ma、mb、ta、tb、tc、td和/或te的晶格位置，或占据中间晶格位置。在此，e尤其占据ma的晶格位置。为了电荷平衡，能够改变其他元素的份额，例如ta和/或td的份额。
根据至少一个实施方式，发光材料是氧化物或氧氮化物，优选的是氧氮化物，进而在其通式中仅具有氧，或者氧和氮作为阴离子元素。在此，发光材料具有下列化学通式：
(ma)1-y(tb)y(ta)3-2y(tc)3y(td)1-y(xb)4-4y(xc)4y:e，
(ma)1-y*(mb)y*(ta)3-2y*(tc)3y*(td)1-y*(xb)4-4y*(xc)4y*:e，
(ma)1(ta)3-y'(tc)y'(td)1(xb)4-2y'(xc)2y':e，
(ma)1(ta)3-y”(tb)y”(td)1(xb)4-y”(xc)y”:e，
(ma)1-w”'(mb)w”'(ta)3(td)1(xb)4-w”'(xc)w”':e，
(ma)1(ta)3-w'(tc)2w'(td)1-w'(xb)4-w'(xc)w':e或
(ma)1-w”(mb)w”(ta)3-w”(td)1-w”(tc)2w”(xb)4-2w”(xc)2w”:e，
其中
xb＝o，
0≤y≤1，例如，y＝0；0.1；0.2；0.3；0.4；0.5；0.6；0.7；0.8；0.9或1，优选0＜y＜0.875，例如y＝0.1；0.2；0.3；0.4；0.5；0.6；0.7或0.8，更尤其优选0≤y≤0.4，
0＜y*＜0.875或优选0＜y*≤0.5，尤其优选0＜y*≤0.3，更尤其优选0＜y*≤0.1，
0≤y'≤2，例如，y'＝0；0.1；0.2；0.3；0.4；0.5；0.6；0.7；0.8；0.9；1.0；1.1；1.2；1.3；1.4；1.5；1.6；1.7；1.8；1.9或2.0，优选0＜y'≤1.75，尤其优选0≤y'≤0.9，
0≤y”≤3，例如，y”＝0，0.1；0.2；0.3；0.4；0.5；0.6；0.7；0.8；0.9；1.0；1.1；1.2；1.3；1.4；1.5；1.6；1.7；1.8；1.9；2.0；2.1；2.2；2.3；2.4；2.5；2.6；2.7；2.8；2.9或3.0，优选0＜y”＜3，尤其优选0<y”≤1.9，
0≤w”'≤1，例如，w”'＝0、0.1；0.2；0.3；0.4；0.5；0.6；0.7；0.8；0.9或1，优选0＜w”'＜1，
0≤w'≤1，例如，w'＝0、0.1；0.2；0.3；0.4；0.5；0.6；0.7；0.8；0.9或1，优选0＜w'＜1，
0≤w”≤1，例如，w”＝0、0.1；0.2；0.3；0.4；0.5；0.6；0.7；0.8；0.9或1，优选0＜w”＜1并且e选自：eu、ce、yb、mn和由其构成的组合。
根据至少一个实施方式，e选自：eu、ce、yb、mn和由其构成的组合。尤其，e是eu3+、eu2+、ce3+、yb3+、yb2+和/或mn4+。
金属或元素ma、mb、ta、tb、tc、td、xc和/或xb在发光材料中形成主晶格，在此，e能够部分取代ma、mb、ta、tb、tc和/或td的晶格位置，优选部分取代ma的晶格位置，或占据中间晶格位置。
通过使用活化剂eu、ce、yb和/或mn，尤其eu或eu与ce、yb和/或mn的组合，能够尤其好地调节发光材料在cie色彩空间中的色坐标，其峰值波长λpeak或主波长λdom和半值宽度。
主波长是通过产生类似的色调感觉的光谱(单色)光来描述非光谱(多色)混合光的可行性。在cie色彩空间中，能够将连接用于特定的色彩的点和点cie-x＝0.333、cie-y＝0.333的线外插，使得所述线在两个点中与空间的轮廓相交。距所述色彩更近的交点代表色彩的主波长作为在该交点处的纯的光谱色彩的波长。因此，主波长是由人眼察觉的波长。
根据另一实施方式，活化剂e的摩尔％量能够处于0.1摩尔％至20摩尔％，1摩尔％至10摩尔％，0.5摩尔％至5摩尔％，2摩尔％至5摩尔％之间。过高浓度的e能够通过浓度淬灭而引起效率损失。在此和在下文中，用于活化剂e、尤其eu的摩尔％数据尤其理解为按相应的发光材料中的ma、mb、mc和md的摩尔份额计的摩尔％数据。
根据至少一个实施方式，发光材料具有下列化学通式之一：
(ma)li3-xsi1-xznxalxo4:e；
(ma)li3-xsi1-xmgxalxo4:e；
(ma)1-x'cax'li3si1-x'alx'o4:e；
(ma)1-x”cax”li3-x”si1-x”mg2x”o4:e；
(ma)li3-2zmg3zsi1-zo4:e；
(ma)li3si1-2z'alz'pz'o4:e。ma、e、x、x'、x”、z和z'尤其适用在上文中公开的定义。
基于通式(ma)li3sio4:e的发光材料，根据至少一个实施方式，lisi能够至少部分地通过znal或mgal取代并且获得式(ma)li3-xsi1-xznxalxo4:e或(ma)li3-xsi1-xmgxalxo4:e的发光材料。
基于通式(ma)li3sio4:e的发光材料，根据至少一个实施方式，(ma)si能够至少部分地通过caal取代并且获得式(ma)1-x'cax'li3si1-x'alx'o4:e的发光材料。
基于通式(ma)li3sio4:e的发光材料，根据至少一个实施方式，(ma)lisi能够至少部分地通过camg2取代并且获得式(ma)1-x”cax”li3-x”si1-x”mg2x”o4:e的发光材料。
基于通式(ma)li3sio4:e的发光材料，根据至少一个实施方式，li2si能够至少部分地通过mg3取代并且获得式(ma)li3-2zmg3zsi1-zo4:e的发光材料。
基于通式(ma)li3sio4:e的发光材料，根据至少一个实施方式，si2能够至少部分地通过alp取代并且获得式(ma)li3si1-2z'alz'pz'o4:e的发光材料。
根据至少一个实施方式，发光材料具有下列化学通式之一：
(ma)1-yznyli3-2yal3ysi1-yo4-4yn4y:e
(ma)1-y*cay*li3-2y*al3y*si1-y*o4-4y*n4y*:e，
(ma)1-y***sry***li3-2y***al3y***si1-y***o4-4y***n4y***:e
(ma)1-y**euy**li3-2y**al3y**si1-y**o4-4y**n4y**:e
(ma)li3-y'aly'sio4-2y'n2y':e，
(ma)li3-y”mgy”sio4-y”ny”:e，
(ma)1-w”'caw”'li3sio4-w”'nw”':e，
(ma)li3-w'al2w'si1-w'o4-w'nw':e，
(ma)1-w”caw”li3-w”si1-w”al2w”o4-2w”n2w”:e。特别地，ma、e、y、y*、y'、y”、w”'、w'和w”适用在上文中公开的定义。还适用0＜y**≤1，优选0＜y**＜0.875或0＜y**＜0.5，尤其优选0.05≤y**≤0.45，更尤其优选0.1≤y**≤0.4，0.15≤y**≤0.35或0.2≤y**≤0.3并且0≤y***≤1，优选0＜y***＜0.875或0＜y***≤0.5，尤其优选0＜y***≤0.3。
基于通式(ma)li3sio4:e的发光材料，根据至少一个实施方式，(ma)li3sio4能够至少部分地通过calial3n4取代并且获得式(ma)1-y*cay*li3-2y*al3y*si1-y*o4-4y*n4y*:e的发光材料。在此，ma选自一价金属，所述一价金属包括li、na、k、rb、cs、cu、ag和由其构成的组合，并且e选自：eu、ce、yb、mn和由其构成的组合。优选地，ma选自一价金属，所述一价金属包括li、na、k、rb和由其构成的组合并且e＝eu。更尤其优选的是ma＝na。发光材料是氧代氮化锂铝硅酸盐(oxonitridolithoalumosilikat)发光材料。适用0＜y*＜0.875，优选0＜y*≤0.5，尤其优选0＜y*≤0.3，更尤其优选0＜y*≤0.1。例如，适用y*＝0.01；0.02；0.03；0.04或0.05。
基于通式(ma)li3sio4:e的发光材料，根据至少一个实施方式，(ma)li3sio4能够至少部分地通过srlial3n4取代并且获得式(ma)1-y***sry***li3-2y***al3y***si1-y***o4-4y***n4y***:e的发光材料。在此，ma选自一价金属，所述一价金属包括li、na、k、rb、cs、cu、ag和由其构成的组合，并且e选自：eu、ce、yb、mn和由其构成的组合，优选的是e＝eu。优选地，ma选自一价金属，所述一价金属包括li、na、k、rb和由其构成的组合。更优选的是ma＝na。发光材料是氧代氮化锂铝硅酸盐发光材料。适用0＜y***＜0.875，优选0＜y***≤0.5，尤其优选0＜y***≤0.3。例如，适用y***＝0.25。
基于通式(ma)li3sio4:e的发光材料，根据至少一个实施方式，(ma)li3sio4能够至少部分地通过eulial3n4取代并且获得式(ma)1-y**euy**li3-2y**al3y**si1-y**o4-4y**n4y**:e的发光材料。在此，ma选自一价金属，所述一价金属包括li、na、k、rb、cs、cu、ag和由其构成的组合，并且e选自：eu、ce、yb、mn和由其构成的组合，优选的是e＝eu。优选地，ma选自一价金属，所述一价金属包括li、na、k、rb和由其构成的组合。更尤其优选的是ma＝na。发光材料是氧代氮化锂铝硅酸盐发光材料。优选适用0＜y**＜0.875或0＜y**＜0.5，尤其优选0.05≤y**≤0.45，更尤其优选0.1≤y**≤0.4，0.15≤y**≤0.35或0.2≤y**≤0.3。令人惊讶地，虽然eu的份额部分地非常高，但发光材料没有显示出因浓度引起的淬灭表现和与其关联的效率损失。因此虽然eu的份额高，令人惊讶的是，发光材料仍是非常有效的。
基于通式(ma)li3sio4:e的发光材料，根据至少一个实施方式，lio2能够至少部分地通过aln2取代并且获得式(ma)li3-y'aly'sio4-2y'n2y':e的发光材料。
基于通式(ma)li3sio4:e的发光材料，根据至少一个实施方式，lio能够至少部分地通过mgn取代并且获得式(ma)li3-y”mgy”sio4-y”ny”:e的发光材料。
基于通式(ma)li3sio4:e的发光材料，根据至少一个实施方式，(ma)o能够至少部分地通过can取代并且获得式(ma)1-w”'caw”'li3sio4-w”'nw”':e的发光材料。
基于通式(ma)li3sio4:e的发光材料，根据至少一个实施方式，lisio能够至少部分地通过al2n取代并且获得式(ma)li3-w'al2w'si1-w'o4-w'nw':e的发光材料。
基于通式(ma)li3sio4:e的发光材料，根据至少一个实施方式，(ma)li3sio2能够至少部分地通过caal2n2取代并且获得式(ma)1-w”caw”li3-w”si1-w”al2w”o4-2w”n2w”:e的发光材料。
根据至少一个实施方式，ma选自一价金属，所述一价金属包括li、na、k、rb、cs和由其构成的组合。例如，ma能够如下选择：ma＝na、k、(na,k)、(rb,li)。在此，(na,k)、(rb,li)表示，存在由na和k构成的组合或由rb和li构成的组合。ma的这种选择得出尤其有效的发光材料，所述发光材料能多样性地应用。
根据至少一个实施方式，发光材料具有下列化学通式之一：
nali3-xsi1-xznxalxo4:e，
nali3-xsi1-xmgxalxo4:e，
na1-x'cax'li3si1-x'alx'o4:e，
na1-x”cax”li3-x”si1-x”mg2x”o4:e，
nali3-2zmg3zsi1-zo4:e，
nali3si1-2z'alz'pz'o4:e。x、x'、x”、z和z'尤其适用上述含义。
根据至少一个实施方式，发光材料具有下列化学通式之一：
(nark1-r)1li3-xsi1-xznxalxo4:e，
(nark1-r)1li3-xsi1-xmgxalxo4:e，
(nark1-r)1-x'cax'li3si1-x'alx'o4:e，
(nark1-r)1-x”cax”li3-x”si1-x”mg2x”o4:e，
(nark1-r)1li3-2zmg3zsi1-zo4:e，
(nark1-r)1li3si1-2z'alz'pz'o4:e，其中
0≤r≤1，例如r＝0；0.05；0.1；0.15；0.2；0.25；0.3；0.35；0.4；0.45；0.5；0.55；0.6；0.65；0.7；0.75；0.8；0.85；0.9；0.95；1.0。优选的是0≤r≤0.1或0.1＜r≤0.4或0.4＜r≤1.0；尤其优选r＝0、0.125、0.25、0.5或1.0。x、x'、x”、z和z'尤其适用上述含义。
根据至少一个实施方式，发光材料具有下列化学通式之一：
(rbr'li1-r')1li3-xsi1-xznxalxo4:e，
(rbr'li1-r')1li3-xsi1-xmgxalxo4:e，
(rbr'li1-r')1-x'cax'li3si1-x'alx'o4:e，
(rbr'li1-r')1-x”cax”li3-x”si1-x”mg2x”o4:e，
(rbr'li1-r')1li3-2zmg3zsi1-zo4:e，
(rbr'li1-r')1li3si1-2z'alz'pz'o4:e，其中0≤r'≤1，
例如r'＝0；0.05；0.1；0.15；0.2；0.25；0.3；0.35；0.4；0.45；0.5；0.55；0.6；0.65；0.7；0.75；0.8；0.85；0.9；0.95；1.0，优选的是0.25≤r'≤0.75，尤其优选0.4≤r'≤0.6，更尤其优选r'＝0.5。x、x'、x”、z和z'尤其适用上述含义。
根据至少一个实施方式，发光材料具有下列化学通式之一：
(nark1-r)1-y*cay*li3-2y*al3y*si1-yo4-4y*n4y*:e，
(nark1-r)li3-y'aly'sio4-2y'n2y':e，
(nark1-r)li3-y”mgy”sio4-y”ny”:e，
(nark1-r)1-w”'caw”'li3sio4-w”'nw:e，
(nark1-r)li3-w'al2w'si1-w'o4-w'nw':e，
(nark1-r)1-w”caw”li3-w”si1-w”al2w”o4-2w”n2w”:e，其中
0≤r≤1，例如r＝0；0.05；0.1；0.15；0.2；0.25；0.3；0.35；0.4；0.45；0.5；0.55；0.6；0.65；0.7；0.75；0.8；0.85；0.9；0.95；1.0。优选的是0≤r≤0.1或0.1＜r≤0.4或0.4＜r≤1.0；尤其优选r＝0、0.25、0.5或1.0。y*、y'、y”、w”'、w'和w”尤其适用上述含义。
根据至少一个实施方式，发光材料具有下列化学通式之一：
(rbr'li1-r')1-y*cay*li3-2y*al3y*si1-y*o4-4y*n4y*:e，
(rbr'li1-r')li3-y'aly'sio4-2y'n2y':e，
(rbr'li1-r')li3-y”mgy”sio4-y”ny”:e，
(rbr'li1-r')1-w”'caw”'li3sio4-w”'nw:e，
(rbr'li1-r')li3-w'al2w'si1-w'o4-w'nw':e，
(rbr'li1-r')1-w”caw”li3-w”si1-w”al2w”o4-2w”n2w”:e，其中0≤r'≤1，例如r'＝0；0.05；0.1；0.15；0.2；0.25；0.3；0.35；0.4；0.45；0.5；0.55；0.6；0.65；0.7；0.75；0.8；0.85；0.9；0.95；1.0，优选的是0.25≤r'≤0.75，尤其优选0.4≤r'≤0.6，更尤其优选r'＝0.5。尤其地，y*、y'、y”、w”'、w'和w”适用上述含义。
根据至少一个实施方式，发光材料具有下列化学通式之一：
na1-y*cay*li3-2y*al3y*si1-y*o4-4y*n4y*:e，
nali3-y'aly'sio4-2y'n2y':e，
nali3-y”mgy”sio4-y”ny”:e，
na1-w”'caw”'li3sio4-w”'nw:e，
nali3-w'al2w'si1-w'o4-w'nw':e，
na1-w”caw”li3-w”si1-w”al2w”o4-2w”n2w”:e。尤其地，y*、y'、y”、w”'、w'和w”尤其适用上述含义。
根据至少一个实施方式，发光材料具有化学通式(ma)1(ta)3(td)1(xb)4:e。在此，ma选自一价金属，所述一价金属包括li、na、k、rb、cs、cu、ag和由其构成的组合。优选地，ma选自一价金属，所述一价金属包括li、na、k、rb、cs和由其构成的组合。ta选自一价金属，所述一价金属包括li、na、cu、ag和由其构成的组合。
td选自四价金属，所述四价金属包括si、ge、sm、mn、ti、zr、hf、ce和由其构成的组合。xb选自如下元素，所述元素包括o、s和由其构成的组合。e选自：eu、ce、yb、mn和由其构成的组合，优选的是e＝eu。尤其，e占据ma的晶格位置或中间晶格位置。为了电荷平衡，在此，能够改变其他元素的份额、例如ta和/或td的份额。例如，e＝eu2+并且在通式中取代ma+，经由改变ta和/或td的份额的改变实现电荷平衡。
根据至少一个实施方式，发光材料具有化学通式(ma)1(ta)3(td)1(xb)4:e。在此，ma选自一价金属，所述一价金属包括li、na、k、rb、cs和由其构成的组合。ta＝li，td＝si，xb＝o，并且e选自eu、ce、yb、mn和由其构成的组合。优选适用：e＝eu或由eu与ce、yb和/或mn构成的组合。
令人惊讶地已经证实，通过改变ma的组分能够显著改变发光材料尤其关于峰值波长和半值宽度的特性。发光材料还具有在300nm至460nm或300nm至500nm的范围中，尤其在300nm和450nm或300nm和430nm之间的初级辐射的大的吸收能力。
例如，在用400nm的波长的初级辐射激发时，式nali3sio4:eu的发光材料在电磁谱的蓝色光谱范围中发射并且显示出窄带的发射，也就是说，具有小的半值宽度的发射。反之，在用400nm的波长的初级辐射激发时，式kli3sio4:eu的发光材料非常宽带地从蓝色的至红色的光谱范围发射，使得产生白色的发光印象。式(na0.5k0.5)li3sio4:eu、(rb0.25na0.75)li3sio4:eu、(cs0.25na0.5k0.25)li3sio4:eu、(rb0.25na0.5k0.25)li3sio4:eu和(cs0.25na0.25rb0.25li0.25)li3sio4:eu的发光材料窄带地在电磁谱的蓝绿色的光谱范围中发射，并且式(rb0.5li0.5)li3sio4:eu、(rb0.5na0.5)li3sio4:eu、(na0.25k0.75)li3sio4:eu、(na0.25k0.50li0.25)li3sio4:eu和(cs0.25na0.25k0.25li0.25)li3sio4:eu的发光材料窄带地在电磁谱的绿色的光谱范围中发射。在用460nm的波长的初级辐射激发时，式na0.125k0.875li3sio4:eu的发光材料具有在黄橙色的范围中的带。除此之外，na0.125k0.875li3sio4:eu显示出在蓝绿色的范围中具有高强度的另一发射峰。
在下列表格中示出发光材料的特性：
由于发射特性不同，发光材料适合用于不同应用。
电磁谱的在420nm和520nm之间的范围应理解为蓝色的或蓝绿色的光谱范围。
电磁谱的在520nm和580nm之间的范围应理解为绿色的光谱范围，其中包括边界值。
电磁谱的在630nm和780nm之间的范围应理解为红色的光谱范围。
电磁谱的在580nm和630nm之间的范围应理解为黄色的或黄橙色的光谱范围。
根据至少一个实施方式，发光材料具有化学通式(nark1-r)1(ta)3(td)1(xb)4:e，0≤r≤1，例如r＝0；0.05；0.1；0.125；0.15；0.2；0.25；0.3；0.35；0.4；045；0.5；0.55；0.6；0.65；0.7；0.75；0.8；0.85；0.9；0.95；1.0。优选的是0≤r≤0.1或0.1＜r≤0.4或0.4＜r≤1.0；尤其优选r＝0、0.125、0.25、0.5或1.0。优选的是ta＝li，td＝si，xb＝o，并且e＝eu、ce、yb和/或mn，优选的是e＝eu。令人惊讶地，在发光材料中的na和k的份额改变时，发光材料的特性、尤其峰值波长和半值宽度改变。由此，通过该发光材料可用不同的应用。
根据至少一个实施方式，发光材料(nark1-r)1(ta)3(td)1(xb)4:e或(nark1-r)li3sio4:e以四方晶系、单斜晶系或三斜晶系结晶，尤其以四方晶系或三斜晶系结晶。优选地，根据该实施方式的发光材料以空间群i41/a、i4/m或p-1结晶。尤其优选地，根据该实施方式的发光材料以具有空间群i41/a或i4/m的四方晶系结晶或以具有空间群p-1的三斜晶系结晶。
根据至少一个实施方式，发光材料具有式(nark1-r)1(ta)3(td)1(xb)4:e，其中0.4＜r≤1，优选0.45＜r≤1，更尤其优选r＝0.5或1。优选的是ta＝li，td＝si，xb＝o，并且e＝eu、ce、yb和/或mn并且发光材料具有式(nark1-r)li3sio4:eu。优选适用e＝eu。例如，发光材料具有式nali3sio4:eu或(na0.5k0.5)li3sio4:eu。发光材料的峰值波长位于蓝色光谱范围中，尤其在450nm和500nm之间的范围中。
发光材料(nark1-r)1(ta)3(td)1(xb)4:e或(nark1-r)li3sio4:e，其中0.4＜r≤1，例如nali3sio4:eu或(na0.5k0.5)li3sio4:eu尤其适合在转换型led中使用，所述转换型led发射白色辐射。为此能够将该发光材料与红色的和绿色的发光材料组合。
迄今，发射白色的转换型led使用发射蓝色的初级辐射的半导体芯片和红色的发光材料以及绿色的发光材料。通过蓝色的初级辐射和红色的和绿色的次级辐射叠加形成白光。该解决方案的缺点是，例如基于gan或ingan的外延生长的半导体芯片在发射的初级辐射的峰值波长中能够具有波动。这引起在白色的总辐射中的波动，如色坐标和色彩还原度的改变，因为初级辐射贡献于总辐射的蓝色份额。这尤其在设备中使用多个半导体芯片时成问题。为了防止波动，半导体芯片必须根据其色坐标分选(“binning”)。关于发射的初级辐射的波长的公差设定越窄，由多于一个半导体芯片构成的设备的质量就越高。但在以窄的公差分选之后，在改变的运行温度和通态电流的情况下，半导体芯片的峰值波长也能够显著改变。在普通照明应用和其他应用中，这能够引起光学特性、如色坐标和色温的改变。此外，这在背光照明应用中能够引起蓝色的色坐标的位移进而引起色彩空间的变化。
发光材料(nark1-r)1(ta)3(td)1(xb)4:e，其中0.4＜r≤1，例如nali3sio4:eu，(rbr*na1-r*)1(ta)3(td)1(xb)4:e，其中0＜r*＜0.4，(cs,na,rb,li)1(ta)3(td)1(xb)4:e，(cs,na,k)1(ta)3(td)1(xb)4:e或(rb,na,k)1(ta)3(td)1(xb)4:e或(na0.5k0.5)li3sio4:eu能够用300nm至460nm、优选300nm至440nm的初级辐射有效地激发。例如基于gainn，半导体芯片与300nm至440nm的初级辐射的组合引起发射在蓝色光谱范围中的次级辐射，所述次级辐射在明显更宽的温度范围和通态电流的较大的范围之上是稳定的。由于300nm至440nm的初级辐射不可见或几乎不可见，不同半导体芯片能够用作初级辐射源，尽管如此仍获得转换型led的恒定的并且稳定的发射光谱。因此能够避免或简化半导体芯片的耗费的“分选”和提高效率。借此，在与绿色的和红色的发光材料组合时，(nark1-r)1(ta)3(td)1(xb)4:e(其中0.4＜r≤1)尤其好地适合于其在白色转换型led中使用。
发光材料(nark1-r)1(ta)3(td)1(xb)4:e或(nark1-r)li3sio4:e，其中0.4＜r≤1，尤其(na0.5k0.5)li3sio4:eu还适合在照明设备、如转换型led中使用，所述照明设备发射蓝色的辐射。这种转换型led例如用于信号灯，如蓝光灯。因为该信号灯一方面必须非常明亮并且另一方面必须位于特定的色坐标范围中或者处于特定的色坐标处，则并非全部蓝光光源都适合于该应用。另一方面，具有发光材料(nark1-r)1(ta)3(td)1(xb)4:e(其中0.4＜r≤1)、尤其具有(na0.5k0.5)li3sio4:eu的转换型led适合用于抑制在人类中产生褪黑素。借此，将该转换型led能够有针对性地用以提高警惕性和/或专注能力。例如，所述转换型led能够有助于更快地克服时差。此外，该发光材料或具有该发光材料的转换型led适合用于“按需色彩”应用，即适合于具有与消费者期望相匹配的蓝色的色坐标的转换型led，例如以实现例如在广告中或也在汽车内饰的设计中的特定的品牌专用的或产品专用的颜色。替选地，适合于发射蓝色辐射的转换型led的是：(rbr*na1-r*)1(ta)3(td)1(xb)4:e，其中0＜r*＜0.4，优选0.1≤r*≤0.35，尤其优选0.2≤r*≤0.3，更尤其优选r*＝0.25；或者(cs,na,rb,li)1(ta)3(td)1(xb)4:e、(cs,na,k)1(ta)3(td)1(xb)4:e和(rb,na,k)1(ta)3(td)1(xb)4:e。例如发光材料具有式nali3sio4:eu或(na0.5k0.5)li3sio4:eu，(rb0.25na0.75)li3sio4:eu，或(cs0.25na0.25rb0.25li0.25)li3sio4:eu、(cs0.25na0.5k0.25)li3sio4:eu或(rb0.25na0.5k0.25)li3sio4:eu。
根据至少一个实施方式，发光材料具有式(nark1-r)1(ta)3(td)1(xb)4:e，其中0.2＜r≤0.4，优选0.2＜r≤0.3，更尤其优选r＝0.25。优选的是ta＝li，td＝si，xb＝o并且发光材料具有式(nark1-r)li3sio4:e。e选自：eu、mn、ce、yb和由其构成的组合，优选的是e＝eu。例如，发光材料具有式(na0.25k0.75)li3sio4:eu。发光材料的峰值波长尤其位于绿色的光谱范围中。
发光材料(nark1-r)1(ta)3(td)1(xb)4:e或(nark1-r)li3sio4:e，其中0.2＜r≤0.4，优选0.2＜r≤0.4，尤其优选0.2＜r≤0.3，更尤其优选r＝0.25，尤其适合在用于显示器的背光照明的转换型led中使用。
发光材料(nark1-r)1(ta)3(td)1(xb)4:e或(nark1-r)li3sio4:e，其中0.2＜r≤0.4，优选0.2＜r≤0.4，尤其(na0.25k0.75)li3sio4:eu还适合于在照明设备、如转换型led中使用，所述照明设备发射绿色的辐射。
根据至少一个实施方式，发光材料具有式(nark1-r)1(ta)3(td)1(xb)4:e，其中0.05＜r≤0.2，优选0.1＜r≤0.2。优选的是ta＝li，td＝si和xb＝o并且发光材料具有式(nark1-r)li3sio4:e。e选自：eu、mn、ce、yb和由其构成的组合，优选的是e＝eu。例如，发光材料是na0.125k0.875li3sio4:eu。
令人惊讶地，式(nark1-r)1(ta)3(td)1(xb)4:e或(nark1-r)li3sio4:e的发光材料，其中0.05＜r≤0.2具有宽的发射带。除具有最高强度(＝峰值波长)的带之外，发光材料尤其具有另一发射峰，所述发射峰具有与在峰值波长处的发射峰类似高的强度。
发光材料(nark1-r)1(ta)3(td)1(xb)4:e或(nark1-r)li3sio4:e，其中0.05＜r≤0.2，优选0.1＜r≤0.2，尤其na0.125k0.875li3sio4:eu例如适合于在照明设备、如转换型led中使用，所述照明设备发射白色辐射。由于宽的发射，尤其在蓝色的或蓝绿色的范围中和在黄橙色的范围中的两个发射峰，发光材料有利地能够用作照明设备、如转换型led中的唯一的发光材料。借助这种转换型led尤其能够产生具有大于8000k的色温和高的色彩还原系数以及大的色彩空间覆盖的白色的总辐射，所述总辐射尤其能够用于普通照明和显示器的背光照明。
根据至少一个实施方式，发光材料具有式(nark1-r)1(ta)3(td)1(xb)4:e，其中0≤r≤0.05，优选r＝0。优选的是ta＝li，td＝si，xb＝o并且发光材料具有式(nark1-r)li3sio4:eu。e选自：eu、mn、ce、yb和由其构成的组合，优选的是e＝eu。例如，发光材料是kli3sio4:eu。发光材料极其窄带地从蓝色的至红色的光谱范围发射，使得产生白色的发光印象。
发光材料(nark1-r)1(ta)3(td)1(xb)4:e或(nark1-r)li3sio4:e，其中0≤r≤0.05，尤其kli3sio4:eu例如适合在照明设备、如转换型led中使用，所述照明设备发射白色辐射。由于发光材料的宽的发射，所述发光材料有利地能够用作照明设备、如转换型led中的唯一的发光材料。
与已知的发射白色的转换型led相比，在此能够放弃半导体芯片的耗费的分选或至少以较大的公差执行所述分选，所述转换型led使用发射蓝色的半导体芯片和红色的和绿色的发光材料来产生白光。能够使用如下半导体芯片，所述半导体芯片具有初级辐射，所述初级辐射不被或几乎不被人眼察觉(300nm至460nm，优选至430nm或440nm)。初级辐射的取决于制造、温度或通态电流的波动对总辐射特性不产生负面影响。与使用两种或更多种发光材料相比，不需要通过改变发光材料的浓度进行的色彩匹配，因为发射光谱仅由一种发光材料产生进而是恒定的。因此，由于不需要色彩匹配或耗费的芯片分选，转换型led能够以高的产量制造。通过仅一种发光材料的选择性退化不出现色彩位移或对发射光谱的其他负面影响。根据应用也能够进行初级辐射的部分转换。因为发光材料可以用在300nm至460nm的范围中的初级辐射激发，所以优选在电磁谱的短波的蓝色范围中的初级辐射对于总辐射的贡献引起：借此照亮的物体看上去更白、更亮进而更吸引人。借此，例如能够激发在纺织品中的光学荧光增白剂。
根据至少一个实施方式，发光材料具有化学通式(rbr'li1-r')1(ta)3(td)1(xb)4:e，其中0≤r'≤1，例如r'＝0；0.05；0.1；0.15；0.2；0.25；0.3；0.35；0.4；0.45；0.5；0.55；0.6；0.65；0.7；0.75；0.8；0.85；0.9；0.95；1.0，优选的是0.25≤r'≤0.75，尤其优选0.4≤r'≤0.6，更尤其优选r'＝0.5。优选的是ta＝li，td＝si，xb＝o并且发光材料具有式(rbr'li1-r')li3sio4:e。e选自：eu、mn、ce、yb和由其构成的组合，优选的是e＝eu。已经证实，所述发光材料具有小的半值宽度并且能多样性地应用。
根据至少一个实施方式，发光材料具有下列化学通式(k,na,li,cs)1(ta)3(td)1(xb)4:e，其中在发光材料中包含k、na、li和cs。优选的是ta＝li，td＝si并且xb＝o并且发光材料具有式(k,na,li,cs)li3sio4:e。e选自：eu、mn、ce、yb和由其构成的组合，优选的是e＝eu。尤其优选地，发光材料具有式(cs0.25na0.25k0.25li0.25)(ta)3(td)1(xb)4:e或(cs0.25na0.25k0.25li0.25)li3sio4:e。发光材料的峰值波长尤其位于绿色的光谱范围中并且具有小于50nm的半值宽度。
根据至少一个实施方式，发光材料具有化学通式(rb,na,li,cs)1(ta)3(td)1(xb)4:e，其中在发光材料中包含rb、na、li和cs。优选的是ta＝li，td＝si和xb＝o并且发光材料具有式(rb,na,li,cs)li3sio4:e。e选自：eu、mn、ce、yb和由其构成的组合，优选的是e＝eu。尤其优选地，发光材料具有式(cs0.25na0.25rb0.25li0.25)(ta)3(td)1(xb)4:e或(cs0.25na0.25rb0.25li0.25)li3sio4:e。发光材料的峰值波长尤其位于蓝色的光谱范围中并且具有小于30nm的半值宽度。
根据至少一个实施方式，发光材料具有化学通式(cs,na,k)1(ta)3(td)1(xb)4:e，其中在发光材料中包含na、k和cs。优选的是ta＝li，td＝si和xb＝o并且发光材料具有式(cs,na,k)li3sio4:e。e选自：eu、mn、ce、yb和由其构成的组合，优选的是e＝eu。尤其优选地，发光材料具有式(cs0.25na0.50k0.25)(ta)3(td)1(xb)4:e或(cs0.25na0.50k0.25)li3sio4:e。发光材料的峰值波长尤其位于蓝色的光谱范围中并且具有小于30nm的半值宽度。
根据至少一个实施方式，发光材料具有化学通式(rb,na,k)1(ta)3(td)1(xb)4:e，其中在发光材料中包含na、k和rb。优选的是ta＝li，td＝si和xb＝o并且发光材料具有式(rb,na,k)li3sio4:e。e选自：eu、mn、ce、yb和由其构成的组合，优选的是e＝eu。尤其优选地，发光材料具有式(rb0.25na0.50k0.25)(ta)3(td)1(xb)4:e或(rb0.25na0.50k0.25)li3sio4:e。发光材料的峰值波长尤其位于蓝色的光谱范围中并且具有小于30nm的半值宽度。
发光材料(rb,na,li,cs)1(ta)3(td)1(xb)4:e、(cs,na,k)1(ta)3(td)1(xb)4:e和(rb,na,k)1(ta)3(td)1(xb)4:e尤其适合在转换型led中使用，所述转换型led发射白色辐射。为此，发光材料能够分别与红色的和绿色的发光材料组合。所述发光材料也适合在照明设备、如转换型led中使用，所述照明设备发射蓝色辐射。
根据至少一个实施方式，发光材料(rb,na,li,cs)1(ta)3(td)1(xb)4:e、(k,na,li,cs)1(ta)3(td)1(xb)4:e、(rb,na,k)1(ta)3(td)1(xb)4:e、(cs,na,k)1(ta)3(td)1(xb)4:e、(k,na,li,cs)li3sio4:e、(rb,na,li,cs)li3sio4:e、(rb,na,k)li3sio4:e或(cs,na,k)li3sio4:e以四方晶系结晶。优选地，根据该实施方式的发光材料以空间群i4/m结晶。尤其优选地，根据该实施方式的发光材料以具有空间群i4/m的四方晶系结晶。
根据至少一个实施方式，发光材料具有化学通式(k1-r”-r”'nar”lir”')1(ta)3(td)1(xb)4:e，其中0＜r”＜0.5并且0＜r”'＜0.5，例如，r”＝0.05；0.1；0.15；0.2；0.25；0.3；0.35；0.4；0.45并且r”'＝0.05；0.1；0.15；0.2；0.25；0.3；0.35；0.4；0.45。优选0.1＜r”＜0.4并且0.1＜r”'＜0.4，尤其优选0.2＜r”＜0.3并且0.2＜r”'＜0.3。优选的是ta＝li，td＝si和xb＝o并且发光材料具有式(k1-r”-r”'nar”lir”')1li3sio4:e。e选自：eu、mn、ce、yb和由其构成的组合，优选的是e＝eu。令人惊讶地，在发光材料中的na、li和k的份额改变时，发光材料的特性、尤其峰值波长和半值宽度改变。例如，发光材料具有式(k0.5na0.25li0.25)li3sio4:eu。发光材料的峰值波长尤其位于绿色的光谱范围中并且具有小于50nm的半值宽度。
根据至少一个实施方式，发光材料(k1-r”-r”'nar”lir”')1(ta)3(td)1(xb)4:e或(k1-r”-r”'nar”lir”')1li3sio4:e以四方晶系或单斜晶系结晶。优选地，根据该实施方式的发光材料以空间群i4/m或c2/m结晶。尤其优选地，根据该实施方式的发光材料以具有空间群i4/m的四方晶系或具有空间群c2/m的单斜晶系结晶，尤其优选地以具有空间群c2/m的单斜晶系结晶。
根据至少一个实施方式，发光材料具有化学通式(rbr*na1-r*)1(ta)3(td)1(xb)4:e，其中0<r*<1，例如r*＝0.05；0.1；0.15；0.2；0.25；0.3；0.35；0.4；0.45；0.5；0.55；0.6；0.65；0.7；0.75；0.8；0.85；0.9；0.95。优选的是ta＝li，td＝si和xb＝o，并且发光材料具有式(rbr*na1-r*)li3sio4:e。e选自：eu、mn、ce、yb和由其构成的组合，优选地e＝eu。
根据至少一个实施方式，发光材料(rbr*na1-r*)1(ta)3(td)1(xb)4:e或(rbr*na1-r*)li3sio4:e以四方晶系或单斜晶系结晶。优选地，根据该实施方式的发光材料以空间群i4/m或c2/m结晶。尤其优选地，根据该实施方式的发光材料以具有空间群i4/m的四方晶系或以具有空间群c2/m的单斜晶系结晶。
根据至少一个实施方式，发光材料具有化学通式(rbr*na1-r*)1(ta)3(td)1(xb)4:e，其中0.4≤r*＜1.0，优选0.4≤r*＜0.875或0.4≤r*≤0.75，尤其优选0.4≤r*≤0.6，更尤其优选r*＝0.5。优选的是ta＝li，td＝si和xb＝o并且发光材料具有式(rbr*na1-r*)li3sio4:e。e选自：eu、mn、ce、yb和由其构成的组合，优选的是e＝eu。
例如，发光材料具有式(rb0.5na0.5)li3sio4:eu。发光材料的峰值波长尤其位于绿色的光谱范围中并且具有在42nm和44nm之间的半值宽度。
根据至少一个实施方式，发光材料具有化学通式(rbr*na1-r*)1(ta)3(td)1(xb)4:e，其中0＜r*＜0.4，例如r*＝0.05；0.1；0.15；0.2；0.25；0.3；0.35，优选0.1≤r*≤0.35，尤其优选0.2≤r*≤0.3，更尤其优选r*＝0.25。优选的是ta＝li，td＝si和xb＝o并且发光材料具有式(rbr*na1-r*)li3sio4:e。e选自：eu、mn、ce、yb和由其构成的组合，优选的是e＝eu。发光材料的峰值波长优选位于蓝色的光谱范围中并且具有在20nm和24nm之间的半值宽度。
发光材料(rbr*na1-r*)1(ta)3(td)1(xb)4:e或(rbr*na1-r*)li3sio4:e，其中0.4＜r*＜0.4，优选0.1≤r*≤0.35，尤其优选0.2≤r*≤0.3，更尤其优选r*＝0.25，尤其适合在转换型led中使用，所述转换型led发射白色辐射。为此，发光材料能够与红色的和绿色的发光材料组合。
发光材料(rbr*na1-r*)1(ta)3(td)1(xb)4:e或(rbr*na1-r*)li3sio4:e，其中0＜r*＜0.4，优选0.1≤r*≤0.35，尤其优选0.2≤r*≤0.3，更尤其优选r*＝0.25，尤其还适合在照明设备、如转换型led中使用，所述照明设备发射蓝色辐射。
根据至少一个实施方式，发光材料具有式(nark1-r)1(ta)3(td)1(xb)4:e或(nark1-r)li3sio4:e，其中0.2＜r≤0.4，优选0.2＜r≤0.3，尤其优选r＝0.25，或具有式(rbr'li1-r')1(ta)3(td)1(xb)4:e或(rbr'li1-r')li3sio4:e，其中0≤r'≤1，优选0.25≤r'≤0.75，尤其优选0.4≤r'≤0.6。优选的是ta＝li，td＝si和xb＝o。发光材料的峰值波长尤其位于绿色的光谱范围中并且具有小于50nm的半值宽度。
在大量显示器应用、如电视机、计算机监视器、平板计算机和智能电话中，制造商力争生动地并且逼真地还原色彩，因为这非常吸引消费者。
用于对显示器、例如lcd显示器进行背光照明的光源与用于普通照明的光源不同。对用于普通照明的光源的要求尤其在于高的光产量结合连续的光谱，以便实现高的色彩还原系数。在lcd显示器(“液晶显示器”，liquidcrystaldisplays)和其他显示器中，色彩通过原色、即红色、绿色和蓝色还原。因此，能够在显示器处还原的色彩的带宽通过色彩红色、绿色和蓝色展开的色品图限制。这些色彩从用于背光照明的光谱中由红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器相应地滤除。然而，滤色器的透射辐射的波长范围总是仍然非常宽。因此，需要具有在绿色的、蓝色的和红色的光谱范围中的非常窄带的发射、即小的半值宽度的光源，以便覆盖尽可能宽的色彩空间。主要发射蓝色的半导体芯片与具有在绿色的光谱范围中的峰值波长的发光材料和具有在红色的光谱范围中的峰值波长的发光材料组合作为用于背光照明应用的光源，其中发光材料具有发射的尽可行小的半值宽度。在理想情况下，在此，发射峰与相应的滤色器的透射区域重叠，以便尽可能少地损失光，达到最大的效率并且减少不同的色彩通道的串扰或叠加，这限制可实现的色彩空间。
用于背光照明应用的转换型led通常例如使用钇铝石榴石、镥铝石榴石或β-sialon(赛隆)(si6-zalzozn8-z:re或si6-xalzoyn8-y:rez，其中re＝稀土金属)作为绿色发光材料。当然，钇铝石榴石具有半值宽度大的发射峰，使得通过显著的滤波器损耗限制可实现的色彩空间并且效率也降低。β-sialon(赛隆)在半值宽度小于60nm的情况下具有在绿色的光谱范围中的窄带发射，所述窄带发射与借助石榴石发光材料相比引起更饱和的绿色还原。但β-sialon(赛隆)缺少良好的内部和外部量子效率，这使整个背光照明装置不那么有效地构成。此外，该发光材料的制造需要非常高的温度和耗费的设备。借此，发光材料在其制造方面是非常贵的，从而用该发光材料制造转换型led也是非常贵的。
量子点由于其非常窄带的发射也用于转换用于背光照明应用的初级辐射。当然，量子点尤其在用于背光照明应用的转换型led的环境条件中是非常不稳定的。此外，多数市售的量子点具有有害元素、如hg或cd，在商用电器和电子仪器中，所述有害元素的浓度受限于rohs的规定(危险物质限制，“reductionofhazardoussubstances”，欧盟准则2011/65/eu)。
令人惊讶地，根据本发明的发光材料(nark1-r)1(ta)3(td)1(xb)4:e(其中0.2＜r≤0.4)、(rbr'li1-r')1(ta)3(td)1(xb)4:e(其中0≤r'≤1)、(k1-r”-r”'nar”lir”')1(ta)3(td)1(xb)4:e(其中0＜r”＜0.5并且0＜r”'＜0.5)、(k,na,li,cs)(ta)3(td)1(xb)4:e和(rbr*na1-r*)1(ta)3(td)1(xb)4:e(其中0.4≤r*＜1.0)，例如(rb0.5li0.5)li3sio4:eu、(na0.25k0.75)li3sio4:eu、(na0.25k0.5li0.25)li3sio4:eu、(cs0.25na0.25k0.25li0.25)li3sio4:eu和(rb0.5na0.5)li3sio4:eu具有在绿色的光谱范围中的峰值波长和非常小的半值宽度，进而尤其对于发射白色的照明设备，即例如发射白色的转换型led结合发射蓝色的初级辐射的半导体芯片和红色的发光材料，适合于尤其用于显示元件、如显示器的背光照明应用。借助这种发射白色的转换型led有利地能够实现色彩的特别大的带宽。通过根据本发明的发光材料(nark1-r)1(ta)3(td)1(xb)4:e(其中0.2＜r≤0.4)、(rbr'li1-r')1(ta)3(td)1(xb)4:e(其中0≤r'≤1)、(k1-r”-r”'nar”lir”')1(ta)3(td)1(xb)4:e(其中0＜r”＜0.5并且0＜r”'＜0.5)、(k,na,li,cs)(ta)3(td)1(xb)4:e和(rbr*na1-r*)1(ta)3(td)1(xb)4:e(其中0.4≤r*＜1.0)，例如(rb0.5li0.5)li3sio4:eu、(na0.25k0.75)li3sio4:eu、(na0.25k0.5li0.25)li3sio4:eu、(cs0.25na0.25k0.25li0.25)li3sio4:eu和(rb0.5na0.5)li3sio4:eu的小的半值宽度，发射峰显示出与标准绿色过滤器的透射区域的非常大的重叠，使得仅损失少量的光并且可实现的色彩空间大。
一方面，发射在绿色的波长范围中的辐射的绿色led能够通过直接发射绿色的半导体芯片或以包括发射蓝色或uv的半导体芯片和绿色的发光材料的转换型led的形式获得。直接发射绿色的半导体芯片显示出非常低的量子效率。在转换型led中，一方面，初级辐射完全转换成绿色的次级辐射(完全转换)或另一方面所述初级辐射仅部分地转换成绿色的次级辐射(部分转换)并且剩余份额的初级辐射借助过滤器滤除，使得转换型led只发射或几乎只发射次级辐射、尤其绿色的次级辐射。
反之，具有式(nark1-r)1(ta)3(td)1(xb)4:e(其中0.2＜r≤0.4)、(rbr'li1-r')1(ta)3(td)1(xb)4:e(其中0≤r'≤1)、(k1-r”-r”'nar”lir”')1(ta)3(td)1(xb)4:e(其中0＜r”＜0.5并且0＜r”'＜0.5)、(cs,na,k,li)1(ta)3(td)1(xb)4:e，优选(cs0.25na0.25k0.25li0.25)(ta)3(td)1(xb)4:e或(rbr*na1-r*)1(ta)3(td)1(xb)4:e，(其中0.4≤r*＜0.875)，例如(rb0.5li0.5)li3sio4:eu、(na0.25k0.75)li3sio4:eu、(na0.25k0.5li0.25)li3sio4:eu、(cs0.25na0.25k0.25li0.25)li3sio4:eu或(rb0.5na0.5)li3sio4:eu的根据本发明的绿色的发光材料的转换型led是非常有效的并且无需使用滤色器也显示出高的色彩纯度和高的功率。
常规地，(y,lu)3(al,ga)5o12:ce、正硅酸盐或氧代氮化硅酸盐用作绿色的发光材料。常规的转换型led经常具有低的效率和色彩纯度。为了规避该缺点，使用滤波器，以便调整发射。当然，这对转换型led的总功率产生负面影响。
反之，具有式(nark1-r)1(ta)3(td)1(xb)4:e(其中0.2＜r≤0.4)和(rbr'li1-r')1(ta)3(td)1(xb)4:e(其中0≤r'≤1)、例如(rb0.5li0.5)li3sio4:eu和(na0.25k0.75)li3sio4:eu的根据本发明的绿色的发光材料和半导体芯片的转换型led是非常有效的并且无需使用滤色器也显示出高的色彩纯度和高的功率。
根据至少一个实施方式，发光材料具有如下化学通式：na1-y*cay*li3-2y*al3y*si1-y*o4-4y*n4y*:e，其中0＜y*＜0.875；优选0＜y*≤0.5，尤其优选0＜y*≤0.3，更尤其优选0＜y*≤0.1。例如适用的是：y*＝0.01；0.02；0.03；0.04和0.05。e选自：eu、mn、ce、yb和由其构成的组合。优选的是e＝eu或eu2+。
令人惊讶地已经证实，式nali3sio4:e的发光材料具有与已知的发光材料calial3n4:e同型的晶体结构。两种化合物以同型的晶体结构结晶尤其表示：一种化合物的原子在晶体结构之内占据与另一化合物的相对应的原子相同的位置。由此在结构内部的结构单元的结合保持不变。在氧化物和氮化物中同型的晶体结构是非典型的，因为与氧化物相比，氮化物在晶体结构内部通常具有多面体、尤其四面体的更高的缩合度。当前这是特别令人惊讶的，因为式nali3sio4:eu的根据本发明的发光材料的缩合度为一，而典型的氧代硅酸盐具有等于或小于0.5的缩合度。令人惊讶地，发明人发现，基于通式nali3sio4:e的发光材料，元素na、li、si、o能够部分地通过元素ca、li、al和n取代，使得产生式na1-y*cay*li3-2y*al3y*si1-yo4-4y*n4y*:eu的发光材料。该发光材料尤其以混合相存在，使得在nali3sio4:eu的晶体结构内部，晶格位置部分地由元素ca、li、al和n占据。
已知的发光材料calial3n4:eu是在电磁谱的红色范围中发射的、具有大约670nm的峰值波长的发光材料，所述发光材料具有大约60nm的半值宽度并且以与nali3sio4同型的晶体结构结晶。与此相比，nali3sio4:eu在电磁谱的蓝色光谱范围中发射，具有大约470nm的峰值波长并且显示出窄带的发射，也就是说，具有小于60nm的半值宽度的发射。通过该发光材料的根据本发明的混合相，有利地可行的是：提供式na1-y*cay*li3-2y*al3y*si1-y*o4-4y*n4y*:eu的发光材料，在所述发光材料中能够改变calial3n4的份额，这在式中通过注脚y*表示。通过该改变能够提供发光材料，所述发光材料由于改变的组分允许在470nm和670nm之间的范围中调节峰值波长。因此，发光材料能够根据要求或应用有针对性地在期望的色坐标方面调节。因此，令人惊讶地，用仅一种发光材料能够产生从蓝色至红色的可见范围的几乎全部色彩。
发光材料na1-y*cay*li3-2y*al3y*si1-y*o4-4y*n4y*:eu的峰值波长优选位于蓝色的或绿色的光谱范围中，其中0＜y*＜0.875，优选0＜y*≤0.5，尤其优选0＜y*≤0.3，更尤其优选0＜y*≤0.1。发光材料尤其以与绿色的和红色的发光材料组合的方式适合用于尤其用于普通照明的白色的转换型led。发光材料还适合用于彩色的转换型led。
根据至少一个实施方式，发光材料na1-y*cay*li3-2y*al3y*si1-y*o4-4y*n4y*:e以四方晶系结晶。根据该实施方式的发光材料优选以空间群i41/a结晶。根据该实施方式的发光材料尤其优选以具有空间群i41/a的四方晶系结晶。
根据至少一个实施方式，发光材料具有如下化学通式：na1-y***sry***li3-2y***al3y***si1-y***o4-4y***n4y***:e，其中0＜y***＜0.875；优选0＜y***≤0.5，尤其优选0＜y***≤0.3。例如，适用y***＝0.01；0.02；0.03、0.04或0.05。e选自：eu、mn、ce、yb和由其构成的组合。优选的是e＝eu或eu2+。
根据至少一个实施方式，发光材料具有式(mb)b(ta)e(tc)g(td)h(xb)l(xc)m:e，
其中
-mb选自二价金属，所述二价金属包括mg、ca、sr、ba、zn、mn、eu、yb、ni、fe、co和由其构成的组合，
-ta选自一价金属，所述一价金属包括li、na、cu、ag和由其构成的组合，
-tc选自三价金属，所述三价金属包括b、al、ga、in、y、fe、cr、sc、稀土元素和由其构成的组合，
-td选自四价金属，所述四价金属包括si、ge、sn、mn、ti、zr、hf、ce和由其构成的组合，
-xb＝o和/或s
-xc＝n
-b＝1；
-e+g+h＝4；
-l+m＝4；
-2b+e+3g+4h-2l-3m＝0并且m＜3.5或l＞0.5。
-e＝eu、ce、yb和/或mn，优选e＝eu。
根据至少一个实施方式，发光材料具有式(mb)b(ta)e(tc)g(td)h(xb)l(xc)m:e，
其中
-mb选自二价金属，所述二价金属包括mg、ca、sr、ba和由其构成的组合，
-ta选自一价金属，所述一价金属包括li、na和由其构成的组合，
-tc选自三价金属，所述三价金属包括b、al、ga和由其构成的组合，
-td选自四价金属，所述四价金属包括si、ge和由其构成的组合，
-xc＝n
-xb＝o
-b＝1；
-e+g+h＝4；
-l+m＝4；
-2b+e+3g+4h-2l-3m＝0并且m＜3.5或l＞0.5。
-e＝eu、ce、yb和/或mn，优选e＝eu。
根据至少一个实施方式，发光材料具有如下化学通式：(mb)(si0.25al-1/8+r**/2li7/8-r**/2)4(o1-r**nr**)4:e，其中0.25≤r**≤1，优选0.25＜r**＜0.875，尤其优选0.4≤r**≤0.8。mb选自二价金属，所述二价金属包括mg、ca、sr、ba和由其构成的组合并且e＝eu、ce、yb和/或mn，优选e＝eu。
根据至少一个实施方式，发光材料具有下列化学通式：sr(si0.25al-1/8+r**/2li7/8-r**/2)4(o1-r**nr**)4:e，其中0.25≤r**≤1，优选0.25＜r**＜0.875，尤其优选0.4≤r**≤0.8并且e＝eu、ce、yb和/或mn。发光材料尤其是化合物srsili3o3n:eu(r**＝0.25)和sr2si2al3li3n8:eu(r**＝1)的混合相。
通过根据本发明的混合相有利地可行的是：提供一种发光材料，其中能够改变氮的份额，这在式中通过注脚r**来表达。通过该改变能够提供发光材料，所述发光材料通过改变的组分允许从黄色至红色的光谱范围调节峰值波长。因此，发光材料能够根据要求或应用有针对性地在期望的色坐标和/或色彩还原系数方面调节。因此，令人惊讶地，用仅一种发光材料能够产生尤其从黄色至红色的可见范围的大量色彩。
根据至少一个实施方式，发光材料(mb)(si0.25al-1/8+r**/2li7/8-r**/2)4(o1-r**nr**)4:e或sr(si0.25al-1/8+r**/2li7/8-r**/2)4(o1-r**nr**)4:e以四方晶系结晶。根据该实施方式的发光材料优选以空间群i4/m结晶。根据该实施方式的发光材料尤其优选以具有空间群i4/m的四方晶系结晶。
根据至少一个实施方式，发光材料具有下列化学通式：na1-y**euy**li3-2y**al3y**si1-y**o4-4y**n4y**:e，其中0＜y**≤1.0，优选0＜y**＜0.875或0＜y**＜0.5，尤其优选0.05≤y**≤0.45，更尤其优选0.1≤y**≤0.4，0.15≤y**≤0.35或0.2≤y**≤0.3。e＝eu、ce、yb和/或mn，优选e＝eu。
令人惊讶地已经证实，式na1-y**euy**li3-2y**al3y**si1-y**o4-4y**n4y**:e，优选na1-y**euy**li3-2y**al3y**si1-y**o4-4y**n4y**:eu的发光材料能够作为在nali3sio4:e或nali3sio4:eu(y**＝0)和化合物eulial3n4(y**＝1)之间的混合相制造，并且还是具有独特特性的有效的发光材料。该发光材料尤其以混合相存在，使得在nali3sio4:eu的晶体结构内部，晶格位置部分地用元素eu、li、al和n占据。
nali3sio4:eu在蓝色的光谱范围中发射。通过nali3sio4:eu和化合物eulial3n4的根据本发明的混合相有利地可行的是：提供式na1-y**euy**li3-2y**al3y**si1-y**o4-4y**n4y**:eu的发光材料，在所述发光材料中能够改变eulial3n4的份额，这在式中通过注脚y**表示。通过该改变能够提供发光材料，所述发光材料通过改变的组分允许在黄色至红色范围中调节峰值波长。因此，发光材料能够根据要求或应用有针对性地在期望的色坐标方面调节。因此，令人惊讶地，用仅一种发光材料能够产生从黄色至红色的可见范围的几乎全部色彩。
根据至少一个实施方式，发光材料na1-y**euy**li3-2y**al3y**si1-y**o4-4y**n4y**:eu以四方晶系结晶。根据该实施方式的发光材料优选以空间群i4/m结晶。根据该实施方式的发光材料尤其优选以具有空间群i4/m的四方晶系结晶。
根据至少一个实施方式，发光材料具有式(mb)b(ta)e(tc)g(xb)l(xc)m:e，
其中
-mb选自二价金属，所述二价金属包括mg、ca、sr、ba、zn、mn、eu、yb、ni、fe、co和由其构成的组合，
-ta选自一价金属，所述一价金属包括li、na、cu、ag和由其构成的组合，
-tc选自三价金属，所述三价金属包括b、al、ga、in、y、fe、cr、sc、稀土金属和由其构成的组合，
-xb＝o，
-xc＝n，
-b＝1；
-e+g＝4；
-l+m＝4；
-2b+e+3g-2l-3m＝0并且m＜3.5或l＞0.5。
-e＝eu、ce、yb和/或mn，优选e＝eu。
根据至少一个实施方式，发光材料具有式(mb)b(ta)e(tc)g(xb)l(xc)m:e，
-mb选自二价金属，所述二价金属包括mg、ca、sr、ba、zn和由其构成的组合，
-ta选自一价金属，所述一价金属包括li、na、cu、ag和由其构成的组合，
-tc选自三价金属，所述三价金属包括b、al、ga和由其构成的组合，
-xb＝o，
-xc＝n，
-b＝1；
-e+g＝4；
-l+m＝4；
-2b+e+3g-2l-3m＝0并且m＜3.5或l＞0.5。
-e＝eu、ce、yb和/或mn，优选e＝eu。
根据至少一个实施方式，发光材料具有下列化学通式：(mb)li3-2x**al1+2x**o4-4x**n4x**:eu，其中0＜x**≤1.0，优选0＜x**＜0.875，尤其优选0.125≤x**≤0.875或0.125≤x**≤0.5，更尤其优选0.125≤x**≤0.45。mb选自二价金属，所述二价金属包括mg、ca、sr、ba、zn和由其构成的组合。
根据至少一个实施方式，发光材料具有下列化学通式：srli3-2x**al1+2x**o4-4x**n4x**:eu，其中0＜x**≤1.0，优选0＜x**＜0.875，尤其优选0.125≤x**＜0.875或0.125≤x**≤0.5，更尤其优选0.125≤x**≤0.45。
令人惊讶地已经证实：式srli3-2x**al1+2x**o4-4x**n4x**:eu的发光材料能够作为在srli3alo4:eu(x**＝0)和化合物srlial3n4(x**＝1)之间的混合相制造，并且还是具有独特特性的有效的发光材料。发光材料尤其具有小的半值宽度。
srlial3n4:eu是窄带地在红色光谱范围中发射的已知的发光材料。通过srli3alo4:eu和化合物srlial3n4的根据本发明的混合相可以有利地提供式srli3-2x**al1+2x**o4-4x**n4x**:eu的发光材料，在所述发光材料中能够改变srlial3n4的份额，这在式中通过注脚x**表达。通过该改变能够提供如下发光材料，所述发光材料通过改变的组分允许：在绿色的至黄色的或黄橙色的范围中调节峰值波长。由此能够实现如下色坐标，所述色坐标无法用已知的发光材料实现。因此，发光材料能够根据要求或应用有针对性地在绿色的至黄色的范围中的期望的色坐标方面调节。
令人惊讶地已经证实，式srli3-2x**al1+2x**o4-4x**n4x**:eu的发光材料随着x**自x**≥0.1250起增大以相同晶体结构结晶，但在此单位晶胞的晶胞体积增大并且同时随着x**增大，峰值波长位移到更长波长的范围中，尤其从绿色的光谱范围位移到红色的光谱范围中。借此，发光材料srli3-2x**al1+2x**o4-4x**n4x**:eu能多样性地应用并且尤其适合于具有srli3-2x**al1+2x**o4-4x**n4x**:eu作为唯一的发光材料的彩色的转换型led，其中0.125≤x**≤1，优选0.125≤x**＜0.875，尤其优选0.125≤x**≤0.5，更尤其优选0.125≤x**≤0.45。附加地，发光材料优选具有小于80nm的小的半值宽度。
发光材料srli3-2x**al1+2x**o4-4x**n4x**:eu、尤其其中x**≥0.1250例如适合于在照明设备、如转换型led中使用，所述照明设备发射白色辐射，其中蓝色的初级辐射和次级辐射的叠加产生白色的总辐射。发光材料是非常鲁棒的并且是有效的并且可以有利地提供转换型led，所述转换型led发射总辐射，所述总辐射具有小于3600k、尤其3400k±100k的色温和接近普朗克曲线的色坐标。
根据至少一个实施方式，发光材料具有下列化学通式：srli3-2x**al1+2x**o4-4x**n4x**:eu，其中0＜x**＜0.125，优选0＜x**＜0.120。
发光材料srli3-2x**al1+2x**o4-4x**n4x**:eu(其中0＜x**＜0.125)令人惊讶地不以与srli3-2x**al1+2x**o4-4x**n4x**:eu(其中x**≥0.125)的晶体结构同型的晶体结构结晶。发光材料(其中0＜x**＜0.125)尤其能够构成如下晶体结构，所述晶体结构能够描述为发光材料的变体(其中x**≥0.125)的晶体结构的结晶学的超结构。
优选地，该发光材料的峰值波长位于电磁谱的绿色范围中。与srli3-2x**al1+2x**o4-4x**n4x**:eu(其中x**≥0.125)相比，半值宽度优选是更小的。
根据至少一个实施方式，发光材料(mb)li3-2x**al1+2x**o4-4x**n4x**:eu或srli3-2x**al1+2x**o4-4x**n4x**:eu以四方晶系结晶。根据该实施方式的发光材料优选以空间群i4/m结晶。根据该实施方式的发光材料尤其优选以空间群i4/m以四方晶系结晶。
根据至少一个实施方式，发光材料在具有与在ucr4c4、cskna2li12si4o16或rbli5{li[sio4]}2中的相同的原子序列的晶体结构结晶。发光材料在具有与在ucr4c4、cskna2li12si4o16或rbli5{li[sio4]}2中的相同的原子序列的晶体结构结晶中在此和在下文中表示，发光材料的原子顺序遵循与在ucr4c4、cskna2li12si4o16或rbli5{li[sio4]}2中的原子顺序相同的样式。换言之，晶体结构显示出与ucr4c4、cskna2li12si4o16或rbli5{li[sio4]}2相同的结构图案。例如，式(na0.5k0.5)li3sio3:eu的发光材料以具有与在cskna2li12si4o16中相同的原子序列的晶体结构结晶，在此，k占据cs和k的位置，na占据na的位置，li占据li的位置，si占据si的位置并且o占据o的位置。通过在用其他原子种类取代时改变离子半径能够改变原子的绝对位置(原子坐标)。
发光材料也能够以与在由ucr4c4派生的结构nali3sio4或kli3geo4中相同的原子序列的晶体结构结晶。
根据至少一个实施方式，发光材料以与
-nali3sio4
-kli3sio4
-rbli5{li[sio4]}2
-ucr4c4
-cskna2li12si4o16或
-csknali9{li[sio4]}4
相同的结构类型结晶。
该实施方式的晶体结构的特征尤其在于三维结合的空间网络。在此，ta、tb、tc、td、te和/或tf由xa、xb、xc和/或xd包围，并且由其产生的结构单元，优选四面体经由共同的角和边结合。该设置引起三维延伸的阴离子结构单元。在由其产生的空腔或通道中设置有ma、mb、mc和/或md。
根据至少一个实施方式，发光材料具有晶体结构，在所述晶体结构中ta、tb、tc、td、te和/或tf由xa、xb、xc和/或xd包围，并且由其产生的结构单元经由共同的角和边结合成具有空腔或通道的三维空间网络，并且ma、mb、mc和/或md设置在空腔或通道中。尤其，结构单元是四面体，其中优选xa、xb、xc和/或xd占据四面体的角并且ta、tb、tc、td、te和/或tf设置在四面体的中心中。
例如，在与kli3geo4同型的kli3sio4:e的实施方式的晶体结构中，li和si由o包围并且形成呈由畸变的(li/si)o4四面体构成的空间网络形式的阴离子结构单元。在在此得到的空腔中，k原子由8个o原子畸变立方体状地包围。
在rbli5{li[sio4]}2:e的实施例的晶体结构中，一部分li原子和si由o包围并且形成呈空间网络形式的阴离子结构单元。在此，si原子由4个o原子畸变四面体地包围。参与结构单元的li原子在其第一配位球面中由3个o原子畸变三角平面地包围。在周围添加其他o原子的条件下，配位也能够描述为畸变四面体或畸变三角双锥体。在产生的空腔中，rb原子由8个o原子畸变立方体状地包围，而另一部分li原子由4个o原子畸变正方形平面地包围。
根据在此公开的发光材料的化学组分能够产生围绕ma、mb、mc和/或md的配位球面的强烈畸变。例如在nali3sio4:e的实施例的情况下，这引起，na原子的周围作为畸变的三角形棱晶存在或在添加其他o原子的情况下作为畸变的修剪的立方体存在。
发光材料的所说明的实施方式能够根据下面说明的方法制造。因此，针对发光材料描述的全部特征也适合用于其制造的方法并且反之亦然。
提出一种用于制造发光材料的方法。
根据至少一个实施方式，发光材料具有下列化学通式：
(ma)a(mb)b(mc)c(md)d(ta)e(tb)f(tc)g(td)h(te)i(tf)j(xa)k(xb)l(xc)m(xd)n:e，
在此，ma选自一价金属，mb选自二价金属，mc选自三价金属，md选自四价金属，ta选自一价金属，tb选自二价金属，tc选自三价金属，td选自四价金属，te选自五价元素，tf选自六价元素，xa选自包括卤素的元素，xb选自如下元素，所述元素包括o、s和由其构成的组合，xc＝n并且xd＝c。还适用：
a+b+c+d＝t；
-e+f+g+h+i+j＝u
-k+l+m+n＝v
-a+2b+3c+4d+e+2f+3g+4h+5i+6j-k-2l-3m-4n＝w；
-0.8≤t≤1
-3.5≤u≤4
-3.5≤v≤4
-(-0.2)≤w≤0.2并且e＝eu、ce、yb和/或mn。优选适用：0≤m＜0.875v和/或v≥l＞0.125v。
方法包括下列方法步骤：
a)混合发光材料的反应物，
b)将在a)下获得的混合物加热到在500℃和1400℃之间，优选在700℃和1400℃之间的温度t1，
c)将混合物在500℃至1400℃，优选在700℃和1400℃之间的温度t1下回火0.5分钟至10小时。
在一个实施方式中，反应物作为粉末存在。
在一个实施方式中，在方法步骤c)之后紧随另一方法步骤：
d)将混合物冷却到室温。室温尤其应理解为20℃。
在一个实施方式中，随方法步骤d)之后重新进行方法步骤b)和方法步骤c)，其中然后加热或冷却在方法步骤d)中获得的发光材料。通过该另一回火过程能够改进发光材料的光学特性。
根据至少一个实施方式，在方法步骤b)中在加热在a)下获得的混合物时，反应物熔化。
加热速率和冷却速率例如能够为每小时250℃。
在一个实施方式中，方法步骤b)、方法步骤c)和/或方法步骤d)在氮氢混合气体气氛下发生。在氮氢混合气体中，氮:氧的比例优选位于92.5:7.5。
在一个实施方式中，方法步骤b)、方法步骤c)和/或方法步骤d)在管式炉中发生。
根据至少一个实施方式，方法包括下列方法步骤a)：
a)混合反应物，所述反应物包括k2co3、cs2co3、na2co3和/或rb2co3。
根据至少一个实施方式，方法包括下列方法步骤a)：
a)混合反应物，所述反应物包括sio2、eu2o3、li2co3和至少一种出自k2co3、cs2co3、na2co3和rb2co3的碳酸盐或由其构成。尤其在使用该反应物时能够制造发光材料(nark1-r)li3sio4:eu、(rbr'li1-r')li3sio4:eu和(k1-r”-r”'nar”lir”')li3sio4:eu，优选nali3sio4:eu、kli3sio4:eu、(na0.5k0.5)li3sio4:eu、(rb0.5li0.5)li3sio4:eu、(na0.25k0.75)li3sio4:eu和(na0.25k0.5li0.25)li3sio4:eu。
根据至少一个实施方式，方法包括下列方法步骤a)：
a)混合反应物，所述反应物包括cao、naf、lin3、li2o、lialh4、alf3、sio2和euf3或由其构成。尤其在使用该反应物时能够制造式na1-y*cay*li3-2y*al3y*si1-y*o4-4y*n4y*:eu，例如na0.97ca0.03li2.94al0.09si0.97o3.88n0.12:eu。
与用于发光材料的许多其他制造方法相比，该用于制造的方法可非常简单地执行。由于产物对湿气或氧气不敏感，尤其不需要保护气体气氛。此外，合成在适度的温度下进行进而是非常节能的。借此，例如对所使用的炉的要求低。反应物是可低成本商购的并且是无毒的。
实施例
根据本发明的发光材料的第一实施例(ab1)具有通式nali3sio4:eu2+(按na的物质量计占2摩尔％的eu2+)并且如下制造：将na2co3、li2co3、sio2和eu2o3以对应于通式的化学计量比例在开放式镍坩埚中熔化。反应物的称重在下面的表1中记载。具有混合的反应物的镍坩埚在氮氢混合气体气氛(n2:h2＝92.5:7.5)下加热一小时到大约1000℃并且紧接着冷却。能够在相同的氮氢混合气体气氛下且在低于发光材料的熔点的温度下执行进一步加热，以便进一步改进发光材料的光学特性。
表1：
发光材料的反应物是可商购的、稳定的并且还非常便宜。在相对低的温度下简单的合成使发光材料在其制造方面非常便宜并且由此在经济方面也非常吸引人。
第一实施例(ab1)的发光材料显示出在电磁谱的蓝色的光谱范围中的发射。
根据本发明的发光材料的第二实施例(ab2)具有通式kli3sio4:eu2+(按k的物质量计占2摩尔％的eu2+)并且如下制造：将k2co3、li2co3、sio2和eu2o3以对应于通式的化学计量比例在开放式镍坩埚中熔化。反应物的称重在下面的表2中记载。具有混合的反应物的镍坩埚在氮氢混合气体气氛(n2:h2＝92.5:7.5)下加热一小时到大约1000℃并且紧接着冷却。能够在相同的氮氢混合气体气氛下且在低于发光材料的熔点的温度下执行进一步加热，以便进一步改进发光材料的光学特性。
表2：
第二实施例(ab2)的发光材料示出电磁谱的从蓝色的至红色的光谱范围的宽的发射从而发射具有小于3500k的色温的白色的、尤其暖白色的辐射。
根据本发明的发光材料的第三实施例(ab3)具有通式(na0.5k0.5)li3sio4:eu2+(按na和k的物质量计占2摩尔％的eu2+)或nakli6si2o8:eu2+并且如下制造：将k2co3、na2co3、li2co3、sio2和eu2o3以对应于通式的化学计量比例在开放式镍坩埚中熔化。反应物的称重在下面的表3中记载。具有混合的反应物的镍坩埚在氮氢混合气体气氛(n2:h2＝92.5:7.5)下加热一小时至八小时到800℃至1100℃并且紧接着冷却。能够在相同的氮氢混合气体气氛下且在低于发光材料的熔点的温度下执行进一步加热，以便进一步改进发光材料的光学特性。
表3：
第三实施例(ab3)的发光材料显示出在电磁谱的蓝色的光谱范围中的发射。
根据本发明的发光材料的第四实施例(ab4)具有通式(na0.25k0.75)li3sio4:eu2+(按na和k的物质量计占2摩尔％的eu2+)或nak3li12si4o16:eu2+并且如下制造：将k2co3、na2co3、li2co3、sio2和eu2o3以对应于通式的化学计量比例在开放式镍坩埚中混合。反应物的称重在下面的表4中记载。具有混合的反应物的镍坩埚在氮氢混合气体气氛(n2:h2＝92.5:7.5)下加热四小时到900℃至1100℃并且紧接着冷却。能够在相同的氮氢混合气体气氛下且在低于发光材料的熔点的温度下执行进一步加热，以便进一步改进发光材料的光学特性。
表4：
第四实施例(ab4)的发光材料显示出在电磁谱的绿色的光谱范围中的发射。
根据本发明的发光材料的第五实施例(ab5)具有通式(rb0.5li0.5)li3sio4:eu2+(按(rb0.5li0.5)的物质量计占2摩尔％的eu2+)或rblili6si2o8:eu2+并且如下制造：将rb2co3、li2co3、sio2和eu2o3以对应于通式的化学计量比例在开放式镍坩埚中混合。反应物的称重在下面的表5中记载。具有混合的反应物的镍坩埚在氮氢混合气体气氛(n2:h2＝92.5:7.5)下加热四小时到大约1000℃并且紧接着冷却。紧接着，研磨所获得的产物并且获得绿色的粉末。
能够在相同的氮氢混合气体气氛下且在低于发光材料的熔点的温度下执行进一步加热，以便进一步改进发光材料的光学特性。
表5：
第五实施例(ab5)的发光材料显示出在电磁谱的绿色的光谱范围中的发射。
根据本发明的发光材料的第六实施例(ab6)具有通式na1-y*cay*li3-2y*al3y*si1-y*o4-4y*n4y*:eu(其中y*＝0.03；按na和ca的物质量计，eu2+为大约2摩尔％)并且如下制造：将cao、naf、nin3、li2o、lialh4、alf3、sio2和euf3以对应于通式的化学计量比例在密封焊(zugeschweissten)的钽安瓿中加热到最大950℃。在加热或燃烧过程期间，安瓿处于抽真空的玻璃管中，以便避免安瓿的氧化(降低稳定性)进而避免由于在加热时蒸发的反应物的蒸汽压引起的爆裂。在冷却到室温之后，发光材料的各个晶体能够与副产物离析并且对结构和光学方面进行研究。反应物的称重在下面的表6中记载。
表6：
在相对低的温度下的合成使发光材料在其制造方面非常便宜并且由此在经济方面也非常吸引人。借助发光材料单晶的能量色散的x射线光谱分析确定基于na和ca的总物质量的3摩尔％的平均的ca份额以及按氮和氧的总物质量计占3摩尔％的氮份额，这与式na0.97ca0.03li2.94al0.09si0.97o3.88n0.12:eu一致。
第六实施例(ab6)的发光材料显示出在电磁谱的蓝绿色的光谱范围中的发射。
根据本发明的发光材料的第七实施例(ab7)具有通式(na0.25k0.5li0.25)li3sio4:eu2+或nak2li(li3sio4)4:eu2+并且如下制造：将k2co3、na2co3、li2co3、sio2和eu2o3以对应于通式的化学计量比例在开放式镍坩埚中混合。反应物的称重在下面的表7中记载。具有混合的反应物的镍坩埚在氮氢混合气体气氛(n2:h2＝92.5:7.5)下加热四小时到750℃并且紧接着冷却。能够在相同的氮氢混合气体气氛下且在低于发光材料的熔点的温度下执行进一步加热，以便进一步改进发光材料的光学特性。在冷却之后，获得亮绿色的晶体的附聚物，所述晶体例如在玛瑙研钵中通过研磨分成单个晶体。
表7：
第七实施例(ab7)的发光材料显示出在电磁谱的绿色的光谱范围中的发射。通过单晶衍射分析，能够将通式(na0.25k0.5li0.25)li3sio4:eu2+指派给发光材料。
根据本发明的发光材料的第八实施例(ab8)具有通式(rb0.5na0.5)li3sio4:eu2+或rbnali6si2o8:eu2+并且如下制造：将rb2co3、na2co3、li2co3、sio2和eu2o3以对应于通式的化学计量比例在开放式镍坩埚中混合。反应物的称重在下面的表8中记载。具有混合的反应物的镍坩埚在氮氢混合气体气氛(n2:h2＝92.5:7.5)下加热一小时至八小时到在700℃和1000℃之间的温度并且紧接着冷却。紧接着，研磨所获得的产物并且获得绿色的粉末。
能够在相同的氮氢混合气体气氛下且在低于发光材料的熔点的温度下执行进一步加热，以便进一步改进发光材料的光学特性。
表8：
第八实施例(ab8)的发光材料显示出在电磁谱的绿色的光谱范围中的发射。
根据本发明的发光材料的第九实施例(ab9)具有通式(rb0.25na0.75)li3sio4:eu2+或rbna3li12si4o16:eu2+并且如下制造：将rb2co3、na2co3、li2co3、sio2和eu2o3以对应于通式的化学计量比例在开放式镍坩埚中混合。反应物的称重在下面的表9中记载。具有混合的反应物的镍坩埚在氮氢混合气体气氛(n2:h2＝92.5:7.5)下加热一小时至八小时到在700℃和1000℃之间的温度并且紧接着冷却。紧接着，研磨所获得的产物并且获得绿色的粉末。
能够在相同的氮氢混合气体气氛下且在低于发光材料的熔点的温度下执行进一步加热，以便进一步改进发光材料的光学特性。
表9：
第九实施例(ab9)的发光材料显示出在电磁谱的蓝色的光谱范围中的发射。
根据本发明的发光材料的第十实施例(ab10)具有通式sr(si0.25al-1/8+r**/2li7/8-r**/2)4(o1-r**nr**)4，其中r**＝0.67并且进而具有srsial0.84li2.16o1.32n2.68:eu2+并且如下制造：将nali3sio4、sro、lialh4和eu2o3在开放式镍坩埚中混合。反应物的称重在下面的表10中记载。具有混合的反应物的镍坩埚在氮氢混合气体气氛(n2:h2＝92.5:7.5)下在管式炉中加热一小时至八小时，优选二小时至六小时，更尤其优选四小时到在800℃和1000℃之间的，优选900℃的温度并且紧接着冷却。
能够在相同的氮氢混合气体气氛下且在低于发光材料的熔点的温度下执行进一步加热，以便进一步改进发光材料的光学特性。
表10：
第十实施例(ab10)的发光材料显示出在电磁谱的黄色或黄橙色光谱范围中的发射。借助单晶的能量色散的x射线光谱分析和单晶衍射分析确定第十实施例的组分。
根据本发明的发光材料的第十一实施例(ab11)具有通式na1-y**euy*li3-2y**al3y**si1-y**o4-4y**n4y**:eu，其中y**＝0.2224并且如下制造：将cao、lif、lin3、li2o、lialh4、sio2和euf3在密封焊的钽安瓿中加热到最大900℃。在加热或燃烧过程期间，安瓿处于抽真空的玻璃管中，以便避免安瓿的氧化(降低的稳定性)进而避免由于在加热时蒸发的反应物的蒸汽压引起的爆裂。在冷却到室温之后，发光材料的各个橙色的晶体能够与副产物离析并且对结构和光学方面进行研究。反应物的称重在下面的表11中记载
表11：
第十一实施例(ab11)的发光材料显示出在电磁谱的黄橙色的光谱范围中的发射。
根据本发明的发光材料的第十二实施例(ab12)具有通式srli3-2x**al1+2x**o4-4x**n4x**:eu，其中x**＝0.2014并且如下制造：将sral2o4:eu和lin3在密封焊的钽安瓿中加热到最大900℃。在加热或燃烧过程期间，安瓿处于抽真空的玻璃管中，以便避免安瓿的氧化(降低的稳定性)进而避免由于在加热时蒸发的反应物的蒸汽压引起的爆裂。在冷却到室温之后，发光材料的各个黄色/绿色的晶体能够与副产物离析并且对结构和光学方面进行研究。反应物的称重在下面的表12中记载
表12：
发光材料能够在小于1000℃的相对低的温度下制造，这能够实现成本节约的合成。
第十二实施例(ab12)的发光材料显示出在电磁谱的绿色至黄色光谱范围中的发射。
通过将根据下面的表13的反应物在开放式镍坩埚中混合的方式，制造具有通式srli3-2x**al1+2x**o4-4x**n4x**:eu的发光材料的其他实施例。具有混合的反应物的镍坩埚在氮氢混合气体气氛(n2:h2＝92.5:7.5)下在大气压或微小的负压下在管式炉中加热一小时至12小时，优选4小时至8小时到在800℃和1200℃之间，优选900℃的温度并且紧接着冷却。在冷却到室温之后，能够离析各个黄色/绿色的晶体。
表13：
根据本发明的发光材料的第十三实施例(ab13)具有通式(cs0.25na0.25k0.25li0.25)li3sio4:eu2+并且与第八实施例类似地制造。在下面的表14中说明反应物。
表14：
第十三实施例(ab13)的发光材料显示出在电磁谱的绿色的光谱范围中的发射。
根据本发明的发光材料的第十四实施例(ab14)具有通式(cs0.25na0.50k0.25)li3sio4:eu2+并且与第八实施例类似地制造。在下面的表15中说明反应物。
表15：
第十四实施例(ab14)的发光材料显示出在电磁谱的蓝色的光谱范围中的发射。
根据本发明的发光材料的第十五实施例(ab15)具有通式(rb0.25na0.50k0.25)li3sio4:eu2+并且与第八实施例类似地制造。在下面的表16中说明反应物。
表16：
第十五实施例(ab15)的发光材料显示出在电磁谱的蓝色的光谱范围中的发射。
根据本发明的发光材料的第十六实施例(ab16)具有通式(rb0.25na0.25cs0.25li0.25)li3sio4:eu2+并且与第八实施例类似地制造。在下面的表17中说明反应物。
表17：
第十六实施例(ab16)的发光材料显示出在电磁谱的蓝色的光谱范围中的发射。
根据本发明的发光材料的第十七实施例(ab17)具有通式(na0.125k0.875)li3sio4:eu2+或nak7(li3sio4)8:eu2+并且如下制造：将k2co3、na2co3、li2co3、sio2和eu2o3以对应于通式的化学计量比例在开放式镍坩埚中混合。反应物的称重在下面的表18中记载。具有混合的反应物的镍坩埚在氮氢混合气体气氛(n2:h2＝92.5:7.5)下加热四小时到1000℃并且紧接着以恒定的冷却速率冷却到300℃。切断炉并且在冷却到室温之后离析黄绿色的单晶。
表18：
第十七实施例(ab17)的发光材料显示出在电磁谱的蓝绿色和黄橙色的光谱范围中的发射。
附图说明
本发明的其他有利的实施方式和改进方案从下面结合附图描述的实施例中得出。
图1a、图1b、图1c、图1d、图1e、图1f示出取代试验的可行的、电中性的通式的选择。
图2、图13、图23、图38、图63、图68、图74、图82、图83、图92、图93、图102、图103、图105、图112、图118b、图129、图131、图133、图135、图152b、图154、图161、图163示出根据本发明的发光材料的实施例的发射光谱。
图3、图14、图24、图39、图64、图84、图94、图104、图130、图132、图134、图136示出用于根据本发明的发光材料的实施例的库贝尔卡-蒙克(kubelka-munk)函数。
图4、图43、图66、图70、图76、图86、图96、图121、图123示出根据本发明的发光材料的实施例与对比实例的光学特性的对比。
图5、图6、图44、图67、图69、图75、图85、图95、图122示出实施例与对比实例的发射光谱的对比。
图7示出实施例与对比实例的库贝尔卡-蒙克函数的对比。
图8、图18、图25、图71、图77、图78、图88、图97、图107、图114、图137、图138、图139、图140、图160、图171、图172、图173示出用于根据本发明的发光材料的实施例的晶体结构的局部。
图9、图19、图40、图65、图111、图118a、图177示出利用铜-kα1辐射或钼-kα1辐射的x射线衍射粉末衍射图。
图10、图20、图26、图89、图98、图141、图142、图143、图144示出根据本发明的发光材料的实施例的x射线粉末衍射图的rietveld精修。
图11、图12、图21、图22、图27、图28、图72、图73、图79、图80、图81、图90、图91、图99、图100、图108、图109、图110、图115、图116、图117、图126、图127、图128、图145至图151、图152a、图158、图159、图174、图175、图176示出根据本发明的发光材料的实施例的特征性的特性。
图15、图16、图124示出具有根据本发明的发光材料的一个实施例的转换型led与对比实例的发射光谱的对比。
图17、图125、图164、图167示出具有根据本发明的发光材料的一个实施例的转换型led与对比实例的光学特性的对比。
图29示出实施例与对比实例的发射光谱以及用于褪黑素产生的灵敏度曲线的对比。
图30示出不同的发光材料和发射蓝色的不同的led的发射光谱与褪黑素产生的灵敏度曲线的叠加。
图31、图120、图165示出不同的发光材料在cie-标准比色表(1931)中的色坐标。
图32、图33、图34示出在实施例与对比实例的初级辐射的主波长不同时的色彩纯度的对比。
图35、图36、图37、图166、图168示出在不同的激发波长下的模拟的led光谱。
图41示出根据本发明的发光材料的实施例的x射线衍射粉末衍射图的反射的反射位置和相对强度。
图42、图87、图101示出与常规的发光材料相比，根据本发明的发光材料的实施例的热淬灭表现。
图45示出色彩空间rec2020通过绿色的和红色的发光材料的不同的组合的覆盖。
图46至53示出色彩空间rec2020通过绿色的和红色的发光材料的不同的组合的覆盖的图形视图。
图54a、图54b和图54c示出绿色的和红色的发光材料的不同的组合的经过滤的光谱的不同的标准色彩空间和色坐标的覆盖。
图55至图58示出在用初级辐射λdom＝448nm激发时在绿色的和红色的发光材料的不同的组合的情况下经过滤的光谱的展开的色彩空间。
图59至图62示出具有绿色的和红色的发光材料的不同的组合的转换型led的模拟的发射光谱。
图106、图113、图119、图153、图155、图162示出实施例的光学特性。
图156和图157示出峰值波长与单位晶胞的晶胞体积的相关性。
图169和图170示出不同的转换型led的经过滤的总辐射的展开的色彩空间。
具体实施方式
图1a、图1b、图1c、图1d、图1e和图1f示出具有可行的、电中性的发光材料的表格，所述发光材料能够通过取代试验类似于化学通式(ma)a(mb)b(mc)c(md)d(ta)e(tb)f(tc)g(td)h(te)i(tf)j(xa)k(xb)l(xc)m(xd)n实现。示出的取代仅是示例性的，其他的取代同样是可行的。活化剂e分别仅在通式中示出，而非在具体的实施方式中示出，但是仍然也存在于具体的实施方式中。
在图2中示出具有通式nali3sio4的根据本发明的发光材料的第一实施例ab1的发射光谱。在x轴上绘制以纳米为单位的波长并且在y轴上绘制以百分数为单位的发射强度。为了测量发射光谱，用400nm波长的初级辐射激发根据本发明的发光材料。发光材料具有32nm或1477cm-1的半值宽度以及473nm的主波长，峰值波长大约位于469nm处。
图3示出用于根据本发明的发光材料的第一实施例(ab1)的、相对于以nm为单位的波长λ绘制的、归一化的库贝尔卡-蒙克函数(k/s)。在此，k/s如下计算：
k/s＝(1-rinf)2/2rinf，其中rinf对应于发光材料的漫反射(remission，再发射)。
从图3中可见：根据本发明的发光材料的第一实施例(ab1)的最大值k/s位于大约360nm处。高的k/s值表示，在该范围中的高的吸收。发光材料能够用从大约300nm起至430nm或440nm的初级辐射有效地激发。
在图4中示出在第一对比实例(vb1：bamgal10o17:eu)、第二对比实例(vb2：sr5(po4)3cl:eu)、第三对比实例(vb3：bamgal10o17:eu)和根据本发明的发光材料的第一实施例nali3sio4:eu(ab1)之间的半值宽度(fwhm)、峰值波长(λpeak)、主波长(λdom)和光输出(ler)的对比。vb1和vb3区别在于eu的浓度。全部发光材料发射在电磁谱的蓝色范围中的辐射。根据本发明的发光材料nali3sio4:eu的峰值波长与对比实例相比略微波长更长。如可见的是：根据本发明的发光材料nali3sio4:eu与对比实例相比具有明显更小的半值宽度和/或更高的光输出(ler)。峰值波长朝更长的波长移动和更小的半值宽度引起与眼睛灵敏度曲线的重叠增加。因此，根据本发明的发光材料具有非常高的且与对比实例相比更高的发光效率或光输出。
图5和图6示出如在图4中描述的vb1、vb2、vb3和ab1的发射光谱。在图5中，在x轴上绘制以纳米为单位的波长并且在y轴上绘制以百分比为单位的发射强度。在图6中，在x轴上绘制以cm-1为单位的波数并且在y轴上绘制以百分比为单位的发射强度。在此可见：与vb1和vb3(bamgal10o17:eu)相比根据本发明的发光材料nali3sio4:eu的明显更小的半值宽度。与ab1相反，bamgal10o17:eu发光材料从350nm的波长起还显示出小的吸收(参见图7)。这与相对大的半值宽度共同地引起发光材料vb1和vb3的相对差的色彩纯度。已知的发光材料vb2虽然半值宽度小，但具有所述发光材料包含氯的缺点。许多应用经受涉及氯含量的严格条件，使得该发光材料的应用因此已经受限。在其制造时释放腐蚀性hcl的危险也是不利的，这提高了用于合成仪器以及其维修措施的成本。
图7示出用于在图4中限定的、不同的发光材料vg1、vg2、vg3和ab1的、相对于以nm为单位的波长λ绘制的、归一化的库贝尔卡-蒙克函数(k/s)。具有附图标记vg1、vg2和vg3的曲线代表已知的发光材料的k/s，具有附图标记ab1的曲线代表根据本发明的发光材料的第一实施例的k/s。可见的是：尤其在从360nm起的范围中的较大的波长下，根据本发明的发光材料ab1与对比实例vg1、vg2和vg3相比具有更高的吸收。这是尤其有利的，因为根据本发明的发光材料可以用峰值波长在电磁谱的紫外范围至蓝色范围中、尤其在300nm至460nm之间、优选在300nm至430nm或440nm之间的范围中的初级辐射有效地激发。因此，根据本发明的发光材料能以与半导体芯片组合的方式特别好地应用，所述半导体芯片具有在300nm至430nm或440nm之间的范围中的初级辐射。
图8以示意图示出发光材料nali3sio4:eu的四方晶的晶体结构。画阴影线的圈表示na原子。晶体结构对应于nali3sio4的晶体结构，如所述晶体结构在b.nowitzki，r.hoppe，neuesüberoxidevomtypa[(to)n]:nali3sio4、nali3geo4、nali3tio4，revuedechimieminérale，1986，23，217-230中描述。晶体结构与在p.pust，a.s.wochnik，e.baumann，p.j.schmidt，d.wiechert，c.scheu，w.schnick，ca[lial3n4]:eu2+-anarrow-bandred-emittingnitridolithoaluminate，chemistryofmaterials201426,3544-3549中描述的calial3n4:eu是同型的。
在图9中说明利用铜-kα1辐射的两个x射线衍射粉末衍射图。在x轴上说明以°2θ值为单位的衍射角并且在y轴上说明强度。设有附图标记i的x射线衍射粉末衍射图显示出根据本发明的发光材料nali3sio4:eu的第一实施例ab1的所述x射线衍射粉末衍射图。设有附图标记ii的x射线衍射粉末衍射图显示出从nali3sio4(b.nowitzki，r.hoppe，neuesüberoxidevomtypa[(to)n]:nali3sio4、nali3geo4、nali3tio4，revuedechimieminérale，1986，23，217-230)的晶体结构中模拟的、用于nali3sio4的x射线衍射粉末衍射图。从反射的一致可看出，根据本发明的发光材料nali3sio4:eu以与nali3sio4相同的晶体结构结晶。
在图10中是结晶学评估。图10示出第一实施例ab1、即nali3sio4:eu的x射线衍射粉末衍射图的rietveld精修。nali3sio4的原子参数(在b.nowitzki，r.hoppe，revuedechimieminérale，1986，23，217-230中的表7)用于rietveld精修，以便显示出：nali3sio4:eu的晶体结构对应于nali3sio4的晶体结构。在上面的图表中，在此示出对于nali3sio4的测量的反射与计算出的反射的叠加。在下面的图表中示出测量的反射与计算出的反射的区别。
图11示出nali3sio4的结晶学数据。
图12示出在nali3sio4的结构中的原子位置。
在图13中示出具有通式kli3sio4:eu2+的根据本发明的发光材料的第二实施例ab2的发射光谱。在x轴上绘制以纳米为单位的波长并且在y轴上绘制以百分比为单位的发射强度。为了测量发射光谱，用400nm的波长的初级辐射激发根据本发明的发光材料。发光材料显示出大约430nm至大约780nm的宽带的发射，进而发射白色辐射或者所发射的辐射产生白色的发光印象。发光材料的色坐标有利地在普朗克辐射器的色坐标附近位于2700k。色坐标在1931的cie-标准比色表中位于如下坐标cie-x＝0.449和cie-y＝0.397。色温(cct)位于2742k，光输出或发光效率位于290lm/w，cri(色彩还原系数)位于81并且色彩还原系数r9位于21。借此，包括根据本发明的发光材料kli3sio4:eu2+的转换型led尤其适合于普通照明应用。
图14示出用于根据本发明的发光材料的第二实施例(ab2)的、相对于以nm为单位的波长λ绘制的、归一化的库贝尔卡-蒙克函数(k/s)。从图14中可见：根据本发明的发光材料的第二实施例(ab2)的k/s的最大值位于大约340nm。发光材料能够用从大约300nm起至430nm或440nm的初级辐射有效地激发。
图15和图16示出不同的转换型led的模拟的发射光谱，所述转换型led发射白色辐射。基于ingan的半导体层序列用作初级辐射源，所述半导体层序列发射具有410nm的峰值波长(图15)或具有390nm的峰值波长(图16)的初级辐射。在图17中示出转换型led的构造。如可见的是：根据本发明的转换型led(led1和led2)利用仅一种发光材料、即根据本发明的kli3sio4:eu2+，显示出与分别具有绿色的和红色的发光材料的对比实例vled2和vled1类似的发射光谱。借此有利地，借助根据本发明的发光材料可以提供转换型led，所述转换型led发射具有小于3500k、优选小于3000k的色温的暖白色的光并且为此仅需要一种发光材料并且不像已知的发射白色转换型led那样需要至少一种绿色的和红色的发光材料与蓝色的初级辐射的组合。
在图17中，具有根据本发明的发光材料kli3sio4:eu2+的转换型led(led1，led2)与对比实例(vled1和vled2)的不同的特性相对照。在此，λprim代表初级辐射的波长。在第三列和第四列中说明第一发光材料和第二发光材料。cie-x和cie-y说明在1931的cie-标准比色表中的辐射的色彩坐标x和y。cct/k说明以开尔文为单位的总辐射的相关色温。r9代表本领域技术人员已知的色彩还原系数(饱和的红色)。ler代表以每瓦特流明为单位的光输出(“luminousefficacy，发光效率”)。如可见的是：具有作为唯一的发光材料的根据本发明的发光材料kli3sio4:eu2+的转换型led具有与基于两种发光材料的常规的转换型led类似的光学特性。但在此消除在使用两种或更多种发光材料时产生的缺点。一方面，产生的光谱与发光材料的所使用的比例强烈相关。由于在发光材料制造中的批次波动，由此需要频繁调整发光材料的浓度，这使转换型led的制造非常耗费。根据温度、初级辐射的辐射密度和激发波长，发光材料还显示出不同的发射特性并且还具有不同的退化表现，即在温度影响、辐射影响、湿度影响或气体影响方面的不同的稳定性。如果发光材料在其物理特性、即例如密度、粒度以及在沉降特性方面强烈地不同，则发光材料混合物的制造也会是困难的。在使用两种发光材料的情况下，全部这些效果引起在交替的运行条件、例如电流和/或温度下在产品中波动的色坐标分布和色彩位移。通常为了有利地在尤其小于3500k或小于3000k的低的色温的情况下实现高的色彩还原系数，需要发射红色的发光材料。当然，全部已知的发射红色的发光材料能够仅借助耗费的制造方法合成并且因此比已知的绿色的和黄色的发光材料昂贵得多。反之，根据本发明的发光材料kli3sio4:eu2+能够成本低地制造，因为反应物是可商购的、稳定的并且还是非常便宜的。此外，合成不需要惰性气体气氛进而相对简单地构成。
根据本发明的发光材料在发射白色的转换型led中的应用具有大量优点。能够使用初级辐射，所述初级辐射不被或几乎不被人眼察觉(300nm至430nm或440nm)。因此，初级辐射的的波动对总辐射特性不产生负面影响。不需要色彩调整，因为发射光谱是恒定的。转换型led能够以高的产量制造，因为不需要色彩调整或耗费的芯片分选。通过仅一种发光材料的选择性退化或通过温度波动或通态电流波动引起的初级辐射改变，不出现色彩位移或不对发射光谱产生负面影响。此外，转换型led不具有自身色彩，而是在关断状态下显示出白色的外观。因此，发光材料也适合用于“远程-磷光粉”装置，其中在关断状态下不期望黄色的或橙色的外观。根据应用也能够进行初级辐射的部分转换。因为发光材料可以用在300nm至430nm或440nm的范围中的初级辐射激发，所以优选在电磁谱的短波的蓝色范围中的初级辐射对总辐射的贡献引起：借此照射的物体显得更白、更亮进而更吸引人。借此，例如能够激发纺织品中的光学荧光增白剂。
图18以示意图示出发光材料kli3sio4:eu的三斜晶的晶体结构。画阴影线的圈表示k原子。晶体结构对应于kli3sio4的晶体结构，如所述晶体结构在k.werthmann，r.hoppe，
在图19中说明利用铜-kα1辐射的两个x射线衍射粉末衍射图。在x轴上说明以°2θ值为单位的衍射角并且在y轴上说明强度。设有附图标记iii的x射线衍射粉末衍射图显示出根据本发明的发光材料kli3sio4:eu的第二实施例的x射线衍射粉末衍射图。设有附图标记iv的x射线衍射粉末衍射图显示出由kli3sio4的晶体结构模拟的、用于kli3sio4的x射线衍射粉末衍射图。从反射的一致中可见：根据本发明的发光材料kli3sio4:eu以与kli3sio4相同的晶体结构结晶。
在图20中是结晶学评估。图20示出第二实施例ab2、即kli3sio4:eu的x射线衍射粉末衍射图的rietveld精修。将kli3sio4的原子参数(k.werthmann，r.hoppe，
图21示出kli3sio4的结晶学数据。
图22示出在kli3sio4的结构中的原子位置。
在图23中示出具有通式(na0.5k0.5)li3sio4:eu2+的根据本发明的发光材料的第三实施例ab3的发射光谱。在x轴上绘制以纳米为单位的波长并且在y轴上绘制以百分比为单位的发射强度。为了测量发射光谱，用400nm的波长的初级辐射激发根据本发明的发光材料。发光材料具有小于20nm的半值宽度和486nm的峰值波长。借助该小的半值宽度，该发光材料属于最窄带的已知的eu2+掺杂的发光材料。峰值波长位于电磁谱的蓝绿色的、也可称作青色的光谱范围中。迄今仅已知少量的具有在该范围中的峰值波长的发光材料并且这些发光材料都不具有这样小的半值宽度。借助486nm的峰值波长和小的半值宽度，发光材料具有与眼睛灵敏度曲线的良好的重叠。紫外或蓝色的初级辐射转换成具有在电磁谱的蓝色范围中的略微更长波长(486nm的峰值波长)的次级辐射提高转换型led的效率。与初级辐射相比，次级辐射的峰值波长更接近眼睛灵敏度的在555nm处的最大值，由此发射的辐射具有与眼睛灵敏度曲线的更高的重叠，进而感觉更明亮。用ab9、ab14、ab15和ab16也实现类似的光学特性。
图24示出用于根据本发明的发光材料的第三实施例(ab3)的、相对于以nm为单位的波长λ绘制的、归一化的库贝尔卡-蒙克函数(k/s)。从图24中可见：根据本发明的发光材料的第三实施例(ab3)的k/s的最大值位于350nm和420nm之间。直至500nm，k/s都明显大于零值。发光材料(na0.5k0.5)li3sio4:eu2+能够用从大约340nm起的初级辐射有效地激发。
图25以示意图示出发光材料(na0.5k0.5)li3sio4:eu2+的四方晶的晶体结构。画阴影线的圈表示na原子，白色填充的圈表示k原子。晶体结构从x射线衍射粉末衍射图数据确定。在用cs替换k的条件下，使用cskna2li12si4o16的晶体结构作为起始点。
在图26中是结晶学评估。图26示出第三实施例ab3、即(na0.5k0.5)li3sio4:eu2+的x射线衍射粉末衍射图的rietveld精修。全部非li原子的原子坐标和参数自由精修。在此，在上面的图表中示出对于cskna2li12si4o16的所测量的反射与计算出的反射的叠加。在下面的图表中示出所测量的反射与计算出的反射的区别。发光材料(na0.5k0.5)li3sio4:eu2+与化合物cskna2li8{li[sio4]}4、rbna3li8{li[sio4]}4、csna3li8{li[geo4]}4和rbna3li8{li[tio4]}4在结构方面同型。结构也与根据本发明的发光材料的第一实施例nali3sio4:eu和第二实施例kli3sio4:eu的结构类似，但具有碱金属的复杂的设置。
图27示出(na0.5k0.5)li3sio4的结晶学数据。
图28示出在(na0.5k0.5)li3sio4的结构中的原子位置。
图29示出根据本发明的发光材料的第三实施例ab3和三个对比实例cls、os和g的发射光谱，其中cls代表ca8mg(sio4)4cl2:eu、os代表(sr,ba)2sio4:eu并且g代表lu3(al,ga)5o12:ce。全部发光材料在电磁谱的蓝色至蓝绿色的范围中发射。如可见的那样，ab3具有最小的半值宽度并且与对比实例相比峰值波长朝更短的波长移动。借此，根据本发明的发光材料适合例如在信号灯，如例如警车、救护车、急救车或消防车的蓝光灯中应用，所述蓝光灯的主波长优选在465nm和480nm之间的范围中。对比实例的使用对此不太适合，因为其峰值波长大于510nm，反之，根据本发明的发光材料具有486nm的峰值波长。由于类似的光学特性，ab9、ab14、ab15和ab16也适合在信号灯中应用。
用smel标明的曲线显示出褪黑素产生的灵敏度曲线，也就是说，借助何种波长能够最好地抑制身体中的褪黑素产生(“humanresponsefunctionformelanopiceffects”；lucas等，trendinneurosciences，2014年1月，第37卷第1号)。如可见的那样，ab3的发射光谱显示出与smel高的重叠，使得所述辐射能够有效地用于抑制褪黑素形成。这样的辐照能够引起警惕性或还有专注能力提高。
图30示出不同的发光材料(ab3、cis、os和g，如在图29下描述的)和不同的发射蓝色的led(未转换)的发射光谱与褪黑素产生的灵敏度曲线的重叠。led是具有基于ingan的半导体芯片的发光二极管。ledsipeak430nm(峰值波长为430nm)和ipeak435nm(峰值波长为435nm)通常不能大量商购，但是非常有效。ledsipeak440nm(峰值波长为440nm)、ipeak445nm(峰值波长为445nm)、ipeak450nm(峰值波长为450nm)和ipeak455nm(峰值波长为455nm)是可商购的、便宜的并且有效的。ledsipeak460nm(峰值波长为460nm)、ipeak465nm(峰值波长为465nm)和ipeak470nm(峰值波长为470nm)仅是效率低的并且通常不可商购。原则上，基于ingan的半导体芯片能够发射具有直至500nm的峰值波长的辐射，当然，随着波长增大，效率降低，因此所述半导体芯片通常直至大约直至460nm的峰值波长才大量制造。由此，基于ingan的半导体芯片在(没有发光材料的)发光二极管中的应用领域受限。如可见的那样，根据本发明的发光材料ab3的发射与发光材料cls、os和g还有基于ingan的led相比显示出与褪黑素产生的灵敏度曲线的更大的重叠。借此，用根据本发明的发光材料能够有效地抑制褪黑素产生。由于类似的光学特性，ab9、ab14、ab15和ab16也适合于抑制褪黑素产生。
在图31中示出cie-标准比色表(1931)，其中在x轴上绘制原色红色的cie-x-部分并且在y轴上绘制原色绿色的cie-y-部分。不同的发光材料(ab3、cls、os和g，如在图29下描述的)的色坐标绘入cie-标准比色表中。黑色的四边形为具有在430nm和492nm之间的峰值波长和在436nm和493nm之间的主波长的不同的蓝色的和蓝绿色的ingan半导体芯片的色坐标。黑色点标记具有坐标cie-x＝1/3并且cie-y＝1/3的白点ew。将蓝色的氮化铟镓半导体芯片(λpeak＝445nm；λdom＝449nm)的色点与发光材料的色坐标连接的黑线代表转换型led的转换线，所述转换型led由氮化铟镓半导体芯片和相应的发光材料构成。用evl标记的面显示出用于在例如警车的信号灯的领域中应用的产品的典型的蓝色的色彩空间。空心圈标记具有用于在468nm、476nm和487nm处的选择的主波长的100％色彩纯度的色坐标。虚线代表具有位于487nm处的主波长的、具有不同的色彩纯度的色坐标。在该虚线上的、更靠近空心圈487的色坐标与更靠近白点e的色坐标相比显示出更高的色彩纯度。从该图中，新的发光材料ab3的有利的效果变得清楚：典型的蓝色的led至根据本发明的发光材料ab3的色坐标的转换线(kl)在中间分割evl色彩空间，反之，具有发光材料os、cls和g的相同的蓝色的led的转换线仅显示出与evl的色彩空间的小的重叠。在此，通过使用发光材料ab3与借助常规的发光材料相比能够有利地实现在evl色彩空间之内的多个色彩空间。此外，转换线k与用于主波长487nm的虚线在点i1处相交，与已知的发光材料的转换线的交点相比，所述点具有更高的色彩纯度。对于尤其在evl色彩空间之内的其他目标主波长，示出利用根据本发明的发光材料ab3对色彩纯度的相同的改进。出于概览性，未示出相应的线。高的色彩纯度引起更饱和的色彩印象。借此，借助根据本发明的发光材料可以实现附加的色坐标，迄今无法实现所述色坐标。因此，根据本发明的发光材料(na0.5k0.5)li3sio4:eu2+尤其适合于发射具有高的色彩饱和度的蓝色辐射的转换型led。这些转换型led适合在蓝光灯中使用或也适合于“按需色彩”应用。由于类似的光学特性，ab9、ab14、ab15和ab16也适合于发射具有高的色彩饱和度的蓝色辐射的转换型led。
图32、图33和图34示出在初级辐射的波长和目标主波长不同的情况下不同的转换型led的能实现的色彩纯度的对比。为了执行模拟实验，将蓝色的半导体芯片与不同的发光材料ab3、cls、os和g组合。在此，使用基于ingan的半导体芯片，所述半导体芯片具有高的效率。对于每个实验改变发光材料的含量，以便达到目标主波长，紧接着，从产生的光谱中确定色彩纯度。结果显示出，对于初级辐射的全部所选择的波长和全部所选择的目标主波长，具有发光材料ab3以及还有具有ab9、ab14、ab15和ab16(未示出)的转换型led与对比实例相比显示出显著更高的色彩纯度。
图35、图36和图37显示出转换型led的与图32、图33和图34相应的模拟的发射光谱。在此，图35显示出具有430nm的初级辐射的转换型led和具有455nm的初级辐射的转换型led的发射光谱，所述转换型led分别具有在468nm的目标主波长中的发光材料ab3。图36显示出具有430nm的初级辐射的转换型led和具有455nm的初级辐射的转换型led的发射光谱，所述转换型led分别具有在487nm的目标主波长中的发光材料ab3。图37显示出具有430nm的初级辐射的转换型led和具有455nm的初级辐射的转换型led的发射光谱，所述转换型led分别具有在476nm的目标主波长中的发光材料ab3。
在图38中示出具有通式(na0.25k0.75)li3sio4:eu2+的根据本发明的发光材料的第四实施例ab4的发射光谱。在x轴上绘制以nm为单位的波长并且在y轴上绘制以％为单位的发射强度。为了测量发射光谱，用400nm波长的初级辐射激发根据本发明的发光材料。发光材料具有小于50nm的半值宽度、529nm的峰值波长、541nm的主波长和在cie色彩空间中具有坐标cie-x:0.255和cie-y：0.680的色点。发光材料的窄的半值宽度引起发光材料的饱和的绿色的发射。
图39示出用于根据本发明的发光材料的第四实施例(ab4)的、相对于以nm为单位的波长λ绘制的、归一化的库贝尔卡-蒙克函数(k/s)。用在330nm和500nm、优选340nm至460nm、尤其优选350nm至450nm之间的范围中的初级辐射能够有效地激发根据本发明的发光材料。由此，利用具有在电磁谱的近紫外范围或蓝色范围中的初级辐射的半导体芯片，发光材料尤其适合用于背光照明应用。
在图40中示出第四实施例ab4的x射线粉末衍射图。在y轴上说明强度并且在x轴上说明°2θ值。在图41中说明x射线粉末衍射图的反射位置和反射位置的以％为单位的相对强度。
在图42中相对于以℃为单位的温度绘制以％为单位的发射强度。如可见的那样，根据本发明的发光材料的实施例ab4显示出高的热稳定性。在图42中显示出根据本发明的发光材料ab4的热淬灭表现与常规的发光材料os2、式(sr,ba)2sio4:eu的绿色的正硅酸盐的对比。在25℃至225℃的不同的温度下用具有460nm的波长的蓝色的初级辐射激发发光材料，并且在此记录其发射强度。清楚可见：在转换型led中存在的典型的温度、尤其大于140℃的温度下，根据本发明的发光材料ab4具有发光强度的明显更小的损失。借此，发光材料也能够有利地在更高的工作温度下在转换型led中使用。
图43示出根据本发明的发光材料的第四实施例ab4与传统的发光材料g2和os2对比的不同的光学特性。在此，os2代表式(sr,ba)2sio4:eu的发光材料并且g2代表式lu3(al,ga)5o12:ce的发光材料。全部三种发光材料显示出类似的主波长。但在此，根据本发明的发光材料ab4显示出明显更高的光输出(ler)和明显更高的色彩纯度。这引起改进的色彩饱和度，由此能够实现更高的色彩空间覆盖，以及引起改进的总效率。改进的特性的原因是根据本发明的发光材料的具有式(na0.25k0.75)li3sio4:eu2+的第四实施例ab4与常规的发光材料相比小的半值宽度。由于峰值波长和半值宽度的位置类似，实施例ab5、ab7、ab13和ab8同样显示出改进的特性。与具有主波长和/或峰值波长类似的已知的绿色的发光材料的绿色的转换型led相比，高的光输出提高具有部分转换或完全转换的绿色的转换型led的效率。
图44示出根据本发明的发光材料的第四实施例ab4的发射光谱与在图43下描述的常规的发光材料g2和os2的对比。
在图45中示出在cie色彩空间体系中的色彩空间rec2020(xy)和在cie-luv色彩空间体系(1976)中的色彩空间rec2020(u'v')通过绿色的发光材料和红色的发光材料的不同组合结合不同主波长的蓝色的初级辐射的覆盖。在此，ab4代表根据本发明的发光材料的第四实施例(na0.25k0.75)li3sio4:eu2+并且ab5代表根据本发明的发光材料的第五实施例(rb0.5li0.5)li3sio4，bs代表常规的发射绿色的发光材料β-sialon(赛隆):eu发光材料。调整蓝色的、绿色的和红色的辐射的份额，使得实现用于典型的背光照明应用的白色的色坐标(cie-x＝0.278和cie-y＝0.255)。将典型的滤色器曲线应用于产生的光谱并且计算用于蓝色、绿色和红色的产生的色点。紧接着，计算并且对比产生的色彩空间与标准色彩空间的重叠。在全部情况下可见：具有根据本发明的发光材料的实施例ab4和实施例ab5的所获得的光谱引起相应的色彩空间的更大的覆盖。如ab4和ab5那样，ab7、ab13和ab8由于类似的峰值波长和半值宽度(图76、图129、图86)与在图45中说明的红色的发光材料组合也具有相应的色彩空间的高的覆盖。因此，借助根据本发明的发光材料能够还原色彩的较大的带宽。借此，与迄今借助传统的发光材料可能的情况相比，例如具有包括根据本发明的发光材料的转换型led的显示设备、如显示器能够还原明显提高数量的色彩。
图46至图53示出用于初级辐射的在448nm处的主波长的色彩空间覆盖的在图45中描述的结果的图形视图。在图表中分别说明具有其通式的所使用的第二种红色的发光材料。
图54a、图54b和图54c示出图45中的数据的更加全面的列表，所述列表附加地显示出经过滤的光谱的色坐标和与其他标准色彩空间的覆盖。
图55至图58示出在图45中示出的、与初级辐射λdom＝448nm的波长的组合的不同实例的展开的色彩空间。每个图显示出分别与红色的发光材料组合的三种不同的绿色的发光材料(ab4、ab5或bs)的对比，在图中用其通式说明所述红色的发光材料。借助根据本发明的实施例ab4和ab5通过经过滤的光谱展开的色彩空间几乎是重合的。可见的是，尤其在(用箭头标记的)展开的色品图的绿色的和红色的角中，用根据本发明的发光材料的实施例ab4和ab5能够还原色彩的更大的带宽。借助实施例ab7、ab13和ab8也获得类似的特性(未示出)。这与根据本发明的发光材料ab4和ab5、ab7、ab13和ab8的窄带的发射相关联。借此，与常规的发光材料相比，通过使用根据本发明的发光材料ab4、ab5、ab7、ab13和ab8增大绿色的带宽。根据本发明的发光材料的窄的半值宽度还减少辐射的通过滤波产生的损失。与已知的发光材料β-sialon(赛隆)(bs)相比，根据本发明的发光材料能够基于便宜的反应物制造并且还在适度的温度下合成。这保持制造成本低，这使发光材料对于制造大批量产品、如lcd电视机、计算机监视器、或用于智能电话或平板计算机的显示器在经济方面也非常吸引人。
图59至图62显示出图55至图58的实例的相应的转换型led的光谱。红色的发光材料在图中以其通式说明。
在图63中示出具有通式(rb0.5li0.5)li3sio4的根据本发明的发光材料的第五实施例ab5的发射光谱。在x轴上绘制以nm为单位的波长并且在y轴上绘制以％为单位的发射强度。为了测量发射光谱，用400nm波长的光激发根据本发明的发光材料。发光材料具有43nm的半值宽度和528nm的峰值波长和539nm的主波长。坐标cie-x和cie-y位于0.238和0.694。借此，发光材料被证明为非常适合于背光照明应用，所述背光照明应用必须具有饱和的绿色色调。
图64示出用于根据本发明的发光材料的第五实施例的、相对于以nm为单位的波长λ绘制的、归一化的库贝尔卡-蒙克函数(k/s)。用于根据本发明的发光材料的第五实施例的k/s的最大值位于大约400nm，当然，高吸收的范围延伸到直至大约500nm的蓝绿色的光谱范围中。因此，发光材料能够用波长在330nm和500nm、优选340nm和460nm、尤其优选350nm至450nm之间的初级辐射有效地激发。
图65示出带有附图标记v的、根据本发明的发光材料的第五实施例ab5的x射线粉末衍射图。设有附图标记vi的x射线粉末衍射图显示出化合物rbli(li3sio4)2的模拟的x射线粉末衍射图(k.bernet，r.hoppe，ein“lithosilicat”mitkolumnareinheiten：rbli5{li[sio4]}2，z.anorg.allg.chem.，1991,592,93-105)。用星号标记x射线粉末衍射图v中的峰，所述峰能够与副相li4sio4相关联。
图66示出根据本发明的发光材料的第五实施例ab5与传统的发光材料g1和os1对比的不同的光学特性。在此，os1代表式(sr,ba)2sio4:eu的发光材料并且g1代表式lu3(al,ga)5o12:ce的发光材料。与发光材料g2和os2相比，发光材料g1和os1具有其他eu含量或ce含量，以便分别实现与实施例ab5相同的主波长。全部三种发光材料显示出类似的主波长。但在此，根据本发明的发光材料ab5显示出明显更高的光输出(ler)和明显更高的色彩纯度。这引起改进的色彩饱和度，由此能够实现较高的色彩空间覆盖，以及引起改进的总效率。改进的特性的原因是根据本发明的发光材料的具有式(rb0.5li0.5)li3sio4的第四实施例ab5与常规的发光材料相比小的半值宽度。与具有类似峰值波长的已知的绿色的发光材料的绿色的转换型led相比，高的光输出提高具有部分转换或完全转换的绿色的转换型led的效率。
图67示出根据本发明的发光材料的第五实施例ab5的发射光谱与在图66下描述的常规的发光材料g1和os1的对比。
在图68中显示出具有通式nali3sio4:eu的第一实施例ab1和具有通式na0.97ca0.03li2.94al0.09si0.97o3.88n0.12:eu的第六实施例ab6的发射光谱。在x轴上绘制以纳米为单位的波长并且在y轴上绘制以百分比为单位的发射强度。为了测量发射光谱，用400nm(ab1)和460nm(ab6)的波长的初级辐射激发根据本发明的发光材料。发光材料ab1具有32nm或1477cm-1的半值宽度以及473nm的主波长，峰值波长位于大于469nm处。发光材料ab6具有72.8nm的半值宽度、548nm的主波长，峰值波长位于大约516.9nm处。ab6的色坐标位于1931的cie-标准比色表中的如下坐标cie-x＝0.301和cie-y＝0.282。ab6的光输出或发光效率位于432.8lm/w。ab1和ab6的不同的特性、尤其na0.97ca0.03li2.94al0.09si0.97o3.88n0.12:eu与nali3sio4:eu相比移动到更长波长的范围中的峰值波长在于氮原子的更强的电子云扩展效应，所述氮原子在混合相na0.97ca0.03li2.94al0.09si0.97o3.88n0.12:eu中包围活化剂离子，在此为eu2+离子。活化剂离子周围的氮原子份额越高，峰值波长就越长波。由此，随着氮含量增加进而随着发光材料na1-y*cay*li3-2y*al3y*si1-yo4-4y*n4y*:eu中的y*值升高，峰值波长能够在电磁谱的可见范围中，尤其在470nm和670nm之间的范围中移动。因此，发光材料尤其适合用于照明设备或转换型led，在所述照明设备或转换型led中需要具有非常特定的特性的发光材料(所谓的“按需色彩”应用)。
图69示出ab6(激发波长为460nm)和作为对比实例的四种石榴石发光材料(激发波长分别为460nm；在y3al3ga2o12:ce的情况下为440nm)的发射光谱。与已知的石榴石发光材料y3al5o12:ce、y3al3ga2o12:ce和lu3al5o12:ce相比，根据本发明的实施例ab6具有移动至更短波长的峰值波长和更小的半值宽度。lu3al3ga2o12:ce显示出与ab6类似的峰值波长。与石榴石发光材料y3al5o12:ce、y3al3ga2o12:ce和lu3al5o12:ce相比，ab6和lu3al3ga2o12:ce的峰值波长更接近蓝色的光谱范围，在所述蓝色的光谱范围中在常规的转换型led中以不利的方式存在光谱间隙，在所述光谱间隙中不发射光或仅发射非常少量的光。该光谱间隙引起差的色彩还原。因此，经常使用lu3al3ga2o12:ce来减小光谱间隙。但与lu3al3ga2o12:ce相比，第六实施例na0.97ca0.03li2.94al0.09si0.97o3.88n0.12:eu具有明显更小的半值宽度和由更小的半值宽度决定的更大的色彩纯度。此外，根据本发明的实施例ab6具有与眼睛灵敏度曲线的更高的重叠，由此产生更高的光输出。在图70中显示出光学数据的对比。在括号中说明的百分比反映与lu3al3ga2o12:ce相比的值的变化。紫外初级辐射或蓝色初级辐射转换成具有在电磁谱的绿色范围中的波长(516.9nm的峰值波长)的次级辐射提高转换型led的效率。与初级辐射相比，次级辐射的峰值波长更接近眼睛灵敏度在555nm处的最大值，由此发射的辐射具有与眼睛灵敏度曲线的更高的重叠，进而感觉更明亮。具有尤其与绿色的和红色的发光材料组合的发光材料的转换型led尤其适合用于例如用于普通照明的白色的转换型led。尤其能够产生白色的总辐射，所述总辐射具有高的色温。
图71以示意图沿着结晶学的c轴显示出发光材料na0.97ca0.03li2.94al0.09si0.97o3.88n0.12:eu的四方晶的晶体结构。通过发光材料的单晶的x射线分析确定结构。画阴影的圈示出用于na原子和ca原子的混合占据的位置。画阴影的区域描述混合占据的li/si/al-o/n的四面体。晶体结构对应于nali3sio4:eu的晶体结构(见图8)。晶体结构与在p.pust，a.s.wochnik，e.baumann，p.j.schmidt，d.wiechert，c.scheu，w.schnick，ca[lial3n4]:eu2+-anarrow-bandred-emittingnitridolithoaluminate，chemistryofmaterials201426,3544-3549中描述的calial3n4:eu是同型的。
图72示出na0.97ca0.03li2.94al0.09si0.97o3.88n0.12:eu的结晶学数据。
图73示出在na0.97ca0.03li2.94al0.09si0.97o3.88n0.12:eu的结构中的原子位置。
在图74中示出具有通式(na0.25k0.5li0.5)li3sio4:eu2+的根据本发明的发光材料的第七实施例ab7的发射光谱。为了测量发射光谱，用460nm的波长的初级辐射激发根据本发明的发光材料的单晶。发光材料具有小于50nm的半值宽度、532nm的峰值波长、540.3nm的主波长和在cie色彩空间中的具有坐标cie-x:0.235和cie-y:0.640的色点。发光材料的窄的半值宽度引起发光材料的饱和的绿色的发射。因此，发光材料(k1-r”-r”'nar”lir”')1(ta)3(td)1(xb)4:e或(k1-r”-r”'nar”lir”')1li3sio4:e，其中0＜r”＜0.5并且0＜r”'＜0.5，尤其(na0.25k0.5li0.25)li3sio4:eu2+因此对于其在如用于lcd显示器的背光照明的转换型led中的应用是特别吸引人的，在所述转换型led中需要在绿色的光谱范围中的窄带的发射。
图75示出ab7和作为对比实例的β-sialon(赛隆):eu(bs)的发射光谱。发光材料具有类似的峰值波长和主波长和色彩纯度，当然，ab7显示出更小的半值宽度和与之关联的更大的光输出和更高的色彩纯度。这引起改进的色彩饱和，由此能够实现更高的色彩空间覆盖，以及引起改进的总效率。改进的特性的原因是根据本发明的发光材料的具有式(na0.25k0.50li0.25)li3sio4:eu2+的第七实施例ab7与已知的发光材料bs相比小的半值宽度。与具有类似的主波长和/或峰值波长的已知的绿色的发光材料的绿色的转换型led相比，高的光输出提高具有部分转换或完全转换的绿色的转换型led的效率。在图76中示出发光材料ab7和bs的光学数据。借此，发光材料k1-r”-r”'nar”lir”')1(ta)3(td)1(xb)4:e或(k1-r”-r”'nar”lir”')1li3sio4:e，其中0＜r”＜0.5并且0＜r”'＜0.5，尤其(na0.25k0.5li0.25)li3sio4:eu2+被证明为非常适合用于期望饱和的绿色色调的应用，如在背光照明应用中。
图77以示意图沿着结晶学的b轴示出发光材料(na0.25k0.50li0.25)li3sio4:eu2+的单斜晶的晶体结构。黑色圈代表na原子，画阴影的圈代表k原子并且白色填充的圈代表li原子。发光材料ab7以与具有类似晶格参数的第五实施例(rb0.5li0.5)li3sio4:eu2+相同的空间群c2/m结晶。发光材料(na0.25k0.50li0.25)li3sio4:eu和(rb0.5li0.5)li3sio4:eu2+的晶体结构具有相同的(li3sio4)结构单元。但在此，在该结构单元之内的通道的占据不同。(rb0.5li0.5)li3sio4:eu2+包含两种通道，其中一种通道仅由rb占据并且另一种通道仅由li占据，而(na0.25k0.50li0.25)li3sio4:eu也包含两种通道，其中一种通道仅由k占据并且另一种通道仅由li和na占据。na和k在(na0.25k0.50li0.25)li3sio4:eu中的设置与在如在k.bernet，r.hoppe，z.anorg.chem，1991,592,93-105中描述的csknali(li3sio4)4中的设置类似。借助x射线衍射不能够确定na和li在通道中的准确的设置。当前基于统计学设置。ab7的晶体结构是具有较高的有序度的、从ucr4c4结构类型派生出的晶体结构。
在图78中显示出li、na和k在用于(na0.25k0.50li0.25)li3sio4:eu的(li3sio4)结构单元的通道之内的设置。黑色圈代表na原子，画阴影的圈代表k原子并且白色填充的圈代表li原子。设置沿着结晶学c轴示出。
图79示出(na0.25k0.50li0.25)li3sio4:eu的结晶学数据。
图80示出在(na0.25k0.50li0.25)li3sio4:eu的结构中的原子位置。
图81示出(na0.25k0.50li0.25)li3sio4:eu的各向异性位移参数(英文：displacementparameter)。
在图82中示出具有通式(na0.5rb0.5)li3sio4:eu2+的根据本发明的发光材料的第八实施例ab8的发射光谱。在x轴上绘制以nm为单位的波长并且在y轴上绘制以％为单位的发射强度。为了测量发射光谱，用400nm的波长的初级辐射激发根据本发明的发光材料的粉末。发光材料具有大约525nm的峰值波长和531nm的主波长。半值宽度小于45nm并且色点在cie色彩空间中位于坐标cie-x:0.211和cie-y:0.671。
在图83中示出具有通式(na0.5rb0.5)li3sio4:eu2+的根据本发明的发光材料的第八实施例ab8的发射光谱。为了测量发射光谱，用460nm的波长的初级辐射激发根据本发明的发光材料的粉末。发光材料具有小于45nm的半值宽度、528nm的峰值波长、533nm的主波长和在cie色彩空间中具有坐标cie-x:0.212和cie-y:0.686的色点。发光材料的窄的半值宽度引起发光材料的饱和的绿色的发射。由于小的半值宽度，发光材料(rbr*na1-r*)1(ta)3(td)1(xb)4:e或rbr*na1-r*)1li3sio4:e(其中0.4≤r*＜1.0)，尤其(na0.5rb0.5)li3sio4:eu2+对于其在如用于lcd显示器的背光照明的转换型led中的应用特别吸引人，在所述转换型led中需要在绿色的光谱范围中的窄带的发射。
图84示出用于根据本发明的发光材料的第八实施例(ab8)的、相对于以nm为单位的波长λ绘制的、归一化的库贝尔卡-蒙克函数(k/s)。用在330nm和500nm、优选340nm至460nm、尤其优选350nm至450nm之间的范围中的初级辐射能够有效地激发根据本发明的发光材料。由此，利用具有在电磁谱的近紫外范围或蓝色范围中的初级辐射的半导体芯片，发光材料尤其适合用于背光照明应用。
图85示出根据本发明的发光材料的第八实施例ab8的发射光谱与在图86下描述的常规的发光材料cls和os1相比的对比。
图86示出根据本发明的发光材料的第八实施例ab8与常规的发光材料cls和os1对比的不同的光学特性。在此，os1代表式(sr,ba)2sio4:eu的发光材料并且cls代表式ca7.8eu0.2mg(sio4)4cl2。全部三种发光材料显示出类似的主波长。但在此，根据本发明的发光材料ab8显示出明显更高的光输出(ler)。这引起改进的色彩饱和，由此能够实现更高的色彩空间覆盖，和引起改进的总效率。改进的特性的原因是根据本发明的发光材料的具有式(na0.5rb0.5)li3sio4:eu2+的第八实施例ab8与常规的发光材料相比小的半值宽度。与具有类似的主波长和/或峰值波长的已知的绿色的发光材料的绿色的转换型led相比，高的光输出提高具有部分转换或完全转换的绿色的转换型led的效率。
在图87中相对于以℃为单位的温度绘制以％为单位的相对亮度。如可见那样，根据本发明的发光材料的实施例ab8显示出高的热稳定性。在图87中显示出与式(sr,ba)2sio4:eu的常规的发光材料os1(作为实心菱形示出)比较的根据本发明的发光材料ab8的热淬灭特性(作为空心正方形示出)。在25℃至225℃的不同的温度下对于根据本发明的发光材料ab8用具有400nm的波长或对于os1用具有460nm的波长的蓝色的初级辐射激发发光材料，并且在此记录其发射强度。清楚可见：在转换型led中存在的典型的温度、尤其大于140℃的温度下，根据本发明的发光材料ab8具有明显更小的发光强度损失。借此，发光材料也能够有利地在更高的工作温度下在转换型led中使用。从125℃起，ab8与os1相比显示出明显更少的发射强度损失。此外，与在25℃下100％的发射强度相比，ab8在225℃的温度下总是仍然显示出90％的发射强度。在225℃下的发射强度是os1在225℃下的发射强度的两倍高。
图88以示意图示出发光材料(na0.5rb0.5)li3sio4:eu2+的单斜晶的晶体结构。黑色圈代表rb原子并且白色填充的圈代表na原子。发光材料ab8以与具有类似的晶格参数的第五实施例(rb0.5li0.5)li3sio4:eu2+和第七实施例(na0.25k0.50li0.25)li3sio4:eu相同的空间群c2/m结晶。发光材料(na0.5rb0.5)li3sio4:eu2+、(na0.25k0.50li0.25)li3sio4:eu和(rb0.5li0.5)li3sio4:eu2+的晶体结构具有相同的(li3sio4)结构单元。(li3sio4)结构单元是sio4四面体和lio4四面体，其中氧占据角并且li或si占据四面体的中心。但在此，在该结构单元之内的通道的占据不同。(rb0.5li0.5)li3sio4:eu2+包含两种通道，其中一种通道仅由rb占据并且另一种通道仅由li占据，(na0.25k0.50li0.25)li3sio4:eu也包含两种通道，其中一种通道仅由k占据并且另一种通道仅由li和na占据并且(rb0.5na0.5)li3sio4:eu2+包含两种通道，其中一种通道仅由rb占据并且另一种通道仅由na占据。
在图89中是结晶学评估。图89示出第八实施例ab8的x射线粉末衍射图的rietveld精修。在图表中示出对于(na0.5rb0.5)li3sio4:eu的所测量的反射与计算出的反射的叠加，以及示出所测量的反射与计算出的反射的区别。发光材料的少量的份额由na3rbli12si4o16污染。
图90示出(na0.5rb0.5)li3sio4:eu的结晶学数据。
图91示出在(na0.5rb0.5)li3sio4:eu的结构中的原子位置。
在图92中示出具有通式(rb0.25na0.75)li3sio4:eu的根据本发明的发光材料的第九实施例ab9的发射光谱。在x轴上绘制以nm为单位的波长并且在y轴上绘制以％为单位的发射强度。为了测量发射光谱，用400nm的波长的初级辐射激发根据本发明的发光材料的粉末。发光材料具有大约473nm的峰值波长和476nm的主波长。半值宽度位于22nm并且色点在cie色彩空间中处于坐标cie-x:0.127和cie-y:0.120。
在图93中示出具有通式(na0.75rb0.25)li3sio4:eu2+的根据本发明的发光材料的第九实施例ab9的发射光谱。为了测量发射光谱，用420nm或440nm的波长的初级辐射激发根据本发明的发光材料的粉末。与在图92中示出的用400nm的初级辐射的激发相比，发光材料具有在19nm和21nm之间的还更小的半值宽度。(na0.75rb0.25)li3sio4:eu2+和(na0.5k0.5)li3sio4:eu2+属于最窄带的已知的eu2+掺杂的发光材料。
图94示出用于根据本发明的发光材料的第九实施例(ab9)的和作为对比实例(vb1)的bamgal10o17:eu(50摩尔％)的相对于以nm为单位的波长λ绘制的、归一化的库贝尔卡-蒙克函数(k/s)。用在340nm和470nm、优选340nm至450nm、尤其优选340nm至420nm之间的范围中的初级辐射能够有效地激发根据本发明的发光材料。由此，利用具有在电磁谱的近紫外范围或蓝色范围中的初级辐射的半导体芯片，发光材料(rbr*na1-r*)1(ta)3(td)1(xb)4:e或rbr*na1-r*)li3sio4:e(其中0＜r*＜0.4)，尤其(na0.75rb0.25)li3sio4:eu2+尤其适合用于背光照明应用。如可见的那样，ab9与vb1相比也能在电磁谱的蓝色范围中有效地激发。
图95示出在400nm的激发波长下根据本发明的发光材料的第九实施例ab9的发射光谱与在图96下描述的常规的发光材料vb1和vb4的对比。
图96示出根据本发明的发光材料的第九实施例ab9与常规的发光材料vb1和vb4对比的不同的光学特性。在此，vb1代表式bamgal10o17:eu的发光材料，并且vb4代表(ba0.75sr0.25)si2o2n2:eu。全部三种发光材料显示出类似的主波长和峰值波长。在此，但根据本发明的发光材料ab9与对比实例相比显示出明显更小的半值宽度。
图97以示意图示出发光材料(na0.75rb0.25)li3sio4:eu2+的四方晶的晶体结构。黑色圈代表rb原子并且白色填充的圈代表na原子。发光材料ab9以与第三实施例(na0.5k0.5)li3sio4:eu2+相同的空间群i4/m结晶。发光材料(na0.5k0.5)li3sio4:eu2+和(na0.75rb0.25)li3sio4:eu2+的晶体结构具有相同的(li3sio4)结构单元。(li3sio4)结构单元具有sio4四面体和lio4四面体，其中氧占据角并且li或si占据四面体的中心。在该结构单元之内的通道的占据在该发光材料中不同。(k0.5na0.5)li3sio4:eu2+包含两种通道，其中一种通道仅由k占据并且另一种通道仅由na占据。(na0.75rb0.25)li3sio4:eu2+同样包含两种通道，其中一种通道仅由na占据并且另一种通道交替地由na和rb混合占据。
在图98中是结晶学评估。图98示出第九实施例ab9的x射线粉末衍射图的rietveld精修。在图表中示出对于(na0.75rb0.25)li3sio4:eu的所测量的反射与计算出的反射的叠加，以及示出所测量的反射与计算出的反射的区别。发光材料的少量的份额由nali3sio4污染。
图99示出(na0.75rb0.25)li3sio4:eu的结晶学数据。
图100示出在(na0.75rb0.25)li3sio4:eu的结构中的原子位置。
在图101中相对于以℃为单位的温度绘制以％为单位的相对亮度。如可见的那样，根据本发明的发光材料的实施例ab9显示出高的热稳定性。在图101中显示出与已知的发光材料bamgal10o17:eu(vb1)相比的根据本发明的发光材料ab9的热淬灭表现。在25℃至225℃的不同的温度下用具有400nm波长的蓝色的初级辐射激发发光材料并且在此记录其在410nm和780nm之间的发射强度。清楚可见：在大于100℃的温度下，根据本发明的发光材料ab9具有明显更小的发光强度损失。与在25℃下100％的发射强度相比，ab9在225℃的温度下总是仍然显示出超过95％的发射强度。
在图102中示出具有通式srsial0.84li2.16o1.32n2.68:eu的根据本发明的发光材料的第十实施例ab10的发射光谱。为了测量发射光谱，用460nm的波长的初级辐射激发根据本发明的发光材料的单晶。发光材料具有大约628.7nm的峰值波长和598nm的主波长。半值宽度位于99nm并且色点在cie色彩空间中位于坐标cie-x:0.617和cie-y:0.381。
在图103中示出具有通式srsial0.84li2.16o1.32n2.68:eu的根据本发明的发光材料的第十实施例ab10的发射光谱。为了测量发射光谱，用460nm的波长的初级辐射激发根据本发明的发光材料的粉末。发光材料具有大约632nm的峰值波长和600nm的主波长。半值宽度位于97.7nm并且色点在cie色彩空间中处于坐标cie-x:0.626和cie-y:0.372。由于自吸收，粉末的发射光谱与图102的单晶的发射光谱相比具有更小的半值宽度。
图104示出用于根据本发明的发光材料的第十实施例(ab10)的、相对于以nm为单位的波长λ绘制的、归一化的库贝尔卡-蒙克函数(k/s)。用在340nm和500nm、优选340nm至460nm之间的范围中的初级辐射能够有效地激发根据本发明的发光材料。
在图105中示出具有通式srsial0.84li2.16o1.32n2.68:eu的根据本发明的发光材料的第十实施例ab10的发射光谱和具有化学通式sr(si0.25al-1/8+r**/2li7/8-r**/2)4(o1-r**nr**)4的发光材料的其他两个实施例(ab-10a和ab-10b)。所述实施例如ab10那样制造，在下面的表中说明称重。
对于ab-10a的反应物的称量
对于ab-10b的反应物的称重
如可见的那样，通过改变式sr(si0.25al-1/8+r**/2li7/8-r**/2)4(o1-r**nr**)4中的r**，峰值波长能够从黄色的光谱范围移动到红色的光谱范围中。在图106中示出ab10、ab-10a和ab-10b的光学特性的对比。已知的、显示出在该光谱范围中的发射的发光材料是α-sialon(赛隆):eu或(ca,sr,ba)2si5n8:eu。但α-sialone(赛隆)与sr(si0.25al-1/8+r**/2li7/8-r**/2)4(o1-r**nr**)4相比显示出峰值波长的更小的可调节性进而在其应用方面受限。虽然(ca,sr,ba)2si5n8:eu显示出峰值波长的更好的可调节性，但由于昂贵的反应物、如碱土金属氮化物和大于1400℃的高的合成温度，其使用与高的成本联系在一起。因此，发光材料(mb)(si0.25al-1/8+r**/2li7/8-r**/2)4(o1-r**nr**)4:e或sr(si0.25al-1/8+r**/2li7/8-r**/2)4(o1-r**nr**)4:e，其中0.25≤r**≤1，能够根据要求或应用在期望的色坐标和/或色彩还原系数方面有针对性地调节。因此，仅借助一种发光材料令人惊讶地能够产生尤其从黄色至红色的可见范围的多种颜色。发光材料尤其适合于转换型发光二极管，所述转换型发光二极管设计用于发射黄色的至红色的辐射或白色的辐射。
图107以示意图示出沿着结晶学的c轴的发光材料srsial0.84li2.16o1.32n2.68:eu的四方晶的晶体结构。画阴影的圈代表sr原子并且画阴影的区域代表(li,si,al)(o,n)4的四面体。发光材料ab10以ucr4c4结构类型结晶。sr原子处于四面体通道中，所述通道通过角结合的和边结合的(li,si,al)(o,n)4四面体形成。发光材料以空间群i4/m结晶。
图108示出srsial0.84li2.16o1.32n2.68:eu的结晶学数据。
图109示出在srsial0.84li2.16o1.32n2.68:eu的结构中的原子位置。
图110示出srsial0.84li2.16o1.32n2.68:eu的各向异性位移参数。
图111示出第十实施例ab10的x射线粉末衍射图的结晶学评估。在图表中示出对于srsial0.84li2.16o1.32n2.68:eu的所测量的反射与计算出的反射的叠加。图表的上部显示出试验观察的反射(cu-kα1辐射)，图表的下部显示出计算出的反射位置。计算基于如在图107至110中描述的、用于srsial0.84li2.16o1.32n2.68:eu的结构模型进行。用*标记副相的反射。副相以非常小的份额存在。
在图112中示出具有通式na1-y**euy**li3-2y**al3y**si1-y**o4-4y**n4y**:eu(其中y**＝0.2224)的根据本发明的发光材料的第十一实施例ab11的发射光谱与第一实施例ab1nali3sio4的对比。发光材料ab11具有大约613.4nm的峰值波长和593.6nm的主波长。半值宽度位于105nm并且色点在cie色彩空间中处于坐标cie-x:0.595和cie-y:0.404。ab1和ab11的不同的特性、尤其na1-y**euy**li3-2y**al3y**si1-y**o4-4y**n4y**:eu(其中y**＝0.2224)与nali3sio4:eu相比移动到更长波长范围中的峰值波长的原因在于氮原子的更强的电子云扩展效应，所述氮原子在混合相na1-y**euy**li3-2y**al3y**si1-y**o4-4y**n4y**:eu(其中y**＝0.2224)中包括活化剂离子，在此为eu2+离子。活化剂离子周围的氮份额越高，峰值波长越长。由此，随着氮含量增加进而随着发光材料na1-y**euy**li3-2y**al3y**si1-y**o4-4y**n4y**:eu中的y**值升高，峰值波长在电磁谱的可见范围中，尤其在470nm和670nm之间的范围中移动。因此，发光材料(ma)1-y***sry***li3-2y***al3y***si1-y***o4-4y***n4y***:e或na1-y**euy**li3-2y**al3y**si1-y**o4-4y**n4y**:e，其中0＜y***＜0.875因此尤其适合于照明设备或转换型led，例如适合于机动车辆中的闪光灯，在所述照明设备或转换型led中需要具有非常特定的特性的发光材料(所谓的“按需色彩”应用)。
在图113中示出ab11的光学数据。
图114以示意图沿着结晶学的c轴示出发光材料na1-y**euy**li3-2y**al3y**si1-y**o4-4y**n4y**:eu(其中y**＝0.2224)(ab11)的四方晶的晶体结构。画阴影的圈代表na/eu原子并且画阴影的区域代表(li,si,al)(o,n)4四面体。发光材料ab11以ucr4c4结构类型结晶。na和eu原子处于四面体通道中，所述通道通过角结合的和边结合的(li,si,al)(o,n)4四面体形成。发光材料以空间群i4/m结晶。晶体结构例如对于式sr[mg2al2n4]:eu2+的发光材料是已知的(wo2013/175336a1或p.pust等，chem.mater.，2014,26,6113)。令人惊讶地，当前能够显示出，发光材料也能够以小于87.5％的氮份额合成并且是稳定的。
图115示出na1-y**euy**li3-2y**al3y**si1-y**o4-4y**n4y**:eu的结晶学数据，其中y**＝0.2224。
图116示出在na1-y**euy**li3-2y**al3y**si1-y**o4-4y**n4y**:eu的结构中的原子位置，其中y**＝0.2224。
图117示出na1-y**euy**li3-2y**al3y**si1-y**o4-4y**n4y**:eu的各向异性位移参数，其中y**＝0.2224。
图118a示出第十一实施例ab11的x射线粉末衍射图的结晶学评估。在图表中示出对于na1-y**euy**li3-2y**al3y**si1-y**o4-4y**n4y**:eu的所测量的反射与计算出的反射的对照，其中y**＝0.2224。图表的上部显示出试验观察的反射(mo-kα1辐射)，图表的下部显示出计算出的反射位置。计算基于如在图114至117中描述的、用于na1-y**euy**li3-2y**al3y**si1-y**o4-4y**n4y**:eu的结构模型进行，其中y**＝0.2224。通过计算出的粉末衍射图的反射与所测量的粉末衍射图的反射一致，显示出发光材料的粉末和单晶的晶体结构一致。
在图118b中示出na1-y**euy**li3-2y**al3y**si1-y**o4-4y**n4y**:eu其中(y**＝0.1)(ab11-1)，na1-y*cay*li3-2y*al3y*si1-y*o4-4y*n4y*:eu(其中y*＝0.25)(ab6-1；ab6-2)，和na1-y***sry***li3-2y***al3y***si1-y***o4-4y***n4y***:eu(其中y***＝0.25)(ab18)的发射光谱。在图119中示出光学特性的对比。
图120示出cie色彩空间的局部。在该局部中，设有ece的区域对应于用于机动车辆的外部范围中的闪光灯的在黄色的或黄橙色的色彩范围中的色坐标，所述色坐标符合ece规定(ece：economiccommissionforeurope，欧洲经济委员会)。ece规定是用于机动车辆以及机动车辆的装备物体的部件的国际认可的、统一的技术规定的目录)。还示出第十一实施例ab11和对比实例(sr,ca,ba)2si5n8:eu(comp258)的色坐标。两种发光材料的色坐标位于ece范围之内进而适合于其在用于机动车辆中的闪光灯的转换型led中使用。与(sr,ca,ba)2si5n8:eu相反，根据本发明的发光材料ab11能够在较低温度下制造。与基于ingaalp的黄色的或黄橙色的led相比，具有ab11的黄色的或黄橙色的转换型led(完全转换)更有效并且更温度稳定。
图121示出ab11和comp258的色坐标。
在图122中示出具有通式srli3-2x**al1+2x**o4-4x**n4x**:eu(其中x**＝0.2014)的根据本发明的发光材料的第十二实施例ab12的单晶的发射光谱与对比实例(ca,sr,ba)2sio4:eu的对比。发光材料ab12具有大约580.3nm的峰值波长和576.5nm的主波长。半值宽度位于80nm并且色点在cie色彩空间中处于坐标cie-x:0.486和cie-y:0.506。在图123中示出ab12和(ca,sr,ba)2sio4:eu的光学数据的对比。(mb)li3-2x**al1+2x**o4-4x**n4x**:eu或srli3-2x**al1+2x**o4-4x**n4x**:eu适合在彩色的转换型led中使用，其中0＜x**＜0.875，尤其x**＝0.2014，在所述转换型led中初级辐射完全地或几乎完全地转换成次级辐射进而尤其能用于“按需色彩”应用。如在图123中示出，具有ab12的转换型led与具有(ca,sr,ba)2sio4:eu的转换型led相比具有更高的光输出。
图124示出转换型led的模拟的发射光谱。示出具有第十二实施例ab12和作为对比实例的发光材料的、具有442nm的初级辐射的转换型led的发射光谱。示出白色的发射光谱，在所述发射光谱中总辐射由初级辐射和相应的次级辐射组成。在图125中示出光学数据。由于ab12与对比实例相比小的半值宽度，具有根据本发明的发光材料ab12的转换型led具有更高的光输出(ler)，因为与在对比实例中相比，与眼睛灵敏度曲线的重叠更大。因此，(mb)li3-2x**al1+2x**o4-4x**n4x**:eu或srli3-2x**al1+2x**o4-4x**n4x**:eu，其中0＜x**＜0.875，尤其第十二实施例尤其适合在转换型led中用作为唯一的发光材料，所述发光材料用于产生暖白色的总辐射，尤其具有3400k±100k的色温，结合在紫外至蓝色的范围中的初级辐射，例如具有基于ingan的层序列。在使用y3al5o12:ce时未达到3400k±100k的色温和接近普朗克曲线的色坐标。虽然使用y3al5o12:ce的改型、如(y,lu,gd,tb)3(al,ga)5o12:ce(图125)引起期望的色坐标和色温，但光输出与在使用y3al5o12:ce时相比更小，并且热淬灭表现更高。正硅酸盐、如(ca,sr,ba)2sio4:eu与y3al5o12:ce相比在热学和化学方面更不稳定并且此外与具有ab12的转换型led相比具有更差的光输出。
图114和图160以示意图示出沿着结晶学的c轴的发光材料srli3-2x**al1+2x**o4-4x**n4x**:eu的四方晶的晶体结构，其中x**＝0.2014(ab12)。画阴影的圈代表sr原子并且画阴影的区域代表(li,al)(o,n)4四面体。发光材料ab12以ucr4c4结构类型结晶。发光材料以空间群i4/m结晶。晶体结构例如对于式sr[mg2al2n4]:eu2+的发光材料是已知的(wo2013/175336a1或p.pust等，chem.mater.，2014,26,6113)。(li,al)(o,n)4四面体形成四面体通道，sr原子设置在所述通道中。令人惊讶地，当前能够显示出，也能够合成具有小于87.5％氮份额的发光材料并且是稳定的。式srli3-2x**al1+2x**o4-4x**n4x**:eu的发光材料以该晶体类型结晶，这能够根据实施例ab12-1至ab12-8显示出，其中x**≥0.1250。随着x**增大，晶胞的体积增大并且峰值波长朝更长的波长移动。
图126示出srli3-2x**al1+2x**o4-4x**n4x**:eu(ab12)的结晶学数据，其中x**＝0.2014。
图127示出在srli3-2x**al1+2x**o4-4x**n4x**:eu(ab12)的结构中的原子位置，其中x**＝0.2014。
图128示出srli3-2x**al1+2x**o4-4x**n4x**:eu(ab12)的各向异性位移参数，其中x**＝0.2014。
在图129中示出具有通式(cs0.25na0.25k0.25li0.25)li3sio4:eu2+的根据本发明的发光材料的ab13的发射光谱。为了测量发射光谱，用400nm的波长的初级辐射激发根据本发明的发光材料的粉末。发光材料具有46nm的半值宽度、530nm的峰值波长和532nm的主波长。色坐标位于cie-x:0.222和cie-y:0.647。光学特性与第八实施例的光学特性类似。位于大约490nm处的峰可能会归因于通过csna2k(li3sio4)4:eu2+污染。
图130示出用于ab13的、相对于以nm为单位的波长λ绘制的、归一化的库贝尔卡-蒙克函数(k/s)。发光材料能够用在蓝色范围中的初级辐射有效地激发。
在图131中示出具有通式(cs0.25na0.5k0.25)li3sio4:eu2+的根据本发明的发光材料的ab14的发射光谱。为了测量发射光谱，用400nm的波长的初级辐射激发根据本发明的发光材料的粉末。发光材料具有26nm的半值宽度、486nm的峰值波长和497nm的主波长。色坐标位于cie-x:0.138和cie-y:0.419。
图132示出用于ab14的、相对于以nm为单位的波长λ绘制的、归一化的库贝尔卡-蒙克函数(k/s)。发光材料能够用在蓝色范围中的初级辐射有效地激发。
在图133中示出具有通式(rb0.25na0.5k0.25)li3sio4:eu2+的根据本发明的发光材料的ab15的发射光谱。为了测量发射光谱，用400nm的波长的初级辐射激发根据本发明的发光材料的粉末。发光材料具有27nm的半值宽度、480nm的峰值波长和490nm的主波长。色坐标处于cie-x:0.139和cie-y:0.313中。位于大约530nm处的峰可能会归因于通过rbna(li3sio4)2或k2nali(li3sio4)4污染。
图134示出用于ab15的、相对于以nm为单位的波长λ绘制的、归一化的库贝尔卡-蒙克函数(k/s)。发光材料能够用在蓝色范围中的初级辐射有效地激发。
在图135中示出具有通式(cs0.25na0.25rb0.25li0.25)li3sio4:eu2+的根据本发明的发光材料的ab16的发射光谱。为了测量发射光谱，用400nm的波长的初级辐射激发根据本发明的发光材料的粉末。发光材料具有24nm的半值宽度、473nm的峰值波长和489nm的主波长。位于大约530nm处的峰可能会归因于通过rbna(li3sio4)2污染。
ab14、ab15和ab16的光学特性与ab9和ab3的光学特性类似。
图136示出用于ab16的、相对于以nm为单位的波长λ绘制的、归一化的库贝尔卡-蒙克函数(k/s)。发光材料能够用在蓝色范围中的初级辐射有效地激发。
图137示出具有通式(cs0.25na0.25k0.25li0.25)li3sio4:eu2+的根据本发明的发光材料的ab13的四方晶的晶体结构。黑色圈代表cs原子，白色填充的圈代表li原子，划线的圈代表k原子并且画菱格的圈代表na原子。晶体结构类似于第九实施例ab9的晶体结构，ab13以相同的空间群i4/m结晶。(li3sio4)结构单元具有sio4四面体和lio4四面体，其中氧占据角并且li或si占据四面体的中心。(cs0.25na0.25k0.25li0.25)li3sio4:eu2+在(li3sio4)结构单元之内包含两种通道，其中一种通道由na和li占据并且另一种通道由cs和k交替地占据。na和li在通道之内的设置对应于ab7的设置。借助x射线衍射不能够确定na和li在通道之内的准确的设置。
图138示出具有通式(cs0.25na0.5k0.25)li3sio4:eu2+的根据本发明的发光材料的ab14的四方晶的晶体结构。黑色圈代表cs原子，划线的圈代表k原子并且画菱格的圈代表na原子。晶体结构类似于第九实施例ab9的晶体结构，ab13以相同的空间群i4/m结晶。(li3sio4)结构单元具有sio4四面体和lio4四面体，其中氧占据角并且li或si占据四面体的中心。(cs0.25na0.5k0.25)li3sio4:eu2+在(li3sio4)结构单元之内包含两种通道，其中一种通道由na占据并且另一种通道由cs和k交替地占据。
图139示出具有通式(rb0.25na0.5k0.25)li3sio4:eu2+的根据本发明的发光材料的ab15的四方晶的晶体结构。黑色圈代表rb原子，划线的圈代表k原子并且画菱格的圈代表na原子。晶体结构与ab14同构，其中cs原子的位置通过rb原子占据。
图140示出具有通式(cs0.25na0.25rb0.25li0.25)li3sio4:eu2+的根据本发明的发光材料的ab16的四方晶的晶体结构。黑色圈代表cs原子，划线的圈代表rb原子，画菱格的圈代表na原子并且白色的圈代表li原子。晶体结构与ab13同构，其中k原子的位置通过rb原子占据。
图141至图144各示出ab13(图141)、ab14(图142)、ab15(图143)和ab16(图144)的x射线粉末衍射图的rietveld精修。在图表中示出所测量的反射与计算出的反射的叠加以及所测量的反射与计算出的反射的区别。
图145示出结晶学数据并且图146示出ab13的原子位置。
图147示出结晶学数据并且图148示出ab14的原子位置。
图149示出结晶学数据并且图150示出ab15的原子位置。
图151示出结晶学数据并且图152a示出ab16的原子位置。
在图152b中示出具有通式srli3-2x**al1+2x**o4-4x**n4x**:eu2+的根据本发明的发光材料中的发光材料ab12-1和ab12-2的单晶的发射光谱，其中x**＝0.125(ab12-1)和x**＝0.1375(ab12-2)。在图153中示出光学特性。
在图154中示出发光材料srli3-2x**al1+2x**o4-4x**n4x**:eu2+的单晶的发射光谱，其中x**＜0.125。发光材料srli3-2x**al1+2x**o4-4x**n4x**:eu2+(其中x**＜0.125)与x**≥0.125的发光材料相比具有更小的半值宽度。在图155中示出光学特性。式srli3-2x**al1+2x**o4-4x**n4x**:eu2+(其中x**＜0.125)的发光材料的晶体结构与ucr4c4结构类型相似，当然，单晶衍射数据中的反射指向较高的有序度。这造成具有更高有序度的、由ucr4c4结构类型派生出的晶体结构。令人惊讶地，具有更高的氧含量的发光材料显示出在晶体结构之内的更高的有序度。较小的半值宽度归因于晶体结构的更高的有序度。
在图156中为具有不同份额x**的srli3-2x**al1+2x**o4-4x**n4x**:eu的单晶和粉末相对于式srli3-2x**al1+2x**o4-4x**n4x**:eu(其中x**≥0.1250)的发光材料的晶体结构的单位晶胞的晶胞体积示出以nm为单位的峰值波长λpeak。在测量粉末和单晶时的峰值波长中的区别由粉末测量中的重吸收效应所决定，所述重吸收效应能够引起观察的峰值波长的长波移动。通过调整单位晶胞的晶胞体积能够调节峰值波长。随着x**增加，单位晶胞的晶胞体积增大并且同时峰值波长移动到更长波长的范围中。通过x**≥0.125的改变，峰值波长有利地能够从绿色的光谱范围移动到红色的光谱范围中。在图157中示出用于不同份额x**的晶胞体积(v)和峰值波长。由此，化学通式srli3-2x**al1+2x**o4-4x**n4x**:eu对于非常多的应用是令人感兴趣的。尤其能够提供发光材料，所述发光材料具有在发射黄色的y3al5o12:ce的峰值波长、发射橙色的(ca,sr,ba)2si5n8:eu的峰值波长和发射红色的(sr,ca)sialn3:eu的峰值波长之间的峰值波长。
图158示出具有通式srli3-2x**al1+2x**o4-4x**n4x**:eu2+的根据本发明的发光材料的发光材料ab12-1和ab12-2的单晶的结晶学数据，其中x**＝0.125(ab12-1)和x**＝0.1375(ab12-2)。
图159示出在用于ab12-2的srli3-2x**al1+2x**o4-4x**n4x**:eu2+的结构中的原子位置。
在图161中示出具有通式na0.125k0.875li3sio4:eu的根据本发明的发光材料的ab17的发射光谱。为了测量发射光谱，用460nm的波长的初级辐射激发根据本发明的发光材料的单晶。用peak1和peak2标记的曲线还原用于描述具有两个发射峰的总发射的两个高斯曲线。所测量的曲线与作为计算的曲线的两个高斯曲线一致。具有最大强度的发射峰的波长称作峰值波长。具有较小强度的发射峰的波长称作相对发射最大值。在图162中概括由光谱产生的数据。
在图163中示出具有不同份额r的根据本发明的发光材料(nark1-r)1li3sio4:eu的三个实施方式的发射光谱，其中0.05＜r＜0.2。所述实施方式也显示出宽的发射光谱。
图164示出转换型led的模拟的光学数据的概览。基于ingan的发射蓝色的半导体芯片用作初级辐射源，初级辐射的峰值波长位于438nm或443nm。用于转换初级辐射的发光材料是ab17和(lu,y)3al5o12:ce。对比实例用comp1、comp2和comp3表示并且根据本发明的实施方式用ab17-led1和ab17-led2表示。在全部转换型led中，转换型led的总辐射从初级辐射和次级辐射的叠加中产生。总辐射的色坐标在普朗克辐射器的色坐标附近全部位于具有大于8000k色温的冷白色的范围中。令人惊讶地，根据本发明的实施方式具有高的色彩还原系数cri＞80和r9＞50，而对比实例仅具有cri＜70和r9＜0。这归因于发光材料ab17从绿色的至红色的光谱范围的宽的发射。借此，发光材料(nark1-r)1(ta)3(td)1(xb)4:eu(其中0.05＜r＜0.2)，尤其(nark1-r)1li3sio4:eu尤其适合于用于普通照明的转换型led。发光材料有利地能够用作用于普通照明的转换型led中的唯一的发光材料。
在图165中示出图164中的转换型led的总辐射的色坐标。如可见的那样，色坐标全部处于普朗克辐射器的色坐标附近。
在图166中示出图164中的转换型ledcomp2和ab17-led2的发射光谱。
图167示出转换型led的模拟的光学数据的概览。基于ingan的发射蓝色的半导体芯片用作初级辐射源，峰值波长位于443nm、446nm或433nm。用于转换初级辐射的发光材料是ab17和lu3al5o12:ce。对比实例用comp4和comp5表示并且根据本发明的实施方式用ab17-led3、ab17-led4和ab17-led5表示。在根据本发明的实施方式中，仅ab17用作发光材料，而在对比实例中除lu3al5o12:ce之外使用发射红色的第二发光材料caalsin3:eu。令人惊讶地，根据本发明的实施方式的总辐射具有与标准滤波器和用于较大色彩空间(hcg，highcolorgamut，高色域)的滤波器的透射区域的非常大的重叠，使得仅损失少量的光并且能实现的色彩空间是尽可能大的。如可见的那样，借助具有仅一种发光材料的根据本发明的实施方式，与借助使用两种发光材料的对比实例相比，能够实现srbg色彩空间的色彩的高的、部分更大的覆盖。借此，发光材料(nark1-r)1(ta)3(td)1(xb)4:eu(其中0.05＜r≤0.2)，尤其(nark1-r)1li3sio4:eu尤其适合于用于背光照明应用的转换型led。发光材料有利地能够用作用于背光照明应用的转换型led中的唯一的发光材料。
在图168中示出图167中的转换型ledcomp5和ab17-led5的发射光谱。
图169和170示出图167中的不同的转换型led的经滤波的总辐射的展开的色彩空间和其与srgb色彩空间的重叠。可见：借助实施例ab17-led3和ab17-led5能够还原色彩的大的带宽，尤其是在展开的色品图的绿色的角中与借助对比实例相比能够实现更多的色彩。
图171以示意图示出沿着结晶学的c轴的发光材料na0.125k0.875li3sio4:eu(ab17)的四面体的晶体结构的单位晶胞。紧密画阴影的圈代表na原子并且白色的圈代表k原子。画阴影的区域代表lio4四面体，紧密画阴影的区域代表sio4四面体。lio4四面体和sio4四面体是角结合和边结合的并且构成通道，na原子和k原子设置在所述通道中。晶体结构与ab3、ab7、ab8、ab9、ab13、ab14、ab15和ab16的晶体结构相似。
尤其地，在晶体结构中包含两种通道。在一种通道中仅设置有k原子，而在另一种通道中设置有na原子和k原子。sio4四面体(紧密画阴影)以螺旋形式围绕仅设置有k原子的通道设置(图172)。在设置有na原子和k原子的通道之内，na原子(紧密画阴影的圈)由sio4四面体畸变四面体地包围(黑色区域；图173)。在图172中示出仅包含k原子的通道。在图173中示出包含k原子和na原子的通道。k原子和na原子在通道之内的设置的顺序是nakkknakkk。在图172和图173中的晶体结构的局部的视图垂直于结晶学的c轴。
图174示出na0.125k0.875li3sio4:eu(ab17)的结晶学数据。
图175示出在na0.125k0.875li3sio4:eu(ab17)的结构中的原子位置。
图176示出na0.125k0.875li3sio4:eu(ab17)的各向异性位移参数。
图177示出第十七实施例ab17的x射线粉末衍射图的结晶学评估。在图表中示出对于na0.125k0.875li3sio4:eu的所测量的反射与计算出的反射的对比。图表的上部显示出试验观察的反射(mo-kα1辐射)，图表的下部显示出计算出的反射位置。计算基于如在图171至176中描述的、用于na0.125k0.875li3sio4:eu的结构模型进行。副相的反射用*表示。通过计算出的粉末衍射图的反射与所测量的粉末衍射图的反射一致，显示出发光材料的粉末和单晶的晶体结构一致。
本发明不通过根据实施例进行的描述限制于此。更确切地说，本发明包括任意新特征以及特征的任意组合，这尤其包含权利要求中的特征的任意组合，即使该特征或者该组合本身未详细地在权利要求中或者实施例中说明时也如此。
附图标记列表
ppm百万分率
λpeak峰值波长
λdom主波长
ab实施例
g克
e发射
mmol毫摩尔
mol％摩尔百分比
rinf漫反射
lm流明
w瓦特
ler光输出
led发光二极管
cri色彩还原系数
cct相关色温
r9色彩还原系数
k/s库贝尔卡-蒙克函数
k开尔文
cm厘米
nm纳米
°2θ角度2θ
i、ii、iii、iv、v、vix射线粉末衍射图
ew白点
kl转换线
t温度
℃摄氏度
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