Brevet FR3025209A1 — publié le 20160304

LUMINOPHORE ROUGE INORGANIQUE, ET COMPOSITION ET APPAREIL D'ECLAIRAGE LE COMPRENANT [0001] La présente invention concerne un luminophore rouge inorganique et son utilisation dans les applications d'éclairage, en particulier dans les dispositifs d'éclairage à diodes électroluminescentes converties par des luminophores. Plus particulièrement, la présente invention concerne un luminophore rouge, comprenant un composé luminescent inorganique représenté par la formule (1) ayant un spectre d'émission qui peut être résolu en une première courbe d'émission gaussienne et une seconde courbe d'émission gaussienne; où la première courbe d'émission gaussienne a un pic de première courbe d'émission gaussienne, P1; où le pic de première courbe d'émission gaussienne, P1, a une hauteur de pic 1, Hpi, une longueur d'onde de pic du pic 1, PAPI, et une aire de pic 1, Api; où la seconde courbe d'émission gaussienne a un pic de seconde courbe d'émission gaussienne, P2; où le pic de seconde courbe d'émission gaussienne, P2, a une hauteur de pic 2, Hp2, une longueur d'onde de pic du pic 2, PAp2, une largeur à mi-hauteur de pic 2, FWEIMp2, et une aire de pic 2, Apt; OÙ PAPI 0,637 sur la base du diagramme de chromaticité de 30 la CIE 1931. 3025209 6 [0012] La présente invention fournit un luminophore rouge, comprenant: un composé inorganique représenté par la formule (1) M(I)cM(II)aSisNxCyOz:Eu2±b (1) où M(I) est une espèce monovalente choisie dans le groupe consistant en 5 Li, Na, K, F, Cl, Br et I; où M(II) est un cation divalent choisi dans le groupe consistant en au moins l'un de Mg, Ca, Sr et Ba; où 1,7 5 a 5_ 2; 0 0,637 sur la base du diagramme de chromaticité de la CIE 1931. [0015] La présente invention fournit un luminophore rouge, comprenant: un composé inorganique représenté par la formule (1) IvI(I)cM(II)aSi5NxCy0,:Eu2+b (1) 20 où M(I) est une espèce monovalente choisie dans le groupe consistant en Li, Na, K, F, Cl, Br et I; où M(II) est un cation divalent choisi dans le groupe consistant en au moins l'un de Mg, Ca, Sr et Ba; où 1,7 5 a 5_ 2; 0 0,637 sur la base du diagramme de chromaticité de la CIE 1931. 3025209 8 Selon un mode de réalisation particulier, le luminophore rouge selon l'invention comprend en outre un traitement de surface; où le traitement de surface est appliqué à une surface du composé inorganique. La présente invention fournit une composition de luminophore 5 caractérisée en ce qu'elle comprend: un luminophore rouge selon la présente invention; et un véhicule liquide; où le luminophore rouge est dispersé dans le véhicule liquide. [0016] La présente invention fournit un appareil d'éclairage comprenant: une source lumineuse, où la source lumineuse produit une 10 lumière ayant un spectre de luminescence de source; et un premier modificateur de spectre de luminescence de source, où le premier modificateur de spectre de luminescence de source est un luminophore rouge selon la présente invention; où le luminophore rouge est couplé par rayonnement à la source lumineuse. 15 Dans un mode de réalisation particulier, l'appareil d'éclairage de la présente invention comprend en outre au moins un luminophore supplémentaire. DESCRIPTION DETAILLEE 20 [0017] Le terme "ES455" tel qu'il est utilisé ici est le spectre d'émission présenté par un composé luminescent donné (par exemple luminophore rouge) lors d'une excitation avec une lumière monochromatique ayant une longueur d'onde de 455 nm. [0018] Le terme "ES453" tel qu'il est utilisé ici est le spectre 25 d'émission présenté par un composé luminescent donné (par exemple, luminophore rouge) lors d'une excitation avec une lumière monochromatique ayant une longueur d'onde de 453 nm. [0019] Le terme "largeur à mi-hauteur globale" ou "FWHFigiobaie" tel qu'il est utilisé ici est la largeur à mi-hauteur du spectre 30 d'émission (par exemple, ES453) présenté par un luminophore lors d'une 3025209 9 excitation avec une source lumineuse (c'est à dire une lumière monochromatique ayant une longueur d'onde de 453 nm pour ES453)- [0020] Le terme "longueur d'onde de pic globale" ou "Phglobale" tel qu'il est utilisé ici est la longueur d'onde de pic du spectre d'émission 5 (par exemple, ES453) présenté par un luminophore lors d'une excitation avec une source lumineuse (c'est à dire une lumière monochromatique ayant une longueur d'onde de 453 nm pour ES453). [0021] Les termes "première courbe d'émission gaussienne" et "seconde courbe d'émission gaussienne" tel qu'ils sont utilisés ici 10 désignent deux courbes d'émission gaussiennes résolues au moyen du logiciel de lissage de pics GRAMS avec 2 bandes gaussiennes symétriques à partir du spectre d'émission, ES455, présenté par une substance inorganique représentée génériquement par la formule (1) lors d'une excitation avec une lumière monochromatique ayant une longueur d'onde 15 de 455 nm observé au moyen d'un spectromètre ayant une résolution spectrale de 1,5 nm. [0022] Le terme "pic de première courbe d'émission gaussienne" tel qu'il est utilisé ici est le pic de la première courbe d'émission gaussienne à une plus grande énergie que le pic de seconde 20 courbe d'émission gaussienne. [0023] Le terme "hauteur de pic 1" ou "Hpi" tel qu'il est utilisé ici est la hauteur de la première courbe d'émission gaussienne au niveau du pic de première courbe d'émission gaussienne. [0024] Le terme "longueur d'onde de pic du pic 1" ou "Phpi" tel 25 qu'il est utilisé ici est la longueur d'onde correspondant au pic de première courbe d'émission gaussienne. [0025] Le terme "aire de pic 1" ou "Api" tel qu'il est utilisé ici est l'aire sous le pic de première courbe d'émission gaussienne. [0026] Le terme "pic de seconde courbe d'émission 30 gaussienne" tel qu'il est utilisé ici est le pic de la seconde courbe 3025209 10 d'émission gaussienne à une plus faible énergie que le pic de première courbe d'émission gaussienne. [0027] Le terme "hauteur de pic 2" ou "Hp2" tel qu'il est utilisé ici est la hauteur de la seconde courbe d'émission gaussienne au niveau du 5 pic de seconde courbe d'émission gaussienne. [0028] Le terme "longueur d'onde de pic du pic 2" ou "PAp2" tel qu'il est utilisé ici est la longueur d'onde correspondant au pic de seconde courbe d'émission gaussienne. [0029] Le terme "largeur à mi-hauteur du pic 2" ou "FWHMp2" 10 tel qu'il est utilisé ici est la largeur à mi-hauteur de la seconde courbe d'émission gaussienne, où PAPI 100 nm. On a constaté de manière surprenante que les luminophores inorganiques représentés par la formule (1) quand ils sont préparés par cuisson de la poudre de matière première constitutive dans un creuset où 20 les surfaces du creuset venant en contact avec la poudre de matière première sont composées d'une surface métallique vierge (c'est à dire une surface qui n'a pas été conditionnée par exposition répétée à une source de silicium à des températures élevées) présentent un rétrécissement de la bande d'émission globale avec une augmentation significative de l'éclat. 25 On considère que l'augmentation de l'éclat est due, au moins en partie, à une modification structurale du luminophore inorganique par manipulation de la position et de l'environnement de liaison de Eu2+ dans la structure cristalline du composé inorganique représenté par la formule (1) de la présente invention manifestée par une largeur à mi-hauteur du pic 2, 30 FWHMP2, de 0,637 (de 30 préférence, k 0,638; de préférence encore, k 0,639) sur la base du 3025209 18 diagramme de chromaticité de la CIE 1931. De préférence encore, le luminophore rouge de la présente invention présente un spectre d'émission, ES453, lors d'une excitation avec une lumière monochromatique ayant une longueur d'onde de 453 nm; où le spectre 5 d'émission, ES455, a une largeur à mi-hauteur globale, FWHMgiobale, de 5 90 nm couplée avec une CIEx de > 0,637 (de préférence, ? 0,638; de préférence encore, ? 0,639) sur la base du diagramme de chromaticité de la CIE 1931; et où le luminophore rouge présente une luminescence élevée (de préférence, lumens k 210%), telle qu'elle est mesurée dans les 10 conditions présentées dans les exemples. [0043] Le luminophore rouge de la présente invention peut contenir des impuretés. De préférence, le luminophore rouge de la présente invention, comprend: .?_. 80 % en poids (de préférence encore, 80 à 100 % en poids; de préférence encore 90 à 100 % en poids; de préférence 15 encore 95 à 100 % en poids; de manière particulièrement préférable 99 à 100 % en poids) du composé luminescent inorganique représenté par la formule (1); où le luminophore rouge présente un spectre d'émission, ES455, lors d'une excitation avec une lumière monochromatique ayant une longueur d'onde de 455 nm; où le spectre d'émission, ES455, peut être 20 résolu en une première courbe d'émission gaussienne et une seconde courbe d'émission gaussienne; où la première courbe d'émission gaussienne a un pic de première courbe d'émission gaussienne, P1; où le pic de première courbe d'émission gaussienne, P1, a une hauteur de pic 1, Hpi, une longueur d'onde de pic du pic 1, PAPI, et une aire de pic 1, Api; 25 où la seconde courbe d'émission gaussienne a un pic de seconde courbe d'émission gaussienne, P2; où le pic de seconde courbe d'émission gaussienne, P2, a une hauteur de pic 2, Hp2, une longueur d'onde de pic du pic 2, P42, une aire de pic 2, Ap2, et une largeur à mi-hauteur de pic 2, FWFIMp2; où PAPI REVENDICATIONS1. Luminophore rouge caractérisé en ce qu'il comprend: un composé inorganique représenté par la formule (1) M(I)cM(II)aSi5NxCyOz:Eu2+b (1) où M(I) est une espèce monovalente choisie dans le groupe consistant en Li, Na, K, F, Cl, Br et I; où M(II) est un cation divalent choisi dans le groupe consistant en au moins l'un de Mg, Ca, Sr et Ba; où 1,7 5 a 5 2; 0 2. Luminophore rouge selon la revendication 1 caractérisé en ce que le spectre d'émission, ES455, du luminophore rouge présente une 20 CIEx ? 0,637 sur la base du diagramme de chromaticité de la CIE 1931. 3. Luminophore rouge selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que 0,01 5 y 5 1,5; 0,01 .5 z 5 5; et y*z. 4. Luminophore rouge selon l'une quelconque des 25 revendications précédentes caractérisé en ce que M(II) est Sr. 5. Luminophore rouge selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le luminophore rouge présente un spectre d'émission, ES453, lors d'une excitation avec une lumière monochromatique ayant une longueur d'onde de 453 nm; où le 30 spectre d'émission, ES453, a une largeur à mi-hauteur globale, 3025209 32 FWHMglobalef de 5. 90 nm couplée avec une CIEx > 0,637 sur la base du diagramme de chromaticité de la CIE 1931. 6. Luminophore rouge selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend en outre un 5 traitement de surface; où le traitement de surface est appliqué à une surface du composé inorganique. 7. Composition de luminophore caractérisée en ce qu'elle comprend: un luminophore rouge selon l'une quelconque des revendications précédentes; et un véhicule liquide; où le luminophore 10 rouge est dispersé dans le véhicule liquide. 8. Appareil d'éclairage pour émettre de la lumière blanche caractérisé en ce qu'il comprend: une source lumineuse, où la source lumineuse produit une lumière ayant un spectre de luminescence de source; et 15 un premier modificateur de spectre de luminescence de source, où le premier modificateur de spectre de luminescence de source est un luminophore rouge selon l'une quelconque des revendications 1 à 6; où le luminophore rouge est couplé par rayonnement à la source lumineuse. 9. Appareil d'éclairage selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un luminophore supplémentaire.