用于固态照明的新氮化铝硅酸盐磷光体制造技术

本发明专利技术尤其提供了用于照明单元中的应用的磷光体，其具有式M1‑x‑y‑zZzAaBbCcDdEeN6‑nOn:ESx,REy（I），其中M=选自包括二价Ca,Sr和Ba的组；Z=选自包括一价Na,K和Rb的组；B=选自包括二价Mg,Mn,Zn和Cd的组；C=选自包括三价B,Al和Ga的组；D=选自包括四价Si,Ge,Ti和Hf的组；A=选自包括一价Li和Cu的组；E=选自包括P,V,Nb和Ta的组；ES=选自包括二价Eu,Sm和Yb的组；RE=选自包括三价Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er和Tm的组；0≤x≤0.2；0≤y≤0.2；0<x+y≤0.4；0≤z<1；x+y+z<1；0≤n≤0.75；0≤a≤2（诸如0≤b≤0.5）；0≤b≤2；0≤c≤4；0≤d≤4；0≤e≤4；a+b=2；c+d+e=4；并且a+2b+3c+4d+e+y‑z=16-n。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及新磷光体的类别，以及其各个成分，并且涉及包括一个或多个这样的磷光体以及可选地一个或多个其它磷光体的照明单元，以用于生成荧光。
技术介绍
用于LED（发光设备）应用的绿色/黄色发光材料在现有技术中是已知的。例如，US2006011922描述了一种发光设备，其包括能够发射小于480nm的波长的主光的发光结构以及包括通式为(Sr1-a-bCabBacMgdZne)SixNyOz:Eua的磷光体的发光屏，其中0.002<=a<=0.2,0.0<=b<=0.25,0.0<=c<=0.25,0.0<=d<=0.25,0.0<=e<=0.25,1.5<=x<=2.5,1.5<=y<=2.5并且1.5<=z<=2.5。该文档还关注包括这样的磷光体的发光屏，以及磷光体本身。
技术实现思路
仍旧存在对于获得可以取代或补充现有发光材料的良好无机发光材料的需要，诸如用于固态照明，例如由于更好的效率或其它有利的发光性质，比如激发和/或发射带位置和/或发射带宽。因而，本专利技术的一方面是提供一种可替换的磷光体，特别地为可替换地绿色-黄色磷光体，其优选地还至少部分地消除一个或多个上述缺陷，其优选地在蓝色和/或UV中（特别地在蓝色中）良好地吸收，和/或其高效地将所吸收的光转换成可见光，特别地为绿色-黄色光。然而，其它颜色（在可见区中）也可以是所感兴趣的，比如青色或橙色。另外一方面是提供一种可替换的照明单元，其配置成使用这样的可替换的磷光体（例如作为发光材料，可选地与其它磷光体组合）。在本文中，提出一种新的材料类别，其具有令人惊喜的良好光学性质。已经发现了新的磷光体材料类别，其通过通用组成M1-x-y-zZzAaBbCcDdEeN6-nOn:ESx,REy来描述，其中M是选自Ca(钙),Sr(锶),Ba(钡)的二价元素，Z是选自Na(钠),K(钾),Rb(铷)的一价元素，A是选自Li(锂),Cu(铜)的一价元素，B是选自Mg(镁),Mn(锰),Zn(锌),Cd(镉)的二价元素，C是选自B(硼),Al(铝),Ga(镓)的三价元素，D是选自Si(硅),Ge(锗),Ti(钛),Hf(铪)的四价元素，E是选自P(磷),V(钒),Nb(铌),Ta(钽)的五价元素，ES是选自Eu(铕),Sm(钐)和Yb(镱)的二价稀土元素，RE是选自Ce(铈),Pr(镨),Nd(钕),Sm(钐),Eu(铕),Gd(钆),Tb(铽),Dy(镝),Ho(钬),Er(铒),Tm(铥)的三价稀土元素。组成范围还特别地由以下限定：0≤x≤0.2,0≤y≤0.2,特别地0<x+y≤0.4,0≤z<1,x+y+z<1，特别地0≤n<0.75,a+b=2,c+d+e=4，并且a+2b+3c+4d+5e+y–z=16–n。这些化合物在文献中迄今尚未描述的新晶体结构（图3a-3c）中结晶。在该结构中，M和Z通过8N配体配位（扭曲立方体），而A，B，C，D和E位于角和边共享[XN4]四方体中（X=A，B，C，D，E）。所得高度缩合的主晶格可以通过互换适当大小的阳离子来修改（参见以下的表1）。这些置换导致键长度中的改变（从而导致晶格参数中的改变）以及阳离子-配体键的极化中的改变，其还影响晶格中的活化剂离子的能量状态。因此可能的是通过利用Al置换Si以增加Eu配位配体的电荷密度（A/B子晶格中的电荷补偿，例如Mg取代Li）或者通过利用导致晶格的收缩和活化剂-配体距离的缩短的阳离子置换Ba来朝向较长峰值波长偏移例如BaLi2Al2Si2N6:Eu的发射带。增加Eu浓度导致红移且加宽的发射轮廓，其对于许多Eu2+磷光体是公知的效果。与晶格中的不同类型阳离子占位（A，B与C，D，E）的影响组合的阳离子大小和电荷的不同效果使得能够针对频谱发射形状和位置实现各种调谐选项。因而，在第一方面中，本专利技术提供了一种照明单元，包括配置成生成光源光的光源，以及配置成将至少部分的光源光转换成发光材料光的发光材料，其中光源包括发光二极管（LED）或可选地（或附加地）另一光源，并且其中发光材料包括具有（化学）式M1-x-y-zZzAaBbCcDdEeN6-nOn:ESx,REy的磷光体（磷光体具有式（I））），其中M=选自包括Ca(钙),Sr(锶)和Ba(钡)的组；Z选自包括一价Na(钠),K(钾)和Rb(铷)的组；A选自包括一价Li(锂)和Cu(铜)的组；B选自包括二价Mg(镁),Mn(锰),Zn(锌)和Cd(镉)的组（特别地，B选自包括二价Mg(镁),Mn(锰)和Zn(锌)的组，甚至更特别地选自包括二价Mg(镁),Mn(锰)的组；C选自包括三价B(硼),Al(铝)和Ga(镓)的组；D选自包括四价Si(硅),Ge(锗),Ti(钛)和Hf(铪)的组；E选自包括P(元素磷),V(钒),Nb(铌)和Ta(钽)的组；ES选自包括二价Eu(铕),Sm(钐)和Yb(镱)的组，特别地选自包括二价Eu和Sm的组；RE选自包括三价Ce(铈),Pr(镨),Nd(钕),Sm(钐),Eu(铕),Gd(钆),Tb(铽),Dy(镝),Ho(钬),Er(铒)和Tm(铥)的组；特别地其中0≤x≤0.2;0≤y≤0.2;0<x+y≤0.4;0≤z<1;x+y+z<1；特别地0≤n≤0.75;0≤a≤2;0≤b≤2;0≤c≤4;0≤d≤4;0≤e≤4;a+b=2;c+d+e=4；并且a+2b+3c+4d+5e+y-z=16–n。特别地，z≤0.9，诸如z≤0.5，特别地z=0。另外，特别地x+y+z≤0.2。这样的磷光体令人惊喜地可以具有非常高的效率和相对窄的发射带宽（同样参见下文）。磷光体在被光源光光照时，因而将至少部分的光源光转换成发光材料光（发射）。发光材料光因而包含来自磷光体（具有式（I））的荧光，以及可选地其它磷光体（同样参见下文）的荧光。在第二方面中，本专利技术还提供了这样的磷光体本身，即具有式M1-x-y-zZzAaBbCcDdEeN6-nOn:ESx,REy（I）的磷光体，其中M=选自包括二价Ca,Sr和Ba的组；Z选自包括一价Na,K和Rb的组；A选自包括一价Li和Cu的组；B选自包括二价Mg,Mn,Zn和Cd的组（特别地，B选自包括二价Mg,Mn和Zn的组；甚至更特别地选自包括Mg和Mn的组，特别地Mg）；C选自包括三价B,Al和Ga的组；D选自包括四价Si,Ge,Ti和Hf的组；E选自包括P,V,Nb和Ta的组；ES选自包括二价Eu,Sm和Yb的组，特别地选自包括二价Eu本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种照明单元（100），包括配置成生成光源光（11）的光源（10），以及配置成将至少部分的光源光（11）转换成发光材料光（51）的发光材料（20），其中光源（10）包括发光二极管（LED），并且其中发光材料（20）包括具有下式的磷光体（40）：M1‑x‑y‑zZzAaBbCcDdEeN6‑nOn:ESx,REy       (I)其中M =选自包括二价Ca, Sr和Ba的组Z =选自包括一价Na, K和Rb的组A =选自包括一价Li和Cu的组B =选自包括二价Mg, Mn, Zn和Cd的组C =选自包括三价B, Al和Ga的组D =选自包括四价Si, Ge, Ti和Hf的组E =选自包括五价P, V, Nb和Ta的组ES =选自包括二价Eu, Sm和Yb的组RE =选自包括三价Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er和Tm的组0 ≤ x ≤ 0.2；0 ≤ y ≤ 0.2；0 < x+y ≤ 0.4；0 ≤ z < 1；x + y + z < 1；0 ≤ n ≤ 0.75；0 ≤ a ≤2；0 ≤ b ≤2；0 ≤ c ≤ 4；0 ≤ d ≤ 4；0 ≤ e ≤ 4；a + b = 2；c + d + e = 4；并且a + 2b + 3c +4d + 5e + y ‑ z = 16 – n。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.26 EP 13186161.91.一种照明单元（100），包括配置成生成光源光（11）的光源（10），以及配置成将至少部
分的光源光（11）转换成发光材料光（51）的发光材料（20），其中光源（10）包括发光二极管
（LED），并且其中发光材料（20）包括具有下式的磷光体（40）：
M1-x-y-zZzAaBbCcDdEeN6-nOn:ESx,REy(I)
其中
M=选自包括二价Ca,Sr和Ba的组
Z=选自包括一价Na,K和Rb的组
A=选自包括一价Li和Cu的组
B=选自包括二价Mg,Mn,Zn和Cd的组
C=选自包括三价B,Al和Ga的组
D=选自包括四价Si,Ge,Ti和Hf的组
E=选自包括五价P,V,Nb和Ta的组
ES=选自包括二价Eu,Sm和Yb的组
RE=选自包括三价Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er和Tm的组
0≤x≤0.2；0≤y≤0.2；0<x+y≤0.4；
0≤z<1；x+y+z<1；
0≤n≤0.75；
0≤a≤2；0≤b≤2；0≤c≤4；0≤d≤4；0≤e≤4；
a+b=2；c+d+e=4；并且
a+2b+3c+4d+5e+y-z=16–n。
2.根据权利要求1的照明单元（100），其中另外以下中的一个或多个适用：(i)z+a>0,
以及(ii)0≤b≤0.5。
3.根据前述权利要求中任一项的照明单元（100），其中
M=选自包括Ba和Sr的组
A=Li
B=Mg
C=选自包括Al和Ga的组
D=四价Si
ES=二价Eu
RE=选自包括三价Ce,Pr,Sm,Gd,Tb和Dy的组
其中0<x≤0.2，并且其中y/x<0.1且n≤0.1。
4.根据权利要求1-3中任一项的照明单元（100），其中RE包括Ce，并且其中x/y<0.1且
n≤0.1。
5.根据前述权利要求中任一项的照明单元（100），其中M包括Ba并且其中x+y+z<
0.15。
6.根据前述权利要求中任一项的照明单元（100），其中A包括Li并且其中a>1.5。
7.根据前述权利要求中任一项的照明单元（100），其中式（I）的磷光体具有带有空间群
P4/ncc的四方晶体对称，其中发光材料（20）还包括选自包括含二价铕的氮化物发光材
料、含二价铕的氮氧化物发光材料、含三价铈的石榴石和含三价铈的氮氧化物的组的一个
或多个其它的磷光体，并且其中光源（10）配置成生成蓝色光。
8.根据前述权利要求中任一项的照明单元（100），...

【专利技术属性】
技术研发人员：A蒂克斯，BS施赖内马歇尔，PJ施密特，SF施米兴，W施尼克，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL