红色发光ＳｉＡｌＯＮ基材料制造技术

本发明专利技术涉及一种成分为ａ（ＭＩＩＮ２／３）＊ｂ?（ＭＩＩＩＮ）＊ｃ?（ＭＩＶＮ４／３）＊ｄ１?ＣｅＯ３／２＊ｄ２?ＥｕＯ＊ｘ?ＭＩＶＯ２＊ｙ?ＭＩＩＩＯ３／２的红色发光材料，该材料中存在铈和铕。已经发现该材料具有增大的流明当量和对蓝色光的吸收效率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及材料，特别是用于发光器件的材料。
技术介绍
包括硅酸盐、磷酸盐(例如磷灰石)以及铝酸盐作为主体材料，过渡金属或稀土金属添加到主体材料作为活化材料的磷光体是广为人知的。特别地，由于蓝色LED近年来已经变得实用，使用这种蓝色LED与这种磷光体材料组合的白色光源的发展正被积极推行。特别是基于所谓“SiAlON”体系的发光材料，由于其良好的光学特征，已经成为该领域中关注的焦点。然而，仍然持续需要这样的发光材料，其在宽范围应用中是可使用的并特别使得可制作具有最优化的发光效率和显色的磷光体暧白色pcLED。特别是在绿色发光磷光体领域中，已经研究了若干种材料。例如在EP1696016A1中，材料CaAlSiN3:Eu被描述为一种新的红色磷光体粉末。该材料显示出高饱和度的红色发射，然而这意味着发射光谱的流明当量低，且因此使用这种磷光体的光源的流明输出低。对于普通照明应用而言，更高的流明当量是有利的，因为更高的流明当量能够使得效率更高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种材料，该材料具有改进的光学特征以及良好的可制作性和稳定性。由根据本专利技术权利要求1的材料来达成该目的。因此，提供一种基本上具有成分为a(MIIN2/3)＊b(MIIIN)＊c(MIVN4/3)＊d1 CeO3/2＊d2EuO＊x MIVO2＊y MIIIO3/2的主相的红色发光材料，其中MII为选自Ca、Mg、Sr和Ba或其混合物的群组的碱土金属，MIV为选自包含Si、Ge、C、Zr、Hf或其混合物的群组，以及MIII为选自包含Al、B、Sc、Ga和Lu或其混合物的群组，其中0.95＊c≤a+d1+d2≤1.2＊b且a+d1+d2≥c+x，(b+y)∶(c+x)≥1，(b+y)≤1+10＊d1，b≥5＊y，c≥10＊x，d1＞0，d2≥0.001。措辞“红色发光的”特别是指和/或包含材料在可见光范围内(在受到合适的激发时)显示出具有介于590nm和670nm之间的最大值的发射。-->措辞“基本上，，特别是指≥90％，优选地≥95％，以及最优选地≥99％的该材料具有所期望的结构和/或成分。措辞“主相”暗示可能存在另外的相，例如上述材料与可在例如陶瓷加工期间添加的添加剂的混合物得到的另外的相。这些添加剂可以全部或者部分地被并入最终材料内，该最终材料于是也可以是若干化学上不同物质的复合物(主相微晶嵌在成分略微不同的玻璃态基体内，该玻璃态基体通常氧含量更为富足)且特别是包含本领域中作为助熔剂而已知的那些物质。合适的助熔剂包含碱土金属或者碱金属氧化物以及氟化物、SiO2、SiON等。这种材料已经显示出对于本专利技术内的广泛范围的应用具有至少一种下述优点：-与现有技术的材料相比，该材料的稳定性通常得到改进。该材料通常具有非常高的热稳定性，特别是光热稳定性。-与现有技术的材料相比，流明当量大幅增加(对于相当的蓝色到红色的转换率)。-例如通过泵浦LED的蓝色光的转换效率也大幅增加(对于相当的色点)。不受任何理论约束，专利技术人认为在本专利技术许多应用中可以发现的惊奇效果至少部分是因为，由泵浦LED发射的蓝色光不仅仅被红色发光的Eu(II)吸收，而且也被Ce(III)吸收。然而，在第二步骤中，由Ce(III)吸收的辐射能量或者通过黄色Ce(III)发射的再次吸收或者直接通过量子力学能量转移而被高效地转移到Eu(II)。因此，如本专利技术中描述的材料的使用，对于许多应用允许利用陶瓷内仅仅低的Eu(II)浓度而高效地吸收蓝色LED光，这导致流明输出的提高。根据本专利技术的优选实施例，d2满足d2＊0.1≤d1≤d2＊10。这进一步增加对于本专利技术内的许多应用的材料的效率。更优选地d2满足d2＊0.3≤d1≤d2＊3，且最优选地d2＊0.7≤d1≤d2＊1。根据本专利技术的优选实施例，d1满足0.001≤d1≤0.01。这已经表明对于本专利技术内的许多应用是有利的。根据本专利技术的优选实施例，d2满足0.001≤d2≤0.005。这已经表明对于本专利技术内的许多应用是有利的。根据本专利技术的优选实施例，流明当量LE为≥100lm/W，优选地为≥120lm/W。也称为辐射的发光效率的流明当量是光通量与辐射功率的理论最大比例，具有给定光谱分布的光源以100％辐射效率可以获得该理论最大比例。应注意的是，在本专利技术的上下文中，与Eu(II)相比，对于Ce(III)的电荷补偿是通过调节Al/Si比例来实现的。用Al(III)取代Si(IV)将产生一个净负电荷-如果阴离子晶格保持不变-其可将Ce(III)容纳在Ca(II)位上。此类型的电荷补偿对于本专利技术内的许多应用是有利的，因为Al/Si比例的改变由于两种离子的相似性而仅仅最低限度地影响晶格；附加离子的引入也得以避免，导致材料的更佳的相纯度和稳定性。本专利技术另外涉及基本上具有成分为a(CaN2/3)＊b(AlN)＊c(SiN4/3)＊d1CeO3/2＊d2 EuO＊x SiO2＊y AlO3/2的主相的红色发光材料，其中-->0.95＊c≤a+d1+d2≤1.2＊b且a+d1+d2≥c+x，(b+y)∶(c+x)≥1，(b+y)≤1+10＊d1，b≥5＊y，c≥10＊x，0.001≤d1≤0.010.001≤d2≤0.005d1≤d20.01＊d2≤d1≤10＊d20≤(d1+d2+x+y)≤0.4。这已经表明特别地增加该材料的光学特征。本专利技术另外涉及包含根据本专利技术的红色发光材料的陶瓷材料，该红色发光材料基本上具有成分为a(MIIN2/3)＊b(MIIIN)＊c(MIVN4/3)＊d1CeO3/2＊d2 EuO＊x MIVO2＊y MIIIO3/2的主相，其中MII为选自包含Ca、Mg、Sr和Ba或其混合物的群组的碱土金属，MIV为选自包含Si、Ge、C、Zr、Hf或其混合物的群组，以及MIII为选自包含Al、B、Sc、Ga和Lu或其混合物的群组，其中0.95＊c≤a+d1+d2≤1.2＊b且a+d1+d2≥c+x，(b+y)∶(c+x)≥1，(b+y)≤1+10＊d1，b≥5＊y，c≥10＊x，d1＞0，d2≥0.001。措辞“陶瓷材料”从本专利技术的意义上说特别是指和/或包含结晶或多晶紧凑材料或具有可控数量的孔或没有任何孔的复合材料。措辞“多晶材料”从本专利技术的意义上说特别是指和/或包含体积密度大于主要组成的百分之90的材料，该主要组成由大于百分之80的单晶畴构成，每个畴直径大于0.5μm并可具有不同的晶体学取向。单晶畴可以通过无定形或玻璃态材料或者通过附加的结晶组成来连接。这种材料已经显示出对于本专利技术内的广泛范围的应用具有至少一种下述优点：-与现有技术的材料相比，该材料的稳定性通常得到改进。该材料通常具有非常高的热稳定性，特别是光热稳定性。-与现有技术的材料相比，流明当量大幅增加(对于相当的蓝色到红色的转换率)。-例如通过泵浦LED的蓝色光的转换效率也大幅增加(对于相当的色点)。不受任何理论约束，专利技术人认为在本专利技术许多应用中可以发现的惊奇效果至少部分是因为，由泵浦LED发射的蓝色光不仅仅被红色发光的Eu(II)吸收，而且也被Ce(III)-->吸收。然而，在第二步骤中，由Ce(III)吸收的辐射能量或者通过黄色Ce(II本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种红色发光材料，基本上具有成分为ａ（Ｍ↑［Ⅱ］Ｎ↓［２／３］）＊ｂ（Ｍ↑［Ⅲ］Ｎ）＊ｃ（Ｍ↑［Ⅳ］Ｎ↓［４／３］）＊ｄ↓［１］ＣｅＯ↓［３／２］＊ｄ↓［２］ＥｕＯ＊ｘＭ↑［Ⅳ］Ｏ↓［２］＊ｙＭ↑［Ⅲ］Ｏ↓［３／２］的主相，其中Ｍ↑［Ⅱ］为选自包含Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｒ和Ｂａ或其混合物的群组的碱土金属，Ｍ↑［Ⅳ］为选自包含Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃ、Ｚｒ、Ｈｆ或其混合物的群组，以及Ｍ↑［Ⅲ］为选自包含Ａｌ、Ｂ、Ｓｃ、Ｇａ和Ｌｕ或其混合物的群组，其中０．９５＊ｃ≤ａ＋ｄ↓［１］＋ｄ↓［２］≤１．２＊ｂ且ａ＋ｄ↓［１］＋ｄ↓［２］≥ｃ＋ｘ，（ｂ＋ｙ）∶（ｃ＋ｘ）≥１，（ｂ＋ｙ）≤１＋１０＊ｄ↓［１］，ｂ≥５＊ｙ，ｃ≥１０＊ｘ，ｄ↓［１］＞０，ｄ↓［２］≥０．００１。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2007-12-19 07123546.91.一种红色发光材料，基本上具有成分为a(MIIN2/3)＊b(MIIIN)＊c(MIVN4/3)＊d1 CeO3/2＊d2 EuO＊x MIVO2＊y MIIIO3/2的主相，其中MII为选自包含Ca、Mg、Sr和Ba或其混合物的群组的碱土金属，MIV为选自包含Si、Ge、C、Zr、Hf或其混合物的群组，以及MIII为选自包含Al、B、Sc、Ga和Lu或其混合物的群组，其中0.95＊c≤a+d1+d2≤1.2＊b且a+d1+d2≥c+x，(b+y)∶(c+x)≥1，(b+y)≤1+10＊d1，b≥5＊y，c≥10＊x，d1＞0，d2≥0.001。2.如权利要求1所述的材料，其中d2＊0.1≤d1≤d2＊10。3.如权利要求1或2所述的材料，具有≥100lm/W的流明当量LE。4.如权利要求1至3中任意一项所述的材料，基本上具有成分为a(CaN2/3)＊b(AlN)＊c(SiN4/3)＊d1 CeO3/2＊d2 EuO＊x SiO2＊y AlO3/2的主相，其中0.95＊c≤a+d1+d2≤1.2＊b且a+d1+d2≥c+x，(b+y)∶(c+x)≥1，(b+y)≤1+10＊d1，b≥5＊y，c≥10＊x，0.00...

【专利技术属性】
技术研发人员：J迈耶，PJ施米特，HH贝克特尔，W迈尔，BS施赖尼马克，M海德曼，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL