氧氮化物磷光体、制备方法及发光仪器技术

本发明专利技术提供一种氧氮化物磷光体。所述氧氮化物磷光体具有化学式：ApBqOrNs:R，使得A为钡或钡与以下至少一种元素的组合：Li、Na、K、Y、Sc、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Yb和Lu；B为硅或硅与以下至少一种元素的组合：Al、B、Ga和Ge；R为铕或铕与以下至少一种元素的组合：Ce、Pr、Sm、Nd、Tb、Dy、Yb、Tm、Er、Ho和Mn。p、q、r、s为数字，使得p大于约2并且小于约6，q大于约8并且小于约10，r大于约0.1并且小于约6，并且s大于约10并且小于约15。包括制备氧氮化物磷光体的方法和包括所述氧氮化物磷光体的发光设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氧氮化物磷光体、制备方法及发光仪器
技术介绍
本专利技术一般性涉及氧氮化物磷光体(phosphors)、它们的制备方法和包括所述氧氮化物磷光体的发光设备。在过去的十年间，基于氮化镓铟(InGaN)发光二极管(LED)的磷光体降频转换的固态发光的发展和突破已显示代替传统的荧光灯和白炽灯的潜力。这些彩色半导体发光装置，包括发光二极管和激光(本文中二者均通称为LEDs)，已由II1-V族合金例如氮化镓(GaN)生产。为了形成LEDs，合金的层通常在基材(例如碳化硅或蓝宝石)上外延沉积，并且可掺杂多种η和P型掺杂剂，以改进性能，例如发光效率。参考基于InGaN的LEDs，通常在电磁光谱的UV和/或蓝色范围发光。直至非常最近，由于LED产生的光的固有的颜色，LEDs不适于需要明亮的白光的发光应用。近来，已开发将由LEDs发出的光转化为用于照明目的的可用的光的技术。在一种技术中，将LED涂布或覆盖磷光体层。磷光体为在电磁光谱的一部分中吸收辐射能并且在电磁光谱的另一部分中发射能量的发光材料。重要的一类磷光体为具有非常高化学纯度和受控组成的结晶无机化合物，其中加入少量的其它元素(称为“活化剂”)以将它们转化为有效的荧光材料。使用活化剂与主体无机化合物的正确的组合，可控制发射的颜色。响应在可见范围之外的电磁辐射的激发，最有用和众所周知的磷光体在电磁光谱的可见部分中发射辐射。通过介入由LED产生的辐射激发的磷光体，可产生具有不同波长的光，例如，在光谱的可见范围。彩色LEDs通常用于玩具、指示器灯和其它装置。制造商持续寻求新的彩色磷光体以用于这种LEDs来产生常规颜色和更高的发光度。除了彩色LEDs以外，LED产生的光和磷光体产生的光的组合可用于产生白光。最流行的白色LEDs基于发蓝光InGaN芯片。将发蓝光芯片涂布有磷光体，该磷光体将一些蓝色辐射转化为互补色，例如发黄-绿色。来自磷光体和LED芯片的全部光提供具有相应的色坐标(X和y)和相关的色温度(CCT)的色点，并且其光谱分布提供彩色再现能力，通过彩色再现指数(CRI)测量。一种已知的发白光装置包含与磷光体组合的发蓝光的LED，其具有在蓝色范围(约440 nm-约480 nm)的峰值发射波长，例如铈掺杂的钇铝石榴石Y3Al5O12:Ce3+( YAG:Ce)。磷光体吸收由LED发射的辐射的一部分并且将已吸收的辐射转化为黄-绿色光。由LED发射的蓝色光的其余部分通过磷光体透射，并且与由磷光体发射的黄光混合。观察器感觉蓝光和黄光的混合物为白光。这样的系统可用于制备具有>4500 K的相关的色温度(CCTs)和约70_80的彩色再现指数(CRIs)的白色光源。虽然该范围适于许多应用，但是通常的照明源通常需要更高的CRIs和更低的CCTs。给定在室温和升高的温度下YAG = Ce的高量子效率和来自允许的4fJ - 5c!1 Ce3+过渡的强蓝色吸收，这样的系统满足LED发光的许多要求。然而，缺点在于它们通常不能满足通常的照明的颜色要求、低CCTs (〈3500K)和较高的CRIs。为了满足这些要求，需要新的磷光体组合物。专利技术概述 简要地，在一个实施方案中，提供氧氮化物磷光体。氧氮化物磷光体具有化学式ApBqOA :R，使得A为钡或钡与以下至少一种元素的组合L1、Na、K、Rb、Cs、Y、Sc、Be、Mg、Ca、Sr、Zn、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Yb 和 Lu ；B 为娃或娃与以下至少一种元素的组合Al、B、Ga和Ge ;R为铕或铕与以下至少一种元素的组合Ce、Pr、Sm、Nd、Tb、Dy、Yb、Tm、Er、Ho和Mn。p、q、r、s为数字,使得ρ大于约2并且小于约6, q大于约8并且小于约10, r大于约O.1并且小于约6,并且s大于约10并且小于约15。在一个实施方案中，提供制备式(Ba，Ca, Sr, Mg)4Si90rN14.66-(2/3)rEu的氧氮化物磷光体的方法，使得r大于约I并且小于或等于约4。所述方法包括以下步骤称重组成原料和熔剂(fluxes)，将已称重的原料和熔剂转移至坩埚，在还原性气氛中，在约1250°C -约1400°C温度范围下，煅烧坩埚的材料，和使用稀酸洗涤坩埚的材料。 在一个实施方案中，提供能发白光的发光设备。所述发光设备包括半导体光源和与所述光源辐射偶联的氧氮化物磷光体，并且具有通式=ApBqOJs :R，使得A为钡或钡与以下至少一种元素的组合L1、Na、K、Rb、Cs、Y、Sc、Be、Mg、Ca、Sr、Zn、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Yb和Lu ；B为硅或硅与以下至少一种元素的组合A1、B、Ga和Ge ；R为铕或铕与以下至少一种元素的组合Ce、Pr、Sm、Nd、Tb、Dy、Yb、Tm、Er、Ho和Mn。p、q、r、s为数字，使得P大于约2并且小于约6，q大于约8并且小于约10，r大于约O.1并且小于约6，并且s大于约10并且小于约15。附图简述 当参考附图阅读以下详细说明时，将更好地理解本专利技术的这些和其它特征、方面和优点，其中在整个附图中相同的附图标记代表相同的部件，其中 附图说明图1为根据本专利技术的一个实施方案发光设备的示意性截面图。图2为根据本专利技术的一个实施方案两种磷光体组合物的X-射线衍射图的比较。图3为根据本专利技术的一个实施方案磷光体组合物的X-射线衍射图。图4为根据本专利技术的一个实施方案磷光体组合物的发射光谱。图5为根据本专利技术的一个实施方案关于温度的归一化发射数据的图示表示。图6为根据本专利技术的一个实施方案两种磷光体组合物的X-射线衍射图的比较。图7为根据本专利技术的一个实施方案两种磷光体组合物的X-射线衍射图的比较。图8为根据本专利技术的一个实施方案两种磷光体组合物的X-射线衍射图的比较。图9为根据本专利技术的一个实施方案四种磷光体组合物的发射光谱图的比较。专利技术详述 参考图1，根据本专利技术的一个实施方案显示发光设备或发光组件或灯10。发光设备10包含半导体UV辐射源，例如发光二极管(LED)芯片12和与LED芯片电连接的引线14。弓丨线14可包含通过较厚的引线框架16支撑的细的金属丝，或者引线可包含自支撑的电极，并且可省略引线框架。引线14为LED芯片12提供电流，因此引起LED芯片12发射辐射。灯可包括当将其发射的辐射引向磷光体上时能产生白光的任何半导体蓝色或UV光源。在一个实施方案中，半导体光源包含掺杂各种杂质的发蓝光的LED。因此，LED可包含半导体二极管，其基于任何合适的II1-V、I1-VI或IV-1V半导体层，并且具有约250-550nm的发射波长。特别是，LED可含有至少一个包含GaN、ZnSe或SiC的半导体层。例如，LED可包含式IniGajAlkN (其中O彡i ;0彡j ;0彡k和i +j +k =1)表示的氮化物半导体，其发射波长大于约250 nm并且小于约550 nm。优选地，芯片为峰值发射波长为约400-约500nm的近紫外或发蓝光LED。这样的LED半导体为本领域已知的。为了方便，辐射源在本文中描述为LED。然而，本文使用的术语是指包括所有半导体辐射源，包括，例如，半导体激光二极管。虽然本文讨论的本专利技术的示例性结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.22 US 12/841,6071.式ApBqC^Ns:R的氧氮化物磷光体，其中 A为钡或钡与以下至少一种元素的组合L1、Na、K、Rb、Cs、Y、Sc、Be、Mg、Ca、Sr、Zn、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Yb 和 Lu ； B为硅或硅与以下至少一种元素的组合Al、B、Ga和Ge ； R为铕或铕与以下至少一种元素的组合Ce、Pr、Sm、Nd、Tb、Dy、Yb、Tm、Er、Ho和Mn ； P大于约2并且小于约6 ；q大于约8并且小于约10 ； r大于约O.1并且小于约6 ;和 s大于约10并且小于约15。2.权利要求1的氧氮化物磷光体,其中A为Ba与Sr和Ca中至少一种的组合。3.权利要求2的氧氮化物磷光体，其中Sr、Ca或Sr和Ca的组合以在约O.001-约O. 5摩尔分数范围的水平存在，基于Ba的总摩尔数。4.权利要求1的氧氮化物磷光体，其中R以在氧氮化物材料的约O.001-约O. 5摩尔分数范围的水平存在。5.权利要求1的氧氮化物磷光体，其中A为Ba。6.权利要求1的氧氮化物磷光体，其中R为Eu。7.权利要求1的氧氮化物磷光体，其中所述氧氮化物材料为(Ba, Ca, Sr, Mg)4Si9(\N14.66_(2/3k:Eu,其中r大于约I并且小于或等于约4。8.权利要求1的氧氮化物磷光体，其中所述氧氮化物材料为Oa,Ca, Sr, Mg) 4Si9_aAla0mN14.66-a-(2/&:EU，其中r大于约I并且小于或等于约4，并且a大于O并且小于或等于约4。9.权利要求1的氧氮化物磷光体，其中所述氧氮化物材料为(Ba, Ca, Sr, Mg)4Si90rN14.66_(2/3)r: (Eu, Ce),其中 r 大于约 I 并且小于或等于约 4。10.权利要求1的氧氮化物磷光体，其中所述氧氮化物材料为Oa,Sr, Ca, Mg)4Si9_aAla0r+aN14.66-a-(2/3)r (Eu, Ce)，其中r大于约I并且小于或等于约4，并且a大于O并且小于或等于约4。11.权利要求1的式Ba4_xCaxEuai2Si90具的氧氮化物磷光体,其中X大于或等于O并且小于或等于约O. 6，r大于或等于约1. 2并且小于或等于约4，并且s大于或等于约12并且小于或等于约13. 866。12.权利要求1的式Ba4_xSrxEuai2Si90rNs的氧氮化物磷光体,其中x大于或等于O并且小于或等于约O. 6，r大于或等于约1. 2并且小于或等于约4，并且s大于或等于约12并且小于或等于约13. 866。13.权利要求1的式Ba3.88Eua12Si9_aAIaOrNs的氧氮化物磷光体，其中a大于或等于O并且小于或等于约4，r大于或等于约3并且小于或等于约8，并且s大于或等于约8并且小于或等于约13. 866。14.权利要求1的氧氮化物磷光体，所述氧氮化物磷光体选自Ba3.88Euai2Si9(^Ns、Ba3.78^^0.1Eu0 J2Si9OrNs-, Ba3 58^ .4仙。.12Si90rNs、Ba3 2sSr0.eEu0 12Si90rNs、Ba3 68Sr0.2Eu0 12Si90rNs、Ba3.48^^0.4Eu012Si90rNs-, Ba2 SsSr1 oEu0.12Si90rNs-, Ba3 68Mg0 j...

【专利技术属性】
技术研发人员：D汉库，SHS巴特，PK纳玛尔瓦，SK曼帕利，AA赛特卢尔，DG波罗布，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：
国别省市：