无机发光材料、涂敷用无机发光材料组合物、制备无机发光材料的方法和发光器件的制作方法

文档序号:3805361阅读:269来源:国知局
专利名称:无机发光材料、涂敷用无机发光材料组合物、制备无机发光材料的方法和发光器件的制作方法
技术领域
实施方案涉及无机发光材料、涂敷用无机发光材料组合物、制备无机 发光材料的方法和发光器件。
背景技术
近来,4Mt界在积极地开发和制造氮化镓(GaN)基白色发光二极管 (LED)。在这样的GaN基白色LED中,同时点亮蓝色、绿色和红色LED 芯片,然后调节LED芯片的亮度4吏得可实现可变的混色由此表现为白色, 或者在调节蓝色和黄色(或橙色)LED芯片亮度的同时,同时点亮蓝色和 黄色(或橙色)LED芯片。
然而,在上述两种多芯片型白光LED制造方法中,LED芯片具有不 同的操作电压,并且根据可才艮据室温改变的LED芯片的输出来改变彩色 坐标(color coordinates )。
作为另外的方法,可以在蓝色或近UV (ultra violet (紫外))LED芯 片上涂敷无机发光材料以制造白色LED。
与多芯片型白光LED制造方法相比,在通过涂敷无机发光材料制造白 光LED的上述方法中,制造工艺更简单和经济,并且通过使用蓝色、绿 色和红色无机发光材料的三种颜色的可变的混色来更简单地制造具有期 望颜色的光源。
然而,在涂敷无机发光材料的方法中,通过无机发光材料将由发光器 件发出的一次光变为二次光,4吏得4吏用无积^发光材料的光源可才艮据无机发 光材料的性能和应用方案改变亮度、相关色温(CCT)和显色指数(CRI)。
近来,大多数白光LED已经根据发出波长为约460 nm的蓝色光的 (In) GaN LED和发出黄色光的钇铝石榴石(YAG) Ce^无机发光材料的
8组合来制造。
然而,由于常规的(In) GaNLED发出具有窄频带的蓝色激发光,所 以难以开发显示各种颜色的发光器件,并且白光可以根据蓝色光的波长严 重改变。此外在UV激发光中发光效率可能过度降低
发明内容
技术问题
本发明的一些实施方案提供新型无机发光材料、无机发光材料组合物、 制备无机发光材料的方法、和使用无机发光材料的发光器件。
本发明的一些实施方案提供无机发光材料、无机发光材料组合物和使 用该无机发光材料以及无机发光材料组合物的发光器件,以及制备能够显 示不同颜色的具有高色温和高CRI的无机发光材料的方法。
技术方案
根据本发明的一个实施方案,硅酸盐基无机发光材料用以下化学式表 示(4-x-y-z)SrOxBa0.zCaOaMg02(Si02).bM203:yEu,其中M是Y、 Ce、 La、 Nd、 Gd、 Tb、 Yb或Lu中至少一种,其中(Xx^3.95, 0<y《l, 0&<3.95, x+y+z<4, 0<a<2,并且0<1)<1。
根据本发明的一个实施方案,通过混合硅酸盐基第一无机发光材料和 石榴石(garnet)基无机发光材料获得无机发光材料,所述珪酸盐基第一 无机发光材料用以下化学式表示 (4-x-y-z)Sr0.xBaOzCaOaMg0.2(Si02)bM203:yEu (M是Y、 Ce、 La、 Nd、Gd、Tb、Yb或Lu中的至少一种,(Xx^3.95,0〈y《l,0^z〈3.95,x+y+z〈4, 0<a<2,并且0<1)<1)。
根据本发明的一个实施方案,通过混合硅酸盐基第一无机发光材料和 氮化物基无机发光材料获得无机发光材料,所逸法酸盐基第一无机发光材 料用以下化学式表示(4-x-y-z)SrOxBa0.zCa0.aMg0.2(Si02).bM203:yEu (M是Y、 Ce、 La、 Nd、 Gd、 Tb、 Yb或Lu中的至少一种,0<x^3.95, 0<y《l, 0&<3.95, x+y+z<4, 0<a<2,并且(Xb〈1)。根据本发明的一个实施方案,通过混合珪酸盐基第一无机发光材料和 硫化物基无机发光材料获得无机发光材料,所述硅酸盐基第一无机发光材
料用以下化学式表示(4-x-y-z)SrOxBa0.zCa0.aMgO'2(Si02)bM203:yEu (M是Y、 Ce、 La、 Nd、 Gd、 Tb、 Yb或Lu中的至少一种,0<x。.95, 0<ySl, 0&<3.95, x+y+z<4, 0<a<2,并且0〈b〈1)。
根据本发明的一个实施方案,涂敷用无机发光材料组合物包括透明树 脂和硅酸盐基无机发光材料,所述硅酸盐基无机发光材料用以下化学式表 示(4-x-y-z)Sr0.xBa0.zCa0.aMg0.2(Si02).bM203:yEu (M是Y、 Ce、 La、 Nd、 Gd、 Tb、 Yb或Lu中的至少一种,0<x^3.95, 0<y《l, 0么<3.95, x+y+z<4, 0<a<2,并且(Xb〈1)。
根据本发明的一个实施方案,制备珪酸盐基无机发光材料的方法包括 以下步骤(a)将包括Ba的碱土金属的氧化物、氮化物或碳酸盐,Si02, 稀土金属的氧化物、氮化物或卣化物,以及用作激活剂的Eu的氧化物或 卣化物在用作熔剂的NH4F、 BaF2、 CaFz或MgF2溶剂中相互混合;(b) 在50 150。C的范围内的温度下干燥所述混合物3分钟至24小时;(c)在 温度为800'C ~ 1500'C的还原气氛下热处理所述所得物一小时至48小时; (d)通过粉碎和^t所得无机发光材料获得具有预定尺寸的无机发光材 料颗粒;和(e)通过使用溶剂清洗所述无机发光材料颗粒移除未^^应的物质。
根据本发明的一个实施方案,发光器件包括发出发光峰值波长为430 nm ~ 480 nm的光的发光二极管芯片、电连接至该发光二极管芯片的衬底、 用于模制该发光二极管芯片的模制元件、和全部或部分a于模制元件中 的无机发光材料,其中所述无机发光材料是用以下化学式表示的硅酸盐基 无机发光材料(4-x-y-z)SrOxBaOzCaOaMg0.2(Si02)bM203:yEu(M是 Y、 Ce、 La、 Nd、 Gd、 Tb、 Yb或Lu中的至少一种,0<x。.95, 0<y《l, 0么<3.95, x+y+z<4, 0<a<2,并且(Xb〈1)。
根据本发明的一个实施方案,发光器件包括发出发光峰值波长为430 nm ~ 480 nm的光的发光二极管芯片、电连接至该发光二极管芯片的衬底、 用于模制该发光二极管芯片的模制元件和全部或部分分散于模制元件中 的无机发光材料,其中所述无机发光材料包括硅酸盐基第一无机发光材料 和石榴石基第二无机发光材料,所逸眭酸盐基第 一无机发光材料用以下化学式表示(4-x-y-z)Sr0.xBaOzCaOaMgO'2(Si02)bM203:yEu (M是Y、 Ce、 La、 Nd、 Gd、 Tb、 Yb或Lu中的至少一种,其中(Xx。.95, 0<y《l, 0&<3.95, x+y+z<4, 0<a<2,并且0<1)<1)。
根据本发明的一个实施方案,发光器件包括发出发光峰值波长为430 nm ~ 480 nm的光的发光二极管芯片、电连接至该发光二极管芯片的衬底、 用于模制该发光二极管芯片的模制元件和全部或部分地分散于该模制元 件中的无机发光材料,其中所述无机发光材料包括硅酸盐基第一无机发光 材料和氮化物基第二无机发光材料,所述硅酸盐基第一无机发光材料用以 下化学式表示(4-x-y-z)SrOxBaOzCaOaMg02(Si02)bM203:yEu (M是 Y、 Ce、 La、 Nd、 Gd、 Tb、 Yb或Lu中的至少一种,(Xx。.95, 0<y《l, 0^z<3.95, x+y+z<4, 0<a<2,并且(Xb〈1)。
根据本发明的一个实施方案,发光器件包括发出发光峰值波长为430 nm ~ 480 nm的光的发光二极管芯片、电连接至该发光二极管芯片的衬底、 用于模制该发光二极管芯片的模制元件和全部或部分地分散于该模制元 件中的无机发光材料,其中所述无机发光材料包括硅酸盐基第一无机发光 材料和硫化物基第二无机发光材料,所逸眭酸盐基第一无机发光材料用以 下化学式表示(4-x-y-z)Sr0.xBa0.zCaOaMg0.2(Si02)bM203:yEu (M是 Y、 Ce、 La、 Nd、 Gd、 Tb、 Yb或Lu中的至少一种,其中0<x^3.95, 0<y《l, 0&<3.95, x+y+z<4, 0<a<2,并且0〈b〈1)。
有益效果
根据本发明一个实施方案的无机发光材料、无机发光材料组合物和发 光器件可显示具有高色温或高显色指数的不同颜色。


图1是显示发光器件结构的图2是显示根据其它实施方案的发光器件的其它结构的图3是显示常规YAG:Ce^无机发光材料的二次光发光特征和根据本 发明一个实施方案的黄色无机发光材料的二次光良光特征的对比的图4是显示根据本发明一个实施方案使用第一无机发光材料的黄色无机发光材料制造的发光器件和使用常规YAG无机发光材料制造的发光器 件的发光光语的对比的图5是显示根据本发明一个实施方案,根据第一无机发光材料的黄色 无机发光材料中的Ca和Ba含量变化的二次光发光特征变化的图6是显示根据所述实施方案的包括第一无机发光材料的绿色无机发 光材料的发光器件的发光光镨的图7是显示根据本发明一个实施方案,根据第一无机发光材料的绿色 无机发光材料中的Ba含量变化的发光器件的二次光发光光镨变化的图8是显示根据本发明一个实施方案,包括第一无机发光材料的橙色 无机发光材料的发光器件的发光光镨的图9是显示根据本发明一个实施方案,根据黄色无机发光材料和绿色 无机发光材料的混合比,发光器件的发光光镨的图IO是显示根据本发明一个实施方案,根据绿色无机发光材料对黄色 无机发光材料的混合比的增加,由发光器件发出的二次光的发光光镨的变 化的图ll是显示根据本发明一个实施方案,包括黄色无机发光材料和橙色 无机发光材料的混合物的发光器件的发光光语的图12是显示根据本发明一个实施方案,包括绿色无机发光材料和橙色 无机发光材料的混合物的发光器件的发光光镨的图13是显示根据本发明的一个实施方案,包括黄色无机发光材料、绿 色无机发光材料和橙色无机发光材料的混合物的发光器件的发光光镨的 图14是显示根据本发明一个实施方案,包括石榴石基第二无机发光材 料的发光器件的发光光谱的图15是显示根据本发明一个实施方案,包括橙色无机发光材料和石榴 石基无机发光材料的混合物的发光器件的发光光镨的图;图16是显示根据本发明一个实施方案,包括氮化物基第二无机发光材 料的发光器件的发光光镨的图17是显示根据本发明一个实施方案,使用第一无机发光材料的黄色 无机发光材料和第二无机发光材料的混合物制造的发光器件的发光光镨 测量结果的图18是显示根据本发明一个实施方案,使用第一无机发光材料的绿色 无机发光材料和第二无机发光材料的混合物制造的发光器件的发光光镨 测量结果的图19是显示根据本发明一个实施方案,使用第一无机发光材料的黄色 无机发光材料和绿色无机发光材料与第二无机发光材料的混合物制造的 发光器件的发光光镨测量结果的图20是显示根据本发明一个实施方案,包括疏化物基第二无机发光材 料的发光器件的发光光镨的图21是显示根据本发明一个实施方案,使用第一无机发光材料的黄色 无机发光材料和第二无机发光材料的混合物制造的发光器件的发光光谱 测量结果的图22是显示根据本发明一个实施方案,使用第一无机发光材料的绿色 无机发光材料和第二无机发光材料的混合物制造的发光器件的发光光谱 测量结果的图;和
图23是显示根据本发明一个实施方案,使用第一无机发光材料的黄色 无机发光材料和绿色无机发光材料与第二无机发光材料的混合物制造的 发光器件的发光光镨测量结果的图。
具体实施例方式
以下,将相对于附图详细地描述根据本发明一个实施方案的无机发光 材料、无机发光材料组合物、发光二极管以及制造所述无机发光材料的方 法。
图l是显示发光器件的结构的图。参考图1,发光器件包括InGaN基发光二极管(LED)芯片110、衬 底120、两个引线框130、导线140、模制元件150和无机发光材料151。 所述InGaN基LED芯片110发出发光峰值波长在430 nm ~ 480 nm范围 内的光。衬底120在支撑InGaN基LED芯片110的同时向上反射由InGaN 基LED芯片110发出的光。两个引线框130对InGaN基LED芯片110 供电并且彼此电绝缘。导线140将InGaN基LED芯片110电连接至两个 引线框130。模制元件150包括无色或有色可透光树脂以模制InGaN基 LED芯片110。无机发光材料151全部或部分地^ltfr模制元件150中。
图2是显示发光器件的其它的结构的图。
参考图2,发光器件包括InGaN基发光二极管(LED)芯片110、衬 底120、两个引线框130、导线140、模制元件150和无积i发光材料151。 所述InGaN基LED芯片110发出发光《^值波长为430 nm~480 nm范围 内的光。衬底120在支撑InGaN基LED芯片110的同时向上反射由InGaN 基LED芯片110发出的光。两个引线框130对InGaN基LED芯片110 供电并JU&此电绝缘。导线140将InGaN基LED芯片110电连接至引线 框130。模制元件150包括无色或有色可透光树脂以模制InGaN基LED 芯片110。无机发光材料151全部或部分地^tfr模制元件150中。
在图2中显示的发光器件中,一个导线140将InGaN基LED芯片110 电连接至引线框130。 InGaN基LED芯片110安M另一引线框130上, 因此直接与引线框130电连接。
如图1和2所示,发光器件包括供给有电能的InGaN基LED芯片110 和围绕所述InGaN基LED芯片110的无机发光材料151。通过无机发光 材料151 ^L由InGaN基LED芯片110发出的光以发出二次光。
换言之,根据本发明一个实施方案的发光器件包括发光的光源、支撑 光源的衬底、和模制在光源周围的模制元件。
模制元件包括可透光树脂,包括环氧树脂、硅树酯、尿素树脂和丙烯 酸树脂中的至少一种。此外,模制元件可具有单一结构或多种结构。模制 元件包含以后描述的第 一无机发光材料或通过混合第 一无机发光材料与 第二无机发光材料获得的无机发光材料。
此外,实施方案提供用于包括无机发光材料151和透明树脂的发光器 件的涂敷用无机发光材料组合物。涂敷用无积^发光材料组合物可以通过以1:2 ~ 1:10的重量比混合无机发光材料151与透明树脂获得。
详细地,实施方案提供涂敷用无机发光材料组合物,所述涂敷用无机 发光材料组合物包含透明树脂和选自以下的至少一种第一无机发光材料 硅酸盐基黄色无机发光材料,硅酸盐基绿色无机发光材料,硅酸盐基橙色 无机发光材料,硅酸盐基黄色无机发光材料和硅酸盐基绿色无机发光材料 的混合物,硅酸盐基黄色无机发光材料和硅酸盐基橙色无机发光材料的混 合物,硅酸盐基绿色无机发光材料和硅酸盐基橙色无机发光材料的混合 物,以及硅酸盐基黄色无机发光材料、硅酸盐基绿色无机发光材料和硅酸 盐基橙色无机发光材料的混合物。
实施方案提供涂敷用无机发光材料组合物,所述涂敷用无机发光材料 组合物包含透明树脂和通过混合第 一无机发光材料与第二无机发光材料 获得的无机发光材料。透明树脂包括透明环氧树脂、硅树酯、尿素树脂和 丙烯酸树脂中的至少一种。
例如,图6是显示混合比为1:3或1:5的绿色无机发光材料和透明环 氧树脂的混合物的图。
换言之,根据所述实施方案的发光器件,无机发光材料151可包括第 一无机发光材料或通过混合第 一无机发光材料与第二无机发光材料获得 的无机发光材料。例如,第一无机发光材料可以与第二无机发光材料以 1:1 ~ 1:9或9:1 ~ 1:1的重量比混合。无机发光材料151的颗粒的平均尺寸 是20 nm或更小。
发光器件是通过采用由InGaN基LED芯片110 —次发出的光源作为 能量源的二次发出的可见光、白光和绿光的照明单元。
例如,InGaN基LED芯片110发出蓝色光作为一次光,由InGaN基 LED芯片110发出的蓝色光^L无机发光材料151,以发出二次光。
此外,InGaN基LED芯片110发出蓝色光作为一次光,由InGaN基 LED芯片110发出的蓝色光^JL无机发光材料151的第一无机发光材料, 以发出二次光,并且由来自InGaN基LED芯片IIO的蓝色光和来自第一 无机发光材料的二次光激发无机发光材料151的第二无机发光材料,以发 出波长比来自InGaN基LED芯片110的光和所述二次光更长的光。
无机发光材料151可以用于发光二极管、激光二极管、表面发光激光 二极管、无机电致发光(IEL)和有机电致发光(EL)。根据所述实施方
15案,无机发光材料151用于包括InGaN基LED芯片110的发光器件。
实施方案1.硅酸盐基第一无机发光材料、第一无机发光材料的制备方 法、和使用第一无机发光材料的发光器件的制造方法
第一无积i发光材料
如图1和2所示,围绕InGaN基LED芯片110的无机发光材料151 可包括以下第 一无机发光材料。
第一无机发光材料是用化学式1表示的硅酸盐基无机发光材料。
化学式l
(4_x_y_z)Sr0.xBa0.zCaOaMg02(Si02).bM203:yEu
在化学式l中,M是Y、 Ce、 La、 Nd、 Gd、 Tb、 Yb或Lu中的至少 一种,其中0<x^3.95, 0<y^l, 0£z<3.95, x+y+z<4, 0<a<2,并且0<1><1。
因此,第一无机发光材料可用以下化学式表示。
化学式2
(4-x-y-z)SrOxBa0.zCa0.aMgO'2(Si02).bY203:yEu 化学式3
(4-x-y-z)SrOxBa0.zCa0.aMgO'2(Si02)bCe203:yEu 化学式4
(4-x-y-z)SrOxBaOzCaOaMg02(Si02)bLa203:yEu 化学式5
(4-x-y-z)SrOxBa0.zCaOaMg02(Si02)bNd203:yEu 化学式6
(4-x-y-z)Sr0.xBa0.zCa0.aMgO'2(Si02)bGd203:yEu 化学式7
(4-x-y-z)Sr0.xBaOzCa0.aMg0.2(Si02)bTb203:yEu 化学式8(4-x-y-z)SrOxBaOzCa0.aMg0.2(Si02)bYb203:yEu 化学式9
(4-x-y-z)SrOxBaOzCa0.aMg0.2(Si02)bLu203:yEu
如果在化学式l中,x、 y和z满足0.0l5x<1.0, 0.02^^0.40, O^z^l 并且x+y+z〈4,那么用发光J^值波长为430 nm~480 nm的一次光激发第 一无机发光材料,以发出发光峰值波长为540 nm 600 nm的二次光。此 处,第一无机发光材料称作黄色无机发光材料。
如果在化学式l中,x、 y和z满足1.0^x^3.95, 0.02Sy^0.40, z=0,并 且x+y+z〈4,那么用发光峰值波长为430 nm~480 nm的一次光激发第一 无机发光材料,以发出发光峰值波长为480 nm ~ 540 nm的二次光。此处, 第 一无机发光材料称作绿色无机发光材料。
如果在化学式l中,x、 y和z满足0.01^x〈1, 0.025y£0.40, l<z<3.95, 并且x+y+z〈4,那么用发光—值波长为430 nm~480 nm的一次光氣t第 一无机发光材料,以发出发光峰值波长为570 620nm的二次光。此处, 第 一无机发光材料称作橙色无机发光材料。
第一无机发光材料可包括选自以下的至少一种黄色无机发光材料、 绿色无机发光材料,橙色无机发光材料,黄色无机发光材料和绿色无机发 光材料的混合物,黄色无机发光材料和橙色无机发光材料的混合物,绿色 无机发光材料和橙色无机发光材料的混合物,以及黄色无机发光材料、绿 色无机发光材料和橙色无机发光材料的混合物。在该情况下,如果绿色无 机发光材料与黄色无机发光材料混合,则考虑到发光特性,绿色无机发光 材料可以与黄色无机发光材料以1:1 ~ 1:9或9:1 ~ 1:1的重量比混合。例如, 重量比可以在1:1 ~ 1:5或5:1 ~ 1:1的范围内。
第一无机发光材料包括Mg,和Y、 Ce、 La、 Nd、 Gd、 Tb、 Yb或 Lu中的至少一种,以具有优于YAG:Ce"无机发光材料的性能。
第一无积i发光材料的制备方法 通过以下步骤制备第 一无机发光材料。 第 一无机发光材料的制备方法包括(a)将碱土金属的氧化物、氮化物或碳酸盐,Si02,稀土金属的氧化 物、氮化物或卣化物,以及用作激活剂的Eu的氧化物或卣化物在用作熔 剂的NH4F、 BaF2、 CaF:或MgF2溶剂中相互混合;
(b )在50 ~ 150'C的温度下干燥所述混合物三分钟至24小时,
(c)在温度为800'C 1500。C的还原气氛下热处理干燥的混合物一个 小时至48小时,
(d )通过粉碎和分軟第一无机发光材料获得具有预定尺寸的无机发 光材料颗粒,和
(e)通过使用溶剂清洗第一无机发光材料的颗粒移除未反应的物质。
在步骤(a)中,可根据化学计量比调节每种物质的用量,使得满足 化学式l。
在步骤(c)中,还原反应的温度超itA以完成还原反应的温度。如 果在还原气氛下的热处理温度低于800。C,那么未充分产生第一无机发光 材料的晶体,使得发光效率降低。如果最终处理温度超过1500'C,那么发 生itJl应使得亮度可能降低或难以产生固态颗粒。此外,还原气体包括氮 化物气体,该氮化物气体混合有2~25体积%的氢,用于还原气氛。
由于通过步骤(d)获得的第一无机发光材料由于高的热处理温度而 聚集,所以需要粉碎和^t工艺以获得具有期望亮度和期望尺寸的颗粒。
为了在步骤(e)中除去未反应的物质,使用熔化未反应物质的至少 一种聚合物溶剂诸如醇和丙酮。为了清洗未反应物质,可以建议使用将第 一无机发光材料置于上述溶剂、混合第一无机发光材料和溶剂、然后干燥 所得物的方法。然而,本发明不限于此。在该情况下,可以实施移除未反 应物质的步骤(e ),然后可以实施粉碎和分狀第一无机发光材料的步骤(d )。
通过在还原气氛下热处理获得的第 一无机发光材料包括少量卣素化 合物。如果不移除所述面素化合物,那么当使用该第一无机发光材料制造 发光器件时,耐湿性可能劣化。
第一无机发光材料的黄色无机发光材料的制备方法的实施例将1.07g SrC03、 0.43g BaC03、 0.07g MgO、 0.33g Si02、 0.25g Eu203、 0.05gY2O3和0.07gLa2O3置于丙酮中,使用球磨机混合所得物三小时。将 混合物"温度为100 'C的干燥器中然后干燥12小时使得溶剂蒸发。将干 燥的混合物置于氧化铝坩埚中,然后在1200 。C下热处理五小时。此时,在 以400 cc/分钟的流量供给包含10体积。/。氢的氮混合气体的同时烧结所得 物。粉碎已经进行热处理的第一无机发光材料,并且以尺寸为20nm的粉 末形式^t可用于发光器件的无机发光材料。由于已经进行^t过程的第 一无机发光材料包含未反应的物质,所以将第 一无机发光材料置于比例为 l:l的乙醇和丙酮的混合溶液中,然后超声清洗30分钟。然后,干燥所得 物,制得具有以下化学式的碱土金属硅酸盐基黄色无机发光材料 (4-x-y-z)SrOxBa0.zCaOaMg0.2(Si02)bM203:yEu2 (其中,x=0.65 , y=0.05, z=0, a=l, b=0.2,并且M二Y或La)。
第一无机发光材料的绿色无机发光材料的制备方法的实施例
将1.32g SrC03、 0.82g BaC03、 0.13g MgO、 0.02g Eu203、 0.40g Si02 和0.03gY2O3置于丙酮中,并且使用球磨机混合所得物三小时。将混合物 置于温度为150 'C的干燥器中,然后干燥12小时使得溶剂蒸发。将干燥的 混合物置于氧化铝坩埚中,然后在1400 'C下热处理六小时。此时,在以 500 cc/分钟的流量供给混合气体的同时,已经对混合物进行热处理,在所 述混合气体中10体积%的氢与90体积%的氮混合。粉碎已经进行热处理 的第一无机发光材料,并且以尺寸为20 jtm的粉末形式^ft可用于发光器 件的无机发光材料。已经进行分狀的第一无机发光材料置于比例为1:1的 乙醇和丙酮的混合溶液中,然后进行超声清洗30分钟以除去未反应的物 质。然后,干燥所得物,制得具有以下化学式的绿色无机发光材料 (4-x-y-z)SrOxBaOzCaOaMg02(Si02).bM203:yEu2 (其中,x=1.25 , y=0.05, z=0, a=0.1, b=0.1,并且]V^Y)。
第一无机发光材料的橙色无机发光材料的制备方法的实施例
将0.73gSrCO3、 0.01gBaCO3、 0.13gMgO、 0.45gCaO、 0.4g Si02、 0.03g Y2O3和0.17g Eii203置于丙酮中,并且使用球磨机混合所得物三小时。 将混合物置于温度为150 'C的干燥器中,然后干燥12小时使得溶剂蒸发。将干燥的混合物置于氧化铝坩堝中,然后在1350 。C下热处理12小时。此 时,在以1000 cc/分钟的流量供给混合气体的同时已经对混合物进行热处 理,在所述混合气体中25体积%的氢与75体积%的氮混合。粉碎已经进 行热处理的第一无机发光材料,以尺寸为20 nm的粉末的形式分軟可用于 发光器件的无机发光材料。已经进行^工艺的第一无机发光材料置于比 例为1:1的乙醇和丙酮的混合溶液中,然后进行超声清洗30分钟以移除未 反应的物质。然后,干燥所得物,制得具有以下化学式的橙色无机发光材 料(4-x-y-z)SrOxBaOzCa0.aMgO'2(Si02).bM203:yEu (其中,x=0.01, y=0.1, z=2.4, a=l, b=0.1,并且1V^Y)。
第 一无机发光材料的黄色无机发光材料和绿色无机发光材料的混合 物的制备方法的实施例
以1:3的重量比,互相混合通过上述方法制备的化学式为 (4-x-y-z)SrOxBaOzCaOaMg0.2(Si02)bM203:yEu2 (其中,x=0.65 , y=0.05, z=0, a=l, b=0.2,并且M=Y或La)的黄色无机发光材料和化学 式为(4誦x-y-z)Sr0.xBaOzCaOaMgO'2(Si02)bM203:yEu2 (其中,x=1.25, y=0.05, z=0, a=0.1, b=0.1,并且1V^Y)的绿色无机发光材料。
第 一无机发光材料的黄色无机发光材料和橙色无积i发光材料的混合 物的制备方法的实施例
以1:1的重量比,互相混合通过上述方法制备的化学式为 (4-x-y-z)SrOxBa0.zCa0.aMg0.2(Si02)bM203:yEu2 (其中,x=0.65 , y=0.05, z=0, a=l, b=0.2,并且M=Y或La)的黄色无机发光材料和化学 式为(4-x國y-z)SrOxBaOzCaOaMgO'2(Si02)bM203:yEu (其中,x=0.01, y=0.1, z=2.4, a=l, b=0.1,并且M-Y)的橙色无机发光材料。
第 一无机发光材料的绿色无机发光材料和橙色无机发光材料的混合 物的制备方法的实施例
以9:1的重量比,互相混合通过上述方法制备的化学式为 (4-x-y-z)Sr0.xBaOzCaOaMg0.2(Si02).bM203:yEu2 (其中,x=1.25 ,y=0.05, z=0, a=0.1, b=0.1,并且M-Y)的绿色无机发光材料和化学式为 (4-x-y-z)SrOxBaOzCa0.aMg02(Si02).bM203:yEu(其中,x=0.01 , y=0.1 , z=2.4, a=l, b=0.1,并且1V^Y)的橙色无机发光材料。
第一无机发光材料的黄色无机发光材料、绿色无机发光材料和橙色 无机发光材料的混合物的制备方法的实施例
以5:2:3的重量比,互相混合通过上述方法制备的化学式为 (4-x-y-z)SrOxBaOzCa0.aMg0.2(Si02).bM203:yEu2 (其中,x=0.65 , y=0.05, z=0, a=l, b=0.2,并且M-Y或La)的黄色无机发光材料、化学 式为(4-x-y画z)SrOxBaOzCaOaMg02(Si02)bM203:yEu2 (其中,x=1.25, y=0.05, z=0, a=0.1, b=0.1,并且M-Y)的绿色无机发光材料和化学式为 (4-x-y-z)Sr0.xBa0.zCaOaMg02(Si02)bM203:yEu(其中,x=0.01 , y=0.1 , z=2.4, a=l, b=0.1,并且M-Y)的橙色无机发光材料。
使用第 一无机发光材料的黄色无机发光材料制iiJL光器件的实施例
参考图1和2,通过采用用于发光"^值波长为430 nm~480 nm的 InGaN基LED 110的第一无机发光材料的具有化学式 (4-x-y-z)SrOxBa0.zCa0.aMg02(Si02).bM203:yEu2 (其中,x=0.65 , y=0.05, z=0, a=l, b=0.2,并且]V^Y或La)的碱土金属硅酸盐基黄色无 机发光材料制造发光器件。
详细地,将无机发光材料151与包括可透光环氧树脂的模制元件150 混合,然后模制所得物以围绕InGaN基LED芯片110。
在被InGaN基LED芯片110发出的波长为460 nm的蓝色光^L时, 无机发光材料151发出峰值波长为540 nm ~ 600 nm的二次光。
图3是显示常规YAG:Ce"无机发光材料的二次光发光特征和黄色无 机发光材料的二次光发光特征的对比的图。换言之,图3显示通过在化学 式1中选择Y、 Ce和La中的一种作为M并且改变b的值获得的黄色无 ^L发光材料的二次;5^光特征。
当通过在化学式1中分别选择Y和La作为M并且Y和La的含量 为0.2 mol和0.1 mol,通过第一无机发光材料的黄色无机发光材料的制备方法的详细实施例来制造无机发光材料时,可在550 nm的峰值波长获得 最大发光效率(见图e)。
图4是显示根据所述实施方案使用第一无机发光材料的黄色无机发 光材料制造的发光器件和使用YAG无机发光材料制造的常规发光器件关 于发光光镨对比的图。
第一无机发光材料的黄色无机发光材料发出峰值波长为540 ~ 600 nm的二次光,并且发光特性优于常规YAG无机发光材料。
图5是显示所述实施方案,根据第一无机发光材料的黄色无机发光 材料中的Ca和Ba含量改变的二次iL良光特征变化的根据所述实施方案的第一无机发光材料的黄色无机发光材料可以通 过改变化学式1中Ca与Ba与Sr的含量比来制备。结果,包括黄色无机 发光材料的发光器件可具有能够发出从蓝白色光至红白色光的不同颜色 光的不同发光特性。
当化学式l中的Ba含量(x值)和Ca含量(z值)分别接近于1 和0时,由黄色无机发光材料发出的光具有约540nm的峰值波长。
使用具有约540 nm峰值波长的发射光光特性的无机发光材料制造 的发光器件发出近蓝白色的光。为了4紋光器件发出蓝白色光,可以在0 ~ O.l的范围内选择Ba的含量(x值)和Ca的含量(z值)。
同时,当化学式l中Ba含量(x值)和Ca含量(z值)分别接近 0.01和1.0时,由黄色无机发光材料发出的光具有约600 nm的"^值波长。
使用具有约600 nm峰值波长的发射光光特性的无机发光材料制造 的发光器件发出近红白色光。为了4纹光器件发出红白色光,可以在0.01 ~ 0.3的范围内选择Ba的含量(x值)和在0.5~0.8的范围内选择Ca的含 量(z值)。
使用第一无机发光材料的绿色无机发光材料制JJJL光器件的实施例
参考图1和2,通过采用用于发光峰值波长为430 nm~480 nm的 InGaN基LED 110的第一无机发光材料的具有化学式 (4-x-y-z)SrOxBaOzCaOaMg02(Si02)bM203:yEu2 (其中,x=1.25 , y=0.05, z=0, a=0.1, b=0.1,并且M-Y)的绿色无机发光材料制itiC光器
22件。
详细地,将无机发光材料151与包括可透光环氧树脂的模制元件150 混合,然后模制所得物以围绕InGaN基LED芯片110。
在被InGaN基LED芯片110发出的波长为465 nm的蓝色光^JL时, 无机发光材料151发出》%值波长为480 nm ~ 540 nm的光。
图6是显示根据所述实施方案,包括第一无机发光材料的绿色无机 发光材料的发光器件的发光光镨的图。
在图6中,显示了根据用于模制元件150的绿色无机发光材料与环 氧树脂的混合比的发光光镨。随着绿色无机发光材料的含量相对于环氧树 脂的含量变得更大,光强度提高。在图6中,公开了峰值波长为505 nm 的二次ifeJl光。
图7是显示根据所述实施方案,根据第一无机发光材料的绿色无机 发光材料中Ba含量变化的发光器件的二次光发光光镨的变化的图。
根据所述实施方案的第一无机发光材料的绿色无机发光材料可以制 备为使得绿色无机发光材料具有根据化学式中Ba与Sr的含量比发出蓝绿 光至绿色光的发光特征。
当在化学式l中Ba的含量(x值)接近3.95时,由绿色无机发光材 料发出的光具有约480 nm的峰值波长。
使用具有约480 nm峰值波长的发射光光特性的无机发光材料制造 的发光器件发出近蓝绿色光。为了^^L光器件发出蓝绿色光,可以在2.0-3.95的范围内选择Ba的含量(x值)。
同时,当化学式l中的Ba含量(x值)接近l时,由绿色无机发光 材料发出的光具有约540 nm的峰值波长。
使用具有约540 nm峰值波长的发射光光特性的无机发光材料制造 的发光器件发出近绿色光。为了^JL光器件发出绿色光,可以在1.0~2.0 的范围内选择Ba的含量(x值)。
使用第 一无机发光材料的橙色无机发光材料制造发光器件的实施例 参考图1和2,通过采用用于发光J^值波长为430 nm~480 nm的InGaN基LED 110的第一无机发光材料的具有化学式 (4-x-y-z)SrOxBaOzCa0.aMg02(Si02)bM203:yEu(其中,x=0.01 , y=0.1 , z=2.4, a=l, b=0.1,并且M-Y)的橙色无机发光材料制itj^光器件。
详细地,将无机发光材料151与包括可透光环氧树脂的模制元件150 混合,然后模制所得物以围绕InGaN基LED芯片110。
在被InGaN基LED芯片IIO发出的波长为465 nm的蓝色光^Ui时, 无机发光材料151发出峰值波长为570 ~ 620 nm的光。
图8是显示根据所述实施方案,包括第一无机发光材料的橙色无机 发光材料的发光器件的发光光谱的图。
如图8所示,公开了峰值波长为5卯nm的二次光发光器件。
使用第一无机发光材料的黄色无机发光材料和绿色无机发光材料的 混合物制itJC光器件的实施例
参考图1和2,通过采用用于发光"^值波长为430 nm~480 nm的 InGaN基LED芯片110的无机发光材料制itiL光器件,所述无机发光材 料通过以1:3的重量比混合上述第一无机发光材料的化学式为 (4-x-y-z)Sr0.xBaOzCa0.aMg02(Si02)bM203:yEu2 (其中,x=0.65 , y=0.05, z=0, a=l, b=0.2,并且M=Y或La)的黄色无机发光材料和化学 式为(4-x画y國z)SrOxBaOzCaOaMg02(Si02)bM203:yEu2(其中,x=1.25, y=0.05, z=0, a=l, b=0.1,并且1V^Y)的绿色无机发光材料获得。
详细地,将无机发光材料151与包括可透光环氧树脂的模制元件150 混合,然后模制所得物以围绕InGaN基LED芯片110。
在被InGaN基LED芯片IIO发出的波长为465 nm的蓝色光^Ut时, 无机发光材料151发出具有峰值波长为480 nm ~ 540 nm和540 nm ~ 600 nm的光。
通过由发光4管芯片110发出的蓝色光^JL黄色无机发光材料和 绿色无机发光材料的混合物,使得由黄色无机发光材料发出峰值波长为 540 nm ~ 600 nm的光,由绿色无机发光材料发出峰值波长为480 nm ~ 540 nm的光。此外,透射出由发光二极管芯片IIO发出的蓝色光的一部分。
图9是显示根据黄色无机发光材料和绿色无机发光材料的混合比,发光器件的发光光镨的图,图10是显示根据绿色无机发光材料与黄色无机
发光材料的混合比增加,由发光器件发出的二次光的发光光镨变化的图。
如上所述,通过改变绿色无机发光材料与黄色无机发光材料的混合 比可调节由白光发光器件发出的光的彩色坐标、色温和显色指数。
如图9所示,^S开了"^值波长为510 nm~575 nm的二次光发光器件。
使用第 一无机发光材料的橙色无机发光材料和黄色无机发光材料的 混合物制逸t光器件的实施例
参考图1和2,通过釆用用于发光"^值波长为430 nm~480 nm的 InGaN基LED芯片110的无机发光材料制造发光器件,所述无机发光材 料通过以1:1的重量比混合上述第一无机发光材料的具有化学式 (4-x-y-z)Sr0.xBaOzCa0.aMg02(Si02)bM203:yEu2 (其中,x=0.65 , y=0.05, z=0, a=l, b=0.2,并且M=Y或La)的黄色无机发光材料和化学 式为(4-x-y-z)SrOxBaOzCaOaMgO'2(Si02)bM203:yEu (在此情况下, x=0.01, y=0.1, z=2.4, a=l, b=0.1,并且M=Y)的橙色无机发光材料获 得。
详细地,将无机发光材料151与包括可透光环氧树脂的模制元件150 混合,然后模制所得物以围绕InGaN基LED芯片110。
图ll是显示包括黄色无机发光材料和橙色无机发光材料的混合物的 发光器件的发光光谱的图。
在被InGaN基LED芯片IIO产生的波长为465 nm的蓝色光激发时, 无积i发光材料151发出碎,值波长在540 nm ~ 600 nm和570 nm ~ 620 nm范 围内的光。
如图11所示,公开了发出峰值波长为5卯nm的二次光的发光器件。
使用第一无机发光材料的绿色无机发光材料和橙色无机发光材料的 混合物制逸良光器件的实施例
参考图1和2,通过采用用于发光"^值波长为430 nm~480 nm的
25InGaN基LED芯片110的无机发光材料制逸良光器件,所述无机发光材 料通过以9:1的重量比混合上述第一无机发光材料的化学式为 (4-x-y-z)Sr0.xBaOzCaOaMgO'2(Si02)bM203:yEu2 (其中,x=1.25 , y=0.05, z=0, a=0.1, b=0.1,并且M-Y)的绿&无机发光材料和化学式为 (4-x-y-z)SrOxBaOzCa0.aMgO'2(Si02).bM203:yEu(其中,x=0.01, y=0.1, z=2.4, a=l, b=0.1,并且M-Y)的橙色无机发光材料获得。
详细地,将无机发光材料151与包括可透光环氧树脂的模制元件150 混合,然后模制所得物以围绕InGaN基LED芯片110。
图12是显示包括绿色无机发光材料和橙色无机发光材料的混合物 的发光器件的发光光谱的图。
在被InGaN基LED芯片IIO发出的波长为465 nm的蓝色光^L时, 无枳i发光材料51发出碎,值波长在480 nm ~ 540 nm和570 nm ~ 620 nm范 围内的光。
如图12所示,公开了发出峰值波长为570 nm的二次光的发光器件。
使用第一无机发光材料的黄色无机发光材料、绿色无机发光材料和 橙色无机发光材料的混合物制造发光器件的实施例
参考图1和2 ,通过采用用于具有发光峰值波长为430 nm ~ 480 nm 的InGaN基LED芯片110的无机发光材料制it^光器件,所述无机发光 材料通过以5:2:3的重量比混合上述第一无机发光材料的黄色无机发光材 料、绿色无机发光材料和橙色无机发光材料获得,所述黄色无机发光材料 的化学式为(4-x-y-z)SrO'xBaO'zCaO'aMg02(Si02)'bM203:yEu2 (其中, x=0.65, y=0.05, z=0, a=l, b=0.2,并且M二Y或La),所述绿色无机发 光材料的化学式为(4-x-y-z)SrOxBaO'zCaO'aMg02(Si02)'bM203:yEu2 (其中,x=1.25, y=0.05, z=0, a=0.1, b=0.1,并且M=Y),所述橙色无 机发光材料的化学式为 (4-x-y-z)Sr0.xBa0.zCaOaMg02(Si02)bM203:yEu (其中,x=0.01, y=0.1, z=2.4, a=l, b=0.1,并且1V^Y)。
详细地,将无机发光材料151与包括可透光环氧树脂的模制元件150 混合,然后模制所得物以围绕InGaN基LED芯片110。图13是显示包括黄色无机发光材料、绿色无机发光材料和橙色无机 发光材料的混合物的发光器件的发光光镨的图。
在被由InGaN基LED芯片IIO发出的波长为456 nm的蓝色光^LiL 时,无机发光材料151发出具有峰值波长在480 nm~540 nm、 540 nm~ 600 nm和570 nm ~ 620 nm范围内的光。
如图13所示,公开了发出峰值波长为5卯nm的二次光的发光器件。
实施方案2石榴石基第二无机发光材料、第二无机发光材料的制备 方法、和使用第 一无机发光材料和第二无机发光材料的混合物的发光器件 的制造
第一无积i发光材料
第一无机发光材料和所述第一无机发光材料的制备方法和实施方案 1的那些相同。
第二无;^发光材料
第二无机发光材料是以化学式IO表示的石榴石基无机发光材料。 化学式10
X(Ml203)y(M2203):zRE
在化学式10中,M1是Y、 Tb、 La、 Yb、 Sm或Lu中的至少一种, M2是Al或Ga中的至少一种,RE是Pr、 Gd或Ce中的至少一种,其中 0<x^l.5, 0<y£2.5,并且(Xz^1。
化学式11
x(Y203)y(Al203) : zPr 化学式12
x(Y203)y(Al203): zGd 化学式13
x(Y203).y(Al203): zCe化学式14
x(Y203)y(Ga203): zPr 化学式15
x(Y203)y(Ga203): zGd 化学式16
x(Y203)y(Ga203): zCe 化学式17
x(Tb203)y(Al203): zPr 化学式18
x(Tb203)y(Al203): zGd 化学式19
x(Tb203).y(Al203): zCe 化学式20
x(Tb203).y(Ga203): zPr 化学式21
x(Tb203)y(Ga203): zGd 化学式22
x(Tb203).y(Ga203) : zCe 化学式23
x(La203).y(Al203): zPr 化学式24
x(La203).y(Al203): zGd 化学式25
x(La203)y(Al203): zCe 化学式26
x(La203)y(Ga203): zPr化学式27
x(La203)y(Ga203): zGd 化学式28
x(La203).y(Ga203): zCe 化学式29
x(Yb203)y(Al203): zPr 化学式30
x(Yb203)y(Al203): zGd 化学式31
x(Yb203)y(Al203): zCe 化学式32
x(Yb203)y(Ga203): zPr 化学式33
x(Yb203)y(Ga203): zGd 化学式34
x(Yb203)y(Ga203): zCe 化学式35
x(Sm203).y(Al203): zPr 化学式36
x(Sm203).y(Al203) : zGd 化学式37
x(Sm203)y(Al203): zCe 化学式38
x(Sm203)y(Ga203): zPr 化学式39
x(Sm203).y(Ga203): zGd化学式40
x(Sm203).y(Ga203): zCe 化学式41
x(Lu203)y(Al203) : zPr 化学式42
x(Lu203)y(Al203): zGd 化学式43
x(Lu203)y(Al203): zCe 化学式44
x(Lu203)y(Ga203): zPr 化学式45
x(Lu203)y(Ga203): zGd 化学式46
x(Lu203)y(Ga203): zCe
第二无机发光材料的制备方法 通过以下步骤制备第二无机发光材料。 第二无机发光材料的制备方法包括
(a) 通过使用丙酮,混合具有三价阳离子的氧化物和作为激活剂的 具有三价阳离子的稀土元素氧化物,
(b) 在50。C ~ 150'C的温度下干燥混合物3分钟至24小时,
(c) 在温度为1400。C 1700。C的ily氮混合气体气氛下热处理干燥 的混合物一个小时至48小时,
(d) 通过粉碎或分狀所述无机发光材料,获得具有预定尺寸的无机 发光材料颗粒,和
(e) 通过使用溶剂清洗无机发光材料颗粒,以移除未反应的物质。第二无机发光材料的制备方法的实施例
通过使用^l磨机混合1.52 gY203、 1.27g人1203和0.25 g Ce02与丙酮 三小时。将混合物置于温度为100 'C的干燥器中,然后干燥12小时使得溶 剂蒸发。将干燥的混合物置于氧化铝坩埚中,然后在1500 。C下热处理五小 时。此时,在以500 cc/分钟的流量供给包含15体积。/。的氢的氮混合气体 的同时烧结所得物。粉碎已经进行热处理的无机发光材料,以尺寸为20 jim 粉末的形式^t具有可用于发光器件的尺寸的无机发光材料,使得制备具 有以下化学式的石榴石基无机发光材料x(Ml203)'y(M2203):zRE (其中, x=l,35, y=2.5, z=0.3, M1=Y, M2=A1并且RE=Ce )。
第二无机发光材料的发光特征
图14是显示包括石榴石基第二无机发光材料的发光器件的发光光 谱的图。
如图14所示,在被InGaN基LED芯片IIO发出的波长为465 nm 的蓝色光^Jt时,第二无机发光材料发出峰值波长为530 nm~600 nm的 二次光。
第 一无机发光材料的橙色无机发光材料和第二无机发光材料的混合 物的实施例
以2:8的重量比相互混合通过上述方法制备的橙色无机发光材料和 石榴石基无机发光材料,所述橙色无机发光材料的化学式为 (4-x-y-z)SrOxBa0.zCaOaMgO'2(Si02).bM203:yEu(其中,x=0.01, y=0.1, z=2.4, a=l, b=0.1, M=Y),所述石榴石基无机发光材料的化学式为 x(Ml203).y(M2203):zRE (其中,x=1.35, y=2.5, z=0.3, M1=Y, M2=A1, RE=Ce )。
使用第一无机发光材料的橙色无机发光材料和第二无机发光材料的 混合物制逸良光器件的实施例参考图1和2,通过采用用于发光峰值波长为430 nm~480 nm的 InGaN基LED芯片110的重量比为2:8的第一无机发光材料的橙色无机 发光材料和石榴石基无机发光材料的混合物制itiL光器件,所述橙色无机 发光材料的化学式为(4-x-y-z)SrOxBaOzCaOaMgO'2(Si02)bM203:yEu (其中,x=0.01, y=0.1, z=2.4, a=l, b=0.1,并且M-Y),所i^5榴石基 无机发光材料的化学式为x(Ml203).y(M2203):zRE (其中,x=1.35, y=2.5, z=0.3, M1=Y, M2=A1, RE=Ce)。
详细地,将无机发光材料151与包括可透光环氧树脂的模制元件150 混合,然后模制所得物以围绕InGaN基LED芯片110。
图15是显示包括橙色无机发光材料和石榴石基无机发光材料的混 合物的发光器件的发光光语的图。
在被InGaN基LED芯片110发出的波长为465 nm的蓝色光^U1时, 无积i发光材料151发出崎,值波长为530 nm ~ 600 nm和570 nm ~ 620 nm的 二次光。
如图15所示,公开了发出"^值波长为560 nm的二次光的发光器件。
实施方案3氮化物基第二无机发光材料、第二无机发光材料的制备 方法、和使用第 一无机发光材料和第二无机发光材料的混合物的发光器件 的制造
第一无积i发光材料
第一无机发光材料和所述第一无机发光材料的制备方法和实施方案 1的那些相同。
第二无;l^发光材料
第二无机发光材料是用化学式47或48表示的氮化物基无机发光材料。
化学式47
(2-a-b-c-d)SrNaMgNbCaN.cBaN.(Si5N8): dEu
在化学式47中,0^a<2, 0^b<2, 0^c<2, 0<d^l,并且a+b+c+(K2。
32化学式48
(3-a-b-c-d)CaNaMgN.bSrN.cBaN.3(XN).(Z3N4):dEu
化学式48中,X是Al或Ga中的至少一种,Z是Si或Ge中的至少 一种,其中0;^<3, 0Sb<3, 0^c<3, 0<必1,并且a+b+c+d《
因此,化学式48的第二无机发光材料表示如下。
化学式49
(3-a-b-c-d)CaNaMgNbSrN.cBaN'3(AlN)(Si3N4):dEu 化学式50
(3-a-b-c-d)CaN.aMgNbSrNcBaN3(AlN).(Ge3N4):dEu 化学式51
(3-a-b-c-d)CaNaMgNbSrN.cBaN3(GaN).(Si3N4):dEu 化学式52
(3-a-b-c-d)CaNaMgNbSrNcBaN'3(GaN)(Ge3N4):dEu
第二无机发光材料的制备方法 通过以下步骤制备第二无机发光材料. 第二无机发光材料的制备方法包括
(a)通过使用丙酮混合碱土金属氮化物、碱土金属碳酸盐、具有三 价阳离子的氮化物、具有四价阳离子的氮化物、作为激活剂的Eii氧化物 或卣化物,
(b )在50 ~ 150'C范围内的温度下干燥所述混合物3分钟至24小
时,
(c) 在温度为1400~ 1700 "的氢/氮混合气体气氛下热处理干燥的 混合物一小时至48小时,
(d) 通过粉碎或a第二无机发光材料,获得具有预定尺寸的无机 发光材料颗粒,和
(e) 通过使用溶剂清洗无机发光材料颗粒,以移除未反应的物质。第二无机发光材料的制备方法的实施例1
通过使用研钵将l,59g Sr(N03)2、 0.10gCa3N2、 1.16g SisN4和0.04g Eii203与丙酮混合。将混合物置于温度为8(TC的干燥器中,然后干燥三小 时使得溶剂蒸发。将干燥的混合物置于氧化铝坩埚中,然后在1650 'C下热 处理六小时。此时,在以500cc/分钟的流量供给包含25。/。氩的氮混合气体 的同时烧结所得物。粉碎已经进行热处理的无机发光材料,以尺寸为20 nm 的粉末形式^t具有可用于发光器件的尺寸的无机发光材料,使得制备具 有以下化学式的氮化物基无机发光材料 (2-a-b-c-d)SrN'aMgN.bCaN'cBaN.(Si5N8): dEu (其中,a=0, b=0.45, c=0 和d=0.05 )。
实施例2第二无机发光材料的制备方法
通过使用研钵将0.47gCa3N2、 0.40gAlN、 0.46g Si3N4和0.05g Eu203 与丙酮混合。将混合物置于温度为80 'C的干燥器中,然后干燥三小时使得 溶剂蒸发。将干燥的混合物置于氧化铝坩埚中,然后在1500 。C下热处理六 小时。此时,在以500 cc/分钟的流量供给包含25体积。/。氬的氮混合气体 的同时烧结所得物。粉碎已经进行热处理的无机发光材料,以尺寸为20 jim 的粉末形式^t具有可用于发光器件的尺寸的无机发光材料,使得制备具 有以下化学式的氮化物基无机发光材料 (3-a-b-c-d)CaN.aMgN.bSrN.cBaN'3(XN)(Z3N4):dEu(其中,a=0, b=0, c=0, d=0.03, X=A1,和Z-Si)。
第二无机发光材料的发光特征
图16是显示包括氮化物基第二无机发光材料的发光器件的发光光 谱的图.
通过第二无机发光材料的制备方法的实施例1制备的氮化物基第二 无机发光材料和通过第二无机发光材料的制备方法的实施例2制备的氮化 物基第二无机发光材料具有基本上相同的特性。在图16中,显示了包括化 学式为(2-a画b画c-d)SrN.aMgN'bCaN'cBaN'(Si5N8): dEu(其中,a=0, b=0.45,c=0,和d-0.05)的氮化物基无机发光材料的发光器件的发光光镨。
如图16所示,在被InGaN基LED芯片IIO发出的波长为465 nm 的蓝色光激发时,第二无机发光材料发出峰值波长为620 nm 6卯nm的 二次光。
第 一无机发光材料的黄色无机发光材料和第二无机发光材料的混合 物的实施例
通过以1:1 ~ 1:9或9:1 ~ 1:1的重量比混合第一无机发光材料和第二 无机发光材料可获得第 一无机发光材料和第二无机发光材料的混合物。
以1:1的重量比相互混合通过第一无机发光材料的黄色无机发光材
述黄色无机发光材料的化学式为 (4-x-y-z)SrOxBaOzCa0.aMgO'2(Si02)bM203:yEu2 (其中,x=0.65 , y=0.05, z=0, a=l, b=0.2,并且M^Y或La),所述氮化物基无机发光材 料的化学式为(2-a-b-c醒d)SrN'aMgN'bCaN'cBaN'(Si5N8): dEu (其中,a=0, b=0.45, c=0,和(1=0.05)。
使用第一无机发光材料的黄色无机发光材料和第二无机发光材料的
混合物制JiiL光器件的实施例
参考图1和2,将通过以1:1的重量比混合第一无机发光材料的上述 黄色无机发光材料和第二无机发光材料获得的无机发光材料151用于发光 峰值波长为430 nm ~ 480 nm的InGaN基LED芯片110,由此制iiiL光器 件。
详细地,将无机发光材料151与包括可透光环氧树脂的模制元件150 混合,然后模制所得物以围绕InGaN基LED芯片110。
在被InGaN基LED芯片110发出的波长为465 nm的蓝色光fct时, 无机发光材料151发出峰值波长为540 nm ~ 600 nm和620 nm ~ 6卯nm的 二次光。
在该情况下,无机发光材料151的第二无机发光材料可被来自 InGaN基LED芯片110的蓝色光和来自第一无机发光材料的黄色无机发光材料的二次光所亂良,以发出波长比蓝色光和来自黄色无机发光材料的 二次光的波长长的光。
图17是显示使用第一无机发光材料的黄色无机发光材料和第二无 机发光材料的混合物制造的发光器件的发光光镨测量结果的图。
如图17所示,公开了发出峰值波长为620nm的二次光的发光器件。
第 一无机发光材料的绿色无机发光材料和第二无机发光材料的混合 物的实施例
通过以1:1 ~ 1:9或9:1 ~ 1:1的重量比混合第一无机发光材料和第二 无机发光材料可获得第 一无机发光材料和第二无机发光材料的混合物。
以8.5:1.5的重量比相互混合通过第一无机发光材料的绿色无机发光 材料的上述制备方法制备的绿色无机发光材料和氮化物基无机发光材料, 所述绿色无机发光材料的化学式为 (4-x-y-z)Sr0.xBa0.zCa0.aMg0.2(Si02)bM203:yEu2 (其中,x=1.25 , y=0.05, z=0, a=0.1, b=0.1,并且M-Y),所述氮化物基无机发光材料的 化学式为(2陽a画b-c画d)SrN'aMgN'bCaN'cBaN'(Si5N8) :dEu(其中,a=0, b=0.45, c-0和d-0.05)。
4吏用第一无机发光材料的绿色无机发光材料和第二无机发光材料的 混合物制逸良光器件的实施例
参考图1和2,将通过以8.5:1.5的重量比混合第一无机发光材料的 上述绿色无机发光材料和第二无机发光材料获得的无机发光材料151用于 发光峰值波长为430 nm ~ 480 nm的InGaN基LED芯片110,由此制it^L 光器件。
详细地,将无机发光材料151与包括可透光环氧树脂的模制元件150 混合,然后模制所得物以围绕InGaN基LED芯片110。
在被InGaN基LED芯片IIO发出的具有波长为460 nm的蓝色光激 发时,无机发光材料151发出中心波长带为480 nm ~ 540 nm和620 nm ~ 6卯nm的二次光。
36在该情况下,无机发光材料151的第二无机发光材料可被来自 InGaN基LED芯片110的蓝色光和来自第一无机发光材料的绿色无机发 光材料的二次光激发,以发出波长比蓝色光和来自绿色无机发光材料的二 次光的波长长的光。
图18是显示使用第一无机发光材料的绿色无机发光材料和第二无 机发光材料的混合物制造的发光器件的发光光镨测量结果的图。
如图18所示,公开了发出J^值波长为530 nm和640 nm的二次光 的发光器件。
第二无机发光材料与第 一无机发光材料的绿色无机发光材料和黄色 无机发光材料的混合物的混合物的实施例
通过以1:1 ~ 1:9或9:1 ~ 1:1的重量比混合第一无机发光材料和第二 无机发光材料可获得第 一无机发光材料和第二无机发光材料的混合物。
以9:3:1的重量比相互混合通过第一无机发光材料的黄色无机发光 材料和绿色无机发光材料的混合物的上述制备方法制备的黄色无机发光 材料和绿色无机发光材料、以及氮化物基无机发光材料,所述黄色无机发 光材料的化学式为(4-x-y-z)SrOxBaOzCaOaMgO'2(Si02).bM203:yEu2 (其中,x=0.65, y=0.05, z=0, a=l, b=0.2,并且]V^Y或La),所述绿 色无机发光材料的化学式为 (4-x-y-z)SrOxBa0.zCaOaMg02(Si02)bM203:yEu2 (其中,x=1.25 , y=0.05, z=0, a=0.1, b=0.1,并且1V^Y),所述氮化物基无机发光材料的 化学式为(2-a國b國c-d)SrN'aMgN'bCaN'cBaN.(Si5N8) : dEu (其中,a=0, b=0.45, c=0 — d=0.05)。
使用第一无机发光材料的黄色无机发光材料、第一无机发光材料的 绿色无机发光材料和第二无机发光材料的混合物制逸良光器件的实施例
参考图1和2,将通过以9:3:1的重量比相互混合第一无机发光材料 的黄色无机发光材料、第一无机发光材料的绿色无机发光材料和第二无机 发光材料获得的无机发光材料151用于发光峰值波长为430 nm~480 nm 的InGaN基LED芯片110,由此制itiL光器件。详细地,将无机发光材料151与包括可透光环氧树脂的模制元件150 混合,然后模制所得物以围绕InGaN基LED芯片110。
在被InGaN基LED芯片110发出的波长为460 nm的蓝色光^U1时, 无积i发光材料151发出碎,值波长为540 nm ~ 600 nm、 480 nm ~ 540 nm和 620 nm ~ 6卯nm的二次光。
在该情况下,无机发光材料151的第二无机发光材料可被由InGaN 基LED芯片110发出的蓝色光和由第 一无机发光材料的黄色无机发光材料 和绿色无机发光材料发出的二次光^JL,以发出波长比蓝色光和来自第一 无机发光材料的黄色无机发光材料和绿色无机发光材料的二次光的波长 长的光。
图19是显示使用第一无机发光材料的黄色无机发光材料和绿色无 机发光材料与第二无机发光材料的混合物制造的发光器件的发光光镨测 量结果的图。
如图19所示,公开了发出峰值波长为620 nm的二次光的发光器件。
实施方案4硫化物基第二无机发光材料、第二无机发光材料的制备 方法、和使用第一无机发光材料和第二无机发光材料的混合物的发光器件 的制造
第一无积i发光材料
第一无机发光材料和第一无机发光材料的制备方法和实施方案1的 那些相同。
第二无机发光材料
第二无机发光材料是用化学式53或54表示的硫化物基无机发光材料。
化学式53
Sr(1_x)Ga2S4:Eux,其中0<x<l 化学式54
CaS(1_x.y)SrxS : Euy,其中0《x<l, 0<y<l。第二无机发光材料的制备方法 通过以下步骤制备第二无机发光材料。 笫二无机发光材料的制备方法包括
(a )通过使用丙酮混合碱土金属硫化物、具有三价阳离子的硫化物、 具有四价阳离子的氮化物和作为激活剂的Eu氧化物或离化物,
(b )在50 °C ~ 150 。C的温度下干燥混合物3分钟至24小时,
(c) 在温度为1000~ 1400 'C的iL/氮混合气体气氛下热处理干燥的 混合物一小时至48小时,
(d) 通过粉碎或^t第二无机发光材料,获得具有预定尺寸的无机 发光材料颗粒,和
(e) 通过使用溶剂清洗无机发光材料颗粒以移除未反应的物质。 第二无机发光材料的制备方法的实施例1
通过《吏用研钵将1.01gSrS、 1.18gGa2S3、 0.23gS、 0.17gEii203与丙 酮混合。将混合物置于温度为IO(TC的干燥器中,然后干燥三小时使得溶 剂蒸发。将干燥的混合物置于氧化铝坩埚中,然后在1100。C下热处理六小 时。此时,在以300 cc/分钟的流量供给包含10体积Y。氢的氮混合气体的 同时烧结所得物。粉碎已经进行热处理的第二无机发光材料,以20jim尺 寸的粉末形式M具有可用于发光器件的尺寸的无机发光材料,使得制备 化学式为Sr(1.x)Ga2S4:Eux (其中,x-O.l)的无机发光材料。
实施例2第二无枳JL光材料的制备方法
通过使用研钵将2.04g CaS04、 0.73g SrS04、 0.3g S以及0.17g Eu203 与丙酮混合。将混合物置于温度为IOO'C的干燥器中,然后干燥三小时使 得溶剂蒸发。将干燥的混合物置于氧化铝坩埚中,然后在900 'C下热处理 六小时。此时,在以300 cc/分钟的流量供给包含10体积。/。氢的氮混合气 体的同时烧结所得物。粉碎已经进行热处理的无机发光材料,并且以尺寸 为20 nm粉末的形式^t具有可用于发光器件的尺寸的无机发光材料,使 得制备具有以下化学式的疏化物基无机发光材料CaS(1_x-y)'SrxS:Euy (其中,x=0.2, y=0.05)。
第二无机发光材料的发光特征
图20是显示包括硫化物基第二无机发光材料的发光器件的发光光 谱的图。
通过第二无机发光材料的制备方法的实施例1制备的硫化物基第二 无机发光材料和通过第二无机发光材料的制备方法的实施例2制备的疏化 物基第二无机发光材料具有基本上相同的特性。在图20中,显示了包括具 有以下化学式的硫化物基无机发光材料的发光器件的发光光镨 Sr(1.x)Ga2S4:Eux (其中,x=0.1 )。
如图20所示,在被InGaN基LED芯片IIO发出的波长为465 nm 的蓝色光亂良时,第二无机发光材料发出峰值波长为630 ~ 670 nm的二次 光。
第 一无机发光材料的黄色无机发光材料和第二无机发光材料的混合 物的实施例
通过以1:1 ~ 1:9或9:1 ~ 1:1的重量比混合第一无机发光材料和第二 无机发光材料可获得第 一无机发光材料和第二无机发光材料的混合物。
以8:2的重量比相互混合通过第一无机发光材料的黄色无机发光材 料的上述制备方法制备的黄色无机发光材料和通过第二无机发光材料的 上述制备方法制备的硫化物基无机发光材料,所述黄色无机发光材料的化 学式为(4-x-y-z)SrOxBa0.zCa0.aMgO'2(Si02)bM203:yEu2 (其中, x=0.65, y=0.05, z=0, a=l, b=0.2,并且M-Y或La),所述硫化物基无 机发光材料的化学式为Sr(1_x)Ga2S4:Eux (其中,x-0.1 )。
使用第一无机发光材料的黄色无机发光材料和第二无机发光材料的 混合物制造发光器件的实施例
参考图1和2,将通过以8:2的重量比相互混合第一无机发光材料的 上述黄色无机发光材料和第二无机发光材料获得的无机发光材料151用于发光峰值波长为430 nm ~ 480 nm的InGaN基LED芯片110,由此制it^L 光器件。
详细地,将无机发光材料151与包括可透光环氧树脂的模制元件150 混合,然后模制所得物以围绕InGaN基LED芯片110。
在被InGaN基LED芯片110发出的波长为460 nm的蓝色光^L时, 无机发光材料151发出峰值波长为540 nm ~ 600 nm和630 nm ~ 670 nm的 二次光。
在该情况下,无机发光材料151的第二无机发光材料可被来自 InGaN基LED芯片110的蓝色光和来自第一无机发光材料的黄色无机发 光材料的二次光所氣&,以发出波长比蓝色光和来自黄色无机发光材料的 二次光的波长长的光。
图21是显示使用第一无机发光材料的黄色无机发光材料和第二无 机发光材料的混合物制造的发光器件的发光光镨测量结果的图。
如图21所示,公开了发出峰值波长为610 nm的二次光的发光器件。
第 一无机发光材料的绿色无机发光材料和第二无机发光材料的混合 物的实施例
通过以1:1 ~ 1:9或9:1 ~ 1:1的重量比混合第一无机发光材料和第二 无机发光材料可获得第 一无机发光材料和第二无机发光材料的混合物。
以9:1的重量比相互混合通过第一无机发光材料的绿色无机发光材 料的上述制备方法制备的绿色无机发光材料和通过第二无机发光材料的 上述制备方法制备的硫化物基无机发光材料,所述绿色无机发光材料的化 学式为(4-x-y-z)Sr0.xBa0.zCaOaMg0.2(Si02)bM203:yEu2 (其中, x=1.25, y=0.05, z=0, a=0.1, b=0.1,并且M=Y),所述硫化物基无机发 光材料的化学式为Sr(1.x)Ga2S4:Eux (其中,x=0.1 )。
使用第一无机发光材料的绿色无机发光材料和第二无机发光材料的 混合物制itJL光器件的实施例
参考图1和2,将通过以9:1的重量比相互混合第一无机发光材料的
41上述绿色无机发光材料和第二无机发光材料获得的无机发光材料151用于 发光峰值波长为430 nm ~ 480 nm的InGaN基LED芯片110,由此制itit 光器件。
详细地,将无机发光材料151与包括可透光树脂的模制元件150混 合,然后模制所得物以围绕InGaN基LED芯片110。
在被InGaN基LED芯片110发出的波长为460 nm的蓝色光^JL时, 无机发光材料151发出峰值波长为480 nm ~ 540 nm和630 nm ~ 670 nm的
在该情况下,无机发光材料151的第二无机发光材料可被来自 InGaN基LED芯片110的蓝色光和来自第一无机发光材料的绿色无机发 光材料的二次光激发,以发出波长比蓝色光和来自绿色无机发光材料的二
次光的波长长的光。
图22是显示使用第一无机发光材料的绿色无机发光材料和第二无 机发光材料的混合物制造的发光器件的发光光谱测量结果的图。
如图22所示,公开了发出峰值波长为530 nm和640 nm的二次光 的发光器件。
第二无机发光材料与第 一无机发光材料的绿色无机发光材料和黄色 无机发光材料的混合物的混合物的实施例
通过以1:1 ~ 1:9或9:1 ~ 1:1的重量比混合第一无机发光材料和第二 无机发光材料可获得第 一无机发光材料和第二无机发光材料的混合物。
以2:7:1的重量比相互混合通过第一无机发光材料的黄色无机发光 材料和绿色无机发光材料的混合物的上述制备方法制备的黄色无机发光 材料和绿色无机发光材料、以;5U克化物基无;llL发光材料,所述黄色无机发 光材料的化学式为(4-x-y-z)Sr0.xBa0.zCa0.aMg0.2(Si02)'bM203:yEu2 (其中,x=0.65, y=0.05, z=0, a=l, b=0.2,并且M-Y或La),所述绿 色无机发光材料的化学式为 (4-x-y-z)SrOxBa0.zCaOaMg0.2(Si02).bM203:yEu2 (其中,x=1.25 , y=0.05, z=0, a=0.1, b=0.1,并且1V^Y),所述硫化物基无机发光材料的 化学式为Sr(1-x)Ga2S4:Eux (其中,x=0.1 )。使用第 一无机发光材料的黄色无机发光材料、第 一无机发光材料的 绿色无机发光材料和第二无机发光材料的混合物制造发光器件的实施例
参考图1和2,将通过以2:7:1的重量比相互混合第一无机发光材料 的黄色无机发光材料、第一无机发光材料的绿色无机发光材料和第二无机 发光材料获得的无机发光材料151用于发光峰值波长为430 nm~480 nm 的InGaN基LED芯片110,由此制造发光器件。
详细地,将无枳i发光材料151与包括可透光环氧树脂的模制元件150 混合,然后模制所得物以围绕InGaN基LED芯片110。
在被InGaN基LED芯片110发出的波长为460 nm的蓝色光^Ut时, 无机发光材料151发出峰值波长为540 nm ~ 600 nm、 480 nm ~ 540 nm和 630 nm ~ 670腿的二次光。
在该情况下,无机发光材料151的第二无机发光材料可被由InGaN 基LED芯片110发出的蓝色光和由第 一无机发光材料的黄色无机发光材料 与绿色无机发光材料发出的二次光^iL,以发出波长比蓝色光和来自第一 无机发光材料的黄色无机发光材料和绿色无机发光材料的二次光的波长 长的光。
图23是显示使用第一无机发光材料的黄色无机发光材料和绿色无 机发光材料与第二无机发光材料的混合物制造的发光器件的发光光镨测 量结果的图。
如图23所示,公开了发出峰值波长为545 nm和645 nm的二次光 的发光器件。
如上所述,根据本发明实施方案的新型无机发光材料包括Mg和Y、 Ce、 La、 Nd、 Gd、 Tb、 Yb或Lu中的至少一种,以提餘阮于本领域技术 人员公知的常规YAG:Ce^无机发光材料的光学特性。换言之,根据本发 明的实施方案,能够获得具有优异发光效应的无机发光材料,其中发光器 件可根据加入的稀土元素和碱组分的比例容易地显示蓝白色至红白色。
此外,与采用硅酸盐基无机发光材料混合物的常规技^M目比,根据 本发明的实施方案,在显示高性能的同时能够控制彩色坐标、色温和显色 指数。此外,本发明的实施方案提供替代移动电话的彩色LCD背光、LED 灯、火车和公共汽车显示器LED、或荧光灯的照明光源以节能。
工业实用性
根据本发明一个实施方案的无机发光材料、无机发光材料组合物和 发光器件可显示出具有高色温或高显色指数的不同颜色。
权利要求
1. 一种用以下化学式表示的硅酸盐基无机发光材料(4-x-y-z)SrO·xBaO·zCaO·aMgO·2(SiO2)·bM2O3:yEu,其中M是Y、Ce、La、Nd、Gd、Tb、Yb或Lu中的至少一种,其中0<x≤3.95,0<y≤1,0≤z<3.95,x+y+z<4,0<a<2,并且0<b<1。
2. 根据权利要求1所述的硅酸盐基无机发光材料,其中在所述化学式中, x、 y和z满足0.01《x〈1.0、 0.02《y幼.40、 O^z^l并且x+y+z<4,其中用发 光峰值波长为430 nm~480 nm的一次光亂t所述无机发光材料,使得二 次光具有540 ~ 600 nm的发光峰值波长。
3. 根据权利要求1所述的硅酸盐基无机发光材料,其中在所述化学式中, x、 y和z满足1.0^x^3.95、 0.02《y幼.40、 z=0和x+y+z<4,其中用发光峰 值波长为430 nm~480 nm的一次光激发所述无机发光材料,使得二次光 具有480 nm ~ 540 nm的发光峰值波长。
4. 根据权利要求1所述的硅酸盐基无机发光材料,其中在所述化学式中, x、 y和z满足0.01^x〈1、 0.02《y幼.40、 l<z<3.95和x+y+z<4,其中用发光 峰值波长为430 nm~480 nm的一次光激发所述无机发光材料,4吏得二次 光具有570 nm ~ 620 nm的发光峰值波长。
5. 根据权利要求1所述的硅酸盐基无机发光材料,其中所述硅酸盐基无 机发光材料是通过混合在所述化学式中x、 y和z满足0.011x<1.0、 0.02SyS0.40、05z£l和x+y+z<4的无机发光材料与x、y和z满足1.0^x^3.95、 0.02SyS0.40、 z=0和x+y+z<4的无机发光材料获得的。
6. 根据权利要求1所述的硅酸盐基无机发光材料,其中所逸法酸盐基无 机发光材料是通过混合在所述化学式中x、 y和z满足0.01^x<1.0、 0.02£y£0.40、0^z^l和x+y+z<4的无机发光材^与x、y和z满足0.01^x<l、 0.02£y^0.40、 l<z<3.95和x+y+z<4的无机发光材料获得的。
7. 根据权利要求1所述的硅酸盐基无机发光材料,其中所述硅酸盐基无 机发光材料是通过混合在所述化学式中x、 y和z满足1.05x^3.95、 0.02SyS0.40、 z=0和x+y+z<4的无机发光材料与x、 y和z满足0.01^x<l、 0.02SyS0.40、 l<z<3.95和x+y+z<4的无机发光材料获得的。
8. 根据权利要求1所述的硅酸盐基无机发光材料,其中所逸法酸盐基无 机发光材料是通过混合在所述化学式中x、 y和z满足0.01^x<1.0、 0.02SyS0.40、0^z£l和x+y+z<4的无机发光材4,x、y和z满足1.0£xS3.95、, 0.025yS0.40、z=0和x+y+z<4的无机发光材料以及x、y和z满足0.01^x<l、 0.02SyS0.40、 l<z<3.95和x+y+z<4的无机发光材料获得的。
9. 一种通过混合珪酸盐基第 一无机发光材料和石榴石基无机发光材料获 得的无机发光材料,所述硅酸盐基第一无机发光材料用以下化学式表示 (4-x-y-z)SrOxBaOzCaOaMg02(Si02)bM203:yEu (M是Y、 Ce、 La、 Nd、Gd、Tb、Yb或Lu中的至少一种,(Xx^3.95,0〈y《l,0^z〈3.95,x+y+z〈4, 0<a<2,并且0<1)<1)。
10. 根据权利要求9所述的无机发光材料,其中所述石榴石基第二无机发 光材料用化学式x(Ml203)y(M2203): zRE表示,其中M1是Y、 Tb、 La、 Yb、 Sm或Lu中的至少一种,M2是Al或Ga中的至少一种,RE是Pr、 Gd或Ce中的至少一种,0<x^l.5, 0<yS2.5并且0<z^l 。
11. 一种通过混合珪酸盐基第一无机发光材料和氮化物基无机发光材料获 得的无机发光材料,所述硅酸盐基第一无机发光材料用以下化学式表示 (4-x-y-z)SrOxBaOzCa0.aMg0.2(Si02)bM203:yEu (M是Y、 Ce、 La、 Nd、Gd、Tb、Yb或Lu中的至少一种,0〈x^3.95,(Xy《l,0^z〈3.95,x+y+z〈4, 0<a<2,并且0<1)<1)。
12. 根据权利要求11所述的无机发光材料,其中所述氮化物基第二无机发 光材料用以下化学式表示(2-a-b-c-d)SrN'aMgN'bCaN'cBaN.(Si5N8): dEu, 其中0《a<2, 0《b<2, 0《c<2, 0<d《l,并且a+b+c+d〈2。
13. 根据权利要求ll所述的无机发光材料,其中所述氮化物基第二无机发 光 材 料 用 以 下 化 学 式 表 示 (3-a_b-c-d)CaN.aMgN.bSrN.cBaN'3(XN).(Z3N4):dEu,其中X是Al或Ga 中的至少一种,Z是Si或Ge中的至少一种,0《a<3, 0幼<3, 0《c<3, 0<d《l, 并且a+b+c+d《
14. 一种通过混合珪酸盐基第 一无机发光材料和硫化物基无机发光材料获 得的无机发光材料,所述硅酸盐基第一无机发光材料用以下化学式表 示:(4-x-y-z)SrOxBa0.zCaOaMgO'2(Si02)bM203:yEu(M是Y、 Ce、 La、 Nd、Gd、Tb、Yb或Lu中的至少一种,0〈x^3.95,(Xy《l,0^z〈3.95,x+y+z〈4, 0<a<2,并且0<1)<1)0
15. 根据权利要求14所述的无机发光材料,其中所述硫化物基无机发光材 料用化学式Sr(1-x)Ga2S4:Eux (0<x<l)表示。
16. 根据权利要求14所述的无机发光材料,其中所述硫化物基无机发光材料用化学式CaSd-x.y)'SrxS:Euy (0&<1,并且0〈y〈1)表示。
17. —种涂敷用无机发光材料组合物,包括透明树脂和硅酸盐基无机发光 材料,所述硅酸盐基无机发光材料用以下化学式表示 (4-x-y-z)SrOxBaOzCaOaMg02(Si02)bM203:yEu (M是Y、 Ce、 La、 Nd、Gd、Tb、Yb或Lu中的至少一种,0〈x^3.95,(Xy《l,0^z〈3.95,x+y+z〈4, 0<a<2,并且0<1)<1)。
18. 根据权利要求17所述的涂敷用无机发光材料组合物,其中所述无机发 光材料和所述透明树脂以1:2 ~ 1:10的重量比混合。
19. 一种制^^珪酸盐基无机发光材料的方法,包括以下步骤(a)在用作熔剂的NH4F、 BaF2、 CaF2或MgF2溶剂中,相互混 合包括Ba的碱土金属的氧化物、氮化物或碳酸盐,Si02,稀土金属的 氧化物、氮化物或卣化物,以及用作激活剂的Eu的氧化物或卣化物;(b )在50 ~ 150°C范围内的温度下干燥所述混合物3分钟至24小时;(c) 在温度为800。C ~ 1500'C的还原气氛下热处理所得物一小时至 48小时;(d) 通过粉碎和分散获得的无机发光材料,获得具有预定尺寸的 无机发光材料颗粒;和(e) 通过使用溶剂洗涤所述无机发光材料的颗粒移除未反应的物质。
20. —种发光器件,包括发出发光峰值波长为430 nm ~ 480 nm的光的发光二极管芯片; 电连接至所iOC光二极管芯片的衬底; 用于模制所述发光二极管芯片的模制元件;和全部或部分介歉于所^制元件中的无机发光材料,其中所述无机发 光材料是用以下化学式表示的硅酸盐基无机发光材料 (4-x-y-z)SrOxBaOzCaOaMgO'2(Si02).bM203:yEu (M是Y、 Ce、 La、 Nd、Gd、Tb、Yb或Lu中的至少一种,(Xx^3.95,0〈y《l,0^z〈3.95,x+y+z〈4, 0<a<2,并且0<1)<1)0
21. 根据权利要求20所述的发光器件,其中所述硅酸盐基无机发光材料的x、 y和z满足0.01&<1.0、 0.02《y幼.40、 O^z^l和x+y+z<4,并且^J^C 光J^值波长为430 nm~480 nm的一次光^JC,使得发出发光峰值波长为 540 nm ~ 600 nm的二次光。
22. 根据权利要求20所述的发光器件,其中所述硅酸盐基无机发光材料的 x、 y和z满足1.0《x^3.95, 0.02《y幼.40, z-0和x+y+z〈4,并且^Jt光峰 值波长为430 nm~480 nm的一次光^L,使得发出发光峰值波长为480 nm ~ 540 nm的二次光。
23. 根据权利要求20所述的发光器件,其中所述硅酸盐基无机发光材料的 x、 y和z满足0.01《x<l、 0.02《y幼.40、 l<z<3.95和x+y+z<4,并ib^Ul 光"^值波长为430 nm~480 nm的一次光^L,使得发出发光峰值波长为 570 nm ~ 620 nm的二次光。
24. —种发光器件,包括发出发光峰值波长为430 nm ~ 480 nm的光的发光二极管芯片;电连接至所逸发光二极管芯片的衬底;用于模制所述发光二极管芯片的模制元件;和全部或部分a于所^制元件中的无机发光材料,其中所述无机发光材料包括硅酸盐基第一无机发光材料和石榴石基第二无机发光材料,所 述硅酸盐基第一无机发光材料用以下化学式表示 (4-x-y-z)Sr0.xBaOzCa0.aMg02(Si02)bM203:yEu (M是Y、 Ce、 La、 Nd、Gd、Tb、Yb或Lu中的至少一种,(Xx^3.95,(Xy^l,0^z〈3.95,x+y+z〈4, 0<a<2,并且0<1)<1)0
25. 根据权利要求24所述的发光器件,其中所述石榴石基第二无机发光材 料用化学式x(Ml203)y(M2203):zRE表示,其中M1是Y、 Tb、 La、 Yb、 Sm或Lu中的至少一种,M2是A1或Ga中的至少一种,RE是Pr、 Gd 或Ce中的至少一种,0<x^l.5, (XyS2.5并且(XzSl。
26. —种发光器件,包括发出发光峰值波长为430 nm ~ 480 nm的光的发光二极管芯片; 电连接至所U光二极管芯片的衬底; 用于模制所述发光二极管芯片的模制元件;和全部或部分^t于所^制元件中的无机发光材料,其中所述无机发光材料包括硅酸盐基第一无机发光材料和氮化物基第二无机发光材料,所述硅酸盐基第一无机发光材料用以下化学式表示 (4-x-y-z)SrOxBa0.zCaOaMg0.2(Si02)bM203:yEu (M是Y、 Ce、 La、 Nd、Gd、Tb、Yb或Lu中的至少一种,(Xx^3.95,0〈y《l,0^z〈3.95,x+y+z〈4, 0<a<2,并且0<1)<1)。
27. 根据权利要求26所述的发光器件,其中所述氮化物基第二无机发光材 料用以下化学式表示(2-a-b-c-d-e)SrNa'MgNb'CaNc.BaNd'(SisN8):Eue(0<a<2, 0幼<2, 0《c<2, 0《d<2, 0<e《l并且a+b+c+d+e<2 )。
28. 根据权利要求26所述的发光器件,其中所述氮化物基第二无机发光材 料用以下化学式表示(3-a-b-c-d-e)CaNa'MgNb.SrNc'BaNd.3M3N'M43N4: Eue,其中M3是Al或Ga中的至少一种,M4是Si或Ge中的至少一种, 0<a<3, 0幼<3, 0《c<3, 0《d<3, 0<e《l并且a+b+c+d+e<3。
29. 根据权利要求26所述的发光器件,其中所述氮化物基第二无机发光材 料被由所述发光二极管芯片发出的光和在所述硅酸盐基第 一无机发光材 料中^L的光^JL,以发出波长比由所^L光二极管芯片发出的光和在所 述硅酸盐基第 一无机发光材料中激发的光的波长长的光。
30. —种发光器件,包括发出发光峰值波长为430 nm ~ 480 nm的光的发光二极管芯片;电连接至所逸t光二极管芯片的衬底;用于模制所述发光二极管芯片的模制元件;和全部或部分^L于所i^制元件中的无机发光材料,其中所述无机发 光材料包括珪酸盐基第 一无机发光材料和硫化物基第二无机发光材料,所 述硅酸盐基第一无机发光材料用以下化学式表示 (4-x-y-z)SrOxBaOzCa0.aMgO'2(Si02)bM203:yEu (M是Y、 Ce、 La、 Nd、Gd、Tb、Yb或Lu中的至少一种,(Xx^3.95,(Xy《l,0^z〈3.95,x+y+z〈4, 0<a<2,并且0<1)<1)。
31. 根据权利要求30所述的发光器件,其中所述硫化物基第二无机发光材 料用化学式Sra_x)Ga2S4:Eux (0<x<l)表示。
32. 根据权利要求30所述的发光器件,其中所i^化物基第二无机发光材 料用化学式CaS(Lx-y)'SrxS:Euy (0&<1,并且(Xy〈1)表示。
33. 根据权利要求30所述的发光器件,其中所述硫化物基第二无机发光材料被由所述发光二极管芯片发出的光和在所述硅酸盐基第 一无机发光材料中^JL的光^L,以发出波长比由所iL^光二极管芯片发出的光和在所 述硅酸盐基第 一无机发光材料中激发的光的波长长的光。
全文摘要
公开了无机发光材料、涂敷用无机发光材料组合物、制备所述无机发光材料的方法和发光器件。硅酸盐基无机发光材料用以下化学式表示(4-x-y-z)SrO-xBaO-zCaO-aMgO-2(SiO<sub>2</sub>)-bM<sub>2</sub>O<sub>3</sub>:yEu,其中M是Y、Ce、La、Nd、Gd、Tb、Yb或Lu中的至少一种,其中0<x<3.95,0<y≤1,0<z<3.95,x+y+z<4,0<a<2,并且0<b<1。
文档编号C09K11/55GK101448915SQ200780017779
公开日2009年6月3日 申请日期2007年12月27日 优先权日2006年12月29日
发明者孔成民, 尹皓新, 崔熙石, 朴胜赫, 李昌姬, 金忠烈 申请人:Lg伊诺特有限公司;弗斯4公司
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