基于氮化物的发红光磷光体的制作方法_2

文档序号:8268786阅读:来源:国知局
br>[0019] 本发明的实施例还包含白光照明源,其包括发蓝光的InGaN发光二极管(LED)和 本文所描述的任一发红光磷光体。其还可包含发黄光磷光体和/或发绿光磷光体。在一个 实施例中,发绿光磷光体具有式Ce: Lu3Al5O12。本发明实施例的两种例示性发红光磷光体为 Eu0.ISr1.95Si4.8A1〇. 2N8和 Eu ?.〇5Ca〇. !Sr1.95Si4.8B〇. 2N8。
[0020] 本发明的至少一个实施例是基于M2Si5N8(所谓的"258"化合物)的改质形式,其中 M为碱土。对258化合物的改质包含用周期表第IIIB行元素 B、Al、Ga和/或In、尤其Al 取代Si,其中电荷补偿可通过将所谓的改质剂阳离子实质性间隙插入磷光体主体晶体结构 中来完成。改质剂阳离子具有多种化合价,且包含Li+、Ca 2+和Y 3+。对258改质的优点包含 朝向光谱的深红端增加峰值发射波长和增强在高温和高湿度条件下的稳定性。
[0021] 磷光体可包括由化学式M(x/v)M' 2A5_yDyN8_ zEp:RE表示的基于氮化物的组成,其 中:M是至少一种具有化合价V的单价、二价或三价金属W为Mg、Ca、Sr、Ba和Zn中的 至少一者;A为Si、C和Ge中的至少一者;D为B、Al和Ga中的至少一者;E是至少一种 具有化合价w的五价、六价或七价非金属;且RE为Eu、Ce、Tb、Pr和Mn中的至少一者;其 中X = y-3z+p(8-w),其中y满足0· 1彡y〈l. 1,且其中磷光体具有,2A5N8:RE的一般结 晶结构,D取代所述一般结晶结构内的A,E取代所述一般结晶结构内的N,且M实质上位 于所述一般结晶结构内的间隙位点处。此外,发红光磷光体可是选自由以下组成的群组: Eu〇. 〇5〇3·0. iSrL 95β〇. 2Si4. 8N8;Eu 0.05Ca_0. iSrL 95_A10.2Si4. 8N8;Eu 0.05Ca_0. iSiy95Ga_0.2Si4. 8N8;Eu 0. Q5Sr1. 95_A l〇. 2§土4. sNs;Eu 〇.Q5Sr1.95B0.2Si 4.8N7.93;Eu 〇. Q5Sr1.95A10.2Si 4.8N7.93;Eu 〇. Q5Sr1.95Ga0.2Si 4.8N7.93;添加有 Ca3N2的 Eu Q.Q5Sri.95Si具;添加有 BN 的 Eu Q.Q5Sri.95Si具;添加有 AlN 的 Eu Q.Q5Sri.95Si具;和添 加有 GaN 的 Eutl. Q5Srh95Si具。
[0022] 发红光磷光体可包括由化学式M' 2Si5_yDyN8_ z:RE表示的基于氮化物的组成,其 中M'为Mg、Ca、Sr、Ba和Zn中的至少一者;D为B、Al和Ga中的至少一者;且RE为Eu、 Ce、Tb、Pr和Mn中的至少一者;其中y = 3z,磷光体具有M' 2Si具:RE的一般结晶结构, 且Al取代所述一般结晶结构内的Si。此外,发红光磷光体可经配置,其中M'为Sr,D为 Si,且RE为Eu。发红光磷光体可经配置,其中所述发红光磷光体由Sr、Si、A1、N和Eu组 成。发红光磷光体可经配置,其中y满足0.1 <y〈〇. 4。发红光磷光体可经配置,其中z满 足0. 05 < z〈0. 09。发红光磷光体可经配置,其中磷光体吸收波长介于约200nm到约470nm 范围内的辐射且发射光致发光峰值发射波长大于623nm的光。磷光体可经配置,其中磷光 体是选自由以下组成的群组:EuQ.Q 5Sr1.95BQ.2Si 4.8N7.93;Eu Q.Q5Sr1.95A1Q. 2Si4.8N7.93;和 Eu Q.Q5Sr1.95 Ga0.2Si4.8N7. 93〇
[0023] 具有基于氮化物的组成的发红光磷光体可包括:元素 M,其中M为Li、Na、K、Sc、Ca、 Mg、Sr、Ba和Y中的至少一者;元素^,其中IT为1%、0&、51^&和211中的至少一者 ;硅; 铝;氮;和元素 RE,其中RE为Eu、Ce、Tb、Pr和Mn中的至少一者;其中所述发红光磷光体具 有M' 2Si5N8:RE的一般结晶结构且M和Al纳入其中,且其中所述发红光磷光体经配置以使 得在约85°C和约85%相对湿度下老化1,000小时后,每一色度坐标的坐标变化CIE Δ X和 CIE Ay小于或等于约0.03。
[0024] 发红光磷光体可包括由化学式M(X/V)M' 2Si5_xAlxN8:RE表示的基于氮化物的组成, 其中:M是至少一种具有化合价V的单价、二价或三价金属W为1%、〇3、51'、83和2]1中的 至少一者;且RE为Eu、Ce、Tb、Pr和Mn中的至少一者;其中X满足0. 1彡x〈0. 4,且其中所 述发红光磷光体具有M' 2Si5N8:RE的一般结晶结构,Al取代所述一般结晶结构内的Si,且 M实质上位于所述一般结晶结构内的间隙位点处。
【附图说明】
[0025] 在结合附图审阅对本发明特定实施例的以下描述后,那些所属领域技术人员将明 了本发明的这些和其它方面和特征,其中:
[0026] 图1显示根据本发明的一些实施例,样品1到4的磷光体的发射光谱;
[0027] 图2显示根据本发明的一些实施例,样品1到4的磷光体的X射线衍射图;
[0028] 图3显示根据本发明的一些实施例,化合物EuaCl5Ca aiSrh95Si48Ala2N8 (样品2)的 激发光谱,所述光谱图解说明磷光体可通过介于电磁光谱的UV到蓝光区域间的辐射来有 效激发;
[0029] 图4显示根据本发明的一些实施例,化合物Euatl5Caa ^rh95Si4A2N8 (样品3)的激 发光谱,所述光谱图解说明磷光体可通过介于电磁光谱的UV到蓝光区域间的辐射来有效 激发;
[0030] 图5显示根据本发明的一些实施例,样品5-8的磷光体的发射光谱;
[0031] 图6显示根据本发明的一些实施例,样品5-8的磷光体的X射线衍射图;
[0032] 图7显示根据本发明的一些实施例,样品9-12的磷光体的发射光谱;
[0033] 图8显示根据本发明的一些实施例,样品9到12的磷光体的X射线衍射图;
[0034] 图9显示根据本发明的一些实施例,样品13到16的磷光体的发射光谱;
[0035] 图10显示根据本发明的一些实施例,样品13到16的磷光体的X射线衍射图;
[0036] 图11显示根据本发明的一些实施例,样品17到21的磷光体的发射光谱;
[0037] 图12显示根据本发明的一些实施例,样品17到21的磷光体的X射线衍射图;
[0038] 图13显示根据本发明的一些实施例,样品22到27的磷光体的发射光谱;
[0039] 图14显示根据本发明的一些实施例,样品22到27的磷光体的X射线衍射图; [0040] 图15显示根据本发明的一些实施例,白光LED(3000K)的发射光谱,所述白光 LED(3000K)包括蓝光 InGaN LED、具有式 Euatl5CaaiSiY95Si48Al a2N8的红光磷光体(样品 2) 和具有式Ce = Lu3Al5O1J^绿光磷光体;
[0041] 图16显示根据本发明的一些实施例,白光LED(3000K)的发射光谱,所述白光 LED(3000K)包括蓝光 InGaN LED、具有式 Euatl5CaaiSrh95Si48B a2N8的红光磷光体(样品 3) 和具有式Ce = Lu3Al5O1J^绿光磷光体;
[0042] 图17A-17C显示根据本发明的一些实施例,样品1到3和6的磷光体在85°C和 85%相对湿度条件下的可靠性测试的结果,其中图17A是光致发光强度(亮度)随时间的 变化,图17B是CIE X色度坐标随时间的变化,且图17C是CIE y色度坐标随时间的变化;
[0043] 图18A-18C显示根据本发明的一些实施例,未经涂布和经Al203/Si0 2涂布的样品 33 (其具有与样品2相同的组成)的磷光体在85°C和85%相对湿度条件下的可靠性测试的 结果,其中图18A是光致发光强度(亮度)随时间的变化,图18B是CIE X色度坐标随时间 的变化,且图18C是CIE y色度坐标随时间的变化;
[0044] 图19显示现有技术掺杂Ce的黄光YAG磷光体、现有技术掺杂Eu的^50nm)红光 磷光体CaAlSiN 3和本发明实施例的630nm掺杂Eu的红光磷光体Ca α iSr2Si4.8Α1α2N8的发射 光谱;
[0045] 图20显示根据本发明的一些实施例,样品28到32的磷光体的发射光谱;且
[0046] 图21显示根据本发明的一些实施例,样品28到32的磷光体的X射线衍射图;
[0047] 图22显示本发明的一些实施例的发光装置;且
[0048] 图23A和图24B显示本发明的一些实施例的固态发光装置。
【具体实施方式】
[0049] 现将参照图式详细描述本发明的实施例,所述实施例是作为本发明的说明性实例 来提供,以使那些所属领域技术人员能够实践本发明。值得注意的是,下文图和实例并不打 算将本发明的范围限于单一实施例,且通过交换一些或所有所描述或所图解说明的要素可 有其它实施例。此外,如果本发明的某些要素可部分地或完全地使用已知组件来实践,则仅 描述这些已知组件中对理解本发明所必需的那些部分,且将省略对这些已知组件的其它部 分的详细描述,以防模糊本发明。在本说明书中,显示单一组件的实施例不应视为限制性; 而是,除非本文另外明确说明,否则本发明打算涵盖包含多个相同组件的其它实施例,且反 之亦然。此外,除非明确阐释,否则申请者并不打算将说明书或权利要求书中的任一术语归 为不寻常或特殊含义。此外,本发明涵盖本文中以说
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