專利名稱：α-Sialon磷光體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及權(quán)利要求1前序部分的α -Sialon類的磷光體。這類磷光體特別適于 在光源例如LED中應(yīng)用。
背景技術(shù)：
EP 1498466中公開了一種用Yb摻雜的α-Sialon。其中也提及其它的摻雜劑如 Eu、Dy和Tb。這類磷光體適合主要在暖白光源中應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于α-Sialon的磷光體，其也可用于較高的色溫。該目的通過權(quán)利要求1的特征部分實現(xiàn)。特別有利的方案列于從屬權(quán)利要求中?；讦?Sialon的新型磷光體的特征在于共摻雜，其除已知的摻雜劑外還使用 Mn。由此可得到可通過藍(lán)光或UV-光激發(fā)的高效光源。這種磷光體是溫度穩(wěn)定性的，并在 黃色光譜范圍呈寬帶發(fā)射。主波長λ-通常為575 578nm。由此特別可制備色位穩(wěn)定的 冷白至日光白光源如基于轉(zhuǎn)換LED的LED。用Eu摻雜的α-Sialon通常歸于溫度穩(wěn)定的磷光體。但可惜的是至今該發(fā)射波 長不適合上述要求。特別是至今未能制備出滿足上述要求的白色LED。至今已知的0^&1011具有通常的經(jīng)驗式機(jī)1]\127^六1)12(0，吣16。其中Ml通 常是選自Li、Mg、Ca、Y和除Ce和La外的鑭系元素的一種或多種元素，M2是選自Ce、Pr、Eu、 Tb,Yb和Er的一種或多種元素，其起激活劑作用，其中0. 3彡x+y彡1. 5以及O < y < 0. 7。 但這類α -Sialon由于其光學(xué)特性僅適合少數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。例如Yb-摻雜的Ca-α -Sialon (Μ2 =Yb)以較少的量子產(chǎn)率在綠色光譜范圍以極短波長發(fā)射，而Eu-摻雜的方案(Μ2 = Eu) 的發(fā)射過多偏移到橙紅色的長波光譜范圍。有競爭力的磷光體體系如原硅酸鹽在發(fā)射穩(wěn)定性方面有很大的不足，如當(dāng)其溫度 在許多應(yīng)用中如所預(yù)計的高于100°c時會產(chǎn)生高溫猝滅。此外，該發(fā)射呈非常窄的帶寬，由 此不適用于許多照明目的。該窄帶發(fā)射體(Sr，Ba)Si202N2:EU雖有非常好的溫度穩(wěn)定性，但 在其它方面卻類似于黃光的原硅酸鹽的發(fā)射特性。本發(fā)明提出一種基本通式為MlpZ2SicAlp+凡Ν16_ :D的α-Sialon。其中Ml如上 所述是選自Li、Mg、Ca、Y和除Ce和La外的鑭系元素的一種或多種元素。但該摻雜劑是如 上述的已知激活劑M2組成的共摻雜劑。M2是選自Ce、Pr、Eu、Tb、Yb和Er的一種或多種元 素。在該情況下，D是由已知激活劑的一種或兩種所組成的共摻雜劑，但與Mn摻雜劑相組 合。形式上其可表示為D = (M2，Mn)。最后選用q = O 2. 5和ρ = 0. 5 4。 在該情況下，M2優(yōu)選是Eu或Yb或兩者混合。在D中的Mn的原子比例總是小于 M2的原子比例。D中的Mn的比例優(yōu)選為M2的1 50%。 制備含Mn共摻雜劑的α -Sialon磷光體的方法在原理上按類似于文獻(xiàn)中對已知的α-Sialon磷光體所描述的制備方法進(jìn)行。


下面參照多個實施例詳述本發(fā)明。附圖如下圖1示出Ca-α -Sialon的波長偏移與摻雜劑的關(guān)系圖；圖2示出藍(lán)光LED和各種Sialon的色位圖；圖3示出各種經(jīng)摻雜的Sialon的量子效率QE ；圖4示出用作白光光源(LED)的半導(dǎo)體器件；圖5示出具有本發(fā)明的磷光體的照明裝置。
具體實施例方式按如下方法制備含Eu和Yb共摻雜劑的Ca- α -Sialon 按化學(xué)計量稱重原料CaC03、Si3N4, A1N、Eu2O3和Yb2O3，并對其勻質(zhì)化數(shù)小時。接 著該所得混合物在管式爐中于還原氣氛下經(jīng)灼燒數(shù)小時(2 7小時)。溫度選為1500 2000°C。然后可進(jìn)行第二灼燒過程。該第二灼燒過程也是在還原氣氛中于1200 2000°C 下進(jìn)行。按如下方法制備含Eu、Yb、Mn三重?fù)诫s劑的Ca-α -Sialon 按化學(xué)計量稱重原料CaC03、Si3N4、AlN、Eu203、Yb2O3和Mn2O3，并對其勻質(zhì)化數(shù)小時。 接著該所得混合物在管式爐中于還原氣氛下經(jīng)灼燒數(shù)小時(2 7小時)。溫度選為1500 2000°C。然后可進(jìn)行第二灼燒過程。該第二灼燒過程也是在還原氣氛中于1200 2000°C 下進(jìn)行。按激活劑濃度和各個共摻雜劑的相對比例可使Sialon的波長根據(jù)所需應(yīng)用以合 適的方式偏移。色位的實例列于表1。
權(quán)利要求
1.一種α-Sialon型的磷光體，其特征在于，a)基本通式為MlpZ2Si12HAlp+凡N16V D ；b)其中Ml是選自Li、Mg、Ca、Y以及除Ce和La外的鑭系元素中的一種或多種元素；c)D是由M2和Mn組成的共摻雜劑，其中M2是選自Ce、Pr、Eu、TbJb和Er的一種或多 種元素；d)其中q為O 2.5和ρ為0. 5 4。
2.權(quán)利要求1的磷光體，其特征在于，Ml選自Ca、Mg或其混合物。
3.權(quán)利要求1的磷光體，其特征在于，M2選自單獨的Eu、％、或Eu和％的混合物。
4.權(quán)利要求1的磷光體，其特征在于，Mn的比例為M2的1 50%。
5.權(quán)利要求1的磷光體，其特征在于，Mn的比例為Ml的0.05 0. 3摩爾％。
6.一種具有至少一種光源特別是LED的照明裝置，所述光源發(fā)射300 485nm的初級 輻射，暴露于來自所述光源的初級輻射的磷光體將該輻射部分地或全部轉(zhuǎn)換成更長波長的 輻射，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換至少利用發(fā)射570 580nm的峰值發(fā)射波長的黃光并且源自上 述權(quán)利要求之一的α-Sialon類型的磷光體來進(jìn)行。
7.權(quán)利要求6的照明裝置，其特征在于，所述Al由( 部分地(至多為20摩爾％)取代。
8.權(quán)利要求6的照明裝置，其特征在于，選用和/或p= 2 3。
9.權(quán)利要求6的照明裝置，其特征在于，磷光體粉末的平均粒徑為0.5 5μπι。
10.權(quán)利要求6的照明裝置，其特征在于，為了產(chǎn)生白光，發(fā)射的初級輻射的波長范圍 為330 370nm，其中所述發(fā)射的初級輻射經(jīng)受具有藍(lán)光030 470nm)和黃橙光(特別是 545 590nm)最大發(fā)射的至少兩種磷光體來進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
11.權(quán)利要求6的照明裝置，其特征在于，所述初級輻射還經(jīng)受具有綠光090 525nm)或紅光(625 700nm)發(fā)射的至少另一種磷光體來進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
12.權(quán)利要求6的照明裝置，其特征在于，所述另一種磷光體是氯硅酸鹽或基于Y的石 榴石或基于Tb的石榴石。
13.權(quán)利要求6的照明裝置，其特征在于，為了產(chǎn)生白光，所述發(fā)射的初級輻射位于 430 470nm的藍(lán)色波長范圍，其中所述發(fā)射的藍(lán)光初級輻射經(jīng)受根據(jù)前述權(quán)利要求之一 的具有黃光(570 580nm)和綠光090 525nm)最大發(fā)射的兩種磷光體來進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
14.權(quán)利要求6的照明裝置，其特征在于，為了產(chǎn)生彩色光，所述發(fā)射的初級輻射位于 430 485nm的藍(lán)色波長范圍，其中所述發(fā)射的藍(lán)光初級輻射經(jīng)受根據(jù)前述權(quán)利要求之一 的具有黃光(570 580nm)最大發(fā)射的單一磷光體來進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
15.權(quán)利要求14的照明裝置，其特征在于，所述黃光磷光體在混合物中的比例約為 0. 5 15%。
16.權(quán)利要求6的照明裝置，其特征在于，使用在短波范圍發(fā)射的發(fā)光二極管特別是基 于的發(fā)光二極管作為初級輻射源。
17.權(quán)利要求6的照明裝置，其特征在于，所述照明裝置是發(fā)光轉(zhuǎn)換LED，其中所述磷光 體直接或間接與芯片接觸。
18.權(quán)利要求6的照明裝置，其特征在于，所述照明裝置是LED的陣列。
19.權(quán)利要求18的照明裝置，其特征在于，所述磷光體的至少之一設(shè)置在裝配于所述LED陣列之前的光學(xué)裝置上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型的α-Sialon-磷光體，其特征在于，其含金屬M2和Mn組合的摻雜劑。該M2特別是Eu和/或Yb。
文檔編號C09K11/77GK102124077SQ200980131845
公開日2011年7月13日 申請日期2009年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月18日
發(fā)明者弗蘭克·耶爾曼, 比安卡·波爾 申請人:奧斯蘭姆有限公司