鹵化氧碳(負(fù))氮化物磷光體及使用該材料的器件的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及鹵化氧碳(負(fù))氮化物磷光體及使用該材料的器件。本發(fā)明提供了一種紅色磷光體。本發(fā)明還提供了包含紅色磷光體的照明設(shè)備。
【專(zhuān)利說(shuō)明】鹵化氧碳(負(fù))氮化物磷光體及使用該材料的器件
[0001]本發(fā)明在美國(guó)能源部授予的編號(hào)為DE-EE0003245的政府資助下完成。美國(guó)政府可享有本發(fā)明的某些權(quán)利。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及紅色磷光體及其在照明應(yīng)用中的用途，特別是在發(fā)光二極管照明器件中的用途。
技術(shù)背景
[0003]磷光體轉(zhuǎn)換LED (pcLED)使用藍(lán)色LED芯片作為光源和一種或多種磷光體，以產(chǎn)生白光?；赑cLED技術(shù)的器件將成為固態(tài)照明應(yīng)用中一般用途的基礎(chǔ)器件。然而，為了達(dá)到固態(tài)照明市場(chǎng)的性能規(guī)格，仍需要顯著進(jìn)步。
[0004]pcLED器件使用藍(lán)色LED芯片產(chǎn)生的發(fā)射光譜激發(fā)其所包含的磷光體，從而從單個(gè)LED形成白光發(fā)射。藍(lán)色LED芯片產(chǎn)生的發(fā)射光譜激發(fā)所包含的磷光體,該磷光體再產(chǎn)生發(fā)射光譜，該發(fā)射光譜與藍(lán)色LED芯片的發(fā)射光譜合并，產(chǎn)生了白光。重要地，人們認(rèn)識(shí)到藍(lán)色LED芯片以及所包含的磷光體的顏色調(diào)節(jié)對(duì)pcLED器件的效果和優(yōu)化至關(guān)重要。因此，人們不斷需要開(kāi)發(fā)磷光體，以使PcLED器件產(chǎn)品具有增強(qiáng)的顏色調(diào)節(jié)能力。
[0005]另外，常規(guī)pcLED器件設(shè)計(jì)中使用的磷光體位于緊鄰藍(lán)色LED光源的位置。因此，在產(chǎn)生光的過(guò)程中，這些磷光體受到升高的溫度。高功率LED芯片具有的結(jié)溫通常為100-150°C。在這種升高的溫度下，磷光體的晶體處于高振動(dòng)激發(fā)態(tài)。當(dāng)處于這種高振動(dòng)激發(fā)態(tài)時(shí)，激發(fā)能可以通過(guò) 不發(fā)光馳豫產(chǎn)生額外的熱，而不是產(chǎn)生希望的來(lái)自磷光體的光發(fā)射。這種熱生成加劇了上述情況，導(dǎo)致惡性循環(huán)，使得現(xiàn)有pcLED器件無(wú)法達(dá)到固態(tài)照明市場(chǎng)行業(yè)規(guī)定的性能規(guī)格。因此，成功開(kāi)發(fā)一般照明的pcLED器件需要識(shí)別能夠在100-150°C溫度下高效運(yùn)行的磷光體。
[0006]由于pcLED器件中開(kāi)發(fā)的基于氮化物的磷光體在高溫下具有優(yōu)異的發(fā)光性能，人們提出將其用于PcLED器件。這種基于氮化物的磷光體的例子包括基于金屬氮化硅的磷光體。這些磷光體材料的基質(zhì)晶體主要由S1-N、A1-N化學(xué)鍵及其混合鍵作為基質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)的骨架構(gòu)成。盡管這些鍵是穩(wěn)定的，硅和碳之間的化學(xué)鍵(S1-C)具有較高的鍵能，因此具有較高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。另外，碳與許多金屬原子形成非常穩(wěn)定的化學(xué)鍵。
[0007]然而，在晶態(tài)磷光體材料中引入碳或碳化物之前被認(rèn)為對(duì)發(fā)光性能是不利的。各種金屬碳化物通常的深色體色可能會(huì)成為發(fā)射光的吸收源或猝滅源。另外，在使用碳或碳化物作為前體的特定磷光體制備中，所殘留的未反應(yīng)的殘余碳或碳化物會(huì)減小磷光體的發(fā)射強(qiáng)度。
[0008]碳(負(fù))氮化物(carbidonitride)磷光體可由基質(zhì)晶體中的碳、娃、鍺、氮、招、硼和其它金屬，以及一種或多種金屬摻雜劑作為發(fā)光激活體組成。近來(lái)該類(lèi)磷光體已成為能夠?qū)⒔黆V (nUV)或藍(lán)光轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)光譜范圍內(nèi)的其它光(例如藍(lán)光、綠光、黃光、橙光和紅光)的顏色轉(zhuǎn)換器。碳(負(fù))氮化物憐光體的基質(zhì)晶體由-N-S1-C-、-N-S1-N-和-C-S1-C-網(wǎng)絡(luò)組成，其中S1-C和S1-N強(qiáng)共價(jià)鍵作為所述結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)單元。通常，由S1-C鍵形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在整個(gè)可見(jiàn)光光譜區(qū)具有強(qiáng)吸收，因此以前認(rèn)為其不適合用作高效磷光體的基質(zhì)材料。
[0009]在某些碳(負(fù))氮化物磷光體中，所述碳能夠增強(qiáng)而不是猝滅磷光體的發(fā)光，特別是當(dāng)磷光體受到較高溫度(例如200-400°C )時(shí)。某些碳(負(fù))氮化硅磷光體的反射率在所需發(fā)光光譜波長(zhǎng)范圍內(nèi)隨碳量增加而增大。據(jù)報(bào)道，這些碳(負(fù))氮化物的磷光體具有優(yōu)異的發(fā)射熱穩(wěn)定性和高的發(fā)射效率。
[0010]Li等人的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)第2011/0279016號(hào)揭示了一類(lèi)設(shè)計(jì)用于pcLED器件的基于碳(負(fù))氮化物的磷光體。Li等人描述了符合化學(xué)計(jì)量比的碳(負(fù))氮化物磷光體和使用該材料的發(fā)光器件，其中，該類(lèi)基于碳(負(fù))氮化物的磷光體由下式表示:
[0011](I)；
[0012]Cai_x_zNazM(III)x-xy-zSI1^txytzN2-X-XyCxy:A(2);
[0013]M(II) Η』(I)zM(III)HSi1^xyUy:A(3)；
[0014]MaiUQzMaiDnSihw+Amw/ACU/AiA(4);以及_5] M(II) HzM(I)zM(III)~々卜柯真一作^具:A (4a)；
[0016]其中，0〈x〈l、0〈y〈l、0^ z〈l、0 ^ v〈l、0〈w〈l、(x+z)〈1、x> (xy+z)、且0<(x-xy-z)<l ；M(II)是至少一種二價(jià)陽(yáng)離子；M(I)是至少一種單價(jià)陽(yáng)離子；M(III)是至少一種三價(jià)陽(yáng)離子出是至少一種單價(jià)陰離子4是摻雜在晶體結(jié)構(gòu)中的發(fā)光激活體。
[0017]盡管如此，但仍然需要能使pcLED器件產(chǎn)品具有增強(qiáng)的顏色調(diào)節(jié)能力的磷光體。具體來(lái)說(shuō)，仍然需要另外的紅色磷光體，其提供的可調(diào)發(fā)射光譜的峰值波長(zhǎng)為600-660納米，優(yōu)選其在100-15(TC工作溫度下表現(xiàn)出高效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]本發(fā)明提供了一種紅色磷光體，其包含:式⑴表示的無(wú)機(jī)化合物
[0019]M(I)eM(II)fM(III)gSijNuCxOwHvIzA(I)
[0020]其中，M(I)是至少一種單價(jià)陽(yáng)離子；M(II)是至少一種二價(jià)陽(yáng)離子；M(III)是至少一種三價(jià)陽(yáng)離子是單價(jià)鹵素陰離子汸是至少一種發(fā)光激活體；0〈e ^0.5；0.5^f^l ；
0.5 ≤ g ≤ I ;1 ≤ j〈l.5 ；0<u<3 ；0<x ( 2 ；0<w ( 0.75 ；0<ν<1 ；0<(x+w)<3 ;x 關(guān) w 并且0〈z ^ 0.5。
[0021]本發(fā)明提供了一種紅色磷光體，其包含:式(2)表示的無(wú)機(jī)化合物
[0022]Lie (CaaSrb) ^lgSijNuCxOwHv: zA (2)
[0023]其中，A是至少一種發(fā)光激活體；0〈e≤0.5 ;0≤a≤I ;0≤b≤I ; (a+b) ( I ；0.5 ≤ f ≤ I ;0.5 ≤ g ≤ I ; I ≤ j ≤ 1.5 ；0<u<3 ；0<x ( 2 ；0<w ( 0.75 ；0< (x+w) <3 ；x ^ w ；0<v ( I 并且 0〈z ( 0.5。
[0024]本發(fā)明提供了一種紅色磷光體，其包含:式(2)表示的無(wú)機(jī)化合物
[0025]Lie (CaaSrb) ^lgSijNuCxOwHv: zEu2+ (2)
[0026]其中，0〈e≤ 0.5 ;0 ≤ a ≤ I ;0 ≤ b ≤ I ; (a+b)≤ I ； (1-e) ^ I ； (1-e)≤ g ≤ I ;I ^ j ^ (1+e) ；u={3-(4x/3)_z} ；0<x≤ 2 ；0.9*{(3z/2)-(v/2)}≤ w〈l.1*{(3z/2)-(v/2)}；0< (x+w)〈3 ;x 古 w ；0<v < I 并且 0〈z < 0.5。[0027]本發(fā)明提供了一種紅色磷光體，其包含:式(2)表示的無(wú)機(jī)化合物
[0028]Lie (CaaSrb) ≤lgSijNuCxOwHv: zEu2+ (2)
[0029]其中，0〈e≤ 0.5 ;0 ≤ a≤ I ;0≤b≤ I ； (a+b)≤ I ； (1-e) ≤ I ； (1-e)I ；I < j < (1+e) ;u={3-(4x/3)-z-(v/3)} ；0<x ( 2 ； {0.9*(3z/2)} ≤ w ≤ {1.l*(3z/2)}；0< (x+w)〈3 ;x 古 w ；0<v < I 并且 0〈z < 0.5。
[0030]本發(fā)明提供了一種紅色磷光體，其包含:式(2)表示的無(wú)機(jī)化合物[0031 ] Lie (CaaSrb) ≤lgSijNuCxOwHv: zEu2+ (2)
[0032]其中，0〈e≤ 0.5 ;0 ≤ a ≤ I ;0 ≤ b ≤ I ； (a+b) ( I ； (1-e) ≤ f ≤ I ；(1-e) (1+e) ;u= {3_ (4x/3) _z} ；0.9*{2_(v/4)} ≤ x ≤ 1.l*{2_(v/4)}；{0.9* (3z/2)} ≤ w ≤ {1.1* (3z/2)} ;0〈 (x+w) <3 ；x ≤ w ；0<v ≤ I 并且 0〈z < 0.5。
[0033]本發(fā)明提供了一種紅色磷光體，其包含:式(2)表示的無(wú)機(jī)化合物
[0034]Lie (CaaSrb) ≤lgSijNuCxOwHv: zEu2+ (2)
[0035]其中，0〈e≤ 0.5 ;0 ≤ a≤ I ；0 ≤ b ≤ I ； (a+b) ( I ；{l-(2e)} ≤ f ≤ I ；g=l ；j=l ；u={3-(4x/3)-z} ;0〈x < 2 ;{0.9*(3z/2)- (v/2)} ≤ w ≤ {1.1*(3z/2)- (v/2)} ；0<(x+w)<3 ；X 古 w ；0<v < I 并且 0〈z < 0.5。
[0036]本發(fā)明提供了一種用于發(fā)射白光的照明設(shè)備，其包括:光源，其中所述光源產(chǎn)生具有源發(fā)光光譜的光；以及，第一源發(fā)光光譜改性劑，其中所述第一源發(fā)光光譜改性劑是根據(jù)本發(fā)明的紅色磷光體；其中所述紅色磷光體與光源輻射相連。
[0037]附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明
[0038]圖1是顯示比較材料的激發(fā)光譜和所得發(fā)射光譜的圖。
[0039]圖2是顯示一種本發(fā)明紅色磷光體的激發(fā)光譜和所得發(fā)射光譜的圖。
[0040]圖3是顯示一種本發(fā)明紅色磷光體的激發(fā)光譜和所得發(fā)射光譜的圖。
[0041]圖4顯示一種本發(fā)明紅色磷光體的X射線衍射圖。
[0042]圖5是顯示幾種本發(fā)明紅色磷光體的反射光譜的圖。
[0043]圖6是顯示兩種本發(fā)明紅色磷光體的反射光譜的圖。
[0044]圖7是顯示幾種本發(fā)明紅色磷光體表現(xiàn)出的熱猝滅行為的圖。
[0045]圖8是顯示兩種本發(fā)明紅色磷光體表現(xiàn)出的熱猝滅行為的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046]優(yōu)選地，本發(fā)明的紅色磷光體包含:式(I)表示的無(wú)機(jī)化合物
[0047]M(I)eM(II)fM(III)gSijNuCxOwHvIzA(I)
[0048]其中，M(I)是至少一種單價(jià)陽(yáng)離子(優(yōu)選地，其中M(I)是至少一種選自下組的單價(jià)陽(yáng)離子:L1、Na、K、Rb、Cu、Ag和Au ;更優(yōu)選地,其中M(I)是至少一種選自下組的單價(jià)陽(yáng)離子:L1、Na和K;最優(yōu)選地，其中M(I)是Li);其中M (II)是至少一種二價(jià)陽(yáng)離子(優(yōu)選地，其中M (II)是至少一種選自下組的二價(jià)陽(yáng)離子:Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Cu、Co、N1、Pd、Zn和Cd ;更優(yōu)選地，其中M (II)是至少一種選自下組的二價(jià)陽(yáng)離子:Mg、Ca和Sr ；最優(yōu)選地，其中M (II)是至少一種選自下組的二價(jià)陽(yáng)離子:Ca和Sr);其中M(III)是至少一種三價(jià)陽(yáng)離子(優(yōu)選地，其中M(III)是至少一種選自下組的三價(jià)陽(yáng)離子:B、Al、Ga、In、Sc和Y ;更優(yōu)選地，其中M(III)是至少一種選自下組的三價(jià)陽(yáng)離子:A1、Ga和B ;最優(yōu)選地，其中M(III)是Al);其中A是至少一種發(fā)光激活體(優(yōu)選地，其中A是至少一種選自下組金屬離子的發(fā)光激活體:Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Mn、Bi和Sb ;更優(yōu)選地，其中A是至少一種選自下組金屬離子的發(fā)光激活體:Eu2+、Ce3+、Tb3+、Yb2+和Mn2+ ;最優(yōu)選地，其中A包含Eu2+);其中0〈e≤0.5 (優(yōu)選地，其中0〈e ( 0.1 ;更優(yōu)選0<e^0.075 ;最優(yōu)選0〈e≤0.05);其中0.5≤f≤I (優(yōu)選地，其中0.5≤f≤0.98 ;更優(yōu)選0.75 ^ f ^ 0.95 ;最優(yōu)選 0.75<f ^ 0.9);其中 0.5 ≤ g ≤ I (優(yōu)選地，其中 0.5〈g ^ 0.98 ；更優(yōu)選0.75 ^ g ^ 0.95 ;最優(yōu)選0.8≤g≤0.91);其中I≤j≤1.5 (優(yōu)選地，其中
I^ j ^ 1.2 ;更優(yōu)選j=l);其中0〈u〈3(優(yōu)選地，其中I ( u〈3 ;更優(yōu)選，其中I < u < 2.8 ;最優(yōu)選，其中1.5 < u < 2.5);其中0〈x < 2 (優(yōu)選地，其中0.05<x ( 1.75 ;更優(yōu)選，其中0.1≤X≤1.5 ;最優(yōu)選，其中0.2≤X≤0.7);其中0〈w≤0.75 (優(yōu)選地，其中0〈w ^ 0.3 ；更優(yōu)選，其中0.001 ^ w ^ 0.075 ;最優(yōu)選，其中0.0OKw ( 0.05);其中0< (x+w) <3 ;其中X關(guān)w;其中0〈v≤1(優(yōu)選地，其中0〈v≤0.5 ;更優(yōu)選0〈v≤0.1 ;最優(yōu)選0〈v≤0.05);并且其中0〈z ( 0.5 (優(yōu)選地，其中0〈z ^ 0.2;更優(yōu)選，其中0.0OKz ^0.05;最優(yōu)選，其中0.0OKz ( 0.01)。
[0049]優(yōu)選地，在式(I)表示的無(wú)機(jī)化合物中，相對(duì)于以摩爾計(jì)的M(II)和M(I)含量的總和，A摻雜在基質(zhì)晶格中的量等于0.0001-50% (更優(yōu)選為0.001-20% ;更優(yōu)選為0.1-5% ；最優(yōu)選為0.1-1%)。不希望受到理論的限制，發(fā)明人認(rèn)為，式(I)表示的無(wú)機(jī)化合物以正交Cmc21晶系結(jié)晶。而且，發(fā)光激活體A可位于基質(zhì)晶格中取代(例如代替M(II)陽(yáng)離子或M(II)陽(yáng)離子)和間隙位點(diǎn)中的至少一個(gè)。
[0050]本發(fā)明的紅色磷光體優(yōu)選在受到較高輻射能激發(fā)時(shí)具有400-800納米波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光發(fā)射。更優(yōu)選本發(fā)明的紅色磷光體在受到200-550納米波長(zhǎng)的光能激發(fā)時(shí)具有550-750納米波長(zhǎng)范圍內(nèi)的發(fā)射帶。優(yōu)選該紅色磷光體在受到來(lái)自這樣一種光源激發(fā)時(shí)具有峰發(fā)射波長(zhǎng)P λ憐光體為600-660納米(更優(yōu)選為620-650納米；更優(yōu)選為625-650納米；最優(yōu)選為625-640納米)的發(fā)射光譜，所述光源具有峰源波長(zhǎng)P λ源、為200-600納米(優(yōu)選為200-550納米；更優(yōu)選為350-490納米；最優(yōu)選其中P λ源為453納米)的發(fā)射光譜。
[0051]優(yōu)選地，由式(I)表示的無(wú)機(jī)化合物用式(2)表示
[0052]Lie (CaaSrb) ^lgSijNuCxOwHv: zA (2)
[0053]其中，A是至少一種發(fā)光激活體(優(yōu)選地，其中A是至少一種選自下組金屬離子的發(fā)光激活體:Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Mn、Bi 和 Sb ;更優(yōu)選地，其中A是至少一種選自下組金屬離子的發(fā)光激活體:Eu2+、Ce3+、Tb3+、Yb2+和Mn2+ ;最優(yōu)選地，其中A是Eu2+);其中0〈e≤0.5 (優(yōu)選地，其中0〈e ^ 0.1;更優(yōu)選0〈e ( 0.075;最優(yōu)選0〈e < 0.05);其中O < a < 1(優(yōu)選地，其中0.01 < a < 0.5;更優(yōu)選地，其中0.1≤a≤0.3);其中OSbS I (優(yōu)選地，其中0.5≤b≤0.99;更優(yōu)選地，其中0.7≤b≤0.9);其中(a+b)≤I; 0.5≤f≤I (優(yōu)選地，其中0.5≤f≤0.98;更優(yōu)選0.75 ^ f ^ 0.95;最優(yōu)選 0.75<f ≤ 0.9);其中 0.5 ≤ g ≤ I (優(yōu)選地，其中 0.5〈g ^ 0.98;更優(yōu)選0.75≤g≤0.95;最優(yōu)選0.8≤g≤0.91);其中I≤j≤1.5(優(yōu)選地，其中
1.2;更優(yōu)選j=l);其中0〈u〈3 (優(yōu)選地，其中I < u〈3;更優(yōu)選地，其中I < u < 2.8;最優(yōu)選地，其中1.5 SuS 2.5);其中0〈x < 2(優(yōu)選地，其中0.05〈x < 1.75;更優(yōu)選地，其中0.X < 1.5;最優(yōu)選地，其中0.2 < X < 0.7);其中0〈w ( 0.75 (優(yōu)選地，其中0〈w < 0.3;更優(yōu)選地，其中0.0Ol ^ w ^ 0.075;最優(yōu)選地，其中0.0OKw ^ 0.05);其中0〈(x+w)〈3;其中X關(guān)w;其中0〈v≤I (優(yōu)選地，其中0〈v ^ 0.5;更優(yōu)選0〈v ^ 0.1;最優(yōu)選0〈v ( 0.05);并且其中0〈z ( 0.5(優(yōu)選地，其中0〈z ( 0.2;更優(yōu)選地，其中0.0OKz ^ 0.05;最優(yōu)選地，其中 0.0OKz ( 0.01)。
[0054]優(yōu)選地，在式⑵表示的無(wú)機(jī)化合物中，相對(duì)于以摩爾計(jì)的Ca、Sr和Li含量，A摻雜在基質(zhì)晶格中的量等于0.0001-50% (更優(yōu)選為0.001-20% ;更優(yōu)選為0.1-5% ;最優(yōu)選為0.1-1%)。不希望受到理論的限制，發(fā)明人認(rèn)為，式(I)表示的無(wú)機(jī)化合物以正交Cmc21晶系結(jié)晶。而且，發(fā)光激活體A可位于基質(zhì)晶格中取代(例如代替Ca、Sr和Li陽(yáng)離子)和間隙位點(diǎn)中的至少一個(gè)。
[0055]優(yōu)選地，由式⑴表示的無(wú)機(jī)化合物用式(2)表示
[0056]Lie (CaaSrb) ^lgSijNuCxOwHv: zA (2)
[0057]其中0〈e≤0.5(優(yōu)選地，其中0〈e≤0.1;更優(yōu)選0〈e ( 0.075;最優(yōu)選0〈e≤0.05);其中O≤a≤I (優(yōu)選地，其中0.01≤a≤0.5;更優(yōu)選地，其中0.1≤a≤0.3);其中O≤b≤I (優(yōu)選地，其中0.5≤b≤0.99;更優(yōu)選地，其中0.7≤b≤0.9);其中(a+b)≤I;其中(Ι-e)≤f≤I;其中(Ι-e)≤g≤I;其中
I^ j ^ (1+e);其中 u={3-(4x/3)-z};其中 0〈x ≤ 2 (優(yōu)選地，其中 0.05〈x ≤ 1.75;更優(yōu)選地，其中0.KxS 1.5;最優(yōu)選地，其中0.2≤X≤0.7);其中0.9*{(3ζ/2)-(ν/2)}≤w≤ 1.1*{(3ζ/2)-(ν/2)}(優(yōu)選地，其中 0.95*{(3z/2)-(v/2)}1.05*{(3z/2)-(v/2)};更優(yōu)選地，其中 0.99* {(3z/2)_ (v/2)} ^ w ^ 1.01* {(3z/2) - (v/2)};最優(yōu)選地，其中W={(3z/2)-(v/2)});其中0〈w ( 0.75(優(yōu)選地，其中0<w ( 0.3;更優(yōu)選地，其中0.001 ^ W ^ 0.075;最優(yōu)選地，其中 0.0OKw ≤ 0.05);其中 0< (x+w) <3;其中 x 關(guān) w;其中0〈v< 1(優(yōu)選地，其中0〈v< 0.5;更優(yōu)選0〈v<0.1;最優(yōu)選0〈v < 0.05);并且其中0〈z < 0.5 (優(yōu)選地，其中0〈z < 0.2;更優(yōu)選地，其中0.0OKz ^0.05;最優(yōu)選地，其中0.0OKz ( 0.01)。
[0058]優(yōu)選地，由式⑴表示的無(wú)機(jī)化合物用式(2)表示
[0059]Lie (CaaSrb) ^lgSijNuCxOwHv: zA (2)
[0060]其中0〈e≤0.5 (優(yōu)選地，其中0〈e≤0.1 ;更優(yōu)選0〈e ( 0.075 ；最優(yōu)選0〈e≤0.05);其中O≤a≤I (優(yōu)選地，其中0.01≤a≤0.5 ;更優(yōu)選地，其中0.1≤a≤0.3);其中O≤b≤I (優(yōu)選地，其中0.5≤b≤0.99 ;更優(yōu)選地，其中0.7≤b≤0.9);其中(a+b)≤I ;其中(Ι-e)≤f≤I ;其中(Ι-e)≤g≤I ;其中I≤j≤(1+e)；其中u={3-(4x/3)-z-(v/3)};其中0〈x≤2(優(yōu)選地，其中0.05< X ^ 1.75 ;更優(yōu)選地，其中0.1≤X≤1.5 ;最優(yōu)選地，其中0.2≤X≤0.7);其中{0.9*(3ζ/2)}≤ w ≤{1.1*(3ζ/2)}(優(yōu)選地，其中{0.95* (3ζ/2)}≤ w ≤{1.05* (3z/2)}；更優(yōu)選地，其中{0.99*(3z/2)}≤w≤{1.01*(3z/2)};最優(yōu)選地，其中w=(3z/2));其中0〈(x+w)〈3 ;其中X古w ;其中0〈v < I (優(yōu)選地，其中0〈v < 0.5 ;更優(yōu)選0〈v ^ 0.1 ；最優(yōu)選0〈v≤0.05);并且其中0〈z≤0.5(優(yōu)選地，其中0〈z≤0.2;更優(yōu)選地，其中
0.0OKz≤0.05 ;最優(yōu)選地，其中0.0OKz≤0.01)。
[0061]優(yōu)選地，由式(I)表示的無(wú)機(jī)化合物用式(2)表示
[0062]Lie (CaaSrb) ^lgSijNuCxOwHv: zA (2)[0063]其中0〈e≤0.5 (優(yōu)選地，其中0〈e≤0.1 ;更優(yōu)選0〈e ( 0.075 ；最優(yōu)選0〈e≤0.05);其中O≤a≤I (優(yōu)選地，其中0.01≤a≤0.5 ;更優(yōu)選地，其中0.1≤a≤0.3);其中O≤b≤I (優(yōu)選地，其中0.5≤b≤0.99 ;更優(yōu)選地，其中0.7≤b≤0.9);其中(a+b)≤I ;其中(Ι-e)≤f≤I ;其中(Ι-e)≤g≤I ;其中 I < j < (1+e)；其中 u={3-(4x/3)-z};其中 0.9*{2_(v/4)} ≤x ≤1.1*{2_(ν/4)}(優(yōu)選地，其中 0.95*{2-(v/4)} ≤X ≤1.05*{2-(v/4)};更優(yōu)選地，其中
0.99*{2-(v/4)} ≤X ≤1.01*{2-(ν/4)};最優(yōu)選地，其中 χ={2-(ν/4)})；其中{0.9*(3ζ/2)}≤ w ≤{1.1*(3ζ/2)}(優(yōu)選地，其中{0.95* (3ζ/2)}≤ w ≤{1.05* (3z/2)}；更優(yōu)選地，其中{0.99*(3z/2)} ? {1.01*(3z/2)};最優(yōu)選地，其中w=(3z/2));其中
O< (x+w)〈3 ;其中X古w;其中0〈v < I (優(yōu)選地，其中0〈v < 0.5 ;更優(yōu)選0〈v ≤0.1 ；最優(yōu)選0〈v ( 0.05);并且其中0〈z ( 0.5(優(yōu)選地，其中0〈z ≤0.2 ;更優(yōu)選地，其中
0.0OKz≤0.05 ;最優(yōu)選地，其中0.0OKz≤0.01)。
[0064]優(yōu)選地，由式⑴表示的無(wú)機(jī)化合物用式(2)表示
[0065]Lie (CaaSrb) ^lgSijNuCxOwHv: zA (2)
[0066]其中0〈e≤0.5 (優(yōu)選地，其中0〈e≤0.1 ;更優(yōu)選0〈e ( 0.075 ；最優(yōu)選0〈e≤0.05);其中O≤a≤I (優(yōu)選地，其中0.01≤a≤0.5 ;更優(yōu)選地，其中0.1≤a≤0.3);其中O≤b≤I (優(yōu)選地，其中0.5≤b≤0.99 ;更優(yōu)選地，其中0.7≤b≤0.9);其中(a+b)≤I ;其中{l-(2e)}≤f≤I ;其中g(shù)=l ;其中j=l ;其中u={3-(4x/3)-z};其中0〈x≤2(優(yōu)選地，其中0.05〈x ( 1.75 ;更優(yōu)選地，其中
0.1 ≤X ≤1.5 ;最優(yōu)選地，其中 0.2 ≤ X ≤ 0.7);其中 0.9* {(3z/2) - (v/2)} ≤w ≤1.1* {(3z/2) - (v/2)}(優(yōu)選地，其中 0.95* {(3z/2) - (v/2)} < w < 1.05* {(3z/2) - (v/2)}；更優(yōu)選地，其中 0.99*{(3z/2)-(v/2)} ≤w ≤1.01* {(3z/2) - (v/2)};最優(yōu)選地，其中w={ (3z/2) - (v/2)});其中 0< (x+w)〈3 ;其中 x ≤w ;其中 0〈v ≤I (優(yōu)選地,其中 0〈v ≤0.5 ；更優(yōu)選0〈v ( 0.1 ;最優(yōu)選0〈v ( 0.05);并且其中0〈z ≤0.5(優(yōu)選地，其中0〈z≤0.2 ;更優(yōu)選地，其中0.0OKz ( 0.05 ;最優(yōu)選地，其中0.0OKz ( 0.01)。
[0067]本發(fā)明的紅色磷光體可包含雜質(zhì)。優(yōu)選地，本發(fā)明的紅色磷光體包含:大于或等于80重量％ (更優(yōu)選80-100重量％ ;更優(yōu)選90-100重量％ ;更優(yōu)選95-100重量％ ;最優(yōu)選99-100重量％)的式(I)表示的無(wú)機(jī)化合物。更優(yōu)選地，本發(fā)明的紅色磷光體包含:大于或等于80重量％ (更優(yōu)選80-100重量％ ;更優(yōu)選90-100重量％ ;更優(yōu)選95-100重量％ ;最優(yōu)選99-100重量％)的式(I)表不的無(wú)機(jī)化合物；其中式(I)表不的無(wú)機(jī)化合物用式(2)表示。
[0068]優(yōu)選地,本發(fā)明的紅色磷光體包含:式(I)表不的無(wú)機(jī)化合物(優(yōu)選用式(2)表示)，其中該化合物具有式(I)規(guī)定的原子比(優(yōu)選具有式(2)規(guī)定的原子比)，該比值可以符合化學(xué)計(jì)量比或者不符合化學(xué)計(jì)量比例。式(I)表示的無(wú)機(jī)化合物(優(yōu)選為式(2)表示的化合物)可以以至少兩種不同的晶相形式存在。優(yōu)選地，式(I)表示的無(wú)機(jī)化合物(優(yōu)選為式(2)表不的無(wú)機(jī)化合物)以一種基本上純的晶相(更優(yōu)選> 98%的特定晶相；最優(yōu)選>99%的特定晶相)形式存在。
[0069]優(yōu)選地，本發(fā)明的紅色磷光體在25_150°C的溫度下能保持≤70% (更優(yōu)選≤85% ；最優(yōu)選>90%)的其相對(duì)發(fā)射強(qiáng)度。更優(yōu)選的，本發(fā)明的紅色磷光體在25-200°C的溫度下能保持> 70% (更優(yōu)選> 85% ;最優(yōu)選> 90%)的其相對(duì)發(fā)射強(qiáng)度。最優(yōu)選的，本發(fā)明的紅色磷光體在25-250°C的溫度下能保持> 70% (更優(yōu)選> 85% ;最優(yōu)選> 90%)的其相對(duì)發(fā)射強(qiáng)度。
[0070]優(yōu)選地，本發(fā)明的紅色磷光體的中值粒徑為2-50微米(更優(yōu)選4-30微米；最優(yōu)選5-20微米)。
[0071]本發(fā)明的紅色磷光體任選地還包含施加到所述無(wú)機(jī)化合物表面的表面處理劑。優(yōu)選地，所述表面處理劑能提供增強(qiáng)的穩(wěn)定性和增強(qiáng)的可加工性中的至少一項(xiàng)。所述表面處理劑能通過(guò)使式(I)(優(yōu)選式(2))表示的無(wú)機(jī)化合物具有例如改善的耐濕性，從而為該無(wú)機(jī)化合物提供增強(qiáng)的穩(wěn)定性。所述表面處理劑能通過(guò)增強(qiáng)式(I)(優(yōu)選式(2))表示的無(wú)機(jī)化合物在給定液體載體中的可分散性，從而為該無(wú)機(jī)化合物提供增強(qiáng)的可加工性。表面處理劑包括例如:聚合物(如丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂、聚碳酸酯、聚酰胺、聚乙烯和聚有機(jī)硅氧烷)；金屬氧化物(如氧化鎂、氧化鋁、二氧化硅、氧化鈦、氧化鋯、氧化錫、氧化鍺、氧化鈮、氧化鉭、氧化釩、氧化硼、氧化銻、氧化鋅、氧化釔、氧化鉍)；金屬氮化物(如氮化硅、氮化鋁)；正磷酸鹽(如磷酸鈣、磷酸鋇、磷酸鍶)；多磷酸鹽；堿金屬磷酸鹽和堿土金屬磷酸鹽與鈣鹽的組合(如磷酸鈉與硝酸鈣)；以及玻璃材料(如硼硅酸鹽、磷硅酸鹽、堿金屬硅酸鹽)。
[0072]任選地，將本發(fā)明的紅色磷光體分散在液體載體中，以形成本發(fā)明的磷光體組合物。優(yōu)選地，本發(fā)明的磷光體組合物包含式(I)表示的無(wú)機(jī)化合物和液體載體，其中所述無(wú)機(jī)化合物分散在所述液體載 體中。更優(yōu)選地，本發(fā)明的磷光體組合物包含式(2)表示的無(wú)機(jī)化合物和液體載體，其中所述無(wú)機(jī)化合物分散在所述液體載體中。優(yōu)選地，用液體載體配制本發(fā)明的磷光體組合物，以促進(jìn)以下至少一項(xiàng):式(I)(優(yōu)選式(2))表示的無(wú)機(jī)化合物的儲(chǔ)存，和照明設(shè)備(優(yōu)選PcLED器件)的制造。選擇的液體載體可以是一種短效物質(zhì)(例如在加工過(guò)程中會(huì)蒸發(fā))。選擇的液體載體可以是一種變化性物質(zhì)(例如將由可流動(dòng)液體反應(yīng)形成不可流動(dòng)的材料)。
[0073]適合于用作液體載體的短效物質(zhì)包括例如:非極性溶劑(如戊烷、環(huán)戊烷、己烷、環(huán)己烷、苯、甲苯、1，4- 二噁烷、氯仿、乙醚)和極性非質(zhì)子溶劑(如二氯甲烷、四氫呋喃、乙酸乙
酯、丙酮、二甲基甲酰胺、乙腈、二甲亞砜、碳酸丙二酯)。
[0074]適合于用作液體載體的變化性液體載體包括例如:在接觸熱能和光能中的至少一種時(shí)會(huì)發(fā)生固化的熱塑性樹(shù)脂和熱固性樹(shù)脂。例如變化性液體介質(zhì)包括:丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂(如(烷基)丙烯酸酯，例如聚(甲基)丙烯酸甲酯)、苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚碳酸酯、聚酯、苯氧基樹(shù)脂、丁縮醛樹(shù)脂、聚乙烯醇、纖維素樹(shù)脂(如乙基纖維素、乙酸纖維素、和乙酸丁酸纖維素)、環(huán)氧樹(shù)脂、酚樹(shù)脂和硅酮樹(shù)脂(如聚有機(jī)硅氧烷)。
[0075]本發(fā)明的磷光體組合物任選地還包含添加劑。優(yōu)選的添加劑包括分散劑。優(yōu)選地，所述分散劑能促進(jìn)磷光體組合物的形成和穩(wěn)定化。優(yōu)選的分散劑包括例如:氧化鈦、氧化招、鈦酸鋇和氧化娃。
[0076]本發(fā)明的磷光體組合物優(yōu)選通過(guò)使用經(jīng)過(guò)選擇以提供磷光體組合物中所含元素的源材料的組合來(lái)制備。一些優(yōu)選的原材料源如表1中所示。這些原材料組分中的一些組分優(yōu)選以單一原材料化合物的形式一起提供。例如，優(yōu)選以單一氮化硅提供Si組分和N組分。
[0077]源材料的組合任選地包含助熔劑(flux)。若使用助熔劑的話，對(duì)所用的助溶劑沒(méi)有特別的限制。優(yōu)選的助熔劑包括含鹵化物材料，例如LiCl、LiF、NaCl、NaF、KC1、KF、CsCl、CsF、CaCl2、CaF2、BaCl2' BaF2、SrCl2, SrF2, AlCl3, AlF3, NH4Cl、B2O3' H3BO3' NH4F^Na2B4O7,Na3AlF6' Li20、Na2O 和 Li3N0
[0078]表1
[0079]
【權(quán)利要求】
1.一種紅色磷光體，其包含: 式(I)表不的無(wú)機(jī)化合物
M(I)eM(II)fM(III)gSijNuCxOwHvIzA(I) 其中，M(I)是至少一種單價(jià)陽(yáng)離子；M(II)是至少一種二價(jià)陽(yáng)離子；M(III)是至少一種三價(jià)陽(yáng)離子是單價(jià)鹵素陰離子；A是至少一種發(fā)光激活體；0〈e ≤ 0.5 ；0.5 ≤ f ≤ I ；0.5 ≤ g ≤ I ;1 ≤ j〈l.5 ；0<u<3 ；0<x ≤2 ；0<w ≤0.75 ；0<ν<1 ；0<(x+w)<3 ;x 關(guān) w 并且0〈z ≤ 0.5。
2.如權(quán)利要求1所述的紅色磷光體，其特征在于，所述無(wú)機(jī)化合物用式(2)表示:
Lie (CaaSrb) AlgSijNuCxOwHv: zA (2) 其中，A是至少一種發(fā)光激活體；0〈e≤0.5 ;0≤a≤I ;0≤b≤I ； (a+b) ≤I ；0.5 ≤ f ≤ I ;0.5 ≤ g ≤ I ; I ≤ j ≤ 1.5 ；0<u<3 ；0<x ≤ 2 ；0<w ≤ 0.75 ；0< (x+w) <3 ；x ≤ w ；0<v ≤ I 并且 0〈z ≤ 0.5。
3.如權(quán)利要求2所述的紅色磷光體，其特征在于，A是Eu2+。
4.如權(quán)利要求3所述的紅色磷光體，其特征在于，(1-e)≤f≤l；(l-e) ≤ I ；I ≤ j ≤ (1+e) ；u={3-(4x/3)-h};并且 0.9* {(3z/2) - (v/2)}≤ w ≤ 1.1* {(3z/2) - (v/2)}。
5.如權(quán)利要求3所述的紅色磷光體，其特征在于，{l-(2e)}< f < I ;g=l ;j=l ;u={3-(4x/3)-z}并且{0.9*(3z/2)-(v/2)} ≤ w ≤ {1.1* (3z/2) - (v/2)}。
6.如權(quán)利要求1所述的紅色磷光體，其特征在于，所述紅色磷光體在受到來(lái)自滿(mǎn)足以下條件的光源激發(fā)時(shí)具有峰值波長(zhǎng)P λ獻(xiàn)體為600-660納米的發(fā)射光譜，所述光源具有峰值波長(zhǎng)PX源為200-600納米的發(fā)射光譜。
7.如權(quán)利要求1所述的紅色磷光體，該紅色磷光體還包含表面處理劑；其中所述表面處理劑施加在所述無(wú)機(jī)化合物的表面上。
8.一種磷光體組合物，其包含:如權(quán)利要求1所述的紅色磷光體；以及液體載體；其中所述紅色磷光體分散在所述液體載體中。
9.一種發(fā)射白光的照明設(shè)備，其包括: 光源，其中所述光源產(chǎn)生具有源發(fā)光光譜的光；以及 第一源發(fā)光光譜改性劑，其中所述第一源發(fā)光光譜改性劑是如權(quán)利要求1所述的紅色磷光體； 其中所述紅色磷光體與所述光源輻射相連。
10.如權(quán)利要求9所述的照明設(shè)備，其特征在于，所述源發(fā)光光譜的峰值波長(zhǎng)Ρλ源為200-600納米；并且，所述紅色磷光體在受到光源產(chǎn)生的光激發(fā)之后，產(chǎn)生峰值波長(zhǎng)P λ憐光體為600-660納米的發(fā)射光譜。
【文檔編號(hào)】C09K11/65GK103666467SQ201310390977
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月31日
【發(fā)明者】李遠(yuǎn)強(qiáng), M·D·羅曼內(nèi)里, 田永馳 申請(qǐng)人:渲染材料公司