專利名稱：基于碳氮化硅的磷光體及使用該材料的照明器件的制作方法
基于碳氮化硅的磷光體及使用該材料的照明器件 發(fā)明人:李遠(yuǎn)強(qiáng)，M.D.羅曼內(nèi)里，田永馳_2] 優(yōu)先權(quán)要求 本申請要求2010年9月10日提交的美國臨時(shí)申請第61/381，862號和2011年2月11日提交的美國臨時(shí)申請第61/441，977號的優(yōu)先權(quán)，所述專利申請通過引用全文納入本文。
_4] 關(guān)于參考文獻(xiàn)的聲明本文引用的所有專利、公開文本和非專利參考文獻(xiàn)均視為通過引用全文納入本文。政府基金本發(fā)明在美國能源部授予的編號為DE-EE0003245的政府資助下完成。美國政府可享有本發(fā)明的某些權(quán)利。
背景技術(shù)：
近年來，人們致力于研發(fā)LED芯片和用于磷光體轉(zhuǎn)換LED (pcLED)的磷光體，結(jié)果證明了高效的高功率LED和高效的磷光體。然而，在pcLED中運(yùn)行的磷光體的一個(gè)獨(dú)特方面為磷光體非常靠近LED芯片，且LED在高溫下運(yùn)行。高功率LED的通常結(jié)溫度為100-150°C。在這些溫度下，磷光體的晶體處于高振動(dòng)激發(fā)態(tài)，導(dǎo)致激發(fā)能被導(dǎo)向通過晶格馳豫以熱輻射形式釋放，而不是產(chǎn)生希望的光發(fā)射。另外，這些晶格馳豫產(chǎn)生了振動(dòng)激發(fā)加熱，并從而進(jìn)一步降低了發(fā)光發(fā)射效率。這是一種惡性循環(huán)，阻礙了現(xiàn)有磷光體材料的成功應(yīng)用。用于一般照明應(yīng)用的pcLED燈需要高光能通量(例如，高于lW/mm2)，其將導(dǎo)致在磷光體晶體內(nèi)部由斯托克斯位移產(chǎn)生的額外加熱。因此，用于一般照明的PcLED燈的成功發(fā)展需要能在100-150°C的溫度下高效率運(yùn)行的磷光體。風(fēng)險(xiǎn)在于，同時(shí)在室溫下實(shí)現(xiàn)90%量子產(chǎn)率和在100-150°C下具有高的熱穩(wěn)定性是十分困難的。磷光體發(fā)光的熱穩(wěn)定性是磷光體的固有性質(zhì),其由晶體材料的組成和結(jié)構(gòu)決定。由于氮化物磷光體和氧氮化物磷光體在上述高溫范圍下具有優(yōu)異的發(fā)光性能，人們已將其用于pcLED。突出的例子包括基于金屬氮化硅的磷光體和基于氧氮化硅鋁的磷光體。這些磷光體材料的基質(zhì)晶體主要由S1-N、Al_N、S1-0和Al-O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)的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)于上述鍵。另外，碳與許多金屬原子形成非常穩(wěn)定的化學(xué)鍵。然而，在晶態(tài)磷光體材料中引入碳或碳化物被認(rèn)為對發(fā)光性能是不利的。各種金屬碳化物通常的黑色體色可能會(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磷光體制備中，所殘留的未反應(yīng)的殘余碳或碳化物會(huì)妨害磷光體的發(fā)射強(qiáng)度。碳氮化物磷光體可由基質(zhì)晶體中的碳、硅、鍺、氮、鋁、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。近來該類磷光體已成為能夠?qū)⒔黆V (nUV)或藍(lán)光轉(zhuǎn)換成可見光譜范圍內(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。碳氮化物磷光體的基質(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。目前我們發(fā)現(xiàn)，在本發(fā)明中，在某些碳氮化物磷光體組合物中，實(shí)際上碳可增強(qiáng)而非猝滅磷光體的發(fā)光，尤其是在相對高的溫度下(例如200-400°C)。本發(fā)明證實(shí)，在某些優(yōu)選的范圍內(nèi)隨著碳量的增加，某些碳氮化硅磷光體的反射率在所需發(fā)射光譜的波長范圍內(nèi)增加。這些碳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。

發(fā)明內(nèi)容
在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及一類新穎的碳氮化硅磷光體，該磷光體可表示為下式:(I) Sr2Si5N8_[(4X/3)+z]Cx03z/2: A式中，0〈1<5、0<2<3并且[(知/3)+2]〈8。4包括摻雜在基質(zhì)晶格中的發(fā)光激活體，相對于Sr的摩爾量，其濃度水平約為0.0001-50摩爾％，優(yōu)選約為0.001-20摩爾％。A可包括至少一種選自下組的金屬離子:Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Mn、B1、Sb，或其組合；優(yōu)選 Eu2+、Ce3+、Tb3+、Yb2+ 和 Mn2+，或其組合。在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及包含上述式(I)的碳氮化硅磷光體的組合物。在某些實(shí)施方式中，所述組合物還包含一種或多種其它磷光體。在某些實(shí)施方式中，所述磷光體包括斜方晶系或單斜晶系的晶體。在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及一類新穎的碳氮化硅磷光體，該磷光體可表示為下式:(2) M (I I) 2S i 5N8_ t (4x/3) +z] CxO3z72: A
式中，0〈x彡5、0彡z彡3并且[(4x/3)+z]〈8。M(II)包括至少一種二價(jià)陽離子，所述二價(jià)陽離子可選自但不限于下組:Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Cu、Co、N1、Pd、Zn、Cd和其它二價(jià)過渡金屬離子，或其組合；優(yōu)選選自下組:Ca、Sr、Ba和其它堿土金屬離子，或其組合。在一些實(shí)施方式中，M(II)包括兩種或更多種二價(jià)陽離子。A包括摻雜在基質(zhì)晶格中的發(fā)光激活體，相對于M(II)的摩爾量，其濃度水平約為0.0001-50摩爾％，優(yōu)選約為0.001-20摩爾% ο A可包括至少一種選自下組的金屬離子:Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Mn、B1、Sb，或其組合；優(yōu)選 Eu2+、Ce3+、Tb3+、Yb2+ 和 Mn2+，或其組合。在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及包含上述式(2)的碳氮化硅磷光體的組合物。在某些實(shí)施方式中，所述組合物包含一種或多種其它磷光體。在某些實(shí)施方式中，所述磷光體包括斜方晶系或單斜晶系的晶體。在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及一類新穎的碳氮化硅磷光體，該磷光體可表示為下式:(3)M(II)2_wM(I)2wSi5N8_[(4x/3)+z]Cx03z/2:A式中，0〈x彡5、0彡w彡0.6、0彡z彡3并且[(4χ/3)+ζ]〈8。M(II)包括至少一種二價(jià)陽離子，所述二價(jià)陽離子可選自但不限于下組:Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Cu、Co、N1、Pd、Zn、Cd和其它二價(jià)過渡金屬離子，或其組合；優(yōu)選選自下組:Ca、Sr、Ba和其它堿土金屬離子，或其組合。在一些實(shí)施方式中，M(II)包括兩種或更多種二價(jià)陽離子。M(I)包括至少一種單價(jià)陽離子，所述單價(jià)陽離子可選自但不限于下組:L1、Na、K、Rb、Cu、Ag和Au，或其組合；優(yōu)選選自下組:L1、Na和K，或其組合。在一些實(shí)施方式中，M(I)包括兩種或更多種單價(jià)陽離子。為了補(bǔ)償燒制過程中在高溫條件下M(I)的蒸發(fā)，在制劑中已設(shè)計(jì)了額外的M(I)。A包括摻雜在基質(zhì)晶格中的發(fā)光激活體，相對于M(II)和M(I)的總摩爾量，其濃度水平約為
0.0001-50摩爾％，優(yōu)選約為0.001-20摩爾％。A可包括至少一種選自下組的金屬離子:Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Mn、B1、Sb，或其組合；優(yōu)選 Eu2+、Ce3+、Tb3+、Yb2+和Mn2+，或其組合。在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及包含上述式(3)的碳氮化硅磷光體的組合物。在某些實(shí)施方式中，所述組合物包含一種或多種其它磷光體。在某些實(shí)施方式中，所述磷光體包括斜方晶系或單斜晶系的晶體。在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及一類新穎的碳氮化硅磷光體，該磷光體可表示為下式:式中，0〈x彡 5、0 彡 w 彡 0.6、0 彡 z 彡 3、0 彡 m〈2 并且[(4x/3)+z+m]〈8。M(II)包括至少一種二價(jià)陽離子，所述二價(jià)陽離子可選自但不限于下組:Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Cu、Co、N1、Pd、Zn、Cd和其它二價(jià)過渡金屬離子，或其組合；優(yōu)選選自下組:Ca、Sr、Ba和其它堿土金屬離子，或其組合。在一些實(shí)施方式中，M(II)包括兩種或更多種二價(jià)陽離子。M(I)包括至少一種單價(jià)陽離子，所述單價(jià)陽離子可選自但不限于下組:L1、Na、K、Rb、Cu、Ag和Au，或其組合；優(yōu)選選自下組:L1、Na和K，或其組合。在一些實(shí)施方式中，M(I)包括兩種或更多種單價(jià)陽離子。為了補(bǔ)償燒制過程中在高溫條件下M(I)的蒸發(fā)，在制劑中已設(shè)計(jì)了額外的M(I)0 M(III)包括至少一種三價(jià)陽離子，所述三價(jià)陽離子可選自但不限于下組:B、Al、Ga、In、Sc、Y，或其組合；優(yōu)選選自下組:Al、Ga和B，或其組合。在一些實(shí)施方式中，M(III)包括兩種或更多種三價(jià)陽離子。A包括摻雜在基質(zhì)晶格中的發(fā)光激活體，相對于M(II)和M(I)的總摩爾量，其濃度約為0.0001-50摩爾％，優(yōu)選約為0.001-20摩爾％。A可包括至少一種選自下組的金屬離子:Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Mn、Bi 和 Sb,或其組合；優(yōu)選Eu2+、Ce3+、Tb3+、Yb2+和Mn2+，或其組合。在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及包含上述式(4)的碳氮化硅磷光體的組合物。在某些實(shí)施方式中，所述組合物包含一種或多種其它磷光體。在某些實(shí)施方式中，所述磷光體包括斜方晶系或單斜晶系的晶體。在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及一類新穎的碳氮化物磷光體，該磷光體可表示為下式:(5) M (I I) aM (I) bM (I II) cDdEeCfFgHh: A式中，0〈a〈2、0彡 b 彡 0.6、0 彡 c〈2、0〈d ( 5、0〈e ( 8、0〈f ( 5、0 ( g<2.5 并且0彡h〈0.5。M(II)包括至少一種二價(jià)陽離子，所述二價(jià)陽離子可選自但不限于下組:Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Cu、Co、N1、Pd、Zn、Cd和其它二價(jià)過渡金屬離子,或其組合；優(yōu)選選自下組:Ca、Sr、Ba和其它堿土金屬離子，或其組合。在一些實(shí)施方式中，M(II)包括兩種或更多種二價(jià)陽離子。M(I)包括至少一種單價(jià)陽離子，所述單價(jià)陽離子可選自但不限于下組:L1、Na、K、Rb、Cu、Ag和Au，或其組合；優(yōu)選選自下組:L1、Na和K，或其組合。在一些實(shí)施方式中，M(I)包括兩種或更多種單價(jià)陽離子。M(III)包括至少一種三價(jià)陽離子，所述三價(jià)陽離子可選自但不限于下組:B、Al、Ga、In、Sc、Y，或其組合；優(yōu)選選自下組:A1、Ga和B，或其組合。在一些實(shí)施方式中，M(III)包括兩種或更多種三價(jià)陽離子。A包括摻雜在基質(zhì)晶格中的發(fā)光激活體，相對于M(II)和M(I)的總摩爾量，其濃度約為0.0001-50摩爾％，優(yōu)選約為0.001-20摩爾％。A可包括至少一種選自下組的金屬離子:Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Mn、Bi和Sb，或其組合；優(yōu)選Eu2+、Ce3+、Tb3+、Yb2+和Mn2+，或其組合。D包括至少一種四價(jià)陽離子，所述四價(jià)陽離子選自下組:C、S1、Ge、Sn、Pb、T1、Zr和Hf。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，D包括Si。E包括至少一種三價(jià)陰離子,所述三價(jià)陰離子選自下組:N、P、As、Sb和Bi。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，E包括N。C包括碳的四價(jià)陰離子。F包括至少一種二價(jià)陰離子，所述二價(jià)陰離子選自下組:0、S、Se和Te。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，F(xiàn)包括O。H包括至少一種單價(jià)陰離子，所述單價(jià)陰離子選自下組:F、Cl、Br和I。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，H包括F。在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及包含上述式(5)的磷光體的組合物。在某些實(shí)施方式中，所述組合物包含一種或多種其它磷光體。在某些實(shí)施方式中，所述磷光體包括斜方晶系或單斜晶系的晶體。在某些實(shí)施方式中，當(dāng)本發(fā)明的磷光體被在約250-500納米波長范圍內(nèi)有峰的光激發(fā)時(shí)，所述磷光體發(fā)射在約400-700納米波長范圍內(nèi)有峰的光。在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及一種發(fā)光器件，該器件包括發(fā)射第一發(fā)光光譜的光源和磷光體組合物，當(dāng)用來自所述光源的光輻照后，所述磷光體組合物發(fā)射具有第二發(fā)光光譜的光。本發(fā)明的發(fā)光器件的磷光體組合物可包括至少一種符合選自上述式(I)、(2)、
(3)、(4)和(5)通式的磷光體。在某些實(shí)施方式中，所述第一發(fā)光光譜在約250-700納米的波長范圍內(nèi)有峰。在某些實(shí)施方式中，所述第一發(fā)光光譜在約400-550納米的波長范圍內(nèi)有峰。在某些實(shí)施方式中，所述光源是發(fā)光二極管或激光二極管。在某些實(shí)施方式中，所述發(fā)光器件還包含一種或更多種其它磷光體。在某些實(shí)施方式中，當(dāng)所述其它磷光體被 光源激發(fā)時(shí)，所述其它磷光體發(fā)射紅光、橙光、黃光、綠光或藍(lán)光。在某些實(shí)施方式中，所述發(fā)光器件還包括符合選自下組通式的第二磷光體:Ca1^xSrxGa2S4:Eu2+(O 彡 x 彡 I) ；Ca1^zMgxSryBazSiO4:Eu2+ (O 彡 x 彡 1、0 彡 y 彡 1、0 彡 ζ 彡 1、x+y+z ^ I) ；BaMgAl10017:Eu2+, Mn2+ ；MYSi4N7:Eu2+ (M=Ca> Sr、Ba) ; β -氧氮化娃招:Eu2+ ；MSi2O2N2: Eu2+(M=Mg、Ca、Sr、Ba) ；Ba3Si6012N2:Eu2+ ;M2Si5N8: Ce3+(M=Ca、Sr、Ba) ；Y2Si4N6C: Ce3+ ；a -氧氮化硅鋁:Yb2+ ； (MSiO3)m.(SiO2)n:Eu2+，X(M=Mg、Ca、Sr、Ba ;X=F、Cl、Br、I)，其中，m是 I 或 0,并且⑴如果 m=l 則 n>3,或者(ii)如果 m=0 則 n=l ；MA1204:Eu2+(M=Mg> Ca、Sr、Ba) ；BaMgAl10017:Eu2+ ；Y3Al5012:Ce3+ 以及 α -氧氮化娃招:Eu2+。在某些實(shí)施方式中，所述發(fā)光器件還包括符合選自下組通式的第二磷光體:(a)M(II)aSibOcNdCe:A，式中 6〈a〈8、8〈b〈14、13〈c〈17、5〈d〈9, 0〈e〈2 ；(b)M(II)7Al12_x_ySix+y025_xNx_yCy:A，式中 0〈x ( 12、0〈y〈x 并且 0<x+y ( 12 ；(c)M(II)7M(III)12_x_ySix+y025_xNx_yCy:A，式中 0〈x ( 12、0〈x+y ( 12 并且 0〈y〈x ；(d) M (11) 7M (111) 12_x_yS i x+y025_x ± 3 δ /2 NxTS.y Cy:A,式中 0〈x〈12、0 ( y〈x、0<x+y < 12、0〈 δ < 3 并且 δ <x+y ；(e)M(II)7M(III)12_x_ySix+y025_x±8/2 N + Vy Cy±5/2:A,式中 0〈x〈12、0 彡 y〈x、0<x+y < 12、0〈 δ < 3 并且 δ <x+y ；
(f) M (11) 7_yM (I) yM (111) 12-x-y-zSix+y+z025_x±3 δ /2 Nx + δ.ζ Cz: A,式中 0〈x〈12、0 ( y〈x、0〈z〈x、0〈x+y+z ^ 12、z〈x+ δ 并且 0〈 δ ^ 3 ；(g)M(II)7_yim)yM(III)12_x_y_zSix+y+z025_x±s/2 NxTS_z CZ±5/2:A,式中 0〈x〈12、0 (y〈x、0〈z〈x、0〈x+y+z < 12、z〈x+δ 并且 0〈 δ <3;(h)M(II)7_yim)yM(III)12_x_y_zSix+y+z025_x±3S/2_v/2 NxTS_z CZHV:A，式中 0〈x〈12、0 < y〈l、0〈z〈x、z〈x+ δ、0〈 δ < 3、0 ^ v<l 并且 0〈x+y+z ^ 12 ；以及(i)M(II)7_yim)yM(III)12_x_y_zSix+y+z025_x±s/2_v/2 NXTS-Z Cz±s/2Hv:A，式中 0〈x〈12、0 < y〈l、0〈z〈x、z〈x+ δ、0〈 δ < 3、0 ^ v<l 并且 0〈x+y+z ^ 12 ；其中:M(II)包括至少一種二價(jià)陽離子；M(I)包括至少一種單價(jià)陽離子；M(III)包括至少一種三價(jià)陽離子；H包括至少一種單價(jià)陰離子；并且A包括摻雜在基質(zhì)晶體中的發(fā)光激活體。在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明的發(fā)光器件包括至少兩種其它磷光體。在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明的發(fā)光器件還包括至少一種其它磷光體，所述其它磷光體發(fā)出在約350-700納米波長范圍內(nèi)有峰的光。在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明的發(fā)光器件還包括至少一種其它磷光體，所述其它磷光體發(fā)出在約480-640納米波長范圍內(nèi)有峰的光。在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明的發(fā)光器件還包括至少一種其它磷光體，所述其它磷光體發(fā)出在約520-600納米波長范圍內(nèi)有峰的光。在某些實(shí)施方式中,本發(fā)明的發(fā)光器件發(fā)出白光。在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明的發(fā)光器件發(fā)出冷白光。在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明的發(fā)光器件發(fā)出暖白光。在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明的發(fā)光器件發(fā)出在約400-600納米波長范圍內(nèi)有峰的光。在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明的發(fā)光器件發(fā)出在約520-600納米波長范圍內(nèi)有峰的光。在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明的發(fā)光器件發(fā)出在約380-750納米波長范圍內(nèi)有峰的光。在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明的發(fā)光器件發(fā)出在約400-700納米波長范圍內(nèi)有峰的光。定義本文所用“激活體”指的是在基質(zhì)晶體的支持下可發(fā)光的原子或離子物質(zhì)。還如本文中所述，所述激活體可以極少量摻雜在基質(zhì)晶體中。所述激活體可包含單一元素，例如包括但不限于Eu2+，或可包含多種元素(即共激活體)，例如包括但不限于，Eu2+、Ce3+、Tb3+、Yb2+和Mn2+中的兩種或更多種的組合。本文所用“共激活體”指的是在相同基質(zhì)晶體中的其它激活體。本文所用“摻雜劑”指的是摻雜在基質(zhì)晶體中的原子或離子物質(zhì)。本文所用“晶?！敝傅氖橇坠怏w顆粒的團(tuán)聚體、聚集體、多晶體或多形體，其中這些顆粒與粉末狀的磷光體顆粒相比不易于被分離。本文所用的“光源”指的是任意能夠激發(fā)或輻照本發(fā)明的磷光體的光源，包括但不限于基于第II1-V族半導(dǎo)體量子阱的發(fā)光二極管、激光二極管或除本發(fā)明發(fā)光器件的磷光體之外的磷光體。 本發(fā)明的光源可直接激發(fā)/輻照所述磷光體，或激發(fā)另一個(gè)系統(tǒng)從而為所述磷光體間接提供激發(fā)能。
本文所用“顆?！敝傅氖菃为?dú)的磷光體晶體。本文所用術(shù)語“磷光體”指的是以任意合適的形式存在的磷光體，所述形式包括例如磷光體顆粒、磷光體晶粒，或由磷光體顆粒、晶?；蚱浣M合組成的磷光體粉末。本文所用的“磷光體組合物”指的是包含磷光體的組合物，對于具體磷光體來說，所述磷光體具有指定的原子比。其可以符合化學(xué)計(jì)量比或者不符合化學(xué)計(jì)量比例。在所述組合物中可存在雜質(zhì)及一種或多種晶相。本文所用術(shù)語“純”指的是具體晶相的純度高于98%，即次相不超過2%。本文所用的“白光”是具有某些色度坐標(biāo)值的光(例如，國際照明委員會(huì)(CIE))，這在本領(lǐng)域是熟知的。光源的相關(guān)色溫是輻照與該光源可比色度的光的理想黑體輻射體的溫度。較高的色溫(5，000K或更高)被稱為冷色(或“冷白”)；較低的色溫(2，700-3, 000K)被稱為暖色(或“暖白”)。本文所述涉及大量氣相的過程的溫度是所研究的烘箱或其它反應(yīng)容器的溫度，而不是反應(yīng)物本身的溫度。在整個(gè)說明書中，可參考M(I)、M(II)和M(III)，其中M(I)是至少一種單價(jià)陽離子，M(II)是至少一種二價(jià)陽離子，M(III)是至少一種三價(jià)陽離子。除了對于特定配方可賦予的這些變量的任意值，M(II)可選自Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Cu、Co、N1、Pd、Zn和Cd ；M(I)可選自 L1、Na、K、Rb、Cu、Ag 和 Au ；M(III)選自 B、Al、Ga、In、Sc、Y、La 和 Gd。出于本文所述實(shí)施例的目的，所述量子效率(QE)是對相同的內(nèi)標(biāo)樣品進(jìn)行測量的。除非另有說明，本文所用的所有科技術(shù)語與本發(fā)明所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的通常含義相同。本文所用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語使用時(shí)具有相同的含義。應(yīng)注意到，本文和所附權(quán)利要求書所用的單數(shù)形式“一個(gè)”、“一種”和“這種”包括復(fù)數(shù)含義，除非另有明確說明。在磷光體組合物的描述中，使用了常規(guī)標(biāo)號，其中首先給定了基質(zhì)晶體的化學(xué)通式，隨后是冒號以及激活體和共激活體的通式。在本說明書的某些例子中，討論了磷光體的基質(zhì)晶體的結(jié)構(gòu)，當(dāng)引用該磷光體的配方時(shí)，可能不包括激活體。


圖1顯示了磷光體組合物(I)的樣品1.8,1.7,1.12,1.11和1.10的X射線衍射(XRD)圖譜。最底部的模擬圖譜是Sr2Si5N8的圖譜。最上部的圖譜中的星號表示樣品1.8中作為次相的SiC。圖2A顯示了 Sr2Si具_(dá)(4x/3)Cx:Eu2+ (樣品1.7)的XRD粉末衍射的里特沃爾德(Rietveld)精修。圖2B顯示了 Sr2Si5N8_(4x/3)Cx:Eu2+ (樣品1.7)的預(yù)計(jì)晶體結(jié)構(gòu)。圖3顯示了磷光體組合物(I)的樣品1.7 (Sr2Si5N8_(4x/3)Cx: Eu2+ (x=3.0))的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜(在453納米下激發(fā))，及其光學(xué)反射曲線。圖4顯示了在453納米的藍(lán)光激發(fā)下，碳含量對磷光體組合物(I) (Sr2Si5N8_(4x/3)Cx:Eu2+)的樣品1.10、1.12、1.7和1.8的發(fā)射光譜的影響。圖5顯示了磷光體組合物(I)的樣品1.8,1.7,1.12和1.10的反射光譜。圖6顯示了在453納米的藍(lán)光激發(fā)下樣品1.7的熱穩(wěn)定性。
圖7 顯示了磷光體組合物(I)的樣品 1.22,1.32,1.27,1.26,1.25,1.24 和 1.23 的
XRD圖譜。最底部的模擬圖譜是Sr2Si5N8的圖譜，并顯示用于參考。最上部的圖譜中的星號表示樣品1.22中作為次相的SiC。圖8 顯示了 Sr2Si5N8_[(4x/3)+z]Cx03z/2:Eu2+ (樣品 1.19)的 XRD 圖譜的里特沃爾德精修。圖9 顯示了 Sr2Si5N8-[關(guān)+z]Cx03z/2:Eu2+ (樣品 1.19)的預(yù)計(jì)晶體結(jié)構(gòu)。圖10顯示了在453納米的藍(lán) 光激發(fā)下，組合物(l)(Sr2Si具-[(4x/3)+z]Cx0W2:Eu2+)的樣品1.19的發(fā)光激發(fā)光譜和發(fā)射光譜。圖11 顯示了磷光體組合物(I) (Sr2Si5N8_[(4x/3)+z]Cx03z/2:Eu2+)的樣品 1.23,1.24、
1.25和1.26的反射光譜。圖12顯示了在453納米的藍(lán)光激發(fā)下，碳含量對磷光體組合物(I)(Sr2Si5N8_[(4x/3)+z]Cx03z/2:Eu2+)的樣品 1.23,1.24,1.25 和 1.26 的發(fā)射光譜的影響。圖13顯示了在453納米的藍(lán)光激發(fā)下，磷光體組合物(I) Sr2Si5N8_[(4x/3)+z]Cx03z/2:Eu2+的樣品1.15和1.21的熱穩(wěn)定性。圖14A顯示了磷光體組合物Ba2Si5NM4x/3)Cx:Eu2+ (樣品2.2)的XRD圖譜的里特沃爾德精修。圖14B顯示了樣品2.2的預(yù)計(jì)晶體結(jié)構(gòu)。圖15顯示了在453納米的藍(lán)光激發(fā)下，對于磷光體Ba2Si5N8_(4x/3)Cx:Eu2+ (樣品
2.2)，樣品2.2的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜，及其反射光譜。圖16顯示了在453納米的藍(lán)光激發(fā)下，磷光體組合物(2)(Ba2Si5N8_(4x/3)Cx:Eu2+)的樣品2.2的熱穩(wěn)定性。圖17A顯示了磷光體Ca2Si5N8_(4x/3)Cx:Eu2+ (樣品2.7)的XRD圖譜的里特沃爾德精修。圖17B顯示了樣品2.7的預(yù)計(jì)晶體結(jié)構(gòu)。圖18顯示了在453納米的藍(lán)光激發(fā)下，對于磷光體Ca2Si5N8_(4x/3)Cx:Eu2+ (樣品
2.7)，樣品2.7的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜，及其反射光譜。圖19顯示了在453納米的藍(lán)光激發(fā)下，磷光體組合物(2)(Ca2Si5N8_(4x/3)Cx:Eu2+)的樣品2.7的熱穩(wěn)定性。圖20 顯示了組合物(2) (Sr0.9Ba0.1) L9Eu0.!Si5N8^4x73)Cx:Eu2+ 的磷光體(樣品 2.4)的XRD圖譜。圖21顯示了在453納米的藍(lán)光激發(fā)下，對于組合物(2 ) (Sr0.9Ba0.^ L 9Eu0.^5Ν8_(4χ/3)Cx:Eu2+的磷光體(樣品2.4)的激發(fā)曲線(左側(cè)曲線)和發(fā)射光譜(右側(cè)曲線)，及其反射光譜。圖22顯示了在453納米的藍(lán)光激發(fā)下，磷光體組合物(2) ((Sr0.9Ba0.1) 2Si5N8_(4x/3)Cx: Eu2+)的樣品2.4的熱穩(wěn)定性。圖23顯示了組合物(3)的樣品3.3的XRD圖譜。顯示Sr2Si5N8的模擬圖譜用于參考。圖24顯示了在453納米的藍(lán)光激發(fā)下，組合物(3)的樣品3.3的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜，及其反射光譜。圖25顯示了在453納米的藍(lán)光激發(fā)下組合物(3)的樣品3.3的熱穩(wěn)定性。圖26顯示了組合物(4) SiY9Si5N6CO:Eu的樣品4.15的XRD圖譜。顯示Sr2Si5N8的模擬圖譜用于參考。
圖27顯示了在453納米的藍(lán)光激發(fā)下，組合物(4)5Γι.95 5Ν6α):Ειι的樣品4.15的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜，及其反射光譜。圖28顯示了在453納米的藍(lán)光激發(fā)下，組合物(4) Srh9Si5N6CO = Eu的樣品4.15的熱穩(wěn)定性。圖29 顯示了組合物(4)Sr2_wLi2wSi5_mAlmN8_[(4x/3)+z+m]Cx0(3z/2)+m:Eu2+ 的樣品 4.3 的 XRD圖譜的里特沃爾德精修。圖30顯示了在453納米的藍(lán)光激發(fā)下，組合物(4)的樣品4.3的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜，及其反射光譜。圖31顯示了在453納米的藍(lán)光激發(fā)下，組合物(4)的樣品4.3的熱穩(wěn)定性。圖32 顯示了組合物(4) Sr2_wLi2wSi5-mAImN8-[(4x/s) +z+m]CxO(3z/2) +m:Eu2+ (x=2>w=0>z=0.1、m=0.2)的樣品4.6的XRD圖譜的里特沃爾德精修。圖33 顯示了Um=0.2)的
樣品4.7的預(yù)計(jì)晶體結(jié)構(gòu)。圖34 顯示了(在 453 納米的藍(lán)光激發(fā)下)Sr2_wLi2wSi5_mAlmN8_[(4x/3)+z+m]Cx0(3z/2)+m: EU (x=2、w=0、z=0.l>m=0.2)(樣品4.6)的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜,及其反射光譜。圖35顯示了在453納米的藍(lán)光激發(fā)下，組合物(4)的樣品4.6的熱穩(wěn)定性。圖36顯示了本發(fā)明發(fā)光器件的一個(gè)實(shí)施方式。圖37顯示了本發(fā) 明發(fā)光器件的一個(gè)實(shí)施方式。圖38顯示了本發(fā)明發(fā)光器件的一個(gè)實(shí)施方式。圖39顯示了本發(fā)明發(fā)光器件的一個(gè)實(shí)施方式。圖40顯示了 pcLED的發(fā)光光譜，該pcLED包括在453納米下發(fā)射的發(fā)藍(lán)光的LED以及組合物(I)的發(fā)紅光的磷光體(樣品1.29)。圖41顯示了實(shí)施例6.2的pcLED的發(fā)射光譜。具有較高峰的曲線是實(shí)施例6.2的器件I的曲線。具有較低峰的曲線是實(shí)施例6.2的器件II的曲線。
具體實(shí)施例方式在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及一類新穎的碳氮化硅磷光體，該磷光體可表示為下式:(I) Sr2Si5N8_[(4X/3)+z]Cx03z/2: A式中，0〈X<5、0<z<3并且[(4x/3)+z]〈8。A包括摻雜在基質(zhì)晶格中的發(fā)光激活體，相對于Sr的摩爾量，其濃度水平約為0.0001-50摩爾％，優(yōu)選約為0.001-20摩爾％。A可包括至少一種選自下組的金屬離子:Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Mn、B1、Sb，或其組合；優(yōu)選 Eu2+、Ce3+、Tb3+、Yb2+ 和 Mn2+，或其組合。在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及一類新穎的碳氮化硅磷光體，該磷光體可表示為下式:(2) M (II) 2S i 5N8_[ (4x/3) +z] CxO3z72: A式中，0〈x彡5、0彡z彡3并且[(4x/3)+z]〈8。M(II)包括至少一種二價(jià)陽離子，所述二價(jià)陽離子可選自但不限于下組:Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Cu、Co、N1、Pd、Zn、Cd和其它二價(jià)過渡金屬離子，或其組合；優(yōu)選選自下組:Ca、Sr、Ba和其它堿土金屬離子，或其組合。A包括摻雜在基質(zhì)晶格中的發(fā)光激活體，相對于M(II)的摩爾量，其濃度水平約為0.0001-50摩爾％,優(yōu)選約為0.001-20摩爾％。A可包括至少一種選自下組的金屬離子:Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Mn、B1、Sb，或其組合；優(yōu)選 Eu2+、Ce3+、Tb3+、Yb2+ 和 Mn2+，或其組合。在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及一類新穎的碳氮化硅磷光體，該磷光體可表示為下式:(3)M(II)2_wMQ2wSi具-[(4x/3+z]Cx03z/2:A式中，0〈x彡5、0彡w彡0.6、0彡ζ彡3并且[(4χ/3)+ζ]〈8。M(II)包括至少一種二價(jià)陽離子，所述二價(jià)陽離子可選自但不限于下組:Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Cu、Co、N1、Pd、Zn、Cd和其它二價(jià)過渡金屬離子，或其組合；優(yōu)選選自下組:Ca、Sr、Ba和其它堿土金屬離子，或其組合。M(I)包括至少一種單價(jià)陽離子，所述單價(jià)陽離子可選自但不限于下組:L1、Na、K、Rb、Cu, Ag和Au，或其組合；優(yōu)選選自下組:L1、Na和K，或其組合。為了補(bǔ)償燒制過程中在高溫條件下M(I)的蒸發(fā)，在制劑中已設(shè)計(jì)了額外的M(I)。A包括摻雜在基質(zhì)晶格中的發(fā)光激活體，相對于M(II)和M(I)的總摩爾量，其濃度水平約為0.0001-50摩爾％，優(yōu)選約為
0.001-20摩爾% ο A可包括至少一種選自下組的金屬離子:Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Mn、B1、Sb，或其組合；優(yōu)選 Eu2+、Ce3+、Tb3+、Yb2+ 和 Mn2+，或其組合。在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及一類新穎的基于碳氮化硅的磷光體，該磷光體可表示為下式:(4) M (II) 2_wM (I) 2wSi5_mM (III) mN式中，0〈x彡 5、0 彡 w 彡 0.6、0 彡 z 彡 3、0 彡 m〈2 并且[(4x/3)+z+m]〈8。M(II)包括至少一種二價(jià)陽離子，所述二價(jià)陽離子可選自但不限于下組:Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Cu、Co、N1、Pd、Zn、Cd和其它二價(jià)過渡金屬離子，或其組合；優(yōu)選選自下組:Ca、Sr、Ba和其它堿土金屬離子，或其組合。M(I)包括至少一種單價(jià)陽離子，所述單價(jià)陽離子可選自但不限于下組:L1、Na、K、Rb、Cu、Ag和Au，或其組合；優(yōu)選選自下組:L1、Na和K，或其組合。為了補(bǔ)償燒制過程中在高溫條件下M(I)的蒸發(fā)，在制劑中已設(shè)計(jì)了額外的M(I)。M(III)包括至少一種三價(jià)陽離子，所述三價(jià)陽離子可選自但不限于下組:B、Al、Ga、In、Sc、Y，或其組合；優(yōu)選選自下組:A1和B，或其組合。A包括摻雜在基質(zhì)晶格中的發(fā)光激活體，相對于M(II)和M(I)的總摩爾量，其濃度約為0.0001-50摩爾％，優(yōu)選約為0.001-20摩爾％。A可包括至少一種選自下組的金屬離子:Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Mn、Bi 和 Sb,或其組合；優(yōu)選Eu2+、Ce3+、Tb3+、Yb2+和Mn2+，或其組合。在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及一類新穎的基于碳氮化硅的磷光體，該磷光體可表示為下式:(5) M (I I) aM (I) bM (I II) cDdEeCfFgHh: A式中，0〈a〈2、0彡 b 彡 0.6、0 彡 c〈2、0〈d ( 5、0〈e ( 8、0〈f ( 5、0 ( g<2.5 并且0 ( h〈0.5 ；M(II)包括至少一種選自下組的二價(jià)陽離子:Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Cu、Mn、Co、N1、Zn和Cd，優(yōu)選Ca、Sr和Ba ；M(I)包括至少一種選自下組的單價(jià)陽離子:L1、Na、K、Rb、Cs、Ag和Au，優(yōu)選L1、Na和K ;M(III)包括至少一種選自下組的三價(jià)陽離子:B、Al、Ga、In、T1、Sc、Y和La，優(yōu)選B、A1和Ga ;D包括至少一種選自下組的四價(jià)陽離子:C、S1、Ge、Sn、Pb、T1、Zr和Hf，優(yōu)選Si ；E包括至少一種選自下組的三價(jià)陰離子:N、P、As、Sb和Bi，優(yōu)選N ;C包括碳的四價(jià)陰離子；F包括至少一種選自下組的二價(jià)陰離子:0、S、Se和Te,優(yōu)選O ;H包括至少一種選自下組的單價(jià)陰離子:F、C1、Br和I，優(yōu)選F ;以及A包括摻雜在所述磷光體的基質(zhì)晶體中的發(fā)光激活體。在某些實(shí)施方式中，碳以兩種不同狀態(tài)存在，既作為四價(jià)陰離子，又作為四價(jià)陽離子。在某些實(shí)施方式中，將本發(fā)明磷光體組合物中的至少一種用作發(fā)光器件的波長轉(zhuǎn)換器。所述發(fā)光器件具有第一發(fā)光體和第二發(fā)光體，所述第一發(fā)光體發(fā)出在約300-750納米波長范圍內(nèi)有峰的光，所述第二發(fā)光體在受到來自所述第一發(fā)光體的光輻照后發(fā)出可見光，其中所述第二發(fā)光體包含至少一種本發(fā)明的磷光體。例如，所述第一發(fā)光體可發(fā)出在約300-750納米、優(yōu)選約400-670納米或約350-480納米、更優(yōu)選約420-660納米波長范圍內(nèi)有峰的光。在某些實(shí)施方式中，所述第一發(fā)光體是激光二極管或發(fā)光二極管(LED)。當(dāng)用來自所述第一發(fā)光體的光輻照包含一種或多種本發(fā)明磷光體組合物的第二發(fā)光體時(shí)，其可(例如)發(fā)出在約460-660納米、優(yōu)選約480-660納米、更優(yōu)選約500-650納米波長范圍內(nèi)有峰的光。在某些實(shí)施方式中，所述第二發(fā)光體包括至少一種其它磷光體。所述其它磷光體可(例如)發(fā)出在約480-660納米、優(yōu)選約500-650納米波長范圍內(nèi)有峰的光。在本發(fā)明的磷光體組合物中，發(fā)光激活體A可以取代方式或插入間隙的方式摻雜在磷光體的基質(zhì)晶體中，相對于各二價(jià)陽離子的總摩爾％或二價(jià)和單價(jià)陽離子的總摩爾％，其濃度水平約為0.0001-50摩爾％。在某些實(shí)施方式中，A摻雜在磷光體的基質(zhì)晶體中，相對于二價(jià)陽離子的總摩爾％或二價(jià)和單價(jià)陽離子的總摩爾％，其濃度水平約為
0.001-20摩爾％。在一些實(shí)施方式中，A摻雜在磷光體的基質(zhì)晶體中，相對于二價(jià)陽離子的總摩爾％或二價(jià)和單價(jià)陽離子的總摩爾％，其濃度水平約為0.01-7摩爾％。在其它實(shí)施方式中，A摻雜在磷光體的基質(zhì)晶體中，相對于二價(jià)陽離子的總摩爾％或二價(jià)和單價(jià)陽離子的總摩爾％，其濃度水平約為0.01-10摩爾％。在某些實(shí)施方式中，A包括至少一種共激活體。所述共激活體可選自，包括但不限于下組:Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Mn、B1、Sb,優(yōu)選 Eu2+、Ce3+、Tb3+、Yb2+和Mn2+ ;以及鹵素陰離子F、Cl、Br和I。相對于所述激活體，所述共激活體的濃度水平可約為0.0001-50%。在某些實(shí)施方式中，相對于所述激活體，所述共激活體的濃度水平約為.001-20摩爾％。在一些實(shí)施方式中，所述共激活體摻雜在所述磷光體的基質(zhì)晶格中，相對于所述激活體，其濃度水平約為0.01-7摩爾％。在其它實(shí)施方式中，A摻雜在所述磷光體的基質(zhì)晶格中，相對于所述激活體，其濃度水平約為0.01-10摩爾％。在某些實(shí)施方式中，在溫度最高達(dá)250°C的條件下，本發(fā)明的磷光體組合物保持其至少60%的相對發(fā)射強(qiáng)度。在其它實(shí)施方式中，在溫度最高達(dá)250°C的條件下，本發(fā)明的磷光體組合物保持其至少85%的相對發(fā)射強(qiáng)度。在其它實(shí)施方式中，在溫度最高達(dá)250°C的條件下，本發(fā)明的磷光體組合物保持其至少90%的相對發(fā)射強(qiáng)度。在某些實(shí)施方式中，在溫度最高達(dá)200°C的條件下，本發(fā)明的磷光體組合物保持其至少60%的相對發(fā)射強(qiáng)度。在某些實(shí)施方式中，在溫度最高達(dá)200°C的條件下，本發(fā)明的磷光體組合物保持其至少85%的相對發(fā)射強(qiáng)度。在其它實(shí)施方式中，在溫度最高達(dá)200°C的條件下，本發(fā)明的磷光體組合物保持其至少90%的相對發(fā)射強(qiáng)度。在某些實(shí)施方式中，在溫度最高達(dá)150°C的條件下，本發(fā)明的磷光體組合物保持至少60%的相對發(fā)射強(qiáng)度。在某些實(shí)施方式中，在溫度最高達(dá)150°C的條件下，本發(fā)明的磷光體組合物保持至少85 %的相對發(fā)射強(qiáng)度。在另一些實(shí)施方式中，在溫度最高達(dá)150°C的條件下，本發(fā)明的磷光體組合物保持其至少90 %的相對發(fā)射強(qiáng)度。在其它實(shí)施方式中，在溫度最高達(dá)150°C的條件下，本發(fā)明的磷光體組合物保持其至少95%的相對發(fā)射強(qiáng)度。在某些實(shí)施方式中，所述磷光體顆粒的形狀可為球形和/或桿狀的。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明的磷光體顆粒的中值粒徑可為約2-50微米，優(yōu)選約4-30微米，更優(yōu)選約5-20微米。在其它實(shí)施方式中，本發(fā)明的磷光體顆粒的粒徑可約為2-10微米，或約3-9微米。在一些實(shí)施方式中，所述磷光體是晶粒。在其它實(shí)施方式中，所述磷光體是顆粒。在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明還提供一種發(fā)光器件，該發(fā)光器件包括:光源，該光源發(fā)出在約200-600納米、優(yōu)選約350-490納米波長范圍內(nèi)有峰的光；以及至少一種本發(fā)明的磷光體組合物，其中放置所述磷光體組合物以吸收至少一部分從所述光源輸出的光并有效改變從所述光源吸收的光的顏色，產(chǎn)生比從所述光源吸收的光波長更長的發(fā)射光。例如，本發(fā)明的磷光體組合物可與有機(jī)硅樹脂混合，形成漿液。填充磷光體的硅酮可應(yīng)用于如圖36-39所示的LED芯片。所述LED可(例如)在近紫外(nUV)范圍內(nèi)(例如，約405納米)或藍(lán)色范圍內(nèi)(例如，約450納米)發(fā)光。本發(fā)明所用的光源可(例如)包括具有包含量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層的基于氮化鎵的LED。所述發(fā)光器件可包括本發(fā)明的磷光體和安裝用于對來自LED或磷光體的光進(jìn)行導(dǎo)向的反射器(參見圖36)。本發(fā)明的磷光體可位于LED的表面上(圖36和37)或與之分開(圖38)。如圖36-39所示，所述發(fā)光器件還可包括包封了所述LED和所述磷光體的半透明材料。在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明的發(fā)光器件包括光源，例如LED，以產(chǎn)生激發(fā)能或以激發(fā)其它系統(tǒng)從而提供用于本發(fā)明的磷光體的激發(fā)能。使用本發(fā)明的器件可包括，例如但不限于，產(chǎn)生白光的光發(fā)射器件、產(chǎn)生靛藍(lán)光的光發(fā)射器件、產(chǎn)生藍(lán)光的光發(fā)射器件、產(chǎn)生綠光的光發(fā)射器件、產(chǎn)生黃光的光發(fā)射器件、產(chǎn)生橙光的光發(fā)射器件、產(chǎn)生粉紅光的光發(fā)射器件、產(chǎn)生紅光的光發(fā)射器件，或具有由本發(fā)明的磷光體的色度和至少一種第二光源的色度之間的色系限定的輸出色度的光發(fā)射器件。車輛的頭燈或其它航行燈可使用本發(fā)明的發(fā)光器件來制造。所述發(fā)光器件可作為小型電子器件例如手機(jī)和個(gè)人數(shù)字助理(PDA)的輸出指示器。本發(fā)明的發(fā)光器件還可作為TV、手機(jī)、PDA和膝上型計(jì)算機(jī)的液晶顯示器的背光源。一般照明用途的燈具可使用本發(fā)明的發(fā)光器件來制造。給予合適的電源，室內(nèi)照明可基于本發(fā)明的發(fā)光器件。本發(fā)明發(fā)光器件的溫暖度(即黃色色度/紅色色度的量)可通過選擇本發(fā)明的磷光體的光與第二光源的光(包括第二磷光體)的比例來進(jìn)行控制?；诎雽?dǎo)體光源的白光器件可用于(例如)自發(fā)射型顯示器，以在音頻系統(tǒng)、家用電器、測量儀器、醫(yī)療器械等的顯示器部分上顯示預(yù)定的圖案或圖形設(shè)計(jì)。該基于半導(dǎo)體光源的光器件還可用作，包括例如但不限于，液晶二極管(LCD)顯示器、打印機(jī)頭、傳真、復(fù)印設(shè)備等的背光光源。本發(fā)明的發(fā)光器件可發(fā)出在約350-750納米的波長范圍內(nèi)有峰的光。所述發(fā)光器件可(例如)發(fā)出在以下波長范圍內(nèi)有峰的光:至少350納米，或至少355納米，或至少340納米等，以5納米的增量最高至至少750納米。所述發(fā)光器件可(例如)發(fā)出在以下波長范圍內(nèi)有峰的光:最高750納米，或最高745納米，或最高740納米等，以5納米的增量向下至最高350納米。本發(fā)明的發(fā)光器件的發(fā)射峰的不例性范圍包括但不限于，約500-650納米,或約530-560納米，或約550-600納米，或約580-660納米。適合用于本發(fā)明的半導(dǎo)體光源還可為任意半導(dǎo)體光源，只要它能產(chǎn)生激發(fā)本發(fā)明的磷光體組合物的光，或能產(chǎn)生激發(fā)另一種磷光體、該磷光體進(jìn)而激發(fā)本發(fā)明的磷光體的光。此類半導(dǎo)體光源可為，例如但不限于下組光源:GaN(氮化鎵)型半導(dǎo)體光源；In-Al-Ga-N型半導(dǎo)體光源，例如IniAljGakN,其中i+j+k約等于1，且其中1、j和k中的一個(gè)或多個(gè)可為O ;BN;SiC ；ZnSe ^iAljGakN,其中i+j+k約等于1，且其中1、j和k中的一個(gè)或多個(gè)可為O JPBiInjAlkGa1N，其中i+j+k+Ι約等于1，且其中1、j、k和I中的一個(gè)或多個(gè)可為O ;以及其它類似光源。所述半導(dǎo)體光源(例如半導(dǎo)體芯片)可基于(例如)II1-V或I1-VI量子阱結(jié)構(gòu)(指的是包含將化學(xué)元素周期表的第III族元素與第V族元素結(jié)合或?qū)⒌贗I族元素與第VI族元素結(jié)合的化合物的結(jié)構(gòu))。在某些實(shí)施方式中，使用發(fā)出藍(lán)光或近紫外光(nUV)的半導(dǎo)體光源。在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明的磷光體組合物可被來自一次光源或二次光源的光激發(fā)，所述一次光源包括例如發(fā)出在以下波長范圍內(nèi)有峰的光的半導(dǎo)體光源(例如LED):約300-500納米、約350-480納米或約330-390納米；所述二次光源包括例如來自其它磷光體的光發(fā)射，所述其它磷光體發(fā)出在約300-500納米或約350-420納米的波長范圍內(nèi)有峰的光。當(dāng)所述激發(fā)光是二次光時(shí)，相對于本發(fā)明的磷光體組合物，所述激發(fā)產(chǎn)生的光是相關(guān)源光。使用本發(fā)明磷光體組合物的器件可包括，例如但不限于，鏡子，例如電介質(zhì)鏡，其將由本發(fā)明磷光體組合物產(chǎn)生的光導(dǎo)向至光輸出處，而不是將這些光導(dǎo)向至器件的內(nèi)部(例如一次光源)。在某些實(shí)施方式中，所述光源(例如LED)可發(fā)出峰值位于以下波長的光:至少約200納米、至少約250納米、至少約255納米、至少約260納米，以5納米的增量最高至至少約600。在一些實(shí)施方式中,所述光源發(fā)出峰波長超過600納米的光。在某些實(shí)施方式中，所述光源可發(fā)出峰值位于以下波長的光:最高約600納米、最高約595納米、最高約590納米等，以5納米的增量向下至等于或低于約200納米。在一些實(shí)施方式中，所述光源發(fā)出低于200納米的光。在某些實(shí)施方式中，所述光源是半導(dǎo)體光源。如圖36-39所示，當(dāng)使用LED芯片時(shí)，所述LED芯片優(yōu)選地用呈圓頂狀的透明包封劑填充。所述包封劑一方面提供了機(jī)械保護(hù)，在另一方面進(jìn)一 步改善了光學(xué)性質(zhì)(改良的LED管芯的光發(fā)射)。所述磷光體組合物可分散于包封劑中。通過使用包封劑，設(shè)置在基材和聚合物透鏡上的LED芯片在盡可能不含氣體的情況下結(jié)合。所述LED管芯可由包封劑直接密封。然而，用透明包封劑對LED管芯進(jìn)行密封也是可能的(即，在這種情況下，存在透明包封劑和包含磷光體組合物的包封劑)。由于彼此折射率相近，在界面處幾乎沒有反射損失。在結(jié)構(gòu)改進(jìn)中，將一個(gè)或多個(gè)LED芯片設(shè)置在反射鏡的基材上，并將所述磷光體組合物分散于設(shè)置在反射鏡上的透鏡中?；蛘?，一個(gè)或多個(gè)LED芯片可設(shè)置在反射鏡的基材上，且所述磷光體涂覆在反射鏡上。在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明的磷光體組合物可分散在包封劑(例如硅酮和環(huán)氧樹月旨)中。所述混合了磷光體的包封劑組合物可設(shè)置在安裝在基材上的LED芯片上。與混合了磷光體的包封劑組合物結(jié)合的LED的結(jié)構(gòu)可由透明包封劑作為保護(hù)層進(jìn)行密封。在某些實(shí)施方式中，使外部透明包封劑層形成圓頂狀，用于對輸出的光進(jìn)行導(dǎo)向和分布(圖36-39)。在另一個(gè)器件結(jié)構(gòu)中，一種或更多種LED芯片被安裝在基材上，且所述混合了磷光體的包封劑組合物被設(shè)置在多芯片器件上(圖39)。在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明的磷光體組合物可分散在包含粘合劑、固化劑、分散齊U、填料等的發(fā)光器件中。所述粘合劑可為，例如但不限于，可光固化聚合物，例如丙烯酸類樹脂、環(huán)氧樹脂、聚碳酸酯樹脂、有機(jī)硅樹脂、玻璃、石英等。本發(fā)明的磷光體可通過本領(lǐng)域已知的方法分散在粘合劑中。例如，在一些情況下，所述磷光體可懸浮在含有懸浮聚合物的溶劑中，由此形成含磷光體的漿液組合物，然后可將其施涂在發(fā)光器件上，且溶劑由此蒸發(fā)。在某些實(shí)施方式中，所述磷光體可懸浮在液體中，例如懸浮在預(yù)固化的形成樹脂的前體(pre-cured precursor to the resin)中以形成衆(zhòng)液,然后將所述衆(zhòng)液分散在發(fā)光器件上，且所述聚合物(樹脂)在其上發(fā)生固化。固化可(例如)通過熱、紫外光或?qū)⒐袒瘎?例如自由基引發(fā)劑)與前體混合來進(jìn)行。本文所用“固化”或“固化的”指的是涉及或是一種使物質(zhì)或其混合物聚合或凝固的方法，通常用于改善物質(zhì)或其混合物的穩(wěn)定性或可用性。在某些實(shí)施方式中，用于使所述磷光體顆粒分散在發(fā)光器件中的粘合劑可在加熱條件下液化，從而形成漿液，然后將所述漿液分散在發(fā)光器件上，并使其在原位固化。分散劑(指的是促進(jìn)一種物質(zhì)在另一種物質(zhì)中形成混合物(例如懸浮液)并變得穩(wěn)定的物質(zhì))包括，例如但不限于鈦的氧化物、鋁的氧化物、鈦酸鋇、硅的氧化物等。在某些實(shí)施方式中，其它磷光體中的至少一種選自下組:(I) 一種或多種發(fā)出綠光的磷光體組合物，例如包括但不限于:Ca1^xSrxGa2S4: Eu2+ (O ^ x ^ I)、Ca1HzMgxSryBazSi04:Eu2+(0 ^ x ^ 1、0 ^ y ^ 1、0 ^ z ^ 1> x+y+z ^ I) > BaMgAl10O17:Eu2+，Mn2+、MYSi4N7:Eu2+(M=Ca、Sr、Ba)、β -氧氮化硅鋁:Eu2+、MSi2O2N2:Eu2+(M=Mg、Ca、Sr、Ba)、Ba3Si6O12N2:Eu2+、M2Si5N8:Ce3+(M=Ca、Sr、Ba)、Y2Si4N6CiCe3+ 和 α -氧氮化硅鋁:Yb2+ ; (2) —種或多種發(fā)出藍(lán)光的磷光體組合物，例如包括但不限于=(MSiO3)m.(SiO2)nIEu2+, X(M=Mg,Ca、Sr、Ba ;X=F、Cl、Br、I)，其中m是I或0，并且⑴如果m=l則n>3或者(ii)如果 m=0 貝丨J n=l ；MA1204:Eu2+ (M=Mg> Ca、Sr、Ba)；以及 BaMgAl10O17:Eu2+ ； (3) 一種或多種發(fā)出黃光的磷光體組合物，例如包括但不限于=Y3Al5O12: Ce3+和其它鈰摻雜的石榴石型磷光體，以及α-氧氮化硅鋁:Eu2+;以及(4) 一種或多種發(fā)出紅光的磷光體組合物，例如包括但不限于=CahSrxS: Eu2+(O ^ x ^ I)、3.5Mg0.0.5MgF2.GeO2:Mn4+、Y2O2S: Eu3+、M2Si5N8: Eu2+(M=Ca, Sr, Ba)、MAlSiN3: Eu2+(M=Ca, Sr)、Y2Si4N6C: Eu2+ 和 CaSiN2: Eu2+。在某些實(shí)施方式中，將一種或更多種其它磷光體組合物添加至本發(fā)明的磷光體組合物中，以制造例如但不限于白光LED燈。這些其它磷光體的組合物可為但不限于下列組合物:(a)CahAlx_xySih+xyN2_x_xyCxy:A ；(b)Cah_zNazM(III)x-xy-zSih+xy+zN2_x_xyCxy:A ；(c)M(II) Η』(I)zM(III)x_xy_zSiFrt^N2IxyCxy:A ；(d)M(II) !-X-ZM(I)zM(III) x-xy-z`Si卜x+xy+zN2_x_xy_2w/3Cxy0w_v/2Hv: A ;以及
(e)M(II)卜X_ZM(I) ZM(III) x-xy-zSih+xy+zN2_x_xy_2w/3_v/3Cxy0wHv: A ；其中:0<x<l>0<y<l>0 ^ z〈l、0 ^ v〈l、0〈w〈l、x+z〈l、x>xy+z、v/2 ^ w、x-xy-2w/3_v/3〈2并且 0〈x-xy_z〈l ；M(II)是至少一種二價(jià)陽離子；
M(I)是至少一種單價(jià)陽離子；M(III)是至少一種三價(jià)陽離子；H是至少一種單價(jià)陰離子；以及A是發(fā)光激活體。在某些實(shí)施方式中，將一種或更多種其它磷光體組合物添加至本發(fā)明的磷光體組合物中以制造例如但不限于白光L ED燈。這些其它磷光體的組合物可為但不限于下列組合物:(a)M(II)aSibOcNdCe:A，式中 6〈a〈8、8〈b〈14、13〈c〈17、5〈d〈9, 0〈e〈2 ；(b)M(II)7Al12_x_ySix+y025_xNx_yCy:A，式中 0〈x ( 12、0〈y〈x 并且 0<x+y ( 12 ；(c)M(II)7M(III)12_x_ySix+y025_xNx_ya:A,式中 0〈x ( 12、0〈x+y ( 12 并且 0〈y〈x ；(d)M(II)7M(III)12_x_ySix+y025_x±35 N + s.yCy:A ,式中 0〈x〈12、0 彡 y〈x、0<x+y < 12、0〈 δ < 3 并且 δ <x+y ；(e)M(II)7M(III)12_x_ySix+y025_x±S/2 NxT5-yCy±5/2:A，式中 0〈x〈12、0 彡 y〈x、0<x+y < 12、0〈 δ < 3 并且 δ <x+y ；(f)M(II)7_yim)yM(III)12_x_y_zSix+y+z025_x±3S/2NxTS-zCz:A,式中 0〈x〈12、0 ( y〈x、0〈z〈x、0〈x+y+z ^ 12、z〈x+ δ 并且 0〈 δ ^ 3 ；(g) M(II)7_yim)yM(III)12_x_y_zSix+y+z025_x±s/2 NXTS-ZCZ±S/2:A，式中 0〈x〈12、
0< y〈x、0〈z〈x、0〈x+y+z ^ 12、z〈x+ δ 并且 0〈 δ < 3 ;(h) M(II)7_yim)yM(III)12_x_y_zSix+y+z025_x±3S/2_v/2 NxTS.z CZHV:A，式中 0〈x〈12、
0< y〈l、0〈z〈x、z〈x+ δ、0〈 δ < 3、0 ^ v<l 并且 0〈x+y+z ^ 12 ；以及(i)M(II)7_yim)yM(III)12_x_y_zSix+y+z025_x±s/2_v/2 NxTS.z Cz±s/2Hv:A，式中 0〈x〈12、
0< y〈l、0〈z〈x、z〈x+ δ、0〈 δ < 3、0 ^ v<l 并且 0〈x+y+z ^ 12 ；其中:M(II)包括至少一種二價(jià)陽離子；M(I)包括至少一種單價(jià)陽離子；M(III)包括至少一種三價(jià)陽離子；H包括至少一種單價(jià)陰離子；并且A包括摻雜在基質(zhì)晶格中的發(fā)光激活體。應(yīng)注意，本文所述的任意磷光體可用于形成本發(fā)明的發(fā)光器件。在使用多種磷光體組合物的情況下，優(yōu)選將所述多種磷光體組合物懸浮在各基質(zhì)中，并且在該情況下，在光傳播方向可來回設(shè)置這些基質(zhì)。因而，與不同磷光體組合物一起分散并混合的情況相比，基質(zhì)濃度可減小。實(shí)施例制備和方法使用以下原料并以為各目標(biāo)磷光體組合物所設(shè)計(jì)的摩爾比通過固態(tài)反應(yīng)來制備所述磷光體樣品:氮化硅、碳化硅、金屬氧化物、金屬齒化物、金屬氮化物和/或金屬。預(yù)先通過相應(yīng)金屬的氮化來制備金屬氮化物和氮化銪。表I列出了構(gòu)成本發(fā)明磷光體組合物的某些元素以及在以下實(shí)施例的制備中所使用的源材料。在制備中，粉末形式的源材料在干燥的N2保護(hù)下在手套箱中進(jìn)行稱量、混合和研磨。隨后在N2/H2氣氛下，在高溫爐中在1600-18500C的溫度范圍內(nèi)將所述粉末混合物加熱8-12小時(shí)。對所得磷光體產(chǎn)物進(jìn)行粉碎、篩分和洗滌。通過X射線衍射、發(fā)光光譜和光學(xué)反射技術(shù)對所述磷光體產(chǎn)物進(jìn)行測試和分析。表1.制備堿土金屬娃碳氮化物(alkaline earth silicon carbidonitride)磷
光體的源材料
權(quán)利要求
1.一種包含磷光體的組合物，所述磷光體具有通式Sr2Si5N8_[(4x/3)+z]Cx03z/2:A，其中: 0〈x≤5、0≤z≤3并且[(4x/3)+z]<8 ;以及 A包括摻雜在磷光體的基質(zhì)晶體中的發(fā)光激活體。
2.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，A包括選自下組的發(fā)光激活體:Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Mn、Bi 和 Sb。
3.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，A是Eu。
4.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，A摻雜在所述磷光體的基質(zhì)晶體中，相對于Sr的摩爾量，其濃度水平約為0.001-20摩爾％。
5.如權(quán)利要求1所述的組合物，該組合物還包含一種或多種其它磷光體。
6.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述磷光體包括斜方晶系或單斜晶系的晶體。
7.一種包含磷光體的組合物，所述磷光體具有通式M(II)2Si5 -[(4x/3) +z]Cx03z/2:A，其中:0〈x ≤ 5、0 ≤ z ≤ 3 且[(4x/3)+z]<8 ； M(II)包括至少一種二價(jià)陽離子；以及 A包括摻雜在磷光體的基質(zhì)晶體中的發(fā)光激活體。
8.如權(quán)利要求7所述的組合物，其特征在于，M(II)包括至少一種選自下組的二價(jià)陽離子:Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Cu、Co、N1、Pd、Zn 和 Cd。
9.如權(quán)利要求7所述的組合物，其特征在于，M(II)包括至少一種選自下組的二價(jià)陽離子:Ca、Sr 和 Ba。
10.如權(quán)利要求8所述的組合物，其特征在于，M(II)包括兩種或更多種二價(jià)陽離子。
11.如權(quán)利要求7所述的組合物，其特征在于，A包括選自下組的發(fā)光激活體:Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Mn、Bi 和 Sb。
12.如權(quán)利要求7所述的組合物，其特征在于，A是Eu。
13.如權(quán)利要求7所述的組合物，其特征在于，A摻雜在所述磷光體的基質(zhì)晶體中，相對于M(II)的摩爾量，其濃度水平約為0.001-20摩爾％。
14.如權(quán)利要求7所述的組合物，該組合物還包含一種或多種其它磷光體。
15.如權(quán)利要求7所述的組合物，其特征在于，所述磷光體包括斜方晶系或單斜晶系的晶體。
16.一種包含磷光體的組合物，所述磷光體具有通式M(II)2_WM⑴ 2wS 5^8-[ (4x/3) +z]Cx03z/2:A，其中:0〈x≤ 5、0 ≤z ≤3 并且[(4x/3)+z]<8 ； M(II)包括至少一種二價(jià)陽離子； M(I)包括至少一種單價(jià)陽離子；以及 A包括摻雜在磷光體的基質(zhì)晶體中的發(fā)光激活體。
17.如權(quán)利要求16所述的組合物，其特征在于，M(II)包括至少一種選自下組的二價(jià)陽離子:Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Cu、Co、N1、Pd、Zn 和 Cd。
18.如權(quán)利要求16所述的組合物，其特征在于，M(II)包括至少一種選自下組的二價(jià)陽離子:Ca、Sr和Ba。
19.如權(quán)利要求17所述的組合物，其特征在于，M(II)包括兩種或更多種二價(jià)陽離子。
20.如權(quán)利要求16所述的組合物，其特征在于，M(I)包括至少一種選自下組的單價(jià)陽離子:L1、Na、K、Rb、Cu、Ag 和 Au。
21.如權(quán)利要求16所述的組合物，其特征在于，M(I)包括至少一種選自下組的單價(jià)陽尚子:L1、Na和K。
22.如權(quán)利要求20所述的組合物，其特征在于，M(I)包括兩種或更多種單價(jià)陽離子。
23.如權(quán)利要求16所述的組合物，其特征在于，A包括選自下組的發(fā)光激活體:Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Mn、Bi 和 Sb。
24.如權(quán)利要求16所述的組合物，其特征在于，A是Eu。
25.如權(quán)利要求16所述的組合物，其特征在于，A摻雜在所述磷光體的基質(zhì)晶體中，相對于M(II)和M(I)的總摩爾量，其濃度水平約為0.001-20摩爾％。
26.如權(quán)利要求16所述的組合物，該組合物還包含一種或多種其它磷光體。
27.如權(quán)利要求16所述的組合物，其特征在于，所述磷光體包括斜方晶系或單斜晶系的晶體。
28.—種包含磷光體的組合物，所述磷光體具有通式M(II)2_WM⑴2wSi5_mM(III)mN8-[(4x/3)+z+m]CxO(3z/2)+m: A，其中:0〈x ≤ 5、0 ≤ w ≤ 0.6、0 ≤ z ≤ 3、0 ≤ m〈2 并且[(4x/3) +z+m]〈8 ； M(II)包括至少一種二價(jià)陽離子； M(I)包括至少一種單價(jià)陽離子； M(III)包括至少一種三價(jià)陽離子；以及 A包括摻雜在磷光體的基質(zhì)晶體中的發(fā)光激活體。
29.如權(quán)利要求28所述的組合物，其特征在于，M(II)包括至少一種選自下組的二價(jià)陽離子:Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Cu、Co、N1、Pd、Zn 和 Cd。
30.如權(quán)利要求28所述的組合物，其特征在于，M(II)包括至少一種選自下組的二價(jià)陽離子:Ca、Sr和Ba。
31.如權(quán)利要求29所述的組合物，其特征在于，M(II)包括兩種或更多種二價(jià)陽離子。
32.如權(quán)利要求28所述的組合物，其特征在于，M(I)包括至少一種選自下組的單價(jià)陽離子:L1、Na、K、Rb、Cu、Ag 和 Au。
33.如權(quán)利要求28所述的組合物，其特征在于，M(I)包括至少一種選自下組的單價(jià)陽尚子:L1、Na和K。
34.如權(quán)利要求32所述的組合物，其特征在于，M(I)包括兩種或更多種單價(jià)陽離子。
35.如權(quán)利要求28所述的組合物，其特征在于，M(III)包括至少一種選自下組的三價(jià)陽離子:B、Al、Ga、In、Sc 和 Y。
36.如權(quán)利要求35所述的組合物，其特征在于，M(III)包括至少一種選自下組的三價(jià)陽尚子:A1、Ga和B。
37.如權(quán)利要求28所述的組合物，其特征在于，A包括選自下組的發(fā)光激活體:Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Mn、Bi 和 Sb。
38.如權(quán)利要求28所述的組合物，其特征在于，A是Eu。
39.如權(quán)利要求28所述的組合物，其特征在于，A摻雜在所述磷光體的基質(zhì)晶體中，相對于M(II)和M(I)的總摩爾量，其濃度水平約為0.001-20摩爾％。
40.如權(quán)利要求28所述的組合物，該組合物還包含一種或多種其它磷光體。
41.如權(quán)利要求28所述的組合物，其特征在于，所述磷光體包括斜方晶系或單斜晶系的晶體。
42.一種包含磷光體的組合物，所述磷光體具有通式M(II)aMQbM(III)cDdEeCfFgHh = A,其中:0〈a〈2、0 彡 b 彡 0.6、0 彡 c〈2、0〈d ( 5、0〈e ( 8、0〈f ( 5、0 ( g<2.5 并且 O ( h〈0.5 ；M(II)包括至少一種二價(jià)陽離子； M(I)包括至少一種單價(jià)陽離子； M(III)包括至少一種三價(jià)陽離子； D包括至少一種四價(jià)陽離子； E包括至少一種三價(jià)陰離子； C包括碳的四價(jià)陰離子； F包括至少一種二價(jià)陰離子； H包括至少一種單價(jià)陰離子；以及 A包括摻雜在磷光體的基質(zhì)晶體中的發(fā)光激活體。
43.如權(quán)利要求42所述的組合物，其特征在于，A包括選自下組的發(fā)光激活體:Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Mn、Bi 和 Sb。
44.如權(quán)利要求42所述的組合物，其特征在于，M(II)包括至少一種選自下組的二價(jià)陽離子:Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Cu、Mn、Co、N1、Zn 和 Cd。
45.如權(quán)利要求42所述的組合物，其特征在于，M(II)包括至少一種選自下組的二價(jià)陽離子:Ca、Sr和Ba。
46.如權(quán)利要求42所述的組合物，其特征在于，M(II)包括兩種或更多種二價(jià)陽離子。
47.如權(quán)利要求42所述的組合物，其特征在于，M(I)包括至少一種選自下組的單價(jià)陽離子:L1、Na、K、Rb、Cs、Ag 和 Au。
48.如權(quán)利要求42所述的組合物，其特征在于，M(I)包括至少一種選自下組的單價(jià)陽尚子:L1、Na和K。
49.如權(quán)利要求42所述的組合物，其特征在于，M(I)包括兩種或更多種單價(jià)陽離子。
50.如權(quán)利要求42所述的組合物，其特征在于，M(III)包括至少一種選自下組的三價(jià)陽離子:B、Al、Ga、In、T1、Sc、Y 和 La。
51.如權(quán)利要求42所述的組合物，其特征在于，M(III)包括至少一種選自下組的三價(jià)陽尚子:A1、Ga和B。
52.如權(quán)利要求42所述的組合物，其特征在于，D包括至少一種選自下組的四價(jià)陽離子:C、S1、Ge、Sn、Pb、T1、Zr 和 Hf。
53.如權(quán)利要求42所述的組合物，其特征在于，E包括至少一種選自下組的三價(jià)陰離子:N、P、As、Sb 和 Bi。
54.如權(quán)利要求42所述的組合物，其特征在于，F(xiàn)包括至少一種選自下組的二價(jià)陰離子:0、S、Se 和 Te。
55.如權(quán)利要求42所述的組合物，其特征在于，H包括至少一種選自下組的單價(jià)陰離子:F、Cl、Br 和 I。
56.如權(quán)利要求42所述的組合物，其特征在于，A包括選自下組的發(fā)光激活體:Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Mn、Bi 和 Sb。
57.如權(quán)利要求42所述的組合物，其特征在于，A是Eu。
58.如權(quán)利要求42所述的組合物，其特征在于，A摻雜在所述磷光體的基質(zhì)晶體中，相對于M(II)和M(I)的總摩爾量，其濃度水平約為0.001-20摩爾％。
59.如權(quán)利要求42所述的組合物，該組合物還包含一種或多種其它磷光體。
60.如權(quán)利要求42所述的組合物，其特征在于，當(dāng)所述磷光體被在約250-500納米波長范圍內(nèi)有峰的光激發(fā)時(shí)，所述磷光體發(fā)射在約400-700納米波長范圍內(nèi)有峰的光。
61.如權(quán)利要求42所述的組合物，其特征在于，所述磷光體包括斜方晶系或單斜晶系的晶體。
62.—種發(fā)光器件,該發(fā)光器件包括: 發(fā)出第一發(fā)光光譜的光源；以及 一種磷光體組合物，當(dāng)用來自所述光源的光輻照該磷光體組合物時(shí)，所述磷光體組合物發(fā)出具有第二發(fā)光光譜的光； 其中，所述磷光體組合物包含至少一種具有選自下組通式的磷光體:(a)Sr2Si5N8_[(4x/3)+z]CxOW2:A，其中0〈x 彡 5、0 彡 z 彡 3 并且[(4x/3)+z]<8 ；(b)M(II)2Si5N8_[(4x/3)+z]Cx03z/2:A，其中0〈x 彡 5、0 彡 z 彡 3 并且[(4x/3)+z]<8 ；(c)M(II)2_wim)2wSi5N8_[(4x/3)+z]Cx03z/2:A，其中0〈x 彡 5、0 彡 w 彡 0.6、0 彡 z 彡 3 并且[(4x/3)+z]<8 ； (d)M(II)2_WM(I)2wSi5JM(III)^-[(ws+z+mAO^a+jA，其中0〈x 彡 5、0 彡 w 彡 0.6、O 彡 z 彡 3、0 彡 m〈2 并且[(4x/3)+z+m]〈8 ;以及(e)M (I I)aM (I)bM (111) cDdEeCfFgHh: A,其中 0〈a〈2、0 彡 b 彡 0.6、0 彡 c〈2、0〈d 彡 5、0〈e 彡 8、0〈f 彡 5、0 彡 g<2.5 并且 O 彡 h〈0.5 ； 其中: M(II)包括至少一種二價(jià)陽離子； M(I)包括至少一種單價(jià)陽離子； M(III)包括至少一種三價(jià)陽離子； D包括至少一種四價(jià)陽離子； E包括至少一種三價(jià)陰離子； C包括碳的四價(jià)陰離子； F包括至少一種二價(jià)陰離子； H包括至少一種單價(jià)陰離子；以及 A包括摻雜在基質(zhì)晶體中的發(fā)光激活體。
63.如權(quán)利要求62所述的發(fā)光器件，其特征在于: M(II)包括至少一種選自下組的二價(jià)陽離子:Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Cu、Co、N1、Pd、Zn和Cd ； M(I)包括至少一種選自下組的單價(jià)陽離子:L1、Na、K、Rb、Cu、Ag和Au ； M(III)包括至少一種選自下組的三價(jià)陽離子:B、Al、Ga、In、Sc和Y ; D包括至少一種選自下組的四價(jià)陽離子:C、S1、Ge、Sn、Pb、T1、Zr和Hf ；E包括至少一種選自下組的三價(jià)陰離子:N、P、As、Sb和Bi ； C包括碳的四價(jià)陰離子； F包括至少一種選自下組的二價(jià)陰離子:0、S、Se和Te ； H包括至少一種選自下組的單價(jià)陰離子:F、Cl、Br和I ;以及 A包括至少一種選自下組的發(fā)光激活體:Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Mn、Bi 和 Sb。
64.如權(quán)利要求62所述的發(fā)光器件,其特征在于，所述第一發(fā)光光譜在約250-700納米的波長范圍內(nèi)有峰。
65.如權(quán)利要求62所述的發(fā)光器件,其特征在于，所述第一發(fā)光光譜在約400-550納米的波長范圍內(nèi)有峰。
66.如權(quán)利要求62所述的發(fā)光器件，其特征在于，所述光源是發(fā)光二極管或激光二極管。
67.如權(quán)利要求62所述的發(fā)光器件,該發(fā)光器件還包含一種或多種其它磷光體。
68.如權(quán)利要求67所述的發(fā)光器件，其特征在于，當(dāng)受到光源激發(fā)時(shí)，所述其它磷光體發(fā)出紅光、黃光、橙光、綠光或藍(lán)光。
69.如權(quán)利要求62所述的發(fā)光器件，該發(fā)光器件還包含具有選自下組通式的第二磷光體:CahSrxGa2S4:Eu2+(O ^ x ^ I) ；Ca1_x_y_zMgxSryBazSi04:Eu2+ (O 彡 x 彡 1、0 彡 y 彡 1、O ^ z ^ 1> x+y+z ^ I ) ;BaMgAl10017:Eu2+, Mn2+ ；MYSi4N7: Eu2+ (M=Ca> Sr、Ba) ; β -氧氮化硅鋁:Eu2+ ;MSi202N2:Eu2+(M=Mg、Ca、Sr、Ba) ；Ba3Si6012N2:Eu2+ ;M2Si5N8:Ce3+(M=Ca、Sr、Ba)；Y2Si4N6CiCe3+ ； a -氧氮化硅鋁:Yb2+ ； (MSiO3)m.(SiO2) n: Eu2+, X (M=Mg,Ca,Sr,Ba ;X=F、Cl、Br、1)，其中，111是1或0,并且⑴如果m=l則n>3,或者(ii)如果m=0則n=l ；MA1204:Eu2+(M=Mg>Ca、Sr、Ba) ；BaMgAl10017:Eu2+ ；Y3A15012: Ce3+ 以及 α -氧氮化娃招:Eu2+。
70.如權(quán)利要求62所述的發(fā)光器件，該發(fā)光器件還包含具有選自下組通式的第二磷光體:(a)M(II)aSibOcNdCe:A，其中6〈a〈8、8〈b〈14、13〈c〈17、5〈d〈9、0〈e〈2 ；(b)M(II)7Al12_x_ySix+y025_xNx_yCy:A，其中0〈x ( 12、0〈y〈x 并且 0〈x+y ( 12 ；(C)M(II)7M(III)12_x_ySix+y025_xNx_yCy:A，其中 0〈x ( 12、0〈x+y ( 12 并且 0〈y〈x ； (d)M (I I) 7M (111) 12-x-ySix+y025_x±3 δ /2 Nx + g.y Cy: A,其中 0〈x〈12、0 ( y〈x、0〈x+y ( 12、0〈 δ 彡 3 并且 δ <x+y ； (e)M (I I) 7Μ (111) 12-x-ySix+y025_x± δ /2 Nx + 8.y Cy± s/2: Α，其中 0〈χ〈12、0 彡 y〈X、0〈X+y 彡 12、0〈 δ 彡 3 并且 δ <x+y ；的] (11)7_#(1)#(111)12_!^_3込+作025_!￡±33/21^+52(；:八，其中0〈叉〈12、0彡7〈叉、0〈2〈叉、0<x+y+z ^ 12、ζ〈χ+ δ 并且 0〈 δ ^ 3 ；(g)M(II)7_yim)yM(III)12_x_y_zSix+y+z025_x±s/2NxT8_zlCz±s/2:A，其中0〈x〈12、0 ( y〈x、0〈z〈x、0〈x+y+z ^ 12、z〈x+ δ 并且 0〈 δ ^ 3 ；(h)M(II)7_yim)yM(III)12_x_y_zSix+y+z025_x±3S/2_v/2ΝχΤδ.ζ CZHV:Α,其中 0〈x〈12、0 ( y〈l、0〈ζ〈χ、z〈x+ δ、0〈δ 3>0 ^ v<l 并且 0〈x+y+z ^ 12 ；以及(i)M(II)7_yMQyM(III)12_x_y_zSix+y+z025_x±s/2_v/2NxTS.z Cz±s/2Hv:A，其中 0〈x〈12、≤0 y〈l、0〈z〈x、z〈x+ δ、0≤ δ < 3、0≤ v<l 并且 0〈x+y+z< 12 ； 其中: M(II)包括至少一種二價(jià)陽離子； M(I)包括至少一種單價(jià)陽離子； M(III)包括至少一種三價(jià)陽離子； H包括至少一種單價(jià)陰離子；以及 A包括摻雜在基質(zhì)晶體中的發(fā)光激活體。
71.如權(quán)利要求62所述的發(fā)光器件，該發(fā)光器件還包含至少兩種其它磷光體。
72.如權(quán)利要求62所述的發(fā)光器件，該發(fā)光器件還包含至少一種其它磷光體，所述其它磷光體發(fā)出在約350-700納米的波長范圍內(nèi)有峰的光。
73.如權(quán)利要求62所述的發(fā)光器件，該發(fā)光器件還包含至少一種其它磷光體，所述其它磷光體發(fā)出在約480-640納米的波長范圍內(nèi)有峰的光。
74.如權(quán)利要求62所述的發(fā)光器件，該發(fā)光器件還包含至少一種其它磷光體，所述其它磷光體發(fā)出在約520-600納米的波長范圍內(nèi)有峰的光。
75.如權(quán)利要求62所述的發(fā)光器件，其特征在于，所述器件發(fā)出白光。
76.如權(quán)利要求75所述的發(fā)光器件，其特征在于，所述器件發(fā)出冷白光。
77.如權(quán)利要求75所述的發(fā)光器件，其特征在于，所述器件發(fā)出暖白光。
78.如權(quán)利要求62所述的發(fā)光器件，其特征在于，所述器件發(fā)出在約400-600納米的波長范圍內(nèi)有峰的光。
79.如權(quán)利要求62所述的發(fā)光器件，其特征在于，所述器件發(fā)出在約520-600納米的波長范圍內(nèi)有峰的光。
80.如權(quán)利要求62所述的發(fā)光器件，其特征在于，所述器件發(fā)出在約380-750納米的波長范圍內(nèi)有峰的光。
81.如權(quán)利要求62所述的發(fā)光器件，其特征在于，所述器件發(fā)出在約400-700納米的波長范圍內(nèi)有峰的光。
全文摘要
本文公開了新穎類別的碳氮化硅磷光體組合物。在某些實(shí)施方式中，已鑒定了碳含量的最佳范圍，這提供了優(yōu)異的發(fā)光特性和熱穩(wěn)定性。
文檔編號H05B33/14GK103155707SQ201180043431
公開日2013年6月12日 申請日期2011年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月10日
發(fā)明者李遠(yuǎn)強(qiáng), M·D·羅曼內(nèi)里, 田永馳 申請人:渲染材料公司