[发明专利]发射红光的发光体和包括该发光体的光源

说明书

技术领域

本发明基于优选用于光源的、根据权利要求1前序部分的发射红光 的发光体。本发明涉及根据权利要求1前序部分所述的氮化硅酸盐系 (nitridosilikate)高效发光体。本发明还涉及利用其制得的光源和制备 这类发光体的方法。

现有技术

EP-A 1 568 753和EP-A 1 614 738公开了一种发射红光的发光体， 其具有MSiAlN3:Z的组成。在该情况下，M主要为Ca，活化剂Z主要 为Eu。它们在本文称为Calsine。所述发光体可在UV和蓝色光谱区中 良好地激发。其适合用于例如发光二极管的光源。

EP-A 1 153 101公开了一种氮化物型发射红光的发光体 M2Si5N8:Eu，其中M可尤其为Ca，活化剂为Eu。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种发射红光的窄带热稳定发光体。在该 情况下，主要波长大于610nm，并且该发光体适合用于UV发光二极 管和蓝色发光二极管。

该目的通过权利要求1特征部分的技术特征得以实现。

特别有利的实施方式见于从属权利要求。

对于氮化物的情形，目前已知体系的特征是非常高的效率和热稳定 性，但是具有宽带发射的缺点。虽然已知的Calsine相比氮化物表现出 较窄带的发射且表现出更好的蓝光吸收性，但是与氮化物相比，其发光 的热稳定性较差。此外，在特定的应用中期望较短波的发射，尤其是为 了获得更好的视觉效果。

根据本发明，在合成Calsine时，添加氟化物作为助熔剂。这改善 了发光体的相形成(Phasenbildung)、晶粒形状以及均匀性。为了不因 为异源离子而获得任何杂质，在实践中通常将氟化物与阳离子一起使 用，该阳离子存在于目标化合物中。因此，在CaSiAlN3:Eu的情况下， 其为CaF2、AlF3或EuF3。同样，LiF在原理上已知作为熔剂，也就是 以通常少的适合于此的量存在。但是，出人意料地发现，LiF以显著的 量掺入目标化合物中并同时显著地提高了Calsine的性能。

该新型发光体适用于例如按需选色(color on demand)的发光二极 管或白光二极管或例如灯的其它光源。该发光体可调节为不同的色温， 并适于具有高效率和良好显色性的应用。

由于将Li离子掺入到晶格中，发光体的热稳定性，即所谓的热猝灭 性得到了显著改进，而不使该发光体的其它性能产生不利变化。在恒定 的Eu含量下，发射的中心和峰值出人意料地向更短的波长方向偏移。 这倾向于提高效率。从理论的观点看，与此相反，预计更可能发生长波 位移。其原因理论上在于颗粒更粗糙和使用LiF的短波发射成分的自吸 收增加。但是，这些想法还未得到证实。

甚至连量子效率和辐射稳定性都倾向于得到改进。

附图说明

在下文中将依据示例性实施方案更详尽地解释本发明。在附图中：

图1显示氟化Calsine发光体的发射光谱和反射光谱；

图2显示作为LiF称量量的函数的氟化Calsine发光体的热猝灭行 为；

图3显示LiF的称量量对Calsine发光体的氧化稳定性的影响。 本发明的优选实施方案

图1显示了在批次化学计量比(batch stoichiometry)的意义上名义组 成为Ca_0.88Eu_0.02Li_0.1AlSi(N_0.967F_0.033)₃的氟化Calsine发光体的发射光谱和 反射光谱。发射最大值为约655nm。

图2显示了作为温度的函数的各种比例LiF的热猝灭行为。曲线1是 在不掺混LiF情况下的Ca_0.98Eu_0.02AlSiN。曲线2表示含有比例为M的1 摩尔％的Li的Calsine的稳定性，其中在此M＝Ca。曲线3表示比例为 M的5摩尔％的Li，曲线4表示比例为M的10摩尔％的Li。这里在每种 情况下适用的是，也掺入在上式意义中与N相同摩尔量的F。