[发明专利]包括复合SiAlON基陶瓷材料的发光器件

说明书

技术领域

本发明涉及发光器件，特别是涉及LED领域。

背景技术

在今天的白色发光LED中，通常存在发射红色和绿色的发光转换材料。这些成分在大多数应用中作为独立的成分。

目前正在进行许多尝试，以用能够在期望波长范围内发光的单一成分来替代这两种成分。

然而，持续需要能够在宽波长范围上发光的新成分从而使得LED的制作更容易。

发明内容

本发明的目的是提供能够在宽波长范围上发光的具有转换体材料的发光器件。

借助于根据本发明权利要求1的发光器件来实现该目的。所述发光器件特别是LED，其包括基本上成分为M_1-yA_2-xB_xO_2-2xN_2+x:Eu_y的陶瓷复合材料，其中M选自包括Sr、Ca、Ba、Mg或其混合物的群组，A选自包括Si、Ge或其混合物的群组，B选自包括Al、B、Ga或其混合物的群组，以及x和y独立地选自从＞0到≤1。

措辞“复合”特别是指和/或包括所述材料由具有不同成分的至少两种不同相组成，这些不同成分(将在稍后更详细描述)共同形成所述的总成分。陶瓷复合材料可以直接附着到类似LED的发光器件，或者陶瓷复合材料可以放置在与比如LED的发光器件距一定距离处。后者意味着在发光器件的表面和陶瓷复合材料之间没有直接接触。

措辞“基本上”特别是指≥95％，优选地≥97％，以及最优选地≥99％的该材料具有期望的成分。

措辞“陶瓷材料”从本发明的意义上说特别是指和/或包括结晶或多晶紧凑材料或具有可控的孔数量或没有任何孔的复合材料。

措辞“多晶材料”从本发明的意义上说特别是指和/或包括体积密度大于主要组成的百分之90的材料，该主要组成由大于百分之80的单晶畴构成，每个畴直径大于0.5μm并可能具有不同的晶体学取向。单晶畴可以通过无定形或玻璃态材料或者通过附加的结晶组成而互相连接。

对于本发明内的宽范围应用，这种材料已经示出具有至少以下优点之一：

-对于甚至在400nm或470nm范围内的许多应用，该材料能够在超过250nm的波长范围内吸收光。

-复合陶瓷的发光特性可以在宽的范围内调谐(将在稍后描述)。

-该材料通常具有很高的(光)热稳定性。

根据本发明的优选实施例，复合材料包括至少一种琥珀色到红色的发射相以及至少一种青色到绿色的发射相。借助于此，已经发现该材料在可见光谱中的波长范围对于许多应用可以大幅增强。

根据本发明的优选实施例，x为≤0.6。这被发现对于许多应用是有利的，原因在于琥珀色到红色的发光相与青色到绿色的发光相的比例通常使得该材料将在可见光谱区内显示宽的发射带。

优选地，x为≥0.01且≤0.5，更优选地≥0.01且≤0.4。

根据本发明的优选实施例，复合材料包括成分M(A，B)₂(O，N)₃:Eu的相以及成分MA₂O₂N₂:Eu的相。

令人惊奇地，已经发现对于许多应用而言，可以制作许多包括这两种相的创造性的复合材料，且在使用高温步骤(例如高温烧结)时甚至可以发现这两种相。不拘束于任何理论，发明人相信来自M(A，B)₂(O，N)₃相的三价B阳离子不被(或只是在非常小程度上)建立在MA₂O₂N₂晶格中，因此这两种相可以在该复合材料中单独地共存。

根据本发明的优选实施例，至少一种琥珀色到红色的发光相和/或至少一种青色到绿色的发光相基本上以陶瓷颗粒形式存在于该复合材料中。

根据本发明的优选实施例，至少一种琥珀色到红色的发光相和/或至少一种青色到绿色的发光相的颗粒的d₅₀为≥3μm到≤50μm。借助于此，对于许多应用，该创造性的复合陶瓷的照明特征和稳定性可以提高。

根据本发明的优选实施例，琥珀色到红色的发光相的颗粒的平均粒度大于至少一种青色到绿色的发光相的颗粒的平均粒度。借助于此，琥珀色到红色的发光材料在许多应用中将分散到复合陶瓷内。

优选地，至少一种琥珀色到红色的发光相的颗粒的粒度的d₅₀比至少一种青色到绿色的发光相的颗粒的粒度d₅₀大≥2μm，优选地大≥10μm。