[发明专利]α-Sialon磷光体

说明书

技术领域

本发明涉及权利要求1前序部分的α-Sialon类的磷光体。这类磷光体特别适于在光源例如LED中应用。

背景技术

EP 1498466中公开了一种用Yb掺杂的α-Sialon。其中也提及其它的掺杂剂如Eu、Dy和Tb。这类磷光体适合主要在暖白光源中应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于α-Sialon的磷光体，其也可用于较高的色温。

该目的通过权利要求1的特征部分实现。

特别有利的方案列于从属权利要求中。

基于α-Sialon的新型磷光体的特征在于共掺杂，其除已知的掺杂剂外还使用Mn。由此可得到可通过蓝光或UV-光激发的高效光源。这种磷光体是温度稳定性的，并在黄色光谱范围呈宽带发射。主波长λ_dom通常为575～578nm。由此特别可制备色位稳定的冷白至日光白光源如基于转换LED的LED。

用Eu掺杂的α-Sialon通常归于温度稳定的磷光体。但可惜的是至今该发射波长不适合上述要求。特别是至今未能制备出满足上述要求的白色LED。

至今已知的α-Sialon具有通常的经验式M1xM2y(Si，Al)12(O，N)16。其中M1通常是选自Li、Mg、Ca、Y和除Ce和La外的镧系元素的一种或多种元素，M2是选自Ce、Pr、Eu、Tb、Yb和Er的一种或多种元素，其起激活剂作用，其中0.3≤x+y≤1.5以及0＜y＜0.7。但这类α-Sialon由于其光学特性仅适合少数应用领域。例如Yb-掺杂的Ca-α-Sialon(M2＝Yb)以较少的量子产率在绿色光谱范围以极短波长发射，而Eu-掺杂的方案(M2＝Eu)的发射过多偏移到橙红色的长波光谱范围。

有竞争力的磷光体体系如原硅酸盐在发射稳定性方面有很大的不足，如当其温度在许多应用中如所预计的高于100℃时会产生高温猝灭。此外，该发射呈非常窄的带宽，由此不适用于许多照明目的。该窄带发射体(Sr，Ba)Si₂O₂N₂:Eu虽有非常好的温度稳定性，但在其它方面却类似于黄光的原硅酸盐的发射特性。

本发明提出一种基本通式为M1_p/2Si_12-p-qAl_p+qO_qN_16-q:D的α-Sialon。其中M1如上所述是选自Li、Mg、Ca、Y和除Ce和La外的镧系元素的一种或多种元素。但该掺杂剂是如上述的已知激活剂M2组成的共掺杂剂。M2是选自Ce、Pr、Eu、Tb、Yb和Er的一种或多种元素。在该情况下，D是由已知激活剂的一种或两种所组成的共掺杂剂，但与Mn掺杂剂相组合。形式上其可表示为D＝(M2，Mn)。最后选用q＝0～2.5和p＝0.5～4。

在该情况下，M2优选是Eu或Yb或两者混合。在D中的Mn的原子比例总是小于M2的原子比例。D中的Mn的比例优选为M2的1～50％。

制备含Mn共掺杂剂的α-Sialon磷光体的方法在原理上按类似于文献中对已知的α-Sialon磷光体所描述的制备方法进行。

附图说明

下面参照多个实施例详述本发明。附图如下：

图1示出Ca-α-Sialon的波长偏移与掺杂剂的关系图；

图2示出蓝光LED和各种Sialon的色位图；

图3示出各种经掺杂的Sialon的量子效率QE；

图4示出用作白光光源(LED)的半导体器件；

图5示出具有本发明的磷光体的照明装置。

具体实施方式

按如下方法制备含Eu和Yb共掺杂剂的Ca-α-Sialon：

按化学计量称重原料CaCO₃、Si₃N₄、AlN、Eu₂O₃和Yb₂O₃，并对其匀质化数小时。接着该所得混合物在管式炉中于还原气氛下经灼烧数小时(2～7小时)。温度选为1500～2000℃。然后可进行第二灼烧过程。该第二灼烧过程也是在还原气氛中于1200～2000℃下进行。

按如下方法制备含Eu、Yb、Mn三重掺杂剂的Ca-α-Sialon：