[发明专利]氧氮化物类磷光体

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有新型晶体结构的磷光体，更具体而言，涉及一种包含具有良好持久性的氧氮化物的新型氧氮化物类磷光体，其在使用蓝光发光二极管或紫外发光二极管作为激发源时可能发射由绿至黄的不同颜色，并且特别适用于代替SIALON磷光体或作为其补充。

背景技术

白光LED发光设备近来作为照明设备而越来越引人注目，LCD背光和汽车灯等通常包括发射蓝光或近紫外光的LED发光器件和通过使用发光器件所发射的光作为激发源而将波长转化为可见光的磷光体。

在实现白光LED的一种方法中，使用利用波长为450nm～550nm的InGaN类材料的蓝光发光二极管作为发光器件，并使用由经验式(Y,Gd)₃(Al,Ga)₅O₁₂表示的黄光发光YAG类磷光体作为磷光体。在该白光LED中，由发光器件发射的蓝光入射至磷光体层，并且光的吸收和反射被磷光体层重复数次。磷光体所吸收的蓝光可以被转化为黄光。转化的黄光和一部分入射的蓝光混合，并通过查看者的眼睛而觉察为白光。

然而，具有上述结构的白色LED在光中包含少量的红色分量，具有高色温，并缺乏红绿色分量。因此，仅可以获得具有较差显色性的照明。

另外，氧化物类磷光体通常在激发源的波长超过400nm时倾向于提高光强度。在该情形中，通过使用蓝光可能无法获得高亮度的白光。

因此，近来，具有优于或等于氧化物磷光体的稳定性并且在超过400nm的激发源下具有良好发光效率的氧氮化物类磷光体在白光LED领域受到了许多关注。另外，由于氧氮化物类磷光体最初系作为工程陶瓷而开发，因此湿度和热量导致的效率降低和颜色改变很小。

然而，对于氧氮化物类磷光体在偏离α型或β型硅铝氧氮陶瓷(sialon)(Si-Al-O-N)的组分区中的存在所知甚少。

发明内容

技术问题

本发明的目的在于提供一种磷光体，所述磷光体通过使用偏离常见硅铝氧氮陶瓷磷光体的组分区的氧氮化物制成，其具有良好的结构稳定性、具有良好的发光亮度(特别是黄色)、具有可容易地提高发光亮度的新型晶体结构，并且适合用于LED领域中。

技术解决方案

根据本发明人对于新型磷光体组合物的研究(所述磷光体组合物通过使用氧氮化物制成，具有结构稳定性、良好的耐久性和良好的亮度性质，并因此而适合作为用于如白光LED等照明设备的磷光体)，发现包含Ca、La和Si并具有某种组成的氧氮化物可形成单斜系无机晶体结构，并且具有该无机晶体结构的磷光体作为主体材料可以发射高亮度的由绿至黄的光。

根据本发明的一个方面，提供了一种氧氮化物类磷光体，所述氧氮化物类磷光体包含主体材料和至少一种溶解的活化体，所述主体材料由通式(Ca_1-xM1_x)_a(La_1-yM2_y)_bSi_cN_dO_e(其中0.5≤b/a≤7，1.5≤c/(a+b)≤3.5，1≤d/c≤1.8，0.6≤e/(a+b)≤2，0≤x≤0.5并且0≤y≤0.5)表示并且具有单斜系晶体结构，而所述活化体选自由Mn、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Tb、Ho、Er、Tm和Yb组成的组。M1为选自Ba、Mg、Sr、Mn和Zn中的至少一种元素，并且M2为选自Y、Lu、Sc、Gd、Tb、Ce、Nd、Sm、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Al、Ga、Ge、Sn和In中的至少一种元素。

在本发明的磷光体中，a、b和c的关系可以由图4中的三元素组成指示图限定。

在本发明的氧氮化物类磷光体中，主体材料可以包含作为代表相的下述相，所述相在10.68°～11.41°、18.52°～19.46°、31.58°～31.21°和36.81°～37.49°的布拉格角(2θ)范围内显示出衍射峰，并且当由Co Kα线表示的粉末X射线衍射图案中最强衍射峰的相对强度为100%时该代表相的峰具有大于或等于5%的相对强度。代表相的晶体结构可以是单斜系。

在本发明的氧氮化物类磷光体中，根据粉末X射线衍射图案的峰，主体材料的晶格的参照值可以为α=γ=90°、β=108.257°，并且a、b、c和β值相对于参照值的变化可以小于或等于±5%。

另外，本发明的氧氮化物类磷光体可以具有由以下[式1]表示的以下组成。

[式1]