[发明专利]无机红色磷光体和包含其的发光装置

说明书

技术领域

本发明涉及无机红色磷光体和其在照明应用中，具体来说在磷光体转化型发光二极管照明装置中的用途。更具体地说，本发明涉及红色磷光体，其包含由式(1)表示无机发光化合物，所述无机发光化合物具有可解析成第一高斯发射曲线和第二高斯发射曲线的发射光谱；其中第一高斯发射曲线具有第一高斯发射曲线峰值P₁；其中第一高斯发射曲线峰值P₁具有峰值1高度H_P1、峰值1峰值波长Pλ_P1和峰值1面积A_P1；其中第二高斯发射曲线具有第二高斯发射曲线峰值P₂；其中第二高斯发射曲线峰值P₂具有峰值2高度H_P2、峰值2峰值波长Pλ_P2、峰值2半幅值全宽FWHM_P2和峰值2面积A_P2；其中Pλ_P1＜Pλ_P2；并且，其中峰值2半幅值全宽FWHM_P2最小化。

磷光体转化LED(pcLED)利用蓝色LED晶片作为光源以及一种或多种磷光体以产生白光。基于pcLED技术的装置即将变成用于固态照明应用中的通用基本装置。然而，需要显著进步以实现固态照明市场设定的效能规格。

背景技术

pcLED装置通过使用由LED晶片产生的发射光谱激发所包括的磷光体从单一LED产生其白光发射。通过蓝色LED晶片所产生的发射光谱激发所包括的磷光体，其接着产生发射光谱，所述发射光谱与蓝色LED晶片的发射光谱组合以产生白光。重要的是识别蓝色LED晶片的色调以及所包括的磷光体对pcLED装置的效用和最佳化来说是重要的。因此，仍然需要磷光体开发以向pcLED装置制造商提供增强的色调功能。

并且，常规pcLED装置设计中所使用的磷光体紧靠蓝色LED光源。因此，在光产生期间，这些磷光体经历高温。由高功率LED晶片呈现的接合温度典型地在100到150℃范围内。在这种高温下，磷光体的晶体处于高振动激发态。当处于这种高振动激发态时，激励能量可通过非发光弛豫而引起产生额外的热，而非产生来自磷光体的所需发光发射。这种热产生使情况加重，导致恶性循环，其促使当前pcLED装置无法实现用于固态照明市场的工业所需效能规格。因此，用于全面照明的pcLED装置的成功发展需要发现可在100到150℃的温度下高效操作的磷光体。

因为基于氮化物的磷光体在pcLED装置中所产生的高温下的极佳发光效能，已提出将其用于pcLED装置中。这类基于氮化物的磷光体的实例包括基于金属氮化硅的磷光体。这些磷光体材料的主体晶体主要由作为的结构主链的SI-N、Al-N化学键以及其混合键组成。当这些键稳定时，硅和碳之间的化学键(SiC-C)具有较高键能，并且因此具有较高热量和化学稳定性。此外，碳与许多金属原子形成非常稳定的化学键。

碳氮化物磷光体可在主体晶体中包含碳、硅、锗、氮、铝、硼和其它金属以及作为发光活化剂的一种或多种金属掺杂剂。这种磷光体最近作为能够将近UV(nUV)或蓝光转换成可见光谱范围内的其它光(例如蓝光、绿光、黄光、橙光和红光)的颜色转换器出现。碳氮化物磷光体的主体晶体包含-N-Si-C-、-N-Si-N-和-C-Si-C-网络，其中Si-C和Si-N的强共价键充当结构的主体构筑嵌段。

在某些碳氮化物磷光体中，碳可增强而非中止磷光体的发光，尤其当磷光体经历相对高温度(例如200℃到400℃)时。某些碳氮化硅磷光体在所需发射光谱的波长范围内的反射系数随碳的量增加而增加。已报导这些碳氮化物磷光体呈现极佳的发射热稳定性和高发射功效。

被设计用于pcLED装置中的一个基于碳氮化物的磷光体家族披露于颁予李(Li)等人的美国专利第8,535,566号中。李等人描述碳氮化硅磷光体和使用其的发光装置，其中基于碳氮化物的磷光体的家族表示如下：

Sr₂Si₅N_8-[(4x/3)+z]C_xO_3z/2：A；

其中0＜x≤5，0≤z≤3，并且((4x/3)+z)＜8；

M(II)₂Si₅N_8-((4x/3)+z)C_xO_3z/2：A；

其中0＜x≤5，0≤z≤3，并且((4x/3)+z)＜8；