無機磷光體和包含其的發(fā)光裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無機磷光體和其在照明應(yīng)用中，具體來說在磷光體轉(zhuǎn)化發(fā)光二極管照 明裝置中的用途。更具體地說，本發(fā)明涉及磷光體，其包含由式（1)表示的無機發(fā)光化合 物，所述化合物具有可解析成第一高斯發(fā)射曲線和第二高斯發(fā)射曲線的發(fā)射光譜；其中第 一高斯發(fā)射曲線具有第一高斯發(fā)射曲線峰值P 1;其中第一高斯發(fā)射曲線峰值P :具有峰值1 高度Hpi、峰值1峰值波長P λ P1和峰值1面積A P1;其中第二高斯發(fā)射曲線具有第二高斯發(fā) 射曲線峰值P2;其中第二高斯發(fā)射曲線峰值P 2具有峰值2高度H P2、峰值2峰值波長P λ P2、 峰值2半幅值全寬FWHMp2和峰值2面積A P2;其中P λ P1< P λ P2;并且其中實現(xiàn)以下中的至 少一者：(a)峰值2高度Hp2最小化；(b)峰值2半幅值全寬FWHM p^小化；和（c)峰值2面 積Ap2最小化；以及包含其的照明裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 磷光體轉(zhuǎn)化LED (pcLED)利用藍(lán)色LED晶片作為光源以及一種或多種磷光體以產(chǎn) 生白光。基于PcLED技術(shù)的裝置即將變成用于固態(tài)照明應(yīng)用中的通用基本裝置。然而，需 要顯著進(jìn)步以實現(xiàn)固態(tài)照明市場設(shè)定的效能規(guī)格。
[0003] pcLED裝置通過使用由LED晶片產(chǎn)生的發(fā)射光譜激發(fā)所包括的磷光體從單一 LED 產(chǎn)生其白光發(fā)射。通過藍(lán)色LED晶片所產(chǎn)生的發(fā)射光譜激發(fā)所包括的磷光體，其接著產(chǎn)生 發(fā)射光譜，所述發(fā)射光譜與藍(lán)色LED晶片的發(fā)射光譜組合以產(chǎn)生白光。重要的是識別藍(lán)色 LED晶片的色調(diào)以及所包括的磷光體對pcLED裝置的效用和最佳化來說是重要的。因此，仍 然需要磷光體開發(fā)以向pcLED裝置制造商提供增強的色調(diào)功能。
[0004] 并且，常規(guī)pcLED裝置設(shè)計中所使用的磷光體緊靠藍(lán)色LED光源。因此，在光產(chǎn)生 期間，這些磷光體經(jīng)歷高溫。由高功率LED晶片呈現(xiàn)的接合溫度典型地在100到150°C范圍 內(nèi)。在這種高溫下，磷光體的晶體處于高振動激發(fā)態(tài)。當(dāng)處于這種高振動激發(fā)態(tài)時，激勵能 量可通過非發(fā)光弛豫而引起產(chǎn)生額外的熱，而非產(chǎn)生來自磷光體的所需發(fā)光發(fā)射。這種熱 產(chǎn)生使情況加重，導(dǎo)致惡性循環(huán)，其促使當(dāng)前pcLED裝置無法實現(xiàn)用于固態(tài)照明市場的工 業(yè)所需效能規(guī)格。因此，用于全面照明的pcLED裝置的成功發(fā)展需要發(fā)現(xiàn)可在100到150°C 的溫度下高效操作的磷光體。
[0005] 因為基于氮化物的磷光體在pcLED裝置中所產(chǎn)生的高溫下的極佳發(fā)光效能，已提 出將其用于pcLED裝置中。這類基于氮化物的磷光體的實例包括基于金屬氮化硅的磷光 體。這些磷光體材料的主體晶體主要由作為的結(jié)構(gòu)主鏈的SI-N、A1-N化學(xué)鍵以及其混合鍵 組成。當(dāng)這些鍵穩(wěn)定時，硅和碳之間的化學(xué)鍵（SiC-C)具有較高鍵能，并且因此具有較高熱 量和化學(xué)穩(wěn)定性。此外，碳與許多金屬原子形成非常穩(wěn)定的化學(xué)鍵。
[0006] 碳氮化物磷光體可在主體晶體中包含碳、硅、鍺、氮、鋁、硼和其它金屬以及作為發(fā) 光活化劑的一種或多種金屬摻雜劑。這種磷光體最近作為能夠?qū)⒔黆V(nUV)或藍(lán)光轉(zhuǎn)換成 可見光譜范圍內(nèi)的其它光（例如藍(lán)光、綠光、黃光、橙光和紅光）的顏色轉(zhuǎn)換器出現(xiàn)。碳氮 化物磷光體的主體晶體包含-N-Si-C-、-N-Si-N-和-C-Si-C-網(wǎng)絡(luò)，其中Si-C和Si-N的強 共價鍵充當(dāng)結(jié)構(gòu)的主體構(gòu)筑嵌段。
[0007] 在某些碳氮化物磷光體中，碳可增強而非中止磷光體的發(fā)光，尤其當(dāng)磷光體經(jīng)歷 相對高溫度（例如200°c到400°C )時。某些碳氮化硅磷光體在所需發(fā)射光譜的波長范圍 內(nèi)的反射系數(shù)隨碳的量增加而增加。已報導(dǎo)這些碳氮化物磷光體呈現(xiàn)極佳的發(fā)射熱穩(wěn)定性 和高發(fā)射功效。
[0008] 被設(shè)計用于pcLED裝置中的一個基于碳氮化物的磷光體家族披露于頒予李（Li) 等人的美國專利第8, 535, 566號中。李等人描述碳氮化硅磷光體和使用其的發(fā)光裝置，其 中基于碳氮化物的磷光體的家族表示如下：
[0009] Sr2Si5N8 [(4x/3)+z]Cx03z/ 2:A ;
[0010] 其中 0<x 彡5,0彡Z 彡 3,并且（(4x/3)+z) < 8 ;
[0011] M(II)2Si5N8 ((4x/3)+z) Cx03z/2：A ；
[0012] 其中 0<x 彡5,0彡z 彡 3,并且（(4x/3)+z) < 8 ;
[0013] M(II)2 wi^I)2wSi5N8 "4x，3)+z)Cx03z，2:A ;
[0014] 其中 0<x 彡5,0彡 w彡 0·6,0彡z 彡 3,并且（(4x/3)+z) < 8 ;
[0015] M(II)2wM(I)2wSi5nM(III)nN 8 ((4x/3)+z+m)Cx〇(3z/2)+m.A，萍口
[0016] 其中 0<x 彡5,0彡 w彡 0·6,0彡z 彡3,0彡 m< 2,并且（（4x/3)+z+m) < 8 ;
[0017] M(II)aM(I)bM(III)cDdE eCfFgHh=A ；
[0018] 其中 0<a<2,0<b<0.6,0<c<2,0<cK5,0<e<8,0<f<5，(Xg < 2. 5,并且 0 彡 h < 0· 5，
[0019] 其中M(II)是至少一種二價陽離子；其中M(I)是至少一種單價陽離子；M(III)是 至少一種三價陽離子；其中D是至少一種四價陽離子；其中E是至少一種三價陰離子；其中 F是至少一種二價陰離子；其中H是至少一種單價陰離子；并且，其中A是摻雜在晶體結(jié)構(gòu) 中的發(fā)光活化劑。
[0020] 但仍然繼續(xù)需要向PCLED裝置制造商提供增強的色調(diào)功能的磷光體。具體來說， 仍然需要其它紅色磷光體用品，其呈現(xiàn)具有在600nm與660nm之間的整體發(fā)射峰值波長的 可調(diào)發(fā)射光譜以及高發(fā)光功效和低熱量中止。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0021] 本發(fā)明提供磷光體，其包含：由式（1)表示的無機發(fā)光化合物
[0022] M(I)cM(II)aSi5NxCyO z=Eu 2+b (1)
[0023] 其中M(I)是從由以下組成的群組中選出的單價物質(zhì)：Li、Na、K、F、Cl、Br和I ;其 中M(II)是從由以下中的至少一者組成的群組中選出的二價陽離子：Mg、Ca、Sr和Ba;其中 1.7彡a彡2;0<b<0.1;0彡c彡0.1;5彡X彡8;0彡y彡1.5;0彡z彡5 ;其中磷光 體在用具有455nm波長的單色光激勵時呈現(xiàn)發(fā)射光譜ES455;其中發(fā)射光譜ES 455可解析成第 一高斯發(fā)射曲線和第二高斯發(fā)射曲線；其中第一高斯發(fā)射曲線具有第一高斯發(fā)射曲線峰值 P1;其中第一高斯發(fā)射曲線峰值P i在峰值1峰值波長P λ P1處具有峰值1高度Hpi;其中第二 高斯發(fā)射曲線具有第二高斯發(fā)射曲線峰值P 2;其中第二高斯發(fā)射曲線峰值P2在峰值2峰值 波長P λ P2處具有峰值2高度Hp2;其中P λ P1< P λ P2;其中發(fā)射光譜ES 455的峰值比P 1， 如通過以下方程式測定
[0024] PR=HP1/HP2〇
[0025] 本發(fā)明提供磷光體，其包含：由式（I)表示的無機發(fā)光化合物
[0026] M(I)cM(II)aSi5NxCyO z=Eu 2+b (1)
[0027] 其中M(I)是從由以下組成的群組中選出的單價物質(zhì)：Li、Na、K、F、Cl、Br和I ;其 中M(II)是從由以下中的至少一者組成的群組中選出的二價陽離子：Mg、Ca、Sr和Ba;其中 1.7彡a彡2;0<b<0.1;0彡c彡0.1;5彡X彡8;0彡y彡1.5;0彡z彡5 ;其中磷光 體在用具有455nm波長的單色光激勵時呈現(xiàn)發(fā)射光譜ES455;其中發(fā)射光譜ES 455可解析成第 一高斯發(fā)射曲線和第二高斯發(fā)射曲線，其中第一高斯發(fā)射曲線具有第一高斯發(fā)射曲線峰值 P1;其中第一高斯發(fā)射曲線峰值P i在峰值1峰值波長P λ P1處具有峰值1高度Hpi;其中第二 高斯發(fā)射曲線具有第二高斯發(fā)射曲線峰值P 2;其中第二高斯發(fā)射曲線峰值P2在峰值2峰值 波長P λ P2處具有峰值2高度Hp2;其中P λ P1< P λ P2;其中發(fā)射光譜ES 455的峰值比P 1， 如通過以下方程式測定
[0028] Pr= HP1/HP2;和，
[0029] 其中第二高斯發(fā)射曲線的半幅值全寬FWHMP2< 100nm。
[0030] 本發(fā)明提供磷光體，其包含：由式（1)表示的無機發(fā)光化合物
[0031] M(I)cM(II)aSi5NxCyO z=Eu 2+b (1)
[0032] 其中M(I)是從由以下組成的群組中選出的單價物質(zhì)：Li、Na、K、F、Cl、Br和I ;其 中M(II)是從由以下中的至少一者組成的群組中選出的二價陽離子：Mg、Ca、Sr和Ba;其中 1.7彡a彡2;0<b<0.1;0彡c彡0.1;5彡X彡8;0彡y彡1.5;0彡z彡5 ;其中磷光 體在用具有455nm波長的單色光激勵時呈現(xiàn)發(fā)射光譜ES455;其中發(fā)射光譜ES 455可解析成第 一高斯發(fā)射曲線和第二高斯發(fā)射曲線；其中第一高斯發(fā)射曲線具有第一高斯發(fā)射曲線峰值 P1;其中第一高斯發(fā)射曲線峰值P1在峰值1峰值波長P λ P1處具有峰值1高度Hpi，和峰值1 面積Api;其中第二高斯發(fā)射曲線在峰值2峰值波長P λ P2&具有第二高斯發(fā)射曲線峰值P2， 其具有峰值2高度Hp2，和峰值2面積A p2;其中P λ P1< P λ P2;其中發(fā)射光譜ES 455的峰值比 Pr^ 1，如通過以下方程式測定
[0033] Pr= HP1/HP2;和，