[发明专利]具有陶瓷SiAlON材料的发光器件

说明书

技术领域

本发明涉及发光器件，尤其涉及LED领域。

背景技术

包含硅酸盐、磷酸盐(例如，磷灰石)和铝酸盐作为基质材料以及包含作为活性材料添加到基质材料中的过渡金属或稀土金属的磷光体(phosphor)是众所周知的。特别是近年来蓝光LED已经实现应用，正积极探求发展采用这种蓝光LED的白光光源。与现有的白光光源相比，作为白光LED，预期具有较低的能耗和较长的使用寿命，现正正朝着它们在液晶面板背光、室内照明器材、汽车面板背光、投影设备光源等等方面的应用发展。

在目前的LED中，由于α-SiAlON优良的材料和热性能，它们越来越广泛地用作发射体材料。然而，到目前为止对于某些应用，发射光谱以及热发光猝灭性能仍有待提高，尤其是将LED用于汽车应用如车的背光时。

发明内容

本发明的目标是提供包含具有改进的性能的SiAlON材料的发光器件。

通过根据本发明权利要求1的发光器件达到此目标。因此，提供一种发光器件，尤其是LED，包含SiAlON材料，该SiAlON材料对于≥550nm到≤1000nm波长范围的光在空气中垂直入射具有≥10％到≤85％的透明度。

采用这种SiAlON材料时，在大多数应用中可以显著提高发光器件的性能(如在后面将要描述的一些应用中那样)。

优选地，对于≥550nm到≤1000nm波长范围的光，在空气中垂直入射的透明度为≥20％到≤80％，对于从≥550nm到≤1000nm波长范围的光，更优选为≥30％到≤75％，且最优选＞40％到＜70％。

优选地，对于≥650nm到≤800nm波长范围的光，在空气中垂直入射的透明度为≥10％到≤85％，更优选≥20％到≤80％，且最优选≥30％到≤75％。

术语“SiAlON材料”尤其包含和/或包括下列材料：

            M_x^v+Si_12-(m+n)Al_m+nO_nN_16-n，

x＝m/v，且M为金属，优选选自Li、Mg、Ca、Y、Sc、Ce、Pr、Nf、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu或它们的混合物，

以及这些材料与添加剂的混合物，所述添加剂可以在陶瓷加工期间添加。这些添加剂可以完全或部分结合到最终材料中，其因此还可以是几种化学上不同的物种的复合材料(composite)(包埋入组成略有不同的玻璃基质中的SiAlON微晶)并尤其包括所属领域中称为熔剂(flux)的物种。适合的熔剂包括碱土金属或碱金属氧化物和氟化物、SiO₂等。

在本发明的意义上，术语“透明”尤其是指对于在空气中垂直入射，不能被材料吸收的某一波长的入射光，≥10％，优选≥20％，更优选≥30％，最优选≥40％且≤85％穿过样品(以任意角度)。所述波长优选在≥550nm和≤1000nm范围内。

根据本发明优选的实施方案，所述SiAlON材料在黄色-琥珀色可见光波长范围内具有最大值为≥570nm到≤640nm的发射谱带(emissionband)。这允许构建具有改进的性能的发光器件。优选地，所述SiAlON材料在黄色-琥珀色可见光波长区域内具有最大值为≥580nm到≤620nm，更优选≥590nm到≤610nm的发射谱带。

根据本发明优选的实施方案，所述SiAlON材料在黄色-琥珀色可见光波长区域内具有半宽度(half-width)为≥50nm到≤180nm的发射谱带。这导致允许进一步改进发光器件的尖锐的发射谱带。优选地，所述SiAlON材料在黄色-琥珀色可见光波长区域内具有半宽度为≥60nm到≤130nm的发射谱带。

根据本发明优选的实施方案，所述SiAlON材料具有理论密度的≥95％到≤100％。通过具有这样的密度，与密度较低的材料相比，所述SiAlON材料显示出显著改进的机械和光学性能。优选地，所述SiAlON材料具有理论密度的≥97％到≤100％，更优选≥98％到≤100％。

根据本发明优选的实施方案，所述SiAlON材料是多晶材料。