[发明专利]发红色光的发光材料

说明书

技术领域

本发明涉及用于发光器件的新型发光材料，特别涉及用于LED的 新型发光材料领域和它们在发光器件中的用途。本发明还涉及包含此 类材料的发光器件和包括发光器件的系统。

背景技术

磷光体，包含硅酸盐、磷酸盐(如磷灰石)和铝酸盐作为主体材 料，具有加入的过渡金属或稀土金属作为该主体材料的激活材料，已 经众所周知。特别地由于近年来蓝色LED已经付诸实用，所以人们正 在积极寻求发展采用这种蓝色LED与此类磷光体材料的结合的白色光 源。

特别地，发红色光发光材料已经成了关注的焦点并提出了几种材 料，如美国专利6680569(B2)，“Red Deficiency Compensating Phosphor  for a Light Emitting Device”，或来自WO专利申请2005/052087A1。

然而，对于在各种应用中有用的和尤其允许制造具有优化的发光 效率和显色性的磷光体转化的(phosphor converted，pc)暖白光pcLED的 发红色光发光材料仍存在持续的需求。

发明内容

本发明的一个目的是提供可在各种应用中使用的和尤其允许制造 具有优化的发光效率和显色性的磷光体暖白光pcLED的材料。

该目的通过根据本发明权利要求1的材料得以解决。因此，提供 了材料M_1-yA_1+xSi_4-xN_7-x-2yO_x+2y:RE，其中

M选自包含Ba、Sr、Ca、Mg或它们的混合物的组

A选自包含Al、Ga、B或它们的混合物的组

RE选自包含稀土金属、Y、La、Sc或它们的混合物的组

和x≥0且≤1，y≥0且≤0.2。

应该注意，术语“M_1-yA_1+xSi_4-xN_7-x-2yO_x+2y:RE”特别地和/或另外地表 示和/或包括基本上具有该组成的任何材料。

术语“基本上”特别是指≥95％，优选≥97％和最优选≥99％，以 wt.％计。然而，在一些应用中，在本体(bulk)组合物中也可存在痕量的 添加剂。这些添加剂特别包括本领域已知为熔剂(fluxes)的这些物种。 适合的熔剂包括碱土金属或碱金属氧化物、硼酸盐、磷酸盐和卤化物 如氟化物，氯化铵，SiO₂等等和它们的混合物。

此类材料显示出对于本发明中的各种应用具有至少一个以下优 点：

-使用所述材料作为发光材料，可以构建呈现改善的发光特点， 尤其是热稳定性的LED。

-所述材料由于主晶格的高压缩特性(highly condensed nature)而 对于各种的应用呈现异乎寻常的高化学稳定性

-所述材料对于各种应用只含有非毒性的和可以广泛获取的成分

不受限于任何理论，发明人相信本发明的材料的经改善的性能至 少部分源自该材料的结构。

据信，本发明的材料基本上具有包含三维连接的SiN₄和AlN₄四面 体的正交结构(orthorhombic structure)，所述SiN₄和AlN₄四面体通过共 享角和边缘相连(are linked via corner and edge sharing)。AlN₄四面体构 成沿结晶c方向的反边缘连接的四面体链，其通过角连接SiN₄四面体 而交联。这产生沿着c方向的通道，其中M阳离子可以加入里面。

对于本发明材料中的各种各样的结构，似乎存在尺寸和配位N配 位体数目明显不同的两种晶体学不同的“M”-格位(site)(其在本申请中 称为M(1)和M(2))。据信，在激发结合在较小的M(1)格位上的 RE后尤其产生红色发射。由M(2)格位上的RE产生的较短波长的RE 发射可被M(1)格位上的RE重新吸收，其然后增强红色光谱范围内 的发射，例如对于如果RE包含Eu(II)的许多结构。