[发明专利]含有铕掺杂的原硅酸盐的磷光体混合物

说明书

发明领域

本发明涉及含有至少一种硅酸盐磷光体(phosphor)的新型磷光体混合物。本发明还涉及这些混合物在电子和光电设备，特别是在发光二极管(LEDs)中的用途。本发明还涉及含有所述磷光体的LEDs。

背景和现有技术

在液晶显示器(LC显示器)中用作背光方面，LEDs的重要性正变得日益增加。这些新型光源具有优于传统冷阴极荧光灯(CCFLs)的很多优点，例如更长的寿命，潜在的能源节约，没有有害成分(例如CCFLs中的汞)。

过去，发出蓝、绿和红光的LEDs排布被用作LC TV应用的背光源。然而，这种多芯片方法具有一些缺点：其非常难于结合三种不同的芯片材料和非常难于保证光参数例如色点的一致性和稳定性。

因此，已引入pcLEDs(“磷光体-转化的LEDs”)作为光源用于背光用途。这些pcLEDs通常含有一种绿光磷光体和一种深红光磷光体以及LED芯片发出的蓝光，其根据滤色器的透射光谱(光谱的蓝、绿和红色区中的透射谱带)来匹配。此类型的设置理论上有利于比通常的sRGB大得多的色域。由于合适特性的可得性的限制，对进一步优化的具有良好色域的磷光体和/或磷光体混合物仍存在需求。

令人惊讶的是，现已发现，用于背光应用的充分色域还能够通过含有磷光体混合物的LEDs实现，所述磷光体混合物包含三种或更多种的式I的硅酸盐磷光体

Ba_wSr_xCa_ySiO₄:zEu                (I)，

其中所有下标w、x、y和z彼此独立，条件是在一种化合物中下标w、x、y和z合计达2(w+x+y+z＝2)，

并且其中一种或多种硅酸盐磷光体发射绿光，一种或多种硅酸盐磷光体发射黄光和一种或多种硅酸盐磷光体发射橙光，以及其中绿光磷光体与黄光磷光体与橙光磷光体的重量比为1.8-4.0∶0.1-4.0∶0.8-3.0。

因此，本发明的第一实施方案是包含三种或更多种式I的硅酸盐磷光体的磷光体混合物

Ba_wSr_xCa_ySiO₄:zEu            (I)，

其中所有下标w、x、y和z彼此独立，条件是在一种化合物中下标w、x、y和z合计达2(w+x+y+z＝2)，

并且其中一种或多种硅酸盐磷光体发射绿光，一种或多种硅酸盐磷光体发射黄光和一种或多种硅酸盐磷光体发射橙光，并且其中绿光磷光体与黄光磷光体与橙光磷光体的重量比为1.8-4.0∶0.1-4.0∶0.8-3.0。

充分的色域意味着sRGB范围的良好覆盖；即，包括滤色器的背光源的色域三角形在CIE 1931色度图中的覆盖，其中包括根据CIE 1931的三种sRGB色点的三角形应当尽可能的大。如果大于该范围的90％，优选大于该范围的95％被覆盖，则实现适于TV应用的良好覆盖。

原硅酸盐具有优于深红氮化物的混合物的很多优点：

它们更广泛可得，价更廉并且它们能够通过轻微改变元素通式(Ca，Sr，Ba)_2-xSiO₄:Eu_x的组成以非常小的步长来匹配它们的荧光带。这能够优化滤色器的透射曲线的匹配。

特别地，已令人惊讶地发现，通过混合多种原硅酸盐，例如浅绿类型与黄色类型和橙色类型，得到的混合物展示出比单一原硅酸盐磷光体更宽的谱带。为了不仅确保在蓝色区(通过LED芯片发射)和绿色区(通过磷光体发射)中的，而且确保在红色区(通过磷光体发射)中的足够的光谱功率，具有更宽发射谱带的LED是重要的。

WO 02/054502描述了含有两种或三种磷光体，优选两种硅酸盐磷光体和再一种磷光体(铝酸钡镁或铝酸锶镁：Eu)的磷光体混合物。

WO 2007/018569描述了具有至少两种硅酸盐基相的磷光体组合物，所述磷光体组合物包括具有实质上相应于(Ca，Sr，Ba，Mg，Zn)₂SiO₄的晶体结构的第一相，和具有实质上相应于(Ca，Sr，Ba，Mg，Zn)₃SiO₅的晶体结构的第二相，其中该组合物的至少一相包含Mg，并且该组合物至少一相包含掺杂剂F、Cl、Br、S或N。