[发明专利]发光物质

说明书

本发明涉及新型化合物，包含该化合物的混合物，一种制备这些磷光体和混合物的方法及其作为转换磷光体的用途或在灯中的用途。

LED作为照明和在液晶显示器(LC显示器)中用作背光方面的重要性日益增加。这些新型光源具有优于常规冷阴极荧光灯(CCFL)的很多优点，例如更长的寿命，潜在的节能，无有害内容物(例如CCFL中的汞)。

过去，使用发蓝光、绿光和红光的LED排布作为LC TV应用的背光源。然而，这种多芯片方法具有一些缺点：非常难于组合三种不同的芯片材料并保证光参数例如色点的均匀性和稳定性。

因此，已引入pcLED(“磷光体转换的LED”)作为光源用作背光。这些通常包括绿光磷光体和深红光磷光体以及LED芯片的蓝光发射，其根据滤色器的透射光谱(光谱的蓝区、绿区和红区中的透射谱带)平衡。该类型的构造理论上对比通常的sRGB大得多的色空间是有利的。由于合适品质可得性中的瓶颈，仍需要进一步优化的磷光体和/或磷光体混合物。

尤其是需要红色磷光体。为了借助LED TV背光实现高的色空间，发射最大值为620-660nm的深红光磷光体是必要的。本领域熟练技术人员已知的合适材料系统是硅氮化物和铝硅氮化物(参见Xie，Sci.Technol.Adv.Mater.2007，8，588-600)：1-1-2氮化物，例如CaSiN₂:Eu²⁺(Le Toquin，Cheetham，Chem.Phys.Lett.2006，423，352.)，2-5-8氮化物，例如(Ca,Sr,Ba)₂Si₅N₈:Eu²⁺(Li等，Chem.Mater.2005，15，4492)和铝硅氮化物，例如(Ca,Sr)AlSiN₃:Eu²⁺(K.Uheda等，Electrochem.Solid State Lett.2006，9，H22)。

如上所述，氮化物磷光体的制备通常复杂且因此不可以大量得到或仅以非常高成本得到。尤其是高纯度必要性是一种挑战，其在工业中仅可以在显著付出下满足。因此，极低浓度的碳或氧可导致磷光体的效率以敏感性方式降低。此外，希望尽可能不对水分敏感的可用材料。

因此，本发明目的是提供在光谱红区中发射并可以以经济上可接受的成本在生产条件下获得或与已知氮化物磷光体相比具有较低的水分敏感性的材料。

就该申请而言，红光发射或红光表示其强度最大值具有610-670nm的波长的光，绿光相应地表示其最大值具有508-550nm的波长的光，而黄光表示最大值具有551-585nm的波长的光。

令人惊奇地，现已发现某些氧氮化物具有相当于2-5-8氮化物的磷光体性能，但显著降低了制备方法在氧含量和相纯度方面的要求或对水分具有较低的敏感性。

因此，本发明的第一实施方案为式I化合物：

A_2-0，5y-x Eu_x Si₅ N_8-y O_y  (I)，

其中A表示选自Ca、Sr、Ba的一种或多种元素，x表示0.005-1的值，且y表示0.01-3的值。

本文中式I化合物可以呈纯物质或混合物形式。因此，本发明还涉及包含至少一种如上所定义的式I化合物和至少一种其他含硅和氧的化合物的混合物。

根据本发明优选的是，所述至少一种其他含硅和氧的化合物为制备式I化合物的反应副产物且其不对式I化合物的施用相关光学性能具有不利影响。

本发明因此还涉及包含式I化合物的混合物，其可以通过如下方法得到，在该方法中，在步骤a)中，使选自二元氮化物、卤化物和氧化物或其相应反应性形式的合适原料混合，和在步骤b)中，将该混合物在还原性条件下热处理。

此外，本发明涉及制备式I化合物或所述混合物的相应方法以及式I化合物或上述混合物作为转换磷光体，尤其在发光二极管的蓝光发射或近UV发射的部分或完全转换中的本发明用途。

本发明式I化合物和混合物上述本发明混合物一起在下文中还简称为磷光体。

式I化合物通常以30-95重量%，优选50-90重量%，特别优选60-88重量%的重量比例存在于该类混合物中。

在本发明的优选实施方案中，所述至少一种含硅和氧的化合物呈X射线无定形或玻璃状相，其特征在于高硅和氧含量，但也可以含有金属，尤其是碱土金属，如锶。这些相又可以优选完全或部分围绕式I化合物颗粒。