[发明专利]用于LED应用的锰活化的六氟硅酸盐

说明书

发明领域

本发明涉及锰掺杂的碱性六氟硅酸盐磷光体、包括这种磷光体的照明单元以及制备这种磷光体的方法。

背景技术

用于LED（发光设备）应用的红色发光材料在本领域是已知的。例如国际专利申请WO/2004/036962描述了一种发光设备，包括能够发射波长小于480nm的初级光的发光结构以及包含通式为 (Sr_1-a-bCa_bBa_cMg_dZn_e)Si_xN_yO_z:Eu_a的磷光体的发光屏，其中0.002 ≤ a ≤ 0.2, 0.0 ≤ b ≤ 0.25, 0.0 ≤ c ≤ 0.25, 0.0 ≤ d ≤ 0.25, 0.0 ≤ e ≤ 0.25, 1.5 ≤ x ≤ 2.5, 1.5 ≤ y ≤ 2.5并且1.5 < z < 2.5。另外，WO/2004/030109描述了由Eu掺杂的、一般成分为 MSi₂O₂N₂的氧氮化物主晶格组成的紫外-蓝色可激发的绿色发光材料，其中M是选自Ca、Sr、Ba的组的至少一种碱土金属。

发明内容

现有的磷光体转换（pc）LED解决方案或者承受着在红色光谱区内强度不足而妨碍暖白光设备（CCT<5000K）的制造并限制彩色再现性能的问题，或者它们不得不使用具有发射能量波长>650nm的基本部分的磷光体，由于在深红色光谱区有限的视觉敏感度，因而会阻碍这种设备的发光效率（lm/W）。后者所述的磷光体通常是基于通过Eu(II)（即二价的铕）活化的带发射材料。利用这种活化剂，以发射光谱的半高全宽（FWHM）表示的光谱带宽在所需发射波长（最大峰值>600nm）处被固有地限制为约50nm。因此对于pcLED，在红色光谱区具有窄带或线发射的发光材料是非常理想的，因为它们将为照明目的提供增强的光谱效率。在显示器中这种具有饱和红色点的材料如果被使用在例如LCD背光的LED中会引起更宽的色域。

Eu（II）掺杂的材料所提及的限制在原则上能够利用诸如Eu（III）或Mn（IV）（即四价的锰）的线发射活化剂来克服。然而前者只能够利用紫外光来激发因而排除了其在具有蓝色发射管芯的pcLED中使用的可能，在蓝色光谱区具有吸收的Mn（IV）磷光体在很早就是已知的。它们包括诸如钛酸盐或尖晶石的氧化物（例如Ca₂TiO₄:Mn、CaAl₁₂O₁₉:Mn）、诸如氟锗酸镁（Mg₂₈Ge_7.55O₃₂F_15.04:Mn）的氧代氟化物（oxo-fluorides）以及诸如六氟硅酸盐的氟化物（例如 K₂SiF₆:Mn）。氧配位体是相当共价的，引起深红色光（>650nm）的发射，而氟化物显示出吸引人的光谱特性。然而，发光效力低于200lm/W，这导致当它们被使用在LCD背光的LED中时的有限色域。因此需要寻找这些材料的替换物。

因此，本发明的一个方面是提供一种可替换的红色发光材料，它另外优选地至少部分消除一个或更多上述的缺陷，其优选地在蓝色光和/或UV中、特别是在蓝色光中有良好吸收，和/或将所吸收的光有效地转换为红光，和/或优选地在波长大于蓝色光处基本上不吸收光（诸如绿色和/或黄色光）。另外一个方面提供了一种可替换的照明单元，配置成使用这种可替换的红色发光材料。

在第一个方面，本发明提供了一种包括配置成产生光源光的光源以及配置成将至少部分光源光转换为发光材料光的发光材料，其中光源特别地包括发光二极管（LED），并且其中该发光材料包括包含掺杂有四价锰 (Mn⁴⁺或Mn(IV))的M₂AX₆的磷光体，其中M包括至少包含钾和铷的一价阳离子，其中A包括至少包含硅的四价阳离子，其中X包括至少包含氟的一价阴离子，并且其中M₂AX₆具有六方相。