CN103154195B - 氧氮化物类磷光体 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种新型磷光体,所述磷光体由具有良好耐久性的氧氮化物组成,并且在使用蓝光LED或紫外LED作为激发源时可能发射由绿光至黄光的不同颜色的光。根据本发明,所述磷光体通过将活化体溶解在主体晶格中而获得,其中所述主体晶格具有单斜系晶体结构且由以下通式表示:(Ca1-xM1x)a(La1-yM2y)bSicNdOe(0.5≤b/a≤7,1.5≤c/(a+b)≤3.5,1≤d/c≤1.8,0.6≤e/(a+b)≤2,0≤x≤0.5,0≤y≤0.5),且所述活化体是选自由Mn、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Tb、Ho、Er、Tm和Yb组成的组中的至少一种物质。M1为选自Ba、Mg、Sr、Mn和Zn中的至少一种元素,并且M2为选自Y、Lu、Sc、Gd、Tb、Ce、Nd、Sm、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Al、Ga、Ge、Sn和In中的至少一种元素。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有新型晶体结构的磷光体,更具体而言,涉及一种包含具有良好持久性的氧氮化物的新型氧氮化物类磷光体,其在使用蓝光发光二极管或紫外发光二极管作为激发源时可能发射由绿至黄的不同颜色,并且特别适用于代替SIALON磷光体或作为其补充。
背景技术
白光LED发光设备近来作为照明设备而越来越引人注目,LCD背光和汽车灯等通常包括发射蓝光或近紫外光的LED发光器件和通过使用发光器件所发射的光作为激发源而将波长转化为可见光的磷光体。
在实现白光LED的一种方法中,使用利用波长为450nm~550nm的InGaN类材料的蓝光发光二极管作为发光器件,并使用由经验式(Y,Gd)3(Al,Ga)5O12表示的黄光发光YAG类磷光体作为磷光体。在该白光LED中,由发光器件发射的蓝光入射至磷光体层,并且光的吸收和反射被磷光体层重复数次。磷光体所吸收的蓝光可以被转化为黄光。转化的黄光和一部分入射的蓝光混合,并通过查看者的眼睛而觉察为白光。
然而,具有上述结构的白色LED在光中包含少量的红色分量,具有高色温,并缺乏红绿色分量。因此,仅可以获得具有较差显色性的照明。
另外,氧化物类磷光体通常在激发源的波长超过400nm时倾向于提高光强度。在该情形中,通过使用蓝光可能无法获得高亮度的白光。
因此,近来,具有优于或等于氧化物磷光体的稳定性并且在超过400nm的激发源下具有良好发光效率的氧氮化物类磷光体在白光LED领域受到了许多关注。另外,由于氧氮化物类磷光体最初系作为工程陶瓷而开发,因此湿度和热量导致的效率降低和颜色改变很小。
然而,对于氧氮化物类磷光体在偏离α型或β型硅铝氧氮陶瓷(sialon)(Si-Al-O-N)的组分区中的存在所知甚少。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于提供一种磷光体,所述磷光体通过使用偏离常见硅铝氧氮陶瓷磷光体的组分区的氧氮化物制成,其具有良好的结构稳定性、具有良好的发光亮度(特别是黄色)、具有可容易地提高发光亮度的新型晶体结构,并且适合用于LED领域中。
技术解决方案
根据本发明人对于新型磷光体组合物的研究(所述磷光体组合物通过使用氧氮化物制成,具有结构稳定性、良好的耐久性和良好的亮度性质,并因此而适合作为用于如白光LED等照明设备的磷光体),发现包含Ca、La和Si并具有某种组成的氧氮化物可形成单斜系无机晶体结构,并且具有该无机晶体结构的磷光体作为主体材料可以发射高亮度的由绿至黄的光。
根据本发明的一个方面,提供了一种氧氮化物类磷光体,所述氧氮化物类磷光体包含主体材料和至少一种溶解的活化体,所述主体材料由通式(Ca1-xM1x)a(La1-yM2y)bSicNdOe(其中0.5≤b/a≤7,1.5≤c/(a+b)≤3.5,1≤d/c≤1.8,0.6≤e/(a+b)≤2,0≤x≤0.5并且0≤y≤0.5)表示并且具有单斜系晶体结构,而所述活化体选自由Mn、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Tb、Ho、Er、Tm和Yb组成的组。M1为选自Ba、Mg、Sr、Mn和Zn中的至少一种元素,并且M2为选自Y、Lu、Sc、Gd、Tb、Ce、Nd、Sm、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Al、Ga、Ge、Sn和In中的至少一种元素。
在本发明的磷光体中,a、b和c的关系可以由图4中的三元素组成指示图限定。
在本发明的氧氮化物类磷光体中,主体材料可以包含作为代表相的下述相,所述相在10.68°~11.41°、18.52°~19.46°、31.58°~31.21°和36.81°~37.49°的布拉格角(2θ)范围内显示出衍射峰,并且当由CoKα线表示的粉末X射线衍射图案中最强衍射峰的相对强度为100%时该代表相的峰具有大于或等于5%的相对强度。代表相的晶体结构可以是单斜系。
在本发明的氧氮化物类磷光体中,根据粉末X射线衍射图案的峰,主体材料的晶格的参照值可以为α=γ=90°、β=108.257°,并且a、b、c和β值相对于参照值的变化可以小于或等于±5%。
另外,本发明的氧氮化物类磷光体可以具有由以下[式1]表示的以下组成。
[式1]
(Ca1-xM1x)a-z(La1-yM2y)bSicNdOe:M3z
此处,0.5≤b/a≤7,1.5≤c/(a+b)≤3.5,1≤d/c≤1.8,0.6≤e/(a+b)≤2,0≤x≤0.5、0≤y≤0.5并且0.001a≤z≤0.4a,M1为选自Ba、Mg、Sr、Mn和Zn中的至少一种元素,M2为选自Y、Lu、Sc、Gd、Tb、Ce、Nd、Sm、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Al、Ga、Ge、Sn和In中的至少一种元素,并且M3为选自Mn、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Tb、Ho、Er、Tm和Yb中的至少一种元素。
在[式1]中,a可以是1~30,b可以是0.8a~2a,并且c可以是1.8(a+b)~3.2(a+b)。
在[式1]中,M3可以包括Eu。
在[式1]中,x可以为0~0.1,并且y可以为0~0.1。
在[式1]中,z可以为0.001~0.1,并且更优选为0.03~0.07。
另外,根据本发明的磷光体在受到具有360nm~500nm波长的激发源的照射时可以发射波长为500nm~600nm的光。
有利效果
迄今为止,如本发明中的基于Ca、La、Si、O和N并且具有单斜系晶体结构的磷光体组合物尚未被报道过。该组合物在掺杂有Eu、Ce和Mn等时可用作蓝色、黄绿色和黄色磷光体。特别是,尤其在掺杂有Eu时磷光体的光效率良好,并且Eu掺杂的磷光体可以适合用作LED用磷光体。
由于本发明的磷光体通过使用氧氮化物而形成并具有良好的结构稳定性,因此在包含氧化气氛或湿气的环境中的稳定性良好。另外,无辐射失活(受激电子通过无辐射失活发热从而返回基态)受到限制。因此,发光效率可以提高,并且可以获得良好的亮度性质。
另外,通过控制本发明的磷光体中的构成元素的摩尔比而用具有相同氧化值的材料替换Ca、La位点,光的波长可以由绿色改变为黄色。另外,可以改变发光效率,并且发射的光的波长可以根据Eu掺杂浓度而得到改变。此外,本发明的磷光体可以用作调谐用磷光体。
附图说明
图1A是说明根据本发明的实施例4通过使用加速器光源制造的磷光体的精确XRD分析结果的图,并且图1B是说明通过使用普通XRD分析设备对根据本发明的实施例4制造的磷光体的分析结果的图。
图2是说明对根据本发明的实施例8~14制造的磷光体的XRD分析结果的图,在这些实施方式中,相对于根据实施例4制造的磷光体,主体材料中的Ca或La有约10%被替换为Mg、Sr、Ba、Y、Sc、Gd或Tb。
图3是说明对根据本发明的实施方式4制造的磷光体的TEM分析结果的图。
图4是说明用于形成根据本发明的具有单相单斜系晶体结构的磷光体的组分范围的图。
图5是说明本发明的实施例1~7的包含不同Eu2+掺杂量的磷光体的发光性质的图。
图6是说明对图5的强度的归一化结果的图。
图7是说明根据本发明的实施例8~14制造的磷光体的发光性质的图。
图8是说明根据本发明的实施例15和16制造的磷光体的发光性质的图。
具体实施方式
下面详细描述本发明。
磷光体
本发明的磷光体包含由通式(Ca1-xM1x)a(La1-yM2y)bSicNdOe(其中0.5≤b/a≤7、1.5≤c/(a+b)≤3.5、1≤d/c≤1.8,0.6≤e/(a+b)≤2、0≤x≤0.5、0≤y≤0.5)表示并且具有单斜系晶体结构(其具有α=γ=90°和β=108.257°的参照值)的主体材料,和选自由Mn、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm和Yb组成的组中的至少一种溶解的活化体。M1为选自Ba、Mg、Sr、Mn和Zn中的至少一种元素,并且M2为选自Y、Lu、Sc、Gd、Tb、Ce、Nd、Sm、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Al、Ga、Ge、Sn和In中的至少一种元素。
在本发明的磷光体的通式中,a、b和c的关系可以由图4中的三元素组成指示图更具体地限定。
即,本发明的磷光体为主要包含Ca、La、Si、N和O的氧氮化物类磷光体。即使一部分钙被Ba、Mg、Sr、Mn和Zn替换,并且一部分La被Y、Lu、Sc、Gd、Tb和Ce替换,磷光体仍具有单斜系晶体结构,其中三个晶轴a、b和c的长度彼此不同,并且a轴垂直于b轴和c轴,但是b轴和c轴并不彼此垂直。当溶解有用于发光的作为中心金属元素的Eu等时,当磷光体暴露于紫外或可见光激发源时,磷光体组合物发射绿色、黄绿色或黄色光。
另外,a、b、c和β值可以在小于或等于参照值α=γ=90°和β=108.257°的±5%内变化。
在本发明的磷光体中,“a”为比例常数的数字并可以是任何值,但是,当由通过后续的精确结构分析获得的化学式表示时可优选为1~30。当考虑到常见晶体结构的化学式时,“a”更优选为1~10。
在本发明的磷光体中,“b”优选为0.5a~7a。当“b”小于0.5a或超过7a时,晶体结构会改变为不同于单斜系结构的其它结构,并且可能无法获得本发明的磷光体的性质。当考虑到晶体结构的稳定性时,“b”更优选为0.8a~2a。
另外,在本发明的磷光体中,“c”优选为1.5(a+b)≤c≤3.5(a+b)。当“c”小于1.5(a+b)或超过3.5(a+b)时,晶体结构会改变为不同于单斜系结构的其它结构,并且可能无法获得本发明的磷光体的性质。当考虑到晶体结构的稳定性时,“c”更优选为1.8(a+b)~3.2(a+b)。
在本发明的磷光体中,氮的组成可以通过“c”值粗略控制,但可能无法精确控制。当考虑到晶体结构的稳定性时,“d”优选1c≤d≤1.8c。
在本发明的磷光体中,氧的组成可以通过“a”值和“b”值粗略控制,但可能无法精确控制。当考虑到晶体结构的稳定性时,优选0.6(a+b)≤e≤2(a+b)。
在本发明的磷光体中,至多50%的Ca可以被Ba、Mg、Sr、Mn或Zn替换。当替换量超过50%时,可能无法获得具有本发明的晶体结构的相。最优选的Ca的替换量为至多10%。
在本发明的磷光体中,至多50%的La可以被Y、Lu、Sc、Gd、Tb或Ce替换。当替换量超过50%时,可能无法获得具有本发明的晶体结构的相。La的最优选的替换量为至多10%。
在本发明的磷光体中,当活化体的溶解量小于0.001a时,发光元素的量不足,并且亮度不充分。当溶解量超过0.4a时,亮度会因浓度淬灭效应反而降低。因此,当活化体的溶解量为0.001a~0.4a时可获得高亮度。更优选的是,活化体的溶解量在摩尔比为0.03~0.07的范围内。作为活化体,优选铕(Eu),并且选自Mn、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm和Yb的至少一种元素可以被共掺杂至铕中。
另外,具有本发明的组成的磷光体优选具有单相。但是,其中可能包含不可避免的一定量的非晶相或不同于单斜系相的其他结晶相。仅当不会对磷光体的性质产生不利影响时,一部分包含非晶相或其他结晶相的混合物可以包含在内。
本发明的磷光体的平均粒径优选为1μm~20μm。当平均粒径小于1μm时,光吸收率因散射而降低,在密封LED的树脂中的均匀分散将难以实现。当平均粒径超过20μm时,磷光体的发光强度和颜色会变得不均一。
制造磷光体的方法
下面将详细描述制造本发明的磷光体的方法。
当使用Si、Ca、La和Eu作为主要组分时,作为制造磷光体的原料,使用氮化硅(Si3N4)、氧化钙(CaO)、氧化镧(LaO)和氧化铕(Eu2O3)粉末。作为用于替换Ca的Ba、Mg、Sr和Mn组分,使用其各自的氧化物粉末。作为用于替换La的Y、Lu、Sc、Gd、Tb和Ce组分,使用其各自的氧化物粉末。
对CaO、La2O3和a-Si3N4的原料称重并混合以制备某种组合物。在此情形中,每种样品的混合物的量为1.5g。对于Ca和La,添加0.04摩尔活化体的原料。
原料的混合过程在大气中手动进行10分钟。
在1个大气压~20个大气压的压力下,于包含氮气作为主要组分和0%~25%H2气的氮气气氛中,进行由此制备的混合物样品的烘焙过程。通过在氮气气氛下进行烘焙,可以避免或限制在烘焙过程中所合成的氮化物在高温的分解,并且会降低氮化物的组成偏差,从而可制造具有良好性能的磷光体组合物。此处,包含氮气作为主要组分是指包含相对于总气体为75%以上的氮气。烘焙温度优选为1300℃~1800℃,并且更优选为1500℃以上,以获得具有高品质的磷光体。另外,烘焙时间可以为30分钟~100小时。当考虑品质和生产率时,优选的烘焙时间为2小时~8小时。
在一个示例性实施方式中,烘焙在1500℃于1个大气压力下在高纯氮气气氛(99.999%)中进行2小时,并且进行粉碎过程,以制造磷光体。
下面将参照本发明的优选实施方式更详细地描述本发明。执行以下实施例1~7以确认发光性质随活化体Eu2+的摩尔比而不同,并执行以下实施例8~10以确认当一部分Ca被Mg、Sr和Ba替换时发光性质的不同,执行以下实施例11~14以确认当一部分La被Y、Lu、Sc、Gd和Tb替换时发光性质的不同,并执行以下实施例15和16以确认当使用Ce和Mn代替Eu作为活化体时发光性质的不同。
[实施例1]
在分别称量作为实施例1的磷光体组合物的原料的0.2070gCaO、0.6013gLa2O3、0.6911ga-Si3N4和0.0007gEu2O3之后,在空气气氛中通过使用研钵和研杵手动混合这些原料,以获得1.5g原料粉末混合物。
将1.5g由此混合的原料粉末混合物填入坩埚中,向烘焙炉中注入氮气以获得0.5MPa压力的氮气气氛,并通过在1500℃加热进行烘焙处理6小时。进行烘焙处理后,进行粉碎过程,以获得磷光体组合物。由此获得的磷光体被确认在使用460nm的激发源时发绿色光。
[实施例2]
在分别称量作为实施例2的磷光体组合物的原料的0.2053gCaO、0.5964gLa2O3、0.6917ga-Si3N4和0.0065gEu2O3之后,在空气气氛中通过使用研钵和研杵手动混合这些原料,以获得1.5g原料粉末混合物。然后,执行如实施例1所述相似的程序,以获得磷光体组合物。由此获得的磷光体被确认在使用460nm的激发源时发绿色光。
[实施例3]
在分别称量作为实施例3的磷光体组合物的原料的0.2022gCaO、0.5874gLa2O3、0.6930ga-Si3N4和0.0174gEu2O3之后,在空气气氛中通过使用研钵和研杵手动混合这些原料,以获得1.5g原料粉末混合物。然后,执行如实施例1所述相似的程序,以获得磷光体组合物。由此获得的磷光体被确认在使用460nm的激发源时发黄绿色光。
[实施例4]
在分别称量作为实施例4的磷光体组合物的原料的0.1997gCaO、0.5802gLa2O3、0.6939ga-Si3N4和0.0261gEu2O3之后,在空气气氛中通过使用研钵和研杵手动混合这些原料,以获得1.5g原料粉末混合物。然后,执行如实施例1所述相似的程序,以获得磷光体组合物。由此获得的磷光体被确认在使用460nm的激发源时发黄色光。
[实施例5]
在分别称量作为实施例5的磷光体组合物的原料的0.1979gCaO、0.5748gLa2O3、0.6947ga-Si3N4和0.0327gEu2O3之后,在空气气氛中通过使用研钵和研杵手动混合这些原料,以获得1.5g原料粉末混合物。然后,执行如实施例1所述相似的程序,以获得磷光体组合物。由此获得的磷光体被确认在使用460nm的激发源时发黄色光。
[实施例6]
在分别称量作为实施例6的磷光体组合物的原料的0.1960gCaO、0.5693gLa2O3、0.6954ga-Si3N4和0.0393gEu2O3之后,在空气气氛中通过使用研钵和研杵手动混合这些原料,以获得1.5g原料粉末混合物。然后,执行如实施例1所述相似的程序,以获得磷光体组合物。由此获得的磷光体被确认在使用460nm的激发源时发黄色光。
[实施例7]
在分别称量作为实施例7的磷光体组合物的原料的0.1922gCaO、0.5584gLa2O3、0.6969ga-Si3N4和0.0524gEu2O3之后,在空气气氛中通过使用研钵和研杵手动混合这些原料,以获得1.5g原料粉末混合物。然后,执行如实施例1所述相似的程序,以获得磷光体组合物。由此获得的磷光体被确认在使用460nm的激发源时发黄色光。
[实施例8]
在分别称量作为实施例8的磷光体组合物的原料的0.1796gCaO、0.5825gLa2O3、0.6967ga-Si3N4和0.0150gMgO和0.0262gEu2O3之后,在空气气氛中通过使用研钵和研杵手动混合这些原料,以获得1.5g原料粉末混合物。然后,执行如实施例1所述相似的程序,以获得磷光体组合物。由此获得的磷光体被确认在使用460nm的激发源时发黄色光。
[实施例9]
在分别称量作为实施例9的磷光体组合物的原料的0.1768gCaO、0.5735gLa2O3、0.6859ga-Si3N4和0.0380gSrO和0.0258gEu2O3之后,在空气气氛中通过使用研钵和研杵手动混合这些原料,以获得1.5g原料粉末混合物。然后,执行如实施例1所述相似的程序,以获得磷光体组合物。由此获得的磷光体被确认在使用460nm的激发源时发黄色光。
[实施例10]
在分别称量作为实施例10的磷光体组合物的原料的0.1747gCaO、0.5666gLa2O3、0.6776ga-Si3N4和0.0556gBaO和0.0255gEu2O3之后,在空气气氛中通过使用研钵和研杵手动混合这些原料,以获得1.5g原料粉末混合物。然后,执行如实施例1所述相似的程序,以获得磷光体组合物。由此获得的磷光体被确认在使用460nm的激发源时发黄色光。
[实施例11]
在分别称量作为实施例11的磷光体组合物的原料的0.1764gCaO、0.5722gLa2O3、0.6843ga-Si3N4和0.0413gY2O3和0.0258gEu2O3之后,在空气气氛中通过使用研钵和研杵手动混合这些原料,以获得1.5g原料粉末混合物。然后,执行如实施例1所述相似的程序,以获得磷光体组合物。由此获得的磷光体被确认在使用460nm的激发源时发黄色光。
[实施例12]
在分别称量作为实施例12的磷光体组合物的原料的0.1754gCaO、0.5687gLa2O3、0.6802ga-Si3N4和0.0501gSc2O3和0.0256gEu2O3之后,在空气气氛中通过使用研钵和研杵手动混合这些原料,以获得1.5g原料粉末混合物。然后,执行如实施例1所述相似的程序,以获得磷光体组合物。由此获得的磷光体被确认在使用460nm的激发源时发黄绿色光。
[实施例13]
在分别称量作为实施例13的磷光体组合物的原料的0.1736gCaO、0.5628gLa2O3、0.6731ga-Si3N4和0.0652gGd2O3和0.0253gEu2O3之后,在空气气氛中通过使用研钵和研杵手动混合这些原料,以获得1.5g原料粉末混合物。然后,执行如实施例1所述相似的程序,以获得磷光体组合物。由此获得的磷光体被确认在使用460nm的激发源时发黄色光。
[实施例14]
在分别称量作为实施例14的磷光体组合物的原料的0.1733gCaO、0.5620gLa2O3、0.6722ga-Si3N4和0.0672gTb4O7和0.0253gEu2O3之后,在空气气氛中通过使用研钵和研杵手动混合这些原料,以获得1.5g原料粉末混合物。然后,执行如实施例1所述相似的程序,以获得磷光体组合物。由此获得的磷光体被确认在使用460nm的激发源时发黄色光。
[实施例15]
在分别称量作为实施例15的磷光体组合物的原料的0.1897gCaO、0.5906gLa2O3、0.6781ga-Si3N4和0.0416gCeO2之后,在空气气氛中通过使用研钵和研杵手动混合这些原料,以获得1.5g原料粉末混合物。然后,执行如实施例1所述相似的程序,以获得磷光体组合物。由此获得的磷光体被确认在使用400nm的激发源时发蓝色光。
[实施例16]
在分别称量作为实施例16的磷光体组合物的原料的0.1982gCaO、0.5757gLa2O3、0.7082ga-Si3N4和0.0179gMnO之后,在空气气氛中通过使用研钵和研杵手动混合这些原料,以获得1.5g原料粉末混合物。然后,执行如实施例1所述相似的程序,以获得磷光体组合物。由此获得的磷光体被确认在使用400nm的激发源时发蓝色光。
实施例1~16的原料的混合比和发光性质总结在下表1中。
表1
另外,通过XRD和TEM分析本发明的实施例4和8~14的磷光体组合物的晶体结构。在进行XRD分析之后,对于根据实施例4制造的磷光体,通过使用同步辐射X射线衍射(SR-XRD)进行精确X射线衍射分析。
图1A是说明根据本发明的实施例4制造的磷光体的同步辐射X射线衍射(SR-XRD)分析结果的图,而图1B是使用普通XRD分析设备对根据本发明的实施例4制造的磷光体的分析结果。另外,图2是说明根据本发明的实施例8~14制造的磷光体的XRD分析结果的图,在这些实施方式中,相对于根据实施例4制造的磷光体,主体材料中的Ca或La有约10%被替换为Mg、Sr、Ba、Y、Sc、Gd或Tb。
如图1A和1B所证实,对于根据本发明的实施例4制造的磷光体,在10.68°~11.41°、18.52°~19.46°、31.58°~31.21°和36.81°~37.49°的布拉格角(2θ)范围内显示出代表性衍射峰。当粉末X射线衍射图案中的最强衍射峰的相对强度为100%时,代表性衍射峰的相对强度大于或等于5%。
如图2中所证实,通过将Ca或La用Mg、Sr、Ba、Y、Sc、Gd或Tb替换而获得的本发明的实施例8~14的感光体具有与实施例4的磷光体基本相同的晶体结构并基本未显示出改变。当替换组分的量增加并超过50%时,可能无法获得具有本发明所述的单斜系晶体结构的组合物。与此同时,当考虑到晶体结构的稳定性时,上述元素的替换量优选小于或等于10%。
另外,从利用同步粉末XRD的分析结果的图谱匹配来看,本发明的实施例4的磷光体的晶格为α=γ=90°、β=108.257°。磷光体的主体材料被确认具有单斜系晶体结构。另外,图5中通过使用TEMSAED的晶体结构分析结果也支持以上分析结果。具有上述结晶结构的磷光体是新颖并且至今所未知的。
在下表2中,显示了对本发明的实施例1~16的磷光体的XRD分析结果的图谱匹配结果。其中,实施例4对应于同步粉末XRD分析结果,并且其余结果对应于在实验室进行的XRD分析结果。
表2
如表2所证实,对于本发明的实施例1~3和5~16的磷光体,当将 α=γ=90°和β=108.257°作为参照值(实施例4)时,a、b、c和β值相对于参照值的改变小于或等于±5%。
另外,图4中的内三角表示本发明人通过实验得到的用于获得本发明所述的具有单斜系结构的单相的Ca、La和Si的组成范围。当组成范围偏离给定的组成范围时,可能无法获得具有如本发明的实施例所述的磷光体那样的晶体结构的单相。
图5和6是说明本发明的实施例1~7的磷光体的发光性质的差异的图,这些实施例的磷光体在相同主体材料中包含不同的Eu2+掺杂量。图5说明的是亮度的相对强度,并且图6说明的是强度的归一化结果。
如图5所证实,亮度在Eu2+掺杂量的摩尔比为0.001时非常低,在Eu2+掺杂量为0.04、0.05和0.06时良好,并且在Eu2+掺杂量为0.04时最佳。因此,最优选的Eu2+掺杂量为0.03~0.07。另外,如图6所证实,发光峰根据Eu2+掺杂量而逐渐偏向波长较长的区域,并且随Eu2+掺杂量的改变可以获得由黄绿色至暗黄色的不同发光颜色。
图7是说明根据本发明的实施例8~14制造的磷光体的发光性质的图并且说明了归一化结果。如图7所证实,峰波长为550nm~560nm,并且在使用相同的Eu2+作为活化体时显示黄色。未发现峰波长随替换材料而不同。
图8是说明根据本发明的实施例15和16制造的磷光体的发光性质的图并且说明了归一化结果。如图8所证实,当暴露于400nm的激发源时峰波长显示在约500nm附近,并且在使用Ce或Mn作为活化体时显示蓝色。
由上述结果,发现本发明的磷光体组合物根据活化体的种类或活化体的量的控制而发射由蓝色至黄色的宽范围的光。特别是,该磷光体可以被适当地用作黄色磷光体。
Claims (7)
1.一种氧氮化物类磷光体,所述氧氮化物类磷光体包含主体材料和至少一种溶解的活化体,所述主体材料由(Ca1-xM1x)a(La1-yM2y)bSicNdOe表示并且具有单斜系晶体结构,其中0.5≤b/a≤7,1.5≤c/(a+b)≤3.5,1≤d/c≤1.8,0.6≤e/(a+b)≤2,0≤x≤0.5并且0≤y≤0.5,且所述活化体选自由Mn、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Tb、Ho、Er、Tm和Yb组成的组,
M1为选自Ba、Mg、Sr、Mn和Zn中的至少一种元素,
M2为选自Y、Lu、Sc、Gd、Tb、Ce、Nd、Sm、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Al、Ga、Ge、Sn和In中的至少一种元素,
其中,所述主体材料包含在10.68°~11.41°、18.52°~19.46°、31.58°~31.21°和36.81°~37.49°的2θ范围内显示出衍射峰的相作为代表相,并且当粉末X射线衍射图案中最强衍射峰的相对强度为100%时所述衍射峰具有大于或等于5%的相对强度,
所述代表相的晶体结构为单斜系。
2.如权利要求1所述的氧氮化物类磷光体,其中,根据粉末X射线衍射图案的峰,所述主体材料的晶格参照值为α=γ=90°、β=108.257°,
a、b、c和β值相对于所述参照值的变化小于或等于±5%。
3.如权利要求1所述的氧氮化物类磷光体,其中,b为0.8a~2a,并且c为1.8(a+b)~3.2(a+b)。
4.如权利要求1所述的氧氮化物类磷光体,其中,所述活化体包含Eu。
5.如权利要求1所述的氧氮化物类磷光体,其中,x为0~0.1并且y为0~0.1。
6.如权利要求1所述的氧氮化物类磷光体,其中,所述活化体以0.005~0.1的摩尔比包含在内。
7.如权利要求1~6中任一项所述的氧氮化物类磷光体,其中,所述磷光体受到360nm~500nm波长的激发源的照射而发射波长为500nm~600nm的光。
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