CN103666470A - 荧光物质、发光器件以及用于生产荧光物质的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及荧光物质、发光器件以及用于生产荧光物质的方法具体地,根据本发明的荧光物质在具有250到500nm波长范围内的峰值的光的激励下发出具有500到600nm波长范围内的峰值的荧光,所述荧光物质在560nm具有4×10-5或更小光吸收系数α560nm。该物质通过下列公式(1)来表示:(M1-xCex)2yAlzSi10-zOuNw(1)。在该公式中,M是从由Ba、Sr、Ca、Mg、Li、Na和K构成的组中选择的金属元素;而x,y,z,u和w是分别满足下列条件的变量:0<x≤1,0.8≤y≤1.1,2≤z≤3.5,u≤1,1.8≤z-u以及13≤u+w≤15。
Description
对相关申请的交叉引用
本申请基于2012年9月25日提出的在前的日本专利申请No.2012-211074,并要求它的优先权的利益,该专利申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本公开的各实施例涉及荧光物质、发光器件,以及用于生产荧光物质的方法。
背景技术
白光发光器件包括,例如,蓝光LED、在蓝光激励下发出红光的荧光物质,以及在蓝光激励下发出绿光的另一种荧光物质,的组合。然而,如果包含在蓝光激励下发出黄光的荧光物质,则可以通过使用较少类型的荧光物质,来生产白光发光器件。黄光发光荧光物质包括Eu激活的原硅酸盐荧光体。
对黄光发光荧光物质的使用进行了各种学习,相应地,对荧光物质在温度特性、量子产额以及颜色呈现属性方面的要求已提高。
发明内容
根据本发明一方面,提供一种荧光物质,所述荧光物质在具有250到500nm波长范围内的峰值的光的激励下发出具有500到600nm波长范围内的峰值的荧光,所述荧光物质在560nm具有4×10-5或更小的光吸收系数α560nm,以及所述荧光物质通过下列公式(1)来表示:(M1-xCex)2yAlzSi10-zOuNw(1),其中,M是从由Ba、Sr、 Ca、Mg、Li、Na和K构成的组中选择的金属元素;而x、y、z、u和w是分别满足下列条件的变量:0<x≤1,0.8≤y≤1.1,2≤z≤3.5,u≤1,1.8≤z-u以及13≤u+w≤15。
根据本发明的另一方面,提供一种发光器件,包括:辐射具有250到500nm波长范围内的峰值的光的发光元件,以及包含当接收来自所述发光元件的光时发出黄光的荧光体的发光层;其中黄光发光荧光体是根据本发明所述的荧光物质。
根据本发明的又一方面,提供一种发光器件,包括:辐射具有250到500nm波长范围内的峰值的光的发光元件,以及包含当从所述发光元件接收光时发出黄光的荧光体和当从所述发光元件接收光时发出蓝光的另一种荧光体的发光层;其中黄光发光荧光体是根据本发明所述的荧光物质。
根据本发明的再一方面,提供一种用于产生根据本发明所述的荧光物质的方法,包括下列步骤:混合从M的氮化物和碳化物中选择的材料M,从Al的氮化物,氧化物和碳化物中选择的材料Al,从Si的氮化物,氧化物和碳化物中选择的材料Si,以及从Ce的氧化物,氮化物和碳酸盐中选择的材料Ce,以获取混合物;以及焙烧所述混合物。
附图说明
图1示出了晶体结构Sr2Al3Si7ON13。
图2示出了示意地示出了根据一个实施例的发光器件的垂直截面图。
图3示出了示意地示出了根据另一实施例的发光器件的垂直截面图。
图4示出了在例子1和比较例子1中获得的荧光物质的发射光谱。
图5示出了在例子1和比较例子1中获得的荧光物质的吸收光谱。
图6示出了在例子1和比较例子1中获得的荧光物质的吸收光谱。
具体实施方式
现在将参考各个附图来说明各实施例。
本发明的实施例提供一种荧光物质,该荧光物质在具有250到500nm波长范围内的峰值的光的激励下发出具有500到600nm波长范围内的峰值的荧光,所述荧光物质在560nm具有4×10-5或更小光吸收系数α560nm。该荧光物质通过下列公式(1)来表示:
(M1-xCex)2yAlzSi10-zOuNw (1)
其中,M是从由Ba、Sr、Ca、Mg、Li、Na和K构成的组中选择的金属元素;而x,y,z,u和w是分别满足下列条件的变量:
0<x≤1,
0.8≤y≤1.1,
2≤z≤3.5,
u≤1,
1.8≤z-u以及
13≤u+w≤15。
下面将详细地描述实施例。
根据该实施例的荧光物质在具有250到500nm波长范围内的峰值的光的激励下发出具有500到600nm波长范围内的峰值的荧光,因此,是能够辐射浅黄绿到橙色的颜色范围的光的荧光体。由于主要发黄色光,因此,该荧光物质下面常常简称为“黄光发光荧光体”。黄光发光荧光体的特征在于吸收少量的发射波长区域内的光。具体而言,本实施例的荧光物质在560nm具有4×10-5的或更小,优选地,2×10-5或更小,的吸收系数(α560nm)。荧光物质包括与Sr2Si7Al3ON13晶体结构基本上相同的基质,而该基质利用诸如Ce之类的发射中心元素来激活。根据本实施例的黄光发光荧光体通过下列公式(1)来表示:
(M1-xCex)2yAlzSi10-zOuNw (1).
在该公式中,M是从由Ba、Sr、Ca、Mg、Li、Na和K构成的组中选择的金属元素,并优选地,是Sr;而x,y,z,u和w是分别满足下列条件的变量:
0<x≤1,优选地,0.001≤x≤0.5,
0.8≤y≤1.1,优选地,0.85≤y≤1.06,
2≤z≤3.5,优选地,2.5≤z≤3.3,
u≤1,优选地,0.001≤u≤0.8,
1.8≤z-u,优选地,2.0≤z-u,以及
13≤u+w≤15,优选地,13.2≤u+w≤14.2。
金属元素M优选地是Sr,以便发射光谱可以具有位于适当的波长区域内的峰值。两个或更多元素可以组合使用,作为金属元素M。
在该公式中,Ce充当发射中心元素。从由Tb、Eu和Mn构成的组中选择的一个或多个元素可以与Ce组合地用作发射中心元素。
如上述公式(1)所示,金属元素M至少部分地替换为发射中心元素Ce。由于包含作为发射中心元素的Ce,因此,本实施例的荧光物质发射浅黄绿色到橙色的颜色范围内的光,即,当由具有250到500nm波长范围内的峰值的光激发时,具有500到600nm波长范围内的峰值的荧光。如果至少0.1mol%的金属元素M替换为Ce(即,如果x是至少0.001),则荧光物质可以具有足够的发光效率。金属元素M可以完全地替换为Ce(即,x可以是1),但是,与Ce的置换比优选地是50mol%或更小(即,x优选地是0.5或更小),以便避免降低发射概率(这种降低常常简称为“浓度猝灭”)。相应地,变量x一定满足条件0<x≤1,优选地,0.001≤x≤0.5。
变量y是0.8或更高,优选地,0.85或更高,以便避免晶体缺陷的形成,并防止效率的降低。然而,另一方面,变量y一定是1.1或更小,优选地,1.06或更小,以便多余的碱土金属不能以变型的相的形式沉积以降低发光效率。相应地,变量y一定满足条件0.8≤x≤1.1,优选地,0.85≤x≤1.06。
变量z一定是2或更高,优选地,2.5或更高,以便多余Si不能以变型的相的形式沉积以降低发光效率。然而,另一方面,如果它大于3.5,多余Al可能以变型的相的形式沉积以降低发光效率。因此,变量z一定是3.5或更小,优选地,3.3或更小。相应地,变量z一定满足条件2≤z≤3.5,优选地,2.5≤z≤3.3。
变量u一定是1或更小,优选地,0.8或更小,以便晶体缺陷不能增大以降低发光效率。然而,另一方面,它优选地是0.001或更高,以便维持所希望的晶体结构,并使发射光谱的波长保持适当。相应地,变量u一定满足条件u≤1,优选地,0.001≤u≤0.8。
z-u的值一定是1.8或更高,优选地,2.0或更高,以便本实施例的荧光物质可以保留所希望的晶体结构,还以便在荧光物质的生产过程中不能形成变型的相。由于同样的理由,u+w的值一定满足条件13≤u+w≤15,优选地,13.2≤u+w≤14.2。
由于满足全部如前所述的条件,因此,本实施例的荧光物质在具有250到500nm波长范围内的峰值的光的激励下会高度有效地发射具有极好的颜色呈现属性的黄光。进一步地,根据本实施例的黄光发光荧光体在温度特性方面也极好。
本实施例的黄光发光荧光体可以说基于Sr2Al3Si7ON13,其中,构成元素Sr、Si、Al、O和N被替换为其他元素,和/或基质与诸如Ce之类的其他金属元素熔合以构成固态溶液。诸如替换之类的这些修改常常稍微改变晶体结构。然而,取决于诸如晶体结构,由其中的原子占据的位置以及它们的原子坐标之类的条件的其中的原子位置,很少如此大的改变以致于中断骨架原子之间的化学键。
根据本实施例的荧光物质基于具有与Sr2Al3Si7ON13基本上相同的晶体结构的无机化合物,假设构成元素M部分地被替换为发射中心离子Ce,以及每一个元素的含量都被限制在特定范围内。在这些条件下,荧光物质表现出了有利的属性,以至于具有极好的温度特性,并给出高效的荧光,其光谱具有宽的半宽度。
根据本实施例的黄光发光荧光体在发射波长区域具有低吸收系数。具体而言,在560nm吸收系数α560nm一定是4×10-5或更小,优选地,2×10-5或更小。由于假定在560nm光学吸收主要归因于Ce4+离子,因此,在560nm的小的吸收系数表示Ce4+离子的含量相对较小。另一方面,如果Ce3+离子的含量大,则吸收倾向于在蓝色范围内增大。相应地,荧光体优选地在430nm具有大吸收系数α430nm,因此,比率 α560nm/α430nm优选地小。具体而言,比率α560nm/α430nm优选地是5.5或更小,进一步优选地,4.5或更小。
可以根据下列公式来计算荧光物质的吸收系数:
光吸收系数
=光散射系数×吸收率2/2/反射率
=3.96/粒径/密度
*吸收率2/(1-吸收率)。
在该公式中,可以根据粒径和密度的测量值来估计光散射系数。可以利用光谱仪来测量吸收率,也可以利用粒度分析器、扫描电子显微镜或荧光显微镜来测量粒径d。
由于如此在发射范围内具有靠近560nm的小的光学吸收,因此,荧光物质较少遭受,所谓的“重吸收”,从而,在发光效率方面有改善。
在荧光物质中,可以根据该物质的具有550到580nm之间的峰值波长的光的吸收率Ry、具有800nm的峰值波长的光的吸收率Rr、粒径d和密度ρ,根据下列公式来确定Ce4+离子的量与Ce离子的总量的比率:
Ce4+/Ce=3.96/d/ρ×{Ry2/(1-Ry)-Rr2/(1-Rr)}×104。
可以按上文所描述的相同方式来测量值Ry、Rr和粒径。
可以如此确定Ce4+离子的比率的原因是,可视范围内的吸收归因于不仅Ce3+离子,而且还归因于均匀地在完整的波长区域内的颜色(Rr)和黄色范围中的通过Ce4+离子可选择的颜色(Ry)。
Ce4+离子的含量被认为与实施例中的光学吸收有关,但是也可以被视为与晶体缺陷有关。具体而言,如果在晶体中有许多缺陷(具体地,氮缺陷),则Ce4+离子的含量倾向于增大。本实施例的荧光物质是多组分氧化物荧光体,因此,可能在其中形成晶体缺陷(顺磁缺陷)。由于那些缺陷倾向于氧化Ce,因此,具有许多缺陷的晶体常常包含大量的Ce4+离子。相应地,优选地,在根据本实施例的荧光物质的晶体中有少量的缺陷。
那些晶体缺陷可以通过顺磁缺陷密度形式的ESR来测量。在ESR测量中,当样本正在被暴露于微波时,扫描磁场。当不成对电子被置于磁场中时,其能量级被拆分。ESR是测量这些拆分的层次之间过渡的光谱分析。随着磁场增大,拆分的层次之间的能隙也增大。当此缝隙匹配微波的能量时,观察到要吸收的微波。ESR频谱通常用微分曲线的形式来表示,因此,可以通过分别集成微分曲线一或两次,获得吸收的曲线或其信号强度。
可以以任何方式产生本实施例的黄光发光荧光体。然而,由于晶体中的Ce4+离子的含量如上文所描述大大地影响荧光体的特征,控制Ce4+含量十分重要。
具体而言,可以通过混合然后焙烧包含元素的粉状的材料来产生本实施例的荧光物质。然而,在生产过程中,首选使用特定材料并控制焙烧气氛。
可以从M的氮化物和碳化物中选择M的材料。可以从Al的氮化物、氧化物和碳化物中选择Al的材料,而可以从Si的氮化物、氧化物和碳化物中选择Si的材料。可以从Ce的氧化物、氮化物和碳酸盐中选择发射中心元素Ce的材料。
可以从在焙烧步骤中采用的氮化物材料或氮气氛提供氮气,而可以从氧化物材料或氮化物材料的表面氧化物层提供氧。
例如,以作为给出计划的含量的这样的加载量混合Sr3N2、SrN、Si3N4、Al2O3、AlN和CeO2。材料Sr3N2可以被替换为Sr2N、SrN等等或其混合物。为了获得均匀的粉状混合物,首选按照增大重量的顺序混合粉状材料。
例如,在手套箱中的研钵中混合材料。将混合物粉末置于坩埚中,然后,在特定条件下焙烧,以获得根据实施例的荧光物质。对坩埚的材料没有特定限制,材料由,例如,氮化硼、氮化硅、碳化硅、碳、氮化铝、SiAlON、氧化铝、钼或钨构成。
优选地,混合物粉末在大于大气压力的压力下焙烧。由于氮化硅几乎不会在高压下分解,因此,在大于大气压力的压力下焙烧混合物 是有利的。为了防止氮化硅在高温下分解,压力是,优选地,5atm或更高,焙烧温度是,优选地,在1500到2000℃范围之内。如果满足这些条件,则可以获得计划的焙烧的产品,而不会遭受诸如材料和产品的升华之类的麻烦。焙烧温度更优选地在1800到2000℃范围之内。
为了避免AlN的氧化,焙烧步骤优选地在氮气氛中执行。气氛可以包含大约90atm%或更少的量的氢气。然而,如果焙烧气氛还原性太强,则在荧光体晶体中形成氮气缺陷,相应地,Ce4+离子的形成倾向于在荧光物质中提升。此趋势在焙烧步骤在配备有一般使用的碳制作的加热器和绝缘的加热炉中执行的情况下增强。因此,当材料被焙烧时,焙烧气氛需要被控制。例如,可以控制气氛中的诸如氢气之类的还原性气体的含量,或可以将材料混合物置于带有盖子的坩埚中。坩埚可以进一步被置于诸如护套之类的带盖子的外部容器中,然后执行焙烧步骤。这里,坩埚和外部容器不一定紧密地覆盖。如果只阻止氧化性的或还原性气体自由地进出这些器皿,则可以控制Ce4+离子的形成。
在以上面的温度执行焙烧步骤达0.5到4小时之后,从坩埚中取出焙烧产品,然后,粉碎。优选地,粉碎的产品再次在相同条件下焙烧。如果这些取出、粉碎并再次焙烧的连续过程重复0到10次,则产品可以获得晶粒被较少熔化并因此形成的粉末在构成和晶体结构两方面都均匀的优点。
在焙烧步骤之后,在必要时,对产品进行后处理,诸如洗涤,以获得根据实施例的荧光物质。洗涤可以,例如,通过使用纯水或酸来执行。酸的例子包括:无机酸,诸如硫酸、硝酸、盐酸和氢氟酸;有机酸,诸如甲酸、乙酸和草酸;以及其混合物。
在利用酸洗涤之后,在必要时,可以对产品进行后退火处理。可以,例如,在包含氮气和氢气的还原性的气氛中执行的后退火处理,会提高结晶度和发光效率。
根据本发明的一个实施例的发光器件包括包含上述荧光物质的发光层和能够激发荧光物质的发光元件。图2示出了示意地示出了根 据本发明的一个实施例的发光器件的垂直截面图。
图2所示的发光器件包括衬底200上的引线201、202和封装杯203。封装杯203和衬底200由树脂制成。封装杯203具有凹部205,其中顶部开口大于底部。凹部205的内壁充当反射面204。
在凹部205的几乎圆形的底部的中心处,有利用Ag浆糊等等安装的发光元件206。发光元件206辐射具有400到500nm波长范围内的峰值的光。发光元件206的例子包括诸如GaN类型的半导体发光芯片之类的发光二极管和激光二极管,但是,它们绝非对发光元件作出限制。
发光元件206的p和n电极(未示出)分别通过由Au等等制成的键合线207和208连接到引线201和202。可以适当地修改引线201和202的位置。
发光元件206可以是倒装法类型,其中n和p电极被置于相同平面上。此元件可以避免涉及线路的麻烦,诸如线路的断开连接或脱位,以及通过线路的光吸收。因此,在该情况下,可以获得在可靠性和亮度两方面都极好的半导体发光器件。进一步,也可以采用具有n型衬底的发光元件,以便产生如下面所描述的那样构成的发光器件。在该器件中,n电极在n型衬底的背面形成,而p电极在预先在衬底上涂抹的p型半导体层的顶表面上形成。n电极安装在一个引线上,而p电极通过线路连接到另一个引线。
在封装杯203的凹部205中,有包含根据本发明的一个实施例的荧光物质210的发光层209。在发光层209中,荧光物质210被包含在由,例如,5到60wt%量的硅树脂制成的树脂层211中。如上文所描述的,根据本实施例的荧光物质包括Sr2Al3Si7ON13基质。由于这种氮氧化合物具有高共价,因此,本实施例的荧光物质一般是如此疏水,以致于它具有很好的与树脂的兼容性。相应地,树脂和荧光物质之间的界面处的散射被充分地阻止,以提高光提取效率。
根据本实施例的黄光发光荧光体具有好的温度特性,并可以高度有效地发出具有极好的颜色呈现属性的黄光。此荧光体与辐射具有 400到500nm波长范围内的峰值的光的发光元件组合地使用,并由此,可以提供在发光属性方面极好的白光发光器件。
可以适当地改变发光元件206的大小和类型以及凹部205的尺寸和形状。
根据本发明的实施例的发光器件不仅局限于图2所示出的封装杯类型,并可以自由地应用于任何类型的器件。例如,即使本实施例的荧光物质用于壳式或表面安装类型的LED,也可以获得相同效果。
图3示出了示意地示出了根据本发明的另一实施例的发光器件的垂直截面图。在所示出的器件中,在发热绝缘衬底300上的预定位置处形成p和n电极(未示出),并将发光元件301置于其上。发热绝缘衬底由,例如,AlN制成。
在发光元件301的底部,提供了元件的电极中的一个,并使其电连接到发热绝缘衬底300的n电极。发光元件301的另一个电极通过金线连接到发热绝缘衬底300上的p电极(未示出)。发光元件301是辐射具有400到500nm波长范围内的峰值的光的发光二极管。
发光元件301依次利用内透明树脂层304、发光层305和外透明树脂层306以次顺序形成圆顶。内和外透明树脂层304和306由,例如,硅树脂制成。发光层205包括包含在由,例如,硅树脂制成的树脂层211中的本实施例的黄光发光荧光体210。
在图3所示的发光器件的生产过程中,包含本实施例的黄光发光荧光体的发光层305可以轻松地通过使用诸如真空印刷和分配器的滴涂法之类的技术来形成。进一步,由于位于内和外透明树脂层304和306之间,因此,发光层305也具有提高提取效率的功能。
根据本实施例的发光器件中的发光层不仅可以包含本实施例的黄光发光荧光体,而且还可以包含在蓝光激励下发出绿荧光的另一种荧光物质和在蓝光激励下发出红荧光的再一种荧光物质。如果包括该发光层,则所产生的白光发光器件进一步在颜色呈现属性方面有改进。
即使通过250到400nm波长范围内的紫外线光激发,本实施例的黄光发光荧光体也发出黄荧光。相应地,本实施例的荧光物质可以 与,例如,在紫外线光激励下发出蓝光的另一种荧光物质和诸如紫外线光发光二极管之类的紫外线光发光元件组合,以产生白光发光器件。在该白光发光器件中,发光层不仅可以包含本实施例的黄光发光荧光体,而且还可以包含在紫外线光激励下发出具有另一个波长范围内的峰值的荧光的荧光物质。该荧光物质是,例如,在紫外线光激励下发出红光的荧光体或在紫外线光激励下发出绿光的荧光体。
如上文所描述的,根据本实施例的荧光物质具有好的温度特性,并可以高度有效地发出具有极好的颜色呈现属性的黄光。本实施例的黄光发光荧光体与辐射具有250到500nm波长范围内的峰值的光的发光元件组合,并由此,可以通过使用较少的类型的荧光物质来产生在发光属性方面极好的白光发光器件。
下面是根据本实施例的荧光物质和发光器件的具体例子。
例子1
作为Sr、Ce、Si和Al的材料,分别准备Sr3N2、CeO2、Si3N4和AlN。在真空手套箱中,分别称出2.993g、0.155g、5.262g和1.537g的量的Sr3N2、CeCl2、Si3N4和AlN。然后,将粉状材料在行星式球磨机中干混合。
将所获得的混合物被置于由氮化硼(BN)制成的坩埚中,并将坩埚置于由氮化硼制作的带有10毫米厚的盖子的容器中(下面,为了方便起见,该容器简称为“护套”)。然后,将混合物放在氮气氛中在7.5atm下在1800℃焙烧1小时。焙烧的产品被从坩埚中取出,并在玛瑙研钵中粉碎。再次将粉碎的产品置于坩埚中,然后,将坩埚置于由氮化硼制成的护套中,并在1800℃焙烧达10个小时。随后,再次重复取出、粉碎和焙烧的连续过程,以获得例子1的荧光物质。
所获得的物质呈现黄色粉末的形式,被观察为当通过黑光激发时,发出黄荧光。
比较例子1
重复例子1的过程,只是在没有由氮化硼制成的护套的情况下执行焙烧步骤,以获得比较例子1的荧光物质。
所获得的物质呈现黄色粉末的形式,被观察为当通过黑光激发时,发出黄荧光。
对成分的评估
分析每一种获得的荧光物质的成分,发现下列结果。
表1
Sr | Al | Si | O | N | C | Ce | |
例子1 | 7.50 | 9.75 | 29.0 | 1.60 | 52.0 | 0.09 | 0.16 |
比较例子1 | 7.24 | 9.86 | 29.0 | 1.50 | 52.0 | 0.14 | 0.16 |
对顺磁缺陷的评估
测量获得的荧光物质的顺磁缺陷,发现,例子1和比较例子1的荧光体分别具有1.8×10-5自旋/g和4.3×10-5自旋/g的缺陷。
对发光属性的评估
图4示出了在来自氙气灯的具有450nm的峰值的光激励下的荧光物质的发射光谱。在图4中,具有大约450nm的窄的半宽度的辐射频带不归因于来自荧光体的荧光而是激发光的反射。光谱在554nm的峰值波长处表现出了强的发射强度,以及观察到例子1的荧光物质比比较例子1的荧光物质给出更高的发射强度。进一步,通过高速多通道光检测器来测量半宽度,并发现是115nm。半宽度可以被视为表示从发光器件辐射出的白光的颜色呈现属性的指标。具体而言,半宽度越宽,白光倾向于具有越好的颜色呈现属性。相应地,115nm的半宽度表示,例子1的荧光物质可以有利地被用来获得具有极好的颜色呈现属性的白光。
图5示出了上述荧光物质的吸收系数光谱。根据下列公式来计算吸收系数:
光吸收系数
=光散射系数×吸收率2/2/反射率
=3.96/粒径/密度
*吸收率2/(1-吸收率)。
在图5中,具有大约430nm的峰值的吸收谱带归因于Ce3+离子。在晶体中,Ce离子可以是三价或四价,但是所有Ce离子优选地是三价。那是因为它是将蓝光转换为黄光的三价铈离子。图6示出了例子1的荧光物质具有高于比较例子1的归因于Ce3+离子的吸收系数。图6是图5的比较长的波长范围的放大图,在500到600nm的波长范围,例子1的荧光物质具有比比较例子1低的吸收系数。下面示出了例子1和比较例子1的荧光物质的在560nm时的吸收系数α560nm和在430nm的α430nm。
表2
上述结果表明,在560nm时吸收系数α560nm是4x10-5,例子1的荧光物质比比较例子1的荧光物质包含较少的Ce4+离子。
如果吸收500到600nm波长范围内的光,则荧光物质吸收从其本身发出的黄光,因此损害量子效率。相应地,荧光物质不吸收该波长范围内的光是首选的。假定该波长范围内的吸收归因于Ce4+离子,而上述结果被视为由于BN护套使用阻止了Ce4+离子的形成。也可以理解,在430nm吸收系数的增大是由Ce4+离子的减少所引起的,即,通过增多Ce3+离子。
本发明的实施例提供了具有有利的温度特性,并可以高度有效地发出具有极好的颜色呈现属性的黄光的荧光物质。本实施例的黄光发光荧光体与蓝光LED组合使用,并由此,可以获得在发光属性方面极好的白光发光器件。
尽管已描述了某些实施例,但是,这些实施例是只作为例子已呈现,而不限制本发明的范围。实际上,可以以各种其他形式实现此处 所描述的新颖的方法和***;此外,在不偏离本发明的精神的情况下,可以对此处所描述的方法和***的形式作出省略、替换和变化。所附带的权利要求书以及它们的等效内容旨在涵盖这样的形式或修改方案,它们都将落在本发明的范围和精神内。
Claims (12)
1.一种荧光物质,所述荧光物质在具有250到500nm波长范围内的峰值的光的激励下发出具有500到600nm波长范围内的峰值的荧光,所述荧光物质在560nm具有4×10-5或更小的光吸收系数α560nm,以及所述荧光物质通过下列公式(1)来表示:
(M1-xCex)2yAlzSi10-zOuNw (1)
其中,M是从由Ba、Sr、Ca、Mg、Li、Na和K构成的组中选择的金属元素;而x、y、z、u和w是分别满足下列条件的变量:
0<x≤1,
0.8≤y≤1.1,
2≤z≤3.5,
u≤1,
1.8≤z-u以及
13≤u+w≤15。
2.根据权利要求1所述的荧光物质,其中,M是Sr。
3.根据权利要求1所述的荧光物质,其在560nm具有光吸收系数α560nm,以及在430nm具有光吸收系数α430nm,满足比率α560nm/α430nm是5.5或更小的条件。
4.一种发光器件,包括:
辐射具有250到500nm波长范围内的峰值的光的发光元件,以及
包含当接收来自所述发光元件的光时发出黄光的荧光体的发光层;其中
黄光发光荧光体是根据权利要求1所述的荧光物质。
5.根据权利要求4所述的发光器件,其中,所述发光层进一步包含绿光发光荧光体和红光发光荧光体。
6.一种发光器件,包括:
辐射具有250到500nm波长范围内的峰值的光的发光元件,以及
包含当从所述发光元件接收光时发出黄光的荧光体和当从所述发光元件接收光时发出蓝光的另一种荧光体的发光层;其中
黄光发光荧光体是根据权利要求1所述的荧光物质。
7.一种用于产生根据权利要求1所述的荧光物质的方法,包括下列步骤:
混合从M的氮化物和碳化物中选择的材料M、从Al的氮化物、氧化物和碳化物中选择的材料Al、从Si的氮化物、氧化物和碳化物中选择的材料Si、以及从Ce的氧化物、氮化物和碳酸盐中选择的材料Ce,以获取混合物;以及
焙烧所述混合物。
8.根据权利要求7所述的方法,其中,所述混合物在5atm或更高的压力下在1500到2000℃的温度被焙烧。
9.根据权利要求7所述的方法,其中,所述混合物在氮气氛中被焙烧。
10.根据权利要求7所述的方法,其中,所述材料的所述混合物被置于带有盖子的坩埚中,然后,执行焙烧步骤。
11.根据权利要求10所述的方法,其中,所述坩埚被进一步被置于带有盖子的外部容器中,然后,执行所述焙烧步骤。
12.根据权利要求7所述的方法,还包括在所述焙烧步骤之后洗涤所述产品的步骤。
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