专利名称：α-Sialon磷光体的制作方法
技术领域：
本发明涉及权利要求1前序部分的α -Sialon类的磷光体。这类磷光体特别适于 在光源例如LED中应用。
背景技术：
EP 1498466中公开了一种用Yb掺杂的α-Sialon。其中也提及其它的掺杂剂如 Eu、Dy和Tb。这类磷光体适合主要在暖白光源中应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于α-Sialon的磷光体，其也可用于较高的色温。该目的通过权利要求1的特征部分实现。特别有利的方案列于从属权利要求中。基于α-Sialon的新型磷光体的特征在于共掺杂，其除已知的掺杂剂外还使用 Mn。由此可得到可通过蓝光或UV-光激发的高效光源。这种磷光体是温度稳定性的，并在 黄色光谱范围呈宽带发射。主波长λ-通常为575 578nm。由此特别可制备色位稳定的 冷白至日光白光源如基于转换LED的LED。用Eu掺杂的α-Sialon通常归于温度稳定的磷光体。但可惜的是至今该发射波 长不适合上述要求。特别是至今未能制备出满足上述要求的白色LED。至今已知的0^&1011具有通常的经验式机1]\127^六1)12(0，吣16。其中Ml通 常是选自Li、Mg、Ca、Y和除Ce和La外的镧系元素的一种或多种元素，M2是选自Ce、Pr、Eu、 Tb,Yb和Er的一种或多种元素，其起激活剂作用，其中0. 3彡x+y彡1. 5以及O < y < 0. 7。 但这类α -Sialon由于其光学特性仅适合少数应用领域。例如Yb-掺杂的Ca-α -Sialon (Μ2 =Yb)以较少的量子产率在绿色光谱范围以极短波长发射，而Eu-掺杂的方案(Μ2 = Eu) 的发射过多偏移到橙红色的长波光谱范围。有竞争力的磷光体体系如原硅酸盐在发射稳定性方面有很大的不足，如当其温度 在许多应用中如所预计的高于100°c时会产生高温猝灭。此外，该发射呈非常窄的带宽，由 此不适用于许多照明目的。该窄带发射体(Sr，Ba)Si202N2:EU虽有非常好的温度稳定性，但 在其它方面却类似于黄光的原硅酸盐的发射特性。本发明提出一种基本通式为MlpZ2SicAlp+凡Ν16_ :D的α-Sialon。其中Ml如上 所述是选自Li、Mg、Ca、Y和除Ce和La外的镧系元素的一种或多种元素。但该掺杂剂是如 上述的已知激活剂M2组成的共掺杂剂。M2是选自Ce、Pr、Eu、Tb、Yb和Er的一种或多种元 素。在该情况下，D是由已知激活剂的一种或两种所组成的共掺杂剂，但与Mn掺杂剂相组 合。形式上其可表示为D = (M2，Mn)。最后选用q = O 2. 5和ρ = 0. 5 4。 在该情况下，M2优选是Eu或Yb或两者混合。在D中的Mn的原子比例总是小于 M2的原子比例。D中的Mn的比例优选为M2的1 50%。 制备含Mn共掺杂剂的α -Sialon磷光体的方法在原理上按类似于文献中对已知的α-Sialon磷光体所描述的制备方法进行。
下面参照多个实施例详述本发明。附图如下图1示出Ca-α -Sialon的波长偏移与掺杂剂的关系图；图2示出蓝光LED和各种Sialon的色位图；图3示出各种经掺杂的Sialon的量子效率QE ；图4示出用作白光光源(LED)的半导体器件；图5示出具有本发明的磷光体的照明装置。
具体实施例方式按如下方法制备含Eu和Yb共掺杂剂的Ca- α -Sialon 按化学计量称重原料CaC03、Si3N4, A1N、Eu2O3和Yb2O3，并对其勻质化数小时。接 着该所得混合物在管式炉中于还原气氛下经灼烧数小时(2 7小时)。温度选为1500 2000°C。然后可进行第二灼烧过程。该第二灼烧过程也是在还原气氛中于1200 2000°C 下进行。按如下方法制备含Eu、Yb、Mn三重掺杂剂的Ca-α -Sialon 按化学计量称重原料CaC03、Si3N4、AlN、Eu203、Yb2O3和Mn2O3，并对其勻质化数小时。 接着该所得混合物在管式炉中于还原气氛下经灼烧数小时(2 7小时)。温度选为1500 2000°C。然后可进行第二灼烧过程。该第二灼烧过程也是在还原气氛中于1200 2000°C 下进行。按激活剂浓度和各个共掺杂剂的相对比例可使Sialon的波长根据所需应用以合 适的方式偏移。色位的实例列于表1。
权利要求
1.一种α-Sialon型的磷光体，其特征在于，a)基本通式为MlpZ2Si12HAlp+凡N16V D ；b)其中Ml是选自Li、Mg、Ca、Y以及除Ce和La外的镧系元素中的一种或多种元素；c)D是由M2和Mn组成的共掺杂剂，其中M2是选自Ce、Pr、Eu、TbJb和Er的一种或多 种元素；d)其中q为O 2.5和ρ为0. 5 4。
2.权利要求1的磷光体，其特征在于，Ml选自Ca、Mg或其混合物。
3.权利要求1的磷光体，其特征在于，M2选自单独的Eu、％、或Eu和％的混合物。
4.权利要求1的磷光体，其特征在于，Mn的比例为M2的1 50%。
5.权利要求1的磷光体，其特征在于，Mn的比例为Ml的0.05 0. 3摩尔％。
6.一种具有至少一种光源特别是LED的照明装置，所述光源发射300 485nm的初级 辐射，暴露于来自所述光源的初级辐射的磷光体将该辐射部分地或全部转换成更长波长的 辐射，其特征在于，所述转换至少利用发射570 580nm的峰值发射波长的黄光并且源自上 述权利要求之一的α-Sialon类型的磷光体来进行。
7.权利要求6的照明装置，其特征在于，所述Al由( 部分地(至多为20摩尔％)取代。
8.权利要求6的照明装置，其特征在于，选用和/或p= 2 3。
9.权利要求6的照明装置，其特征在于，磷光体粉末的平均粒径为0.5 5μπι。
10.权利要求6的照明装置，其特征在于，为了产生白光，发射的初级辐射的波长范围 为330 370nm，其中所述发射的初级辐射经受具有蓝光030 470nm)和黄橙光(特别是 545 590nm)最大发射的至少两种磷光体来进行转换。
11.权利要求6的照明装置，其特征在于，所述初级辐射还经受具有绿光090 525nm)或红光(625 700nm)发射的至少另一种磷光体来进行转换。
12.权利要求6的照明装置，其特征在于，所述另一种磷光体是氯硅酸盐或基于Y的石 榴石或基于Tb的石榴石。
13.权利要求6的照明装置，其特征在于，为了产生白光，所述发射的初级辐射位于 430 470nm的蓝色波长范围，其中所述发射的蓝光初级辐射经受根据前述权利要求之一 的具有黄光(570 580nm)和绿光090 525nm)最大发射的两种磷光体来进行转换。
14.权利要求6的照明装置，其特征在于，为了产生彩色光，所述发射的初级辐射位于 430 485nm的蓝色波长范围，其中所述发射的蓝光初级辐射经受根据前述权利要求之一 的具有黄光(570 580nm)最大发射的单一磷光体来进行转换。
15.权利要求14的照明装置，其特征在于，所述黄光磷光体在混合物中的比例约为 0. 5 15%。
16.权利要求6的照明装置，其特征在于，使用在短波范围发射的发光二极管特别是基 于的发光二极管作为初级辐射源。
17.权利要求6的照明装置，其特征在于，所述照明装置是发光转换LED，其中所述磷光 体直接或间接与芯片接触。
18.权利要求6的照明装置，其特征在于，所述照明装置是LED的阵列。
19.权利要求18的照明装置，其特征在于，所述磷光体的至少之一设置在装配于所述LED阵列之前的光学装置上。
全文摘要
本发明涉及一种新型的α-Sialon-磷光体，其特征在于，其含金属M2和Mn组合的掺杂剂。该M2特别是Eu和/或Yb。
文档编号C09K11/77GK102124077SQ200980131845
公开日2011年7月13日 申请日期2009年7月20日 优先权日2008年8月18日
发明者弗兰克·耶尔曼, 比安卡·波尔 申请人:奥斯兰姆有限公司