硅氧氮化物熒光體及其制備方法以及包括該熒光體的光學器件的制作方法
【專利摘要】本發明涉及硅氧氮化物熒光體及其制備方法以及包括上述硅氧氮化物熒光體的光學器件。本發明一實施例的硅氧氮化物熒光體為包含被激勵光源照射而放射光的由以下化學式1表示的化合物的硅氧氮化物熒光體：（化學式1）Sr2-zSi（O1-xNx）4:zEu2+，0<x<1，0<z≤0.4。
【專利說明】硅氧氮化物熒光體及其制備方法以及包括該熒光體的光學 器件
【技術領域】
[0001] 本發明涉及以硅化合物為主體的熒光體，更詳細地涉及硅氧氮化物熒光體及其制 備方法以及包含該硅氧氮化物熒光體的光學器件。
【背景技術】
[0002] 最近利用半導體發光二極管之類的固相發光器件的照明裝置或圖像顯示裝置的 相關研究正在廣泛地執行。上述照明裝置中白色發光二極管燈（LED)是由電子和空穴結合 而發光的，作為替代現有白熾燈泡或熒光燈的下一代高效率照明裝置被受矚目。上述白色 LED，不僅基于其效率而節省能量，還能排除使用汞之類的環境負擔高的物質，可實現燈的 小型化，能設置在狹窄的空間，耐于振動，壽命長，其應用范圍多種多樣。
[0003] 現有的白色發光二極管燈是由產生藍色區域的短波長光的發光二極管器件和吸 收該光的一部分或者全部而被激勵來放射長波長的黃色光的熒光體形成。這種情況下，白 色光由上述藍色光發光二極管產生的藍色光和被激勵的上述熒光體產生的黃色光混合而 得。現有的黃色發光熒光體中有由鈰活性化的釔及鋁形成的石榴石類熒光體，這種情況下， 可混合藍色LED芯片的450nm近處的藍色發光和熒光體的560nm附近的黃色發光得到白 色。但是，由此得到的白色光缺少紅色成分，因而很難改善照明的演色性。并且，因缺少這 樣的紅色成分，難以得到類似于燈泡水平的具有低的色溫度的白色照明裝置。
[0004] 作為用于得到上述演色性得到改善且具有低的色溫度的照明裝置的其他方法，在 黃色熒光體混合少量的紅色熒光體或以綠色熒光體和紅色熒光體代替黃色熒光體來使用。 這種情況下，需要開發具有優秀的色純度的紅色熒光體。但是，紅色熒光體一般在紫外線頻 帶或藍色頻帶具有相對低的激勵頻譜，因而存在如下問題，比綠色或藍色熒光體效率低，整 個熒光體中需要以相對多的比率（60重量百分比以上)混合。并且，紅色熒光體為了確保照 明器件及顯示器件之類的光學器件的長壽命和高功率，需要具有優秀的溫度穩定性。
【發明內容】
[0005] 技術問題 本發明要解決的技術問題在于，為了改善演色性而提供高純度及高亮度的紅色光，且 提供發光效率高、具有優秀的溫度穩定性的紅色發光熒光體。
[0006] 并且，本發明要解決的再一技術問題在于，提供具有前述優點的硅氧氮化物熒光 體的制備方法。
[0007] 并且，本發明要解決的另一技術問題在于，提供利用具有前述優點的上述硅氧氮 化物熒光體的多種光學器件。
[0008] 解決問題的手段 用于解決上述問題的本發明一實施例的硅氧氮化物熒光體，包含被激勵光源照射而放 射光的由以下化學式1表示的化合物。
【權利要求】
1. 一種硅氧氮化物熒光體，其特征在于，所述的硅氧氮化物熒光體包含被激勵光源照 射而放射光的由以下化學式1表示的化合物： (化學式1) Sr2_zSi (<VxNx)4:zEu2+, 0〈χ <1，0〈ζ 彡 0· 4。
2. 根據權利要求1所述的硅氧氮化物熒光體，其特征在于，所述硅氧氮化物熒光體是 紅色發光熒光體。
3. 根據權利要求1所述的硅氧氮化物熒光體，其特征在于，所述紅色發光熒光體的發 光峰值包含610nm的主發光峰值。
4. 根據權利要求3所述的硅氧氮化物熒光體，其特征在于，所述紅色發光熒光體的發 光峰值還包含477nm的發光峰值。
5. 根據權利要求1所述的硅氧氮化物熒光體，其特征在于，所述激勵光源包括300nm至 330nm的范圍內的紫外線、370nm至410nm的范圍內的近紫外線以及450nm至470nm的范圍 內的藍色可見光。
6. 根據權利要求1所述的硅氧氮化物熒光體，其特征在于，所述硅氧氮化物熒光體具 有i3-Sr2Si0 4的結晶結構。
7. 根據權利要求1所述的硅氧氮化物熒光體，其特征在于，所述Z滿足 0. 016 彡 z 彡 0. 06。
8. -種硅氧氮化物熒光體，其特征在于，包含被激勵光源照射而放射光的由以下化學 式2表不的化合物： (化學式2) Sr2_y_zMySi (CVxNx)4:zEu2+ 所述Μ為Ca、Ba及Mg中的一個或它們的組合， 0〈x〈l、0〈y〈2、0〈z 彡 0· 4、0〈y+z〈2。
9. 根據權利要求8所述的硅氧氮化物熒光體，其特征在于，所述硅氧氮化物熒光體是 紅色發光突光體。
10. 根據權利要求8所述的硅氧氮化物熒光體，其特征在于，所述硅氧氮化物熒光體同 時具有藍綠色頻帶和紅色頻帶的發光頻帶。
11. 根據權利要求8所述的硅氧氮化物熒光體，其特征在于，所述激勵光源包括300nm 至330nm的范圍內的紫外線、370nm至410nm的范圍內的近紫外線以及450nm至470nm的范 圍內的藍色可見光。
12. 根據權利要求8所述的硅氧氮化物熒光體，其特征在于，所述硅氧氮化物熒光體具 有a'-Sr2Si0 4的結晶結構。
13. 根據權利要求8所述的硅氧氮化物熒光體，其特征在于，所述化學式中，Μ為Mg，所 述硅氧氮化物熒光體被近紫外線LED激勵而具有從藍色區域到綠色區域的寬頻帶的發光 頻譜。
14. 根據權利要求8所述的硅氧氮化物熒光體，其特征在于，所述Μ為Ca或Ba，所述硅 氧氮化物熒光體被近紫外線LED激勵而具有從綠色區域到紅色區域的寬頻帶的發光頻譜。
15. 根據權利要求8所述的硅氧氮化物熒光體，其特征在于，所述Z滿足 0. 016 彡 Z 彡 0. 06。
16. -種娃氮化物突光體的制備方法，其特征在于，包括： 混合具有SrC03、Si3N4及Eu20 3的化學式的多個前體組合物來得到混合的結果物的步 驟；以及 對所述混合的結果物進行熱處理來形成由化學式1表示的化合物的步驟： (化學式1) Sr2_zSi (<VxNx)4:zEu2+, 0〈χ〈1，0〈ζ 彡 0· 4。
17. 根據權利要求16所述的硅氮化物熒光體的制備方法，其特征在于，在氮氣氛下執 行所述熱處理。
18. 根據權利要求16所述的硅氮化物熒光體的制備方法，其特征在于，在1650°C至 1800°C的溫度下執行所述熱處理。
19. 一種娃氮化物突光體的制備方法，其特征在于，包括： 混合具有SrC03、Si3N4及Eu20 3的化學式的多個前體組合物及金屬Μ的氧化物、氮化物、 氮氧化物、碳酸鹽、氫氧化物或氯化物來獲得混合的結果物的步驟；以及 對所述混合的結果物進行熱處理來形成由以下化學式2表示的化合物的步驟： (化學式2) Sr2_y_zMySi (〇hNx)4:zEu2+， 所述Μ為Ca、Ba及Mg中的一個或它們的組合， 0〈x〈l、0〈y〈2、0〈z 彡 0· 4、0〈y+z〈2。
20. 根據權利要求19所述的硅氮化物熒光體的制備方法，其特征在于，在氮氣下執行 所述熱處理。
21. 根據權利要求19所述的硅氮化物熒光體的制備方法，其特征在于，在1650°C至 1800°C的溫度下執行所述熱處理。
22. -種光學器件，其特征在于，所述的光學器件包括： 激勵光源，用于放射屬于近紫外線區域、紫外線區域及藍色區域中的至少一種的光；以 及 根據權利要求1至13中的任一項所述的硅氧氮化物熒光體，配置在所述激勵光源的光 程上，被所述光照射而發光。
23. 根據權利要求22所述的光學器件，其特征在于，所述光學器件為發光裝置、照明裝 置及顯示器件中的一個。
【文檔編號】C09K11/59GK104245882SQ201380011037
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年2月27日 優先權日:2012年2月27日
【發明者】金英進, 李承宰 申請人:京畿大學校產學協力團