熒光物質和使用其的光發射器件的制作方法

專利名稱：熒光物質和使用其的光發射器件的制作方法
技術領域：
本實施方案涉及量子效率優異的熒光物質以及使用該物質的光發射器件。
背景技術：
利用發光二極管的LED光發射器件被用于許多設備的顯示元件，所述設備例如移動裝置、PC外圍設備、OA設備、各種開關、背光用光源和指示板。LED光發射器件不僅非常需 要具有高的效率，而且當用于一般照明時需要具有優異的演色性或者當用于背光時需要提供寬的色域。為了提高光發射器件的效率，必須改善其中使用的熒光物質的效率。此外，從實現高的演色性或寬的色域的觀點看，優選采用白色光發射器件，其包含藍光發射激勵源、在藍光激勵下發綠光的熒光物質、和在藍光激勵下發紅光的另一種熒光物質的組合。同時，高負載LED光發射器件在操作中產生熱量使得其中使用的熒光物質通常被加熱到約100°c至200°C。因此當這樣受熱時，熒光物質通常會損失發射強度。因此，希望提供這樣的熒光物質即使當溫度顯著升高時該熒光物質也較少經歷發射強度的降低(溫度猝滅)。Eu激活的堿土金屬原硅酸鹽磷光體是在藍光激勵下發射綠光或紅光的熒光物質的典型實例，并因此優選用于前述的LED光發射器件中。所述磷光體的綠光發射熒光物質顯示出諸如下列的發光度(luminance)特性在460nm光激勵下73%的吸收率、85%的內部量子效率、和62%的發光效率；并且所述磷光體的紅光發射熒光物質顯示出諸如下列的發光度特性在460nm光激勵下82%的吸收率、66 %的內部量子效率、和54%的發光效率。組合包含這些熒光物質的LED光發射器件產生的白光具有非常高的效率和非常高的色域，以致于分別實現基于該激發光的186 lm/ff以及Ra = 86的一般顯色指數。然而，如果將這些Eu激活的堿土金屬原硅酸鹽磷光體用于高負載的LED光發射器件中，則它們常常經歷上述的發射強度下降。具體而言，當溫度升高時，這些熒光物質顯著發生溫度猝滅，但是藍色LED不受明顯影響從而其發射強度僅略微降低。因此，由該器件放射出的最終光易于喪失藍色LED發射和所述熒光物質發光之間的平衡。此外，由于溫度猝滅對于綠光發射熒光物質和紅光發射熒光物質以不同的方式產生，因此隨著負載增加，通常難以保持所得光的綠色和紅色之間的平衡。結果，存在因藍光發射、綠光發射和紅光發射之間的平衡喪失而引起嚴重色差(color discrepancy)的問題。


圖I是根據本實施方案的一個方面的熒光物質的X射線衍射圖譜。圖2所示的縱截面視圖示意說明了利用根據本實施方案一個方面的熒光物質的光發射器件。圖3示出了實施例1-4中制備的綠光發射熒光物質在460nm光激勵下的發射光
-i'TfeP曰。圖4所示的曲線圖給出了實施例I中使用的熒光物質的溫度特性。圖5所示的縱截面視圖示意說明了實施例I中制備的光發射器件。圖6示出了實施例I中制備的光發射器件的發射光譜。圖7示出了關于實施例I中制備的光發射器件的色度點(2度視場)與驅動電流之間的關系。 圖8示出了實施例2中制備的光發射器件的發射光譜。圖9示出了關于實施例2中制備的光發射器件的色度點(2度視場)與驅動電流之間的關系。圖10示出了實施例3中制備的光發射器件的發射光譜。圖11示出了關于實施例3中制備的光發射器件的色度點(2度視場)與驅動電流之間的關系。圖12所示的曲線圖給出了實施例4中使用的熒光物質的溫度特性。圖13示出了實施例4中制備的光發射器件的發射光譜。圖14示出了關于實施例4中制備的光發射器件的色度點(2度視場)與驅動電流之間的關系。圖15示出了實施例5中制備的光發射器件的發射光譜。圖16示出了關于實施例5中制備的光發射器件的色度點(2度視場)與驅動電流之間的關系。圖17示出了實施例6中制備的光發射器件的發射光譜。圖18示出了關于實施例6中制備的光發射器件的色度點(2度視場)與驅動電流之間的關系。圖19所示的曲線圖給出了實施例7中使用的熒光物質的溫度特性。圖20示出了實施例7中制備的光發射器件的發射光譜。圖21示出了關于實施例7中制備的光發射器件的色度點(2度視場)與驅動電流之間的關系。圖22示出了比較例I中制備的綠光發射熒光物質在460nm光激勵下的發射光譜。圖23所示的曲線圖給出了比較例I中使用的熒光物質的溫度特性。圖24示出了比較例I中制備的光發射器件的發射光譜。圖25示出了關于比較例I中制備的光發射器件的色度點(2度視場)與驅動電流之間的關系。圖26示出了關于每個實施例和比較例中制備的綠光發射熒光物質的發光效率與X射線衍射峰半峰寬(half-width)之間的關系。圖27所示的曲線圖給出了比較例2中使用的熒光物質的溫度特性。圖28示出了比較例2中制備的光發射器件的發射光譜。圖29示出了關于比較例2中制備的光發射器件的色度點(2度視場)與驅動電流之間的關系。

發明內容
現在將參照附圖來說明實施方案。本發明人已發現通過將發射中心元素納入晶體結構和組成均受限制的特定氧氮化物熒光物質中，可獲得顯示出高的量子效率、產生強的發射強度并且具有如下有利溫度特性的綠光發射熒光物質，所述溫度特性是即使溫度升高所述發射強度的降低也較小。此夕卜，本發明人還發現通過采用上述的綠光發射熒光物質并結合特定的紅光發射熒光物質可以獲得即使以高功率(即在高溫度下)操作時也較少發生色差的光發射器件。下面說明根據本實施方案的綠光發射熒光物質和使用該熒光物質的光發射器件。綠光發射熒光物質根據本實施方案的一個方面的綠光發射突光物質(G)由下式(I)表不

(SrhEux) 3_yAl3+zSi13_z02+uN2h ⑴其中X、y、z、u和w是分另I」滿足下列條件的數0 < x< I、-O. I 彡 y 彡 O. 3、-3 彡 Z 彡 I 和-3 < u-w ( I. 5。元素Sr優選被發射中心元素Eu以O. I摩爾％以上的量替代。如果所述量小于O. I摩爾％，則難以獲得足夠的發光。元素Sr可以被發射中心元素Eu全部取代，但是如果取代量小于50摩爾％則可以盡可能地避免發射幾率的降低(濃度猝滅)。如式(I)所示，本實施方案的綠光發射熒光物質基本上包含Sr、Eu、Al、Si、0和N。然而，該物質可包含少量的雜質，除非它們損害本實施方案的效果。雜質可以是原始包含于起始材料或者可以來自制備方法步驟期間。雜質元素的實例包括Na、Ba、Ca、Mg、Cu、Fe、Pb、Cl、C和B。然而，即使包含它們，其量不大于O. 2%，優選不大于300ppm。本實施方案的綠光發射熒光物質(G)發射藍色至綠色的發光，即，當受到250-500nm波長范圍內的光激勵時峰值在490_580nm波長范圍內的發光。此外，X、y、z、u和w是分別滿足下列條件的數O < X 彡 1，優選 O. 001 彡 X 彡 O. 5，-O. I ^ y ^ O. 3，優選-O. I 彡 y 彡 O. 15，更優選-O. 09 彡 y 彡 O. 07，-3 ^ z ^ I,優選-I < z < I,更優選 O. 2 < z < I,和-3 < u-w ^ I. 5,優選-I < u-w ^ I,更優選-O. I ^ u_w < O. 3。根據本實施方案的綠光發射熒光物質是基于具有與Sr3Al3Si13O2N21基本相同的晶體結構的無機化合物。然而，其組成元素部分被發光元素取代并且每種元素的含量在特定范圍內調節，由此能夠使該物質顯示出高的量子效率并且具有有利的溫度特性，所述有利的溫度特性是指當用于光發射器件時該物質較少經歷溫度猝滅。在下文中，通常將這類晶體稱為“Sr3Al3Si13O2N21型晶體”。Sr3Al3Si13O2N21晶體屬于正交晶系，并且其晶格常數為a = 14. 76人、b = 7. 46 A和 c = 9. 03 A 根據本實施方案的熒光物質可以通過X射線衍射或中子衍射來鑒定。圖I中示出了根據本實施方案的一個方面的熒光物質的典型X射線衍射圖譜。這意味著本實施方案不僅包括表現出與Sr3Al3Si13O2N21相同的XRD圖譜的物質，而且還包括具有如下晶體結構的物質其中的組成元素被其他元素取代從而在特定范圍內改變晶格常數。Sr3Al3Si13O2N21晶體的組成元素可以被其它元素以下面詳述的方法取代。具體而言，晶體中的Sr可以被發射中心元素Eu取代；Si位點可以被選自四價元素的一種或多種元素填充，例如Ge、Sn、Ti、Zr和Hf ；A1位點可以被選自三價元素的一種或多種元素填充，例如B、Ga、In、Sc、Y、La、Gd和Lu ;且O或N的位點可以被選自O、N和C的一種或多種元素填充。此外，Al和Si可以彼此取代，與此同時O和N可以彼此取代。所述物質的實例包括Sr3Al2Si14ON22、Sr3AlSi15N23^Sr3Al4Si12O3N2O,Sr3Al5Si11O4N19 和 Sr3Al6Si10O5Nlgo 這些物質具有的晶體結構屬于與Sr3Al3Si13O2N21型晶體相同的族群。在略微發生元素取代的情形中，可以通過下述簡單方法來判斷該物質具有的晶體結構是否屬于與Sr3Al3Si13O2N21型晶體相同的族群。測量該物質的X射線衍射圖譜，并且比較衍射峰的位置與Sr3Al3Si13O2N21的X射線衍射圖譜中的衍射峰的位置。作為結果，如果主峰的位置相同，則這些晶體結構可被認為是相同的。晶體結構優選含有這樣的組分，其通過用特定的CuK α X射線(波長1· 54056 A)測得的X射線衍射圖譜同時在七個或更多個位置、優選九個或更多個位置顯示出衍射峰，所述位置選自以下 4^一個位置15· 2-15. 5° ,23. 7-23. 9° ,25. 7-25. 9 ° ,29. 3- 29. 5 °、30.9-31.1。,31. 6-31. 8 ° ,31. 9-32. I ° ,34. 1-34. 3 ° ,34. 8-35. O ° ,36. 9-36. 5 ° 和37. 4-37. 6°，就衍射角而言(2 Θ )。可通過例如M18XHF22-SRA型X射線衍射儀([商標名]，MAC Science有限公司制造)來測量X射線衍射圖譜。測量條件是，例如管電壓40kV，管電流100mA，和掃描速度2° /分鐘。根據本實施方案的綠光發射熒光物質還可通過給出X射線衍射圖譜來表征，在該X射線衍射圖譜中位于15. 2-15. 5°的2 Θ處的衍射峰具有不大于O. 14°的半峰寬。在常規的類似熒光物質的圖譜中的衍射峰具有O. 16°或更大的半峰寬，并且到目前為止，任何顯不與本實施方案的物質同樣窄的半峰寬的突光物質還是未知的。這意味著本實施方案的物質具有特別高的結晶度。此外，本發明的熒光物質通常為片狀晶體形式。本實施方案的綠光發射熒光物質給出這樣的X射線衍射圖譜，在該X射線衍射圖譜中位于15. 2-15. 5°的2 Θ處的衍射峰具有不大于O. 14°、優選不大于O. 13°的半峰寬。這里通過薄膜X射線衍射儀(ATX-G [商標名]，Rigaku公司制造)根據Θ/2 Θ方法確定半峰寬。用于確定的條件如下。X 射線源CuK a 50kV_300mA以如下順序配置SI 縫(slit) 1. Omm(寬度)X 10. Omm(高度)SS 縫發散角 O. 48°S2 縫0. 5mm(寬度)X 10. Omm(高度)樣品，RS 縫0. 5mm(寬度)X 10. Omm(高度)DS 縫0. 5mm (寬度)測試條件2Θ/Θ 5-65°，步進O. 01°，掃描速度0.5° /分鐘。制備綠光發射熒光物質的方法對用于制備根據本實施方案的綠光發射熒光物質的方法沒有特殊限制，只要其提供的物質具有上述特定組成并給出上述特定X射線衍射圖譜。然而，還不知曉用于制備這樣特定的熒光物質的任何具體方法。考慮到這一點，作為用于制備該熒光物質的方法，現在發現了以下方法。本實施方案的熒光物質可以由起始材料來合成，例如Sr的氮化物和碳化物；A1和/或Si的氮化物、氧化物和碳化物；和發射中心元素Eu的氧化物、氮化物和碳酸鹽。可用材料的實例包括 Sr3N2、AlN、Si3N4^Al2O3 和 EuN。材料 Sr3N2 可以被 Ca3N2、Ba3N2、Sr2N, SrN或它們的混合物取代。在常規的制備方法中，混合并燒制這些材料。然而，目標物質不能通過例如簡單地將所有粉末材料放置于容器中然后將它們混合而獲得。考慮到這一點，發現可通過稱取材料的步驟從而可獲得目標的組成、以添加量的增大順序(increasing order)混合它們以及在坩堝中燒制該準備的粉末混合物來獲得目標熒光物質。例如，在使用四種起始材料的情形中，分別稱量它們，然后將最小量的材料與第二小量的材料混合。隨后，將獲得的混合物與第三小量的材料混合，并且最后將所得的混合物與最大量的材料混合。通過以添加量的增序混合該材料改變所得的熒光物質的X射線衍射光譜(即其晶體結構)的原因是不清楚的，但是假設該原因是因為材料混合更均勻。 在例如手套箱內的研缽中混合這些材料。所述坩堝由例如氮化硼、氮化硅、碳化硅、碳、氮化鋁、SiAlON、氧化鋁、鑰或鎢制成。可以通過將起始材料的混合物燒制預定的時間來獲得根據本實施方案的綠光發射熒光物質。特別是在用于制備本實施方案的綠色熒光物質的方法中，燒制時間優選是長的。具體而言，燒制時間通常不小于2小時，優選不小于4小時、更優選不小于6小時、并且最優選不小于8小時。這是因為如果燒制時間過短，則晶體生長往往不夠充分從而可降低量子效率。燒制可以全部一次進行或者相繼地進行兩次或更多次。如果燒制相繼地進行兩次或更多次，優選在燒制步驟之間的間隔中研磨中間產物。燒制優選在高于大氣壓的壓力下進行。壓力優選不小于5個大氣壓以防止氮化硅在高溫下分解。燒制溫度優選為1500-2000°C、更優選為1600-1900°C。如果溫度低于1500°C，則通常難以獲得目標熒光物質。另一方面，如果溫度高于2000°C，則擔心所述材料或產物可能升華。此外，燒制優選在N2氣氛下進行，因為AlN易于被氧化。在該情形中，N2/H2混合氣氛也是可用的。然后對粉末形式的燒制產物進行后處理例如洗滌(如果需要的話)，以便獲得本實施方案的熒光物質。如果進行，則可以使用酸或純水進行洗滌。紅光發射熒光物質用于本實施方案的光發射器件中的紅光發射突光物質(R)，例如，由下式(2)表示(Sivx, Eux, ) aSibA10cNd (2)其中X'、a、b、c和d是分別滿足下列條件的數0<x' <0.4(優選地，O. 02 彡 X '彡 O. 2)，O. 55 < a < O. 80 (優選地，O. 66 彡 a 彡 O. 69)，2 < b < 3 (優選地，2.2彡13彡2.4)，0<(彡0.6(優選地，0.43彡(3彡0.51)和4<(1<5(優選地，
4.2 彡 d 彡 4. 3)。用于本實施方案的光發射器件中的紅光發射熒光物質(R)之一基于具有與Sr2Si7Al3ON13基本相同的晶體結構的無機化合物。然而，其組成元素部分被發光元素取代并且每種元素的含量在特定范圍內調節，由此能夠使該物質顯示出高的量子效率。
上述的紅光發射熒光物質可以通過X射線衍射或中子衍射來鑒定。這意味著紅光發射熒光物質不僅包括表現出與Sr2Si7Al3ON13相同的X射線衍射圖譜的物質，而且還包括具有如下晶體結構的物質其中的組成元素被其他元素取代從而在特定范圍內改變晶格常數。Sr2Si7Al3ON1^as體的組成元素可以被其他元素以下面詳述的方法取代。具體而言，晶體中的Sr可以被發射中心元素Eu取代；Si位點可以被選自四價元素的一種或多種元素填充，例如Ge、Sn、Ti、Zr和Hf ；A1位點可以被選自三價元素的一種或多種元素填充，例如B、Ga、In、Sc、Y、La、Gd和Lu ;且O或N的位點可以被選自O、N和C的一種或多種元素填充。此外，Al和Si可以彼此取代，與此同時O和N可以彼此取代。所述物質的實例包括Sr3Al2Si14ON22,Sr3AlSi15N23^Sr3Al4Si12O3N20,Sr3Al5Si11O4N19 和 Sr3Al6Si10O5Nlgo 這些物質具有的晶體結構屬于與Sr2Si7Al3ON13型晶體相同的族群。 在略微發生元素取代的情形中，可以通過上述與用于綠光發射熒光物質相同的簡單方法來判斷該物質具有的晶體結構是否屬于與Sr2Si7Al3ON13型晶體相同的族群。

制備紅光發射熒光物質的方法用于本實施方案中的紅光發射熒光物質可以由起始材料來合成，例如Sr的氮化物、碳化物和氰胺化物；A1和/或Si的氮化物、氧化物和碳化物；和發射中心元素Eu的氧化物、氮化物和碳酸鹽。可用材料的實例包括Sr3N2、AlN、Si3N4、Al2O3和EuN。材料Sr3N2可以被Ca3N2、Ba3N2, Sr2N, SrN或它們的混合物取代。稱取并混合這些材料使得能夠獲得目標組成，然后在坩堝中燒制粉末混合物以便產生目標熒光物質。在例如手套箱內的研缽中混合這些材料。所述坩堝由例如氮化硼、氮化硅、碳化硅、碳、氮化鋁、SiAlON、氧化鋁、鑰或鎢制成。可以通過將起始材料的混合物燒制預定的時間來獲得可用于本實施方案中的紅色熒光物質。燒制時間通常不大于4小時，優選為3小時或更少、更優選為2小時或更少、最優選為I小時或更少。這是因為如果燒制時間過長，則晶體聚集以致增加晶粒尺寸并因此降低量子效率。此外，如果燒制時間過長，則所得產物易于包含減少量的具有特定縱橫比的晶體。然而，從使得反應完全進行的角度看，燒制時間優選不少于O. I小時、更優選不少于O. I小時、最優選不少于O. 5小時。燒制可以全部一次進行或者相繼地進行兩次或更多次。燒制優選在高于大氣壓的壓力下進行。壓力優選不小于5個大氣壓以防止氮化硅在高溫下分解。燒制溫度優選為1500-2000°C、更優選為1600-1900°C。如果溫度低于1500°C，則通常難以獲得目標熒光物質。另一方面，如果溫度高于2000°C，則擔心所述材料或產物可能升華。此外，燒制優選在N2氣氛下進行，因為AlN易于被氧化。在該情形中，N2/H2混合氣氛也是可用的。然后對粉末形式的燒制產物進行后處理例如洗滌(如果需要的話)，以便獲得根據本實施方案的熒光物質。如果進行，則可以使用酸或純水進行洗滌。藍光發射突光物質如下文所述，本實施方案的光發射器件組合包含前述的紅光發射突光物質和綠光發射熒光物質。另外，該器件還可包含藍光發射熒光物質。對所述藍光發射熒光物質沒有特殊限制，只要其發出的發光具有的峰值在400-490nm的波長范圍內。然而，如果藍光發射熒光物質具有不良的溫度特性，則當溫度隨著外加功率的增加而升高時，由該器件放射出的最終光可具有朝向黃色一側偏移的色度。這可能成為問題，特別是如果需要白光時。因此，為了獲得本實施方案的目的，即為了提供較少發生色差的光發射器件，所述藍光發射熒光物質優選具有與所述紅光發射熒光物質和綠光發射熒光物質同樣出色的溫度特性。優選的藍光發射熒光物質的實例包括(Ba，Eu)MgAl1Q017、(Sr, Ca,Ba,Eu) 10 (PO4) 5C12和(Sr，Eu) Si9Al19ON310光發射器件根據本實施方案的光發射器件包含上述的熒光物質和能夠激勵所述熒光物質的光發射元件。根據本實施方案一個方面的器件包含充當激勵源的LED ;和前述紅光發射熒光物質(R)和前述綠光發射熒光物質(G)的組合，其各自在所述LED發出的光激勵下發射光。 因此，該光發射器件放射出由所述LED和所述紅色和綠色熒光物質的發射而合成的光。根據本實施方案另一個方面的光發射器件包含充當激勵源的LED ;和前述紅光發射熒光物質(R)、前述綠光發射熒光物質(G)和所述藍光發射熒光物質(B)的組合，其各自在所述LED發出的光激勵下發射光。根據本實施方案任一方面的器件不可或缺地組合包含所述特殊的紅光發射熒光物質(R)和所述特殊的綠光發射熒光物質(G)，且因此在所述器件工作時防止從所述器件放射的光中的紅色和綠色之間的顏色平衡的喪失，從而防止色差。此外，由于在操作中較少發生溫度猝滅，這些特殊的熒光物質幾乎不喪失發光度平衡，對于從LED的發射和從所述藍光發射熒光物質的藍光發光而言。這也有助于防止色差。在本實施方案中，紅光發射熒光物質和綠光發射熒光物質均較少發生溫度猝滅。它們因此能夠實現放射如下光的光發射器件，即使當以高功率操作該器件時所述光中的紅光分量和綠光分量也較少波動。此外，由于溫度猝滅對這兩種物質所起的作用在從室溫到約200°C的溫度下程度類似，因此它們也能實現放射如下光的光發射器件，即使當以高功率操作引起器件溫度增加時所述光中的紅光分量和綠光分量也較少波動。即使其中使用的紅光發射熒光物質和綠光發射熒光物質不同于本實施方案中調節的物質時盡管也可能制備光發射器件，然而與本實施方案的器件相比，此類器件通常不能充分受益于防止色差的效果O如果使用藍光發射熒光物質，則該藍光發射熒光物質優選經歷與所述紅光發射熒光物質和綠光發射熒光物質相同程度的溫度猝滅，因為可以進一步有效防止色差。然而，由于來自藍光發射熒光物質的發光可被來自充當激勵光發射元件的LED的發射所補償，因此該藍光發射熒光物質并不需要如紅光發射熒光物質和綠光發射熒光物質那樣非常嚴格地進行調節。根據共同使用的熒光物質來適當選擇器件中使用的光發射元件。具體而言，必要的是，所述光發射元件發出的光應當能夠激勵這些熒光物質。此外，如果該器件優選放射白光，則該光發射元件優選發出具有如下波長的光，即該波長能補償由所述熒光物質發出的發光。考慮到上述，如果該器件包含紅色熒光物質和綠色熒光物質，則通常選擇光發射元件(SI)使得其發出250-500nm波長范圍內的光。如果該器件包含紅色、綠色和藍色熒光物質，則通常選擇光發射元件(S2)使得其發出250-430nm的光。根據本實施方案的光發射器件可以為任何通常已知光發射器件的形式。圖2是示意說明本實施方案光發射器件的縱截面視圖。在圖2中所示的光發射器件中，樹脂體系100包含模制為引線框的組成部分的引線101和102以及通過與引線框共同模制形成的樹脂部件103。樹脂部件103具有凹穴105，其中頂部開口大于底部。在凹穴內壁上，提供反射表面104。在凹穴105的接近圓形的底部的中心處，用Ag糊等固定光發射元件106。光發射兀件106的實例包括發光二極管和激光二極管。光發射兀件可以放射紫外光。對光發射兀件沒有特殊限制。因此，還可以采用能夠發射藍光、藍紫光或近紫外光以及紫外光的元件。例如可以使用半導體光發射元件如GaN型光發射元件作為光發射元件。光發射元件106的電極(未顯示)通過由Au等制成的接合絲線107和108分別連接到引線101和102。可以 適當調節引線101和102的位置。在樹脂部件103的凹穴105中，提供磷光體層109。為了形成磷光體層109，可以在由有機硅樹脂等制成的樹脂層111中分散或沉積5-50重量％量的包含本實施方案的熒光物質的混合物110。本實施方案的熒光物質包含具有高共價性的氮氧化物基質，因此其通常是非常疏水的以至與樹脂具有良好的相容性。因此，在樹脂與熒光物質界面處的散射被充分防止，這足以改善光提取效率。光發射元件106可以是倒裝片類型，其中η型電極和P型電極位于同一平面上。該元件可避免與絲線相關的麻煩，例如絲線的斷開或錯位以及絲線的光吸收。因此在該情形中，能夠獲得可靠性和發光度均出色的半導體光發射器件。此外，還能夠在光發射元件106中利用η型襯底以便制備按如下所述方式構造的光發射器件。在該器件中，在η型襯底的背面上形成η型電極，而在該襯底上的半導體層的上表面上形成P型電極。η型電極和P型電極之一固定在一個引線上，而另一個電極通過絲線連接至另一引線。可以適當地改變光發射元件106的大小以及凹穴105的尺寸和形狀。根據本實施方案的光發射器件不限于圖2中所示的杯式封裝并且可自由地用于任何類型的器件。例如，即使在殼式或表面安裝式光發射器件中使用根據本實施方案的熒光物質，也可以獲得相同效果。
實施例通過下面的實施例進一步說明本實施方案，這些實施例決不限制本實施方案。實施例I作為起始材料，在真空手套箱內稱取數量分別為2. 579g、0. 232g、4. 583g、0. 476g和I. 339g的Sr3N2, EuN、Si3N4' Al2O3和AIN,并在瑪瑙研缽中進行干混合。將混合物置于BN坩堝中，然后在7. 5atm的N2氣氛中于1850下燒制4小時，以便合成設計組成為(Sra95Eua05)2Al3Si7ON13 的熒光物質(Rl)。燒制后的物質(Rl)為橙色粉末的形式，并且當受黑光激發時發出紅色發光。獨立地，在真空手套箱內稱取數量分別為2. 676g、0. 398g、6. 080g、0. 680g和0. 683g的Sr3N2、EuN、Si3N4Ul2O3和AlN作為起始材料，并將其以添加量的增大順序在瑪瑙研缽中進行干混合。將混合物置于BN坩堝中，然后在7. 5atm的N2氣氛中于1850°C下燒制4小時，以便合成設計組成為(Sra92Euatl8)3Al3Si13O2N21的熒光物質(Gl)。燒制后的物質(Gl)為黃綠色粉末的形式，并且當受黑光激發時發出綠色發光。圖3顯示了該綠光發射熒光物質(Gl)在457nm光激勵下的發射光譜。測試該物質的X射線衍射圖譜，發現其具有與Sr3Al3Si13O2N21型晶體幾乎相同的主峰。還發現位于15. 2-15. 5°的2 Θ處的衍射峰具有O. 139°的半峰寬。此外，發現該物質的發光效率為56%。發光效率通過絕對PL量子產率測試系統(C9920-02G[商標名],Hamamatsu Photonics K. K.制造)測試和計算，如果施加到該物質的全部光子被完全吸收并轉化成在不同于入射波長的波長下發射的發光，則假設將該效率視為100%。通過使用這些熒光物質來制備光發射器件。圖4顯示了由綠光發射熒光物質(Gl)和紅光發射熒光物質(Rl)發射的發光的溫度依賴性。將所述圖歸一化使得室溫下的強度被視為1.0。該器件具有根據圖5的結構。具體而言，將所發射的光在455nm處具有峰值的LED 402焊接在8mm2的AlN封裝襯底401上并通過金絲線403連接至電極。然后對該LED用透明樹脂404加以圓蓋(dome)，并用含30重量％的紅光發射熒光物質(Rl)的透明 樹脂層405涂覆該圓蓋，該紅光發射熒光物質(Rl)能夠發出在598nm處具有峰值的發光。此外，在其上形成含30重量％熒光物質(Gl)的另一透明樹脂層406，以便制備光發射器件。將所制備的器件置于積分球中，然后以20mA和3. IV進行工作。觀測放射的光并且發現其具有(O. 345，O. 352)的色度、5000K的色溫、67. 9lm/ff的光通量效率和Ra = 86。圖6顯示了所制得器件的發射光譜。當驅動電流增加至350mA時，以上述方式測量該器件的發光度特性。結果如圖7所示，即使當驅動電流增加時色度也在很小的范圍內波動，以至于甚至當以350mA操作該器件時也不偏離JIS(日本工業標準)所規定的色度范圍。光通量效率和Ra也在很小的范圍內波動，在240mA下分別為52. 01m/W和Ra = 79 ;在300mA下分別為48. 31m/W和Ra=77 ;以及在350mA下分別為43. 9 lm/W^PRa = 75。在圖7中，區域801到805分別對應由JIS規定的日光、天然白、白、暖白和白熾顏色的色度范圍，而區域806對應普朗克軌跡(Planckian locus)。實施例2按照與實施例I中相同的方式合成紅光發射熒光物質(Rl)。然后，除燒制時間改變為6小時之外重復實施例I的工序以便合成綠光發射熒光物質(G2)。測試該物質的X射線衍射圖譜，發現其具有與Sr3Al3Si13O2N21型晶體幾乎相同的主峰。還發現位于15. 2-15.5°的2Θ處的衍射峰具有0. 137°的半峰寬。此外，發現該物質的發光效率為62%。利用這些熒光物質按照與實施例I相同的方式制備光發射器件。將所制備的器件置于積分球中，然后以20mA和3. IV進行工作。觀測放射的光并且發現其具有(0. 345，0. 352)的色度、5000K的色溫、73. 8 lm/ff的光通量效率和Ra = 79。圖8顯示了所制得器件的發射光譜。當驅動電流增加至350mA時，以上述方式測量該器件的發光度特性。結果如圖9所示，即使當驅動電流增加時色度也在很小的范圍內波動。光通量效率和Ra也在很小的范圍內波動，在240mA下分別為56. 8 lm/W和Ra = 78 ;在300mA下分別為53. 5 lm/W和Ra =77 ;以及在350mA下分別為49. I lm/W和Ra = 76。
實施例3按照與實施例I中相同的方式合成紅光發射熒光物質(Rl)。然后，除燒制時間改變為8. O小時之外重復實施例I的工序以便合成綠光發射熒光物質(G3)。測試該物質的X射線衍射圖譜，發現其具有與Sr3Al3Si13O2N21型晶體幾乎相同的主峰。還發現位于15. 2-15.5°的2Θ處的衍射峰具有O. 134°的半峰寬。此外，發現該物質的發光效率為64%。利用這些熒光物質按照與實施例I相同的方式制備光發射器件。將所制備的器件置于積分球中，然后以20mA和3. IV進行工作。觀測放射的光并且發現其具有(O. 345，O. 352)的色度、5000K的色溫、64. 8lm/ff的光通量效率和Ra = 90。圖10顯示了所制得器件在20mA驅動電流下工作時的發射光譜。當驅動電流增加至350mA時，以上述方式測量該器件的發光度特性。結果如圖11所示，即使當驅動電流增加時色度也在很小的范圍內波動，以至于甚至當以350mA操作該 器件時也不偏離JIS(日本工業標準)所規定的色度范圍。光通量效率和Ra也在很小的范圍內波動，在240mA下分別為51. O lm/ff和Ra = 85 ;在300mA下分別為48. O lm/ff和Ra =84 ;以及在350mA下分別為44. 3lm/ff和Ra = 82。實施例4按照與實施例I中相同的方式合成紅光發射熒光物質(Rl)。然后，除了僅將燒制氣氛改變為H2/N2 = 5:5的氣氛之外重復實施例I的工序以便合成綠光發射熒光物質(G4)。測試該物質的X射線衍射圖譜，發現其具有與Sr3Al3Si13O2N21型晶體幾乎相同的主峰。還發現位于15. 2-15. 5°的2 Θ處的衍射峰具有O. 129°的半峰寬。此外，發現該物質的發光效率為62%。利用這些熒光物質制備光發射器件。具體而言，將發射的光在390nm處具有峰值的LED焊接在Smm2的AlN封裝襯底上并通過金絲線連接至電極。然后對該LED用透明樹脂加以圓蓋，并用含30重量％的紅光發射熒光物質(Rl)的透明樹脂層涂覆該圓蓋，該紅光發射熒光物質(Rl)能夠發出在598nm處具有峰值的光。此外，在其上堆疊含30重量％熒光物質(G4)的另一透明樹脂層和含30重量％藍光發射熒光物質(Baa9Euai)MgAlltlO17(Bl)的又一透明樹脂層，以便制備光發射器件。圖12顯示了綠光發射熒光物質(G4)、紅光發射熒光物質(Rl)和藍光發射熒光物質(BI)各自所發出的發射強度的溫度依賴性，假設將室溫下的強度視為1.0。將所制備的器件置于積分球中，然后以20mA和3. IV進行工作。觀測放射的光并且發現其具有(O. 345，O. 352)的色度、5000K的色溫、62. 39lm/ff的光通量效率和Ra = 90。圖13顯示了所制得器件的發射光譜。當驅動電流增加至350mA時，以上述方式測量該器件的發光度特性。結果如圖14所示，即使當驅動電流增加時色度也在很小的范圍內波動，以至于甚至當以350mA操作該器件時也不偏離JIS (日本工業標準)所規定的色度范圍。光通量效率、Ra和色度也在很小的范圍內波動，在 240mA 下分別為 47. 7lm/W、Ra = 89 和(x，y) = (O. 341，O. 348);在 300mA下分別為 44. 7 lm/W、Ra = 88 和(x, y) = (O. 339，O. 349);在 350mA 下分別為 41. 5 lm/W、Ra = 88 和(X，y) = (O. 336，O. 347)。實施例5
按照與實施例I中相同的方式合成紅光發射熒光物質(Rl)。然后，除了僅將燒制氣氛改變為H2/N2 = 5:5的氣氛之外重復實施例2的工序以便合成綠光發射熒光物質(G5)。測試該物質的X射線衍射圖譜，發現其具有與Sr3Al3Si13O2N21型晶體幾乎相同的主峰。還發現位于15. 2-15. 5°的2 Θ處的衍射峰具有O. 119°的半峰寬。此外，發現該物質的發光效率為60%。利用這些熒光物質按照與實施例4中相同的方式制備光發射器件。將所制備的器件置于積分球中，然后以20mA和3. IV進行工作。觀測放射的光并且發現其具有(0.345，O. 352)的色度、5000K的色溫、70. 49 lm/ff的光通量效率和Ra = 81。圖15顯示了所制得器件的發射光譜。當驅動電流增加至350mA時，以上述方式測量該器件的發光度特性。結果如圖16所示，即使當驅動電流增加時色度也在很小的范圍內波動，以至于甚至當以350mA操作該器件時也不偏離JIS(日本工業標準)所規定的色度范圍。光通量效率、Ra和色度也在很小的范圍內波動，在240mA下分別為53. 5 lm/W、Ra = 81和(x，y) = (O. 341，O. 348);在300mA 下分別為 50. 2 lm/W、Ra = 81 和(x，y) = (O. 340，O. 346);以及在 350mA 下 分別為46. I lm/W、Ra = 81 和(x，y) = (O. 337，O. 343)。實施例6按照與實施例I中相同的方式合成紅光發射熒光物質(Rl)。然后，除了僅將燒制氣氛改變為H2/N2 = 5:5的氣氛之外重復實施例3的工序以便合成綠光發射熒光物質(G6)。測試該物質的X射線衍射圖譜，發現其具有與Sr3Al3Si13O2N21型晶體幾乎相同的主峰。還發現位于15. 2-15. 5°的2 Θ處的衍射峰具有O. 117°的半峰寬。此外，發現該物質的發光效率為55%。利用這些熒光物質按照與實施例4中相同的方式制備光發射器件。將所制備的器件置于積分球中，然后以20mA和3. IV進行工作。觀測發射光并且發現其具有(O. 345，O. 352)的色度、5000K的色溫、59. 79 lm/ff的光通量效率和Ra = 92。圖17顯示了所制得器件的發射光譜。當驅動電流增加至350mA時，以上述方式測量該器件的發光度特性。結果如圖18所示，即使當驅動電流增加時色度也在很小的范圍內波動，以至于甚至當以350mA操作該器件時也不偏離JIS (日本工業標準)所規定的色度范圍。光通量效率、Ra和色度也在很小的范圍內波動,在 240mA 下分別為 46. 5 lm/W、Ra = 91 和(x，y) = (O. 34，O. 351);在 300mA下分別為 43. 5 lm/W、Ra = 81 和(x，y) = (O. 339，O. 35);在 350mA 下分別為 39. 9 lm/W、Ra = 90 和(X，y) = (O. 336，O. 348)。實施例7在真空手套箱內的瑪瑙研缽中稱取數量分別為0.664g、0. 792g、3. 788g和7. 009g的SrC03、Eu2O3> Si3N4和AlN作為起始材料，并且進行干混合。將混合物置于BN坩堝中，然后在7. 5atm的隊氣氛中于1800°C下燒制4小時，以便合成設計組成為(Sra50Eua50)3Si9Al19ON31 的熒光物質(B2)。然后重復實施例I中的工序以便合成綠光發射熒光物質(Gl)和紅光發射熒光物質(Rl)。圖19顯示了由綠光發射熒光物質(G1)、紅光發射熒光物質(Rl)和藍光發射熒光物質(B2)各自所發出的發射強度的溫度依賴性，假設將室溫下的強度視為1.0。
利用這些熒光物質按照與實施例4中相同的方式制備光發射器件。將所制備的器件置于積分球中，然后以20mA和3. IV進行工作。觀測放射的光并且發現其具有(0.345，O. 352)的色度、5000K的色溫、56. 09 lm/ff的光通量效率和Ra = 89。圖20顯示了所制得器件的發射光譜。當驅動電流增加至350mA時，以上述方式測量該器件的發光度特性。結果如圖21所示，即使當驅動電流增加時色度在很小的范圍內波動，以至于甚至當以350mA操作該器件時也不偏離JIS (日本工業標準)所規定的色度范圍。光通量效率、Ra和色度也在很小的范圍內波動，在 240mA 下分別為 43. 9 lm/W、Ra = 85 和(x，y) = (O. 331,0. 340);在 300mA下分別為 43.9 lm/W、Ra = 85 和(x，y) = (O. 329,0. 339);以及在 350mA 下分別為 38. Olm/W、Ra = 84 和(x，y) = (O. 327，O. 337)。實施例8
按照與實施例I相同的方式合成紅光發射熒光物質(Rl)。在真空手套箱內稱取Sr3N2、EuN、Si3N4、Al203 和 AlN作為起始材料。除了稱取數量分別為 2. 676g、0. 398g、6. 548g、O. 340g和0. 547g的Sr3N2, EuN, Si3N4Ul2O3和AlN以外，重復用于制備Gl的工序以便合成綠光發射熒光物質(G7)。測試該物質的X射線衍射圖譜，發現其具有與Sr3Al3Si13O2N21型晶體幾乎相同的主峰。還發現位于15. 2-15. 5°的2 Θ處的衍射峰具有O. 124°的半峰寬。此外，發現該物質的發光效率為59%。利用這些熒光物質按照與實施例4中相同的方式制備光發射器件。將所制備的器件置于積分球中，然后以20mA和3. IV進行工作。觀測放射的光并且發現其具有(0.345，O. 352)的色度、5000K的色溫、58. 35 lm/ff的光通量效率和Ra = 88。實施例9按照與實施例I相同的方式合成紅光發射熒光物質(Rl)。除了稱取數量分別為2. 676g、0. 398g、6. 431g、0. 425g 和 0. 581g 的 Sr3N2,EuN, Si3N4^Al2O3 和 AlN 以外，重復用于制備Gl的工序以便合成綠光發射熒光物質(G8)。測試該物質的X射線衍射圖譜，發現其具有與Sr3Al3Si13O2N21型晶體幾乎相同的主峰。還發現位于15. 2-15. 5°的2Θ處的衍射峰具有O. 137°的半峰寬。此外，發現該物質的發光效率為59%。利用這些熒光物質按照與實施例4中相同的方式制備光發射器件。將所制備的器件置于積分球中，然后以20mA和3. IV進行工作。觀測放射的光并且發現其具有(0.345，O. 352)的色度、5000K的色溫、58. 37 lm/ff的光通量效率和Ra = 90。實施例10按照與實施例I相同的方式合成紅光發射熒光物質(Rl)。除了稱取數量分別為
2.676g、0. 398g、6. 314g、0. 510g 和 0. 615g 的 Sr3N2,EuN, Si3N4^Al2O3 和 AlN 以外，重復用于制備Gl的工序以便合成綠光發射熒光物質(G9)。測試該物質的X射線衍射圖譜，發現其具有與Sr3Al3Si13O2N21型晶體幾乎相同的主峰。還發現位于15. 2-15. 5°的2Θ處的衍射峰具有O. 126°的半峰寬。此外，發現該物質的發光效率為62%。利用這些熒光物質按照與實施例4中相同的方式制備光發射器件。將所制備的器件置于積分球中，然后以20mA和3. IV進行工作。觀測放射的光并且發現其具有(0.345，
O.352)的色度、5000K的色溫、61. 21 lm/ff的光通量效率和Ra = 92。比較例I
按照與實施例I中相同的方式合成紅光發射熒光物質(Rl)。然后，除了稱取所有的粉末材料、將其全部一起置于在坩堝中并且進行全部一次干混合以外，重復實施例I的工序以便合成綠光發射熒光物質(Gio)用于比較。燒制后的物質(GlO)為黃綠色粉末的形式，并且當受黑光激發時發出綠色發光。圖22顯示了綠光發射熒光物質(GlO)在457nm光激勵下的發射光譜。測試該物質的X射線衍射圖譜，發現其具有與Sr3Al3Si13O2N21型晶體幾乎相同的主峰。還發現位于15. 2-15. 5°的2 Θ處的衍射峰具有O. 164°的半峰寬。此外，發現該物質的發光效率為47%。圖23顯示了綠光發射熒光物質(GlO)和紅光發射熒光物質(Rl)各自所發出的發射強度的溫度依賴性，假設將室溫下的強度視為I. O。利用這些熒光物質按照與實施例4中相同的方式制備光發射器件。將所制備的器件置于積分球中，然后以20mA和3. IV進行工作。觀測發射光并且發現其具有(0.345，
O.352)的色度、50001(的色溫、24.0 lm/W的光通量效率和Ra = 91。圖24顯示了所制得器件的發射光譜。當驅動電流增加至350mA時，以上述方式測量該器件的發光度特性。結果如圖25所示，當驅動電流增加時色度在很大的范圍內波動，以至于顯著偏離JIS(日本工業標準)所規定的色度范圍。光通量效率和Ra也較大程度地降低在240mA下分別為15. 5 lm/W和Ra = 72 ;在 300mA 下分別為 14. O lm/W 和 Ra = 66 ;以及在 350mA 下分別為 12. 2lm/ff Ra=53。比較例2除了稱取所有的粉末材料、將其全部一起置于在坩堝中并且進行全部一次干混合以外，重復實施例3中用于合成綠光發射熒光物質(G3)的工序以便合成綠光發射熒光物質(Gll)用于比較。測試燒制后該物質(Gll)的X射線衍射圖譜，發現其具有與Sr3Al3Si13O2N21型晶體幾乎相同的主峰。還發現位于15.2-15.5°的2Θ處的衍射峰具有O. 158°的半峰寬。此夕卜，發現該物質的發光效率為48%。比較例3除了稱取所有的粉末材料、將其全部一起置于在坩堝中并且進行全部一次干混合以外，重復實施例4中用于合成綠光發射熒光物質(G4)的工序以便合成綠光發射熒光物質(G12)用于比較。測試燒制后該物質(G12)的X射線衍射圖譜，發現其具有與Sr3Al3Si13O2N21型晶體幾乎相同的主峰。還發現位于15.2-15.5°的2Θ處的衍射峰具有O. 147°的半峰寬。此夕卜，發現該物質的發光效率為49%。比較例4除了稱取所有的粉末材料、將其全部一起置于在坩堝中并且進行全部一次干混合以外，重復實施例6中用于合成綠光發射熒光物質(G6)的工序以便合成綠光發射熒光物質(G13)用于比較。測試燒制后該物質(G13)的X射線衍射圖譜，發現其具有與Sr3Al3Si13O2N21型晶體幾乎相同的主峰。還發現位于15.2-15.5°的2Θ處的衍射峰具有O. 148°的半峰寬。此夕卜，發現該物質的發光效率為46%。
(發光效率的對比)圖26示出了關于每個實施例和比較例中制備的綠光發射熒光物質的發光效率與X射線衍射峰半峰寬之間的關系。比較例5以如下方式制備光發射器件。具體而言，將發射的光在455nm處具有峰值的LED焊接在Smm2的AlN封裝襯底上并通過金絲線連接至電極。然后對該LED用透明樹脂加以圓蓋，并用含40重量％的紅光發射熒光物質(BaaiSra8Caai)2SiO4 = Eu2+的透明樹脂層涂覆該圓蓋，該紅光發射熒光物質能夠發出在585nm處具有峰值的發光。此外，在其上形成含30重量％綠光發射熒光物質(BaaiSra8)2SiO4 = Eu2+的另一透明樹脂層，以便制備具有根據圖5所示結構的光發射器件。圖27顯示了所述綠光發射熒光物質和紅光發射熒光物質各自所發出的發射強度的溫度依賴性，假設將室溫下的強度視為I. O。將所制備的器件置于積分球 中，然后以20mA和3. IV進行工作。觀測放射的光并且發現其具有(O. 345，O. 352)的色度、5000K的色溫、68. 6 lm/ff的光通量效率和Ra = 86。圖28顯示了所制得器件在20mA驅動電流下工作時的發射光譜。當驅動電流增加至350mA時，以上述方式測量該器件的發光度特性。結果如圖29所示，當驅動電流增加時色度在很大的范圍內波動，以至于顯著偏離JIS(日本工業標準)所規定的色度范圍。光通量效率和Ra也較大程度地降低在240mA下分別為43. 9 lm/W和Ra = 76 ;在300mA下分別為33. 9 lm/W和Ra = 68 ;以及在350mA下分別為26. 91m/W和Ra=57。雖然已描述了若干實施方案，然而給出這些實施方案僅作為舉例，而并不意圖限制本發明的范圍。事實上，本文所述的新方法和系統可以以各種其它形式來實現；此外，可以在本文所述方法和系統的形式中進行各種省略、替換和改變而不背離本發明的精神。所附權利要求書和它們的等價物意圖涵蓋這些形式或改變，因為它們也落入本發明的范圍和精神內。
權利要求
1.熒光物質，其由下式(I)表示 (Sr1^Eux) 3-yAl3+zSi13_z02+uN2hW (I) 其中x、y、z、u和w是分別滿足下列條件的數0 < X < l、-0. I ^ y ^ O. 3、_3彡ζ彡I和 _3 く u_w ^ I. 5 ； 其給出X射線衍射圖譜，其中位于15. 2-15. 5°的2 Θ處的衍射峰具有不大于O. 14°的半峰寬；并且 在250-500nm波長范圍的光激勵下，其發射具有490-580nm波長范圍內的峰值的發光。
2.根據權利要求I的熒光物質，其中所述X的范圍為O.001-0. 5。
3.根據權利要求I的熒光物質，其包含O.2%或更少量的雜質元素。
4.根據權利要求I的熒光物質，其為片狀晶體的形式。
5.根據權利要求I的熒光物質，其通過如下步驟制備 使用Sr的氮化物或碳化物；A1的氮化物、氧化物或碳化物；Si的氮化物、氧化物或碳化物；和發射中心元素Eu的氧化物、氮化物或碳酸鹽作為材料； 以添加量的增大順序混合所述材料；然后 將所述混合物燒制2小時以上。
6.根據權利要求5的熒光物質，其中將所述混合物燒制不少于2.O小時且不多于16小時。
7.根據權利要求5的熒光物質，其中在不低于5大氣壓的壓カ下于1500-2000°C的溫度下燒制所述混合物。
8.根據權利要求5的熒光物質，其中在氮氣氣氛或氮-氫混合氣體氣氛下燒制所述混合物。
9.光發射器件，其包含 發出250-500nm波長范圍內的光的光發射元件(SI)； 由下式⑴表示的熒光物質(G)(Sr1^Eux) 3-yAl3+zSi13_z02+uN2hW (I) 其中x、y、z、u和w是分別滿足下列條件的數0 < X < l、-0. I ^ y ^ O. 3、_3彡ζ彡I和-3 < u-w彡I. 5 ;其給出X射線衍射圖譜，其中位于15. 2-15. 5°的2 Θ處的衍射峰具有不大于O. 14°的半峰寬；并且在250-500nm波長范圍的光激勵下，其發射具有490-580nm波長范圍內的峰值的發光； 和 由下式(2)表示的另ー種熒光物質(R)(Sri_x, Eux, ) ,SibAlOcNd(2) 其中X'、a、b、c和d是分別滿足下列條件的數O < X' < O. 4，O. 55 < a < O. 80，2<b<3，0. 3<c<0. 6和4<d<5 ;并且在從所述光發射元件(SI)發出的光激勵下，其發射具有580-660nm波長范圍內的峰值的發光。
10.根據權利要求9的器件，其中所述X'、a、b、c和d是分別滿足下列條件的數O.02 彡 X' く O. 2,0. 66 彡 a 彡 O. 69，2· 2 彡 b 彡 2. 4,0. 43 彡 c 彡 O. 51 和 4. 2 彡 d 彡 4. 3。
11.光發射器件，其包含 發出250-430nm波長范圍內的光的光發射元件(S2)；由下式⑴表示的熒光物質(G)(Sr1^Eux) 3-yAl3+zSi13_z02+uN2hW(I) 其中x、y、z、u和w是分別滿足下列條件的數0 < X < l、-0. I ^ y ^ O. 3、_3≤ζ≤I和-3 < u-w≤I. 5 ;其給出X射線衍射圖譜，其中位于15. 2-15. 5°的2 Θ處的衍射峰具有不大于O. 14°的半峰寬；并且在250-500nm波長范圍的光激勵下，其發射具有490-580nm波長范圍內的峰值的發光； 由下式(2)表示的另ー種熒光物質(R) (Sri_x, Eux, ) ,SibAlOcNd (2) 其中X'、a、b、c和d是分別滿足下列條件的數O < X' < O. 4，O. 55 < a < O. 80，2<b<3，0. 3<c<0. 6和4<d<5 ;并且在從所述光發射元件(S2)發出的光激勵下，其發射具有580-660nm波長范圍內的峰值的發光；和 又ー種突光物質(B),該突光物質(B)在從所述光發射兀件(S2)發出的光激勵下發射具有400-490nm波長范圍內的峰值的發光。
12.根據權利要求11的器件，其中所述熒光物質⑶選自(Ba，Eu)MgAl10O17,(Sr，Ca，Ba，Eu) 1(I(P04)5C12 和(Sr，Eu) Si9Al19ON310
13.用于制備熒光物質(G)的方法，所述熒光物質(G)由下式(I)表示(Sr1^Eux) 3-yAl3+zSi13_z02+uN2hW(I) 其中x、y、z、u和w是分別滿足下列條件的數0 < X < l、-0. I ^ y ^ O. 3、_3≤ζ≤I和-3 < u-w≤I. 5 ;其給出X射線衍射圖譜，其中位于15. 2-15. 5°的2 Θ處的衍射峰具有不大于O. 14°的半峰寬；并且在250-500nm波長范圍內的光激勵下，其發射具有490-580nm波長范圍內的峰值的發光； 其中 使用Sr的氮化物或碳化物；A1的氮化物、氧化物或碳化物；Si的氮化物、氧化物或碳化物；和發射中心元素Eu的氧化物、氮化物或碳酸鹽作為材料； 以添加量的增大順序混合所述材料；然后 將所述混合物燒制2小時以上。
全文摘要
本發明涉及一種熒光物質和使用其的光發射器件。特別地，本實施方案提供了一種具有高量子效率的綠光發射熒光物質以及包含該物質從而較少發生色差的光發射器件。該熒光物質總體上由(Sr1-xEux)3-yAl3+zSi13-zO2+uN21-w表示并且是一類Sr3Al3Si13O2N21磷光體。該物質其給出這樣的X射線衍射圖譜，該X射線衍射圖譜在15.2-15.5°的2θ處具有衍射峰，并且其半峰寬為0.14°或更小。此外，該物質在250-500nm的光激勵下發射具有490-580nm內的峰值的發光。由本實施方案提供的光發射器件包含該物質且兼具有光發射元件以及紅光發射熒光物質。
文檔編號H01L33/50GK102676169SQ201110360288
公開日2012年9月19日 申請日期2011年11月15日 優先權日2011年3月9日
發明者岡田葵, 加藤雅禮, 福田由美 申請人:株式會社東芝