[發明專利]發光物質

無效

• 申請號: 200780040318.0
• 申請日: 2007-10-31
• 公開（公告）號: CN101595200A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發明（設計）人: M·詹森;H·卡克馬克
• 申請（專利權）人: 馬普科技促進協會
• 主分類號: C09K11/08
• 分類號: C09K11/08;C09K11/77;C04B35/584
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 鄧 毅

技術領域

本發明涉及一類新型的基于普遍可摻雜的基質的發光物質(磷光 體)，其由由元素P、Si、B、Al和N組成的，優選組成為Si₃B₃N₇的無 定形的、至多部分結晶的網絡組成。該體系中光的激發和發射能通過 單獨或組合地插入任意的陽離子活化劑，但也能通過引入氧作為陰離 子組分而在與實踐相關的整個范圍內改變。由此開拓了發光物質的全 光譜應用，例如用于照明系統或電子顯示屏。

背景技術

基于氧化-和/或氮化-硅酸鹽、-磷酸鹽或-鋁酸鹽作為主晶格，以 過渡金屬或鑭系元素摻雜作為活化劑的發光物質，在許多不同的方案 中有描述。對于要提供的發光物質的要求不斷增長，這特別是因為已 經通過新的照明和顯示屏技術而開發出超過常規應用領域，如電子束 顯示屏(陰極射線管)或氣體放電發光體的新的用途。自從藍色LED′s (例如GaN或Ga_1-xIn_xN)已可獲得以來，已經進行了相當的努力以通過 用一種或多種發光物質涂布來調整其發射用于所期望的應用，如發射 顏色。因為白色LED′s與傳統發光體相比消耗少得多的電流并具有顯 著更長的使用壽命，所以存在著最優化這些體系的特別深入的工作。 除了室內和室外照明外，存在著作為汽車頭尾燈，作為液晶顯示屏的 光源或作為等離子顯示屏中元件的許多有前景的應用領域。

迄今為止提供的發光物質主要是結晶的。其中，所期望的發光性 質通過將存在于物質的晶格中的離子交換成其他離子，即所謂的活化 劑而獲得。在這種情況下，各結晶基質必須在規定的晶格位置上包含 特定的陽離子。這些陽離子及其晶格位置必須使得它們滿足活化劑離 子的化學和結構要求，由此容許相應的置換。這些前提條件起到了強 烈的限制作用，因為對于每個活化劑離子必須找尋到特定的主結構。 由于要置換的陰離子和活化劑離子不可避免的不匹配，所以可實現的 摻雜濃度又會被限制。特別是，不等價(aliovalent)摻雜同時迫使 產生了電子缺陷，這種缺陷尤其是由于磷光熄滅或衰減而產生負面作 用。使用結晶基質的額外的不利結果是，對于要求寬范圍發射的情況， 例如通過綠、紅和藍光發射組合的白光發射的情況，必須使用兩種或 更多種不同的發光物質，這顯著增加了制造的復雜性和成本。而且， 迄今為止描述的所有發光物質的共同特征在于，它們在極端的溫度條 件下以及某些情況下還有壓力條件(溫度直到1900℃)下經由固態反 應而制備。除了增加的能量消耗雜質外，由原料化合物而來且由于坩 堝材料上的腐蝕而帶來的雜質起到負面作用，且其不能通過任一種提 純操作而除去。雜質產生非常負面的影響，特別是對于光學材料：就 發光物質來說，它們損害其效率，因為它們降低了透光度并且同時促 進無輻射衰退。

發明內容

本發明的一個目標是克服現有技術的缺點。特別地，要提供一種 耐熱和化學物質的基質，其中可以普遍任意地摻入活化劑。另外制備 路線將容許生產高純度的產品。

根據本發明，該目標通過基于無定形或部分結晶的網絡的發光物 質而實現，其中，該網絡含有氮(N)和至少兩種選自P、Si、B和Al 的元素，以及將至少一種活化劑引入該網絡中。

本發明的發光物質的特征特別在于，它們不是基于結晶結構的物 質而更多地是基于無定形或部分結晶的網絡的物質。用于根據本發明 形成發光物質的基礎材料具有尤其是X-射線無定形() 的網絡，亦即它們不含直徑≥300nm的晶體，特別是不含直徑≥200nm 的晶體，以及甚至更優選直徑≥100nm的晶體。本發明的發光物質的 基礎材料因此特別地，無論如何不具有遠程點陣對稱 (Gittersymmetrie)。在本發明的發光物質中，將至少一種活化劑另 外引入至該基礎材料的網絡中。與常規的晶體發光物質不同，在此不 進行預先含于基礎材料中的離子對活化劑的交換，而是將活化劑另外 插入。這帶來了顯著的優點，即，能將任意活化劑插入至相同的基質 中，因此能夠提供包含不同活化劑的發光物質。由此，使得在寬范圍 內協調并混合發射光的波長，尤其是還提供發射白光的發光物質是可 能的。