[發明專利]基于氮化物的經鈣穩定的發紅光磷光體

有效

• 申請號: 201380002279.0
• 申請日: 2013-07-17
• 公開（公告）號: CN103703101A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 劉勝峰;李依群;嘉·Y·梁;陶德節
• 申請（專利權）人: 英特曼帝克司公司
• 主分類號: C09K11/79
• 分類號: C09K11/79;C09K11/80;C09K11/08
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 王允方

技術領域

本發明的實施例涉及基于氮化物的發紅光磷光體組合物。

背景技術

許多發紅光磷光體源自氮化硅(Si₃N₄)。氮化硅的結構包括在稍微扭曲的SiN₄四面體框架中結合的Si層和N層。SiN₄四面體通過共享氮角來接合以使得每一氮為三個四面體共用。例如，參見S.罕普夏(S.Hampshire)，“氮化硅陶瓷-結構、加工和性質的評論(Silicon?nitride?ceramics-review?of?structure，processing，and?properties)，”材料和制造工程成果雜志(Journal?of?Achievements?in?Materials?and?Manufacturing?Engineering)，第24卷，第1期，9月(2007)，第43到50頁。基于氮化硅的發紅光磷光體的組合物通常涉及通過由諸如Al等元素取代SiN₄四面體的中心處的Si；此主要用于改性磷光體的光學性質，例如發射強度和峰值發射波長。

然而，鋁取代的結果在于，由于Si⁴⁺被Al³⁺替代，經取代化合物丟失一個正電荷。通常基本上采用兩種方式來實現電荷平衡：在一個方案中，Al³⁺取代Si⁴⁺伴隨O^2-取代N^3-，以使丟失的正電荷與丟失的負電荷平衡。此導致具有Al³⁺或Si⁴⁺作為四面體中心的陽離子的四面體網絡，和O^2-或N^3-陰離子位于四面體的拐角處的結構。由于尚未準確得知何種四面體具有何種取代，因此用于描述此情況的命名為(Al，Si)₃-(N，O)₄。明確地，為實現電荷平衡，對于每一Al取代Si均存在一個O取代N。

此外，這些用于電荷平衡的取代機制(O取代N)可結合陽離子的間隙插入來使用。換句話說，將改性陽離子插入晶格位點上的現有原子之間，插入“天然存在”的孔洞、間隙或通道中。此機制并不需要改變陰離子結構(換句話說，O取代N)，但此并不是說O取代N不能同時發生。用于電荷平衡的取代機制可結合改性劑陽離子的間隙插入發生。

K.志保井(K.Shioi)等人在“Sr-α-SiAlON：Eu²⁺的合成、晶體結構和光致發光(Synthesis，crystal?structure，and?photoluminescence?of?Sr-α-SiAlON：Eu²⁺)，”美國陶瓷學會雜志(J.Am.Ceram?Soc.)，93[2]465-469(2010)中已論述改性陽離子在含Sr的α-SiAlON的氮化物磷光體中的用途。志保井等人給出此類磷光體的總組合物的式：M_m／vSi_12-m-nAl_m+nO_nN_16-n：Eu²⁺，其中M為“改性陽離子”，例如Li、Mg、Ca、Y和稀土元素(La、Ce、Pr和Eu除外)，且v為M陽離子的化合價。如志保井等人所教示，α-SiAlON的晶體結構源自化合物α-Si₃N₄。為從α-Si₃N₄生成α-SiAlON，使Al³⁺離子部分替代Si⁴⁺離子，且為了補償因Al³⁺取代Si⁴⁺產生的電荷不平衡，一些O取代N并通過將M陽離子捕獲到(Si，Al)-(O，N)₄四面體網絡內的間隙中來添加一些正電荷。