摻雜稀土的鹼土矽氮化物無機發光材料,製造方法以及含有這種無機發光材料的輻射轉...的製作方法

2023-09-20 03:16:00

專利名稱：摻雜稀土的鹼土矽氮化物無機發光材料,製造方法以及含有這種無機發光材料的輻射轉 ...的製作方法
技術領域：
本發明涉及摻雜稀土的鹼土矽氮化物無機發光材料的製造方法。所述方法包 括如下步驟選擇一種或多種化合物，每種化合物包含稀土元素(RE)、鹼土元素(AE)、矽 (Si)和氮(N)中的至少一種元素，並且所述一種或多種化合物合在一起包含形成摻雜稀 土的鹼土矽氮化物無機發光材料(AE2Si5N8 = RE)所需的元素。方法的其他步驟是使化合物 在高溫下進行反應，以形成摻雜稀土的鹼土矽氮化物無機發光材料(AE2Si5N8 = RE),由此， 不論是有意還是無意添加的，將少量氧加入形成的摻雜稀土的鹼土矽氮化物無機發光材料 (AE2Si5N8 = RE)中。這種基於矽氮化物的無機發光材料形成了具有改進的化學組成和光學性 質的無機發光材料。這種基於摻雜稀土的矽氮化物的材料強烈吸收UV-藍光，並將其有效 地轉化成黃-橙-紅光，因此它們可以用作光源和顯示設備的無機發光材料，特別是用於使 用UV和紫色雷射作為激發源工作的發光二極體(LED)和掃描射束顯示設備(如例如在WO 2007/131195中描述的那樣)，以及在其他裝置中作為輻射轉化器。本發明還涉及可以通過 這種方法獲得的無機發光材料，以及包含這種無機發光材料的輻射轉化裝置。
背景技術：
在開始部分中提到的這種方法，可以從EP 1 104 799 Al 了解到。它描述了如何 以這種方式製造例如強烈吸收UV-藍色輻射、並將這種吸收的輻射有效轉化成紅光的摻雜 Eu2+ 的 M2Si5N8 (M = Ca, Sr, Ba)。已知方法的缺點在於通過所述方法獲得的無機發光材料轉化效率不令人滿意。此 夕卜，由於無機發光材料的降解導致轉化效率下降。

發明內容
發明目標和簡述為此，本發明旨在提供一種製造方法，該方法提供了仍然具有較高的轉化效率和 出色壽命的無機發光材料。根據本發明，在權利要求1的方法中實現了該目的。本發明是基於下述結論，即上面提到的已知無機發光材料的不令人滿意的性質， 源自於由形成含有非化學計量的氧的無機發光材料所產生的缺陷。除了在開始部分中提到 的步驟之外，本發明方法的特徵在於，通過用周期表系統的可以產生、填充或消除空位的其 他適合的元素部分取代鹼土矽氮化物無機發光材料(AE2Si5N8 = RE)的離子(AE，Si，N)，導致 形成具有化學計量組成的改性的鹼土矽氮化物無機發光材料AE2Si5N8 = RE,來至少部分地防 止由形成含有非化學計量的氧的無機發光材料所產生的缺陷。通過這種方式，獲得了具有 出色的光學發光性質例如被轉化輻射的光譜分布，同時特別是具有非常高的轉化效率和非 常溫和的降解行為的改性的無機發光材料。本發明是基於下面的令人吃驚的認識。首先，本發明的發明人認識到，在起始材料中，或在製造工藝過程中，有意或無意添加了少量氧。第一方面的例子是在用於形成無機發 光材料的化合物中添加少量氧化銪(Eu2O3)。儘管煅燒所述化合物以獲得無機發光材料通 常是在還原性環境例如氮氣和氫氣的混合物下進行的，但本發明人意識到，不是所有這樣 添加的氧化物均被除去。此外，氧的無意添加也可能發生，因為純的起始材料可能含有在制 造過程中沒有被完全除去或甚至根本沒有被除去的氧化物雜質。這種雜質的例子是二氧化 矽(SiO2),它可能以各種不同的量存在於起始材料例如氮化矽(Si3N4)中。第二個認識是， 氧的存在可能導致在氮矽化物類型的無機發光材料晶體點陣上形成非化學計量的化合物， 它含有共角的SiN4四面體，並具有各種不同的晶體結構，例如單斜晶系或斜方晶繫結構。這 可以通過下面的式表示AE2Si5N8_x03/跑 該方程表示，如果比例為χ的氮離子被氧離子取代，獲得的化合物必須含有3/2*x 的氧原子以便獲得電荷中性。然而，只有比例為X的0離子可用於定位在N位置上，剩餘的 l/2*x 0原子必須定位在別處。這可以是例如採用間隙(1/2)氧原子的形式。這樣的缺陷 將以不利的方式影響轉化效率，並且還可能增加無機發光材料的降解。按照本發明，可利用在無機發光材料晶體點陣中產生陰離子空位，從而避免以下 面討論的方式形成這種間隙氧的缺陷。但是，更可能的是，至少一部分多餘的氧原子位於另外的晶胞中的N離子位置上。 但是，出於電荷中性的原因，這種陰離子間隙缺陷與在陽離子亞點陣上產生陽離子空位是 等效的，其同樣對於無機發光材料性質具有上述的負面效應。此外，本發明還基於下列認識，即用周期表系統的適合元素取代形成(摻雜稀土 的)鹼土矽氮化物無機發光材料的離子，可以通過產生、填充或消除空位來避免所述缺陷。 此外，使用本發明的方法，還基本上防止了無機發光材料離析成兩種或多種化合物。這種離 析對於無機發光材料的轉化效率和降解行為也是有害的。因此，使用本發明的方法，獲得了 具有非常高效率的無機發光材料，因為降低了將可以用作非輻射重組的中心的缺陷例如間 隙和空位的數量和離析的可能性。同時，改善了無機發光材料的降解行為。在本發明方法的第一個優選實施方案中，適合的其他元素形成了用於部分取代鹼 土陽離子(AE)或矽陽離子(Si)、並具有比它們取代的陽離子更低的正電荷的陽離子。通過 這種方式，對於同樣的總正電荷來說，需要更大數量的陽離子，陽離子空位可以被這些更大 量的陽離子佔據。優選情況下，一部分鹼土陽離子(AE)離子被鹼性離子(AK)取代。因此， 一部分Mg、Ba、Ca和/或Sr被Li、Na、K或Rb離子取代。在另一種變化的實施方案中，一 部分矽陽離子(Si)被III族元素離子(TE)取代，即被元素周期表系統的第三列的元素取 代，因此被Al、Ga或In離子取代。在另一個優選實施方案中，適合的元素形成了用於取代氮陰離子、並具有比它們 取代的氮離子更大的負電荷的陰離子。通過這種方式，還產生了可以消除由氮亞點陣上過 量氧形成的陽離子空位的陰離子空位。同樣，間隙氧缺陷的形成將被避免，因為產生的陰離 子空位可以被否則可能形成間隙的氧原子佔據。這種陰離子空位產生的例子是通過用碳離 子(C)取代一部分氮離子(N)而形成的。優選情況下，通過在無機發光材料中摻入適量的其他元素，基本上完全阻止了空 位的產生。因此，有利改性的特徵在於，為了確定其他元素的適合量，確定起始材料中的氧含量和/或在反應過程中引入的氧的量。在優選的改性中，可以通過避免使用硝酸鹽、碳酸鹽、草酸鹽、乙酸鹽等作為起始 材料來最小化本發明的無機發光材料中氧的量。在形成的無機發光材料中將只存在例如在 技術上可獲得的氮化物中存在的殘餘的氧。在另一種改變的實施方式中，對於化合物，選擇被碾磨和混合、並在不含或至少基 本上不含氧的環境下在爐中加熱的固體化合物。除了(基本上)不含氧之外，這樣的環境甚 至可以是還原性的，例如包含氮氣和氫氣的混合物的環境。儘管還有其他製造方法，例如使 用MOVPE或M0VPD(=金屬有機氣相取向附生/沉積)或所謂的溶膠_凝膠技術，但這種固 態合成實施方案方法具有幾種重要的優點。對於上述固態合成方法來說，可以在例如1200 到1700攝氏度的溫度範圍、優選在1300到1600攝氏度之間內進行加熱。在用於形成無機發光材料的化合物的優選改性中，只選擇不含有意添加的氧的化 合物。通過這種方式，改性無機發光材料中的氧化合物儘可能地低。在這種情況下，改性的 無機發光材料化合物具有與例如AE2Si5N8 = RE儘可能接近的式。本發明還包括可以通過本發明的方法獲得的改性的摻雜稀土的鹼土矽氮 化物無機發光材料(AE2Si5N8 = RE)。在優選實施方案中，無機發光材料的組成是作為 AE2_xAKxSi5N8.x0x:RE，其中χ小於1，優選顯著小於1，儘管大於零。氧的摩爾分數χ的非常 適合的值是小於0. 25，氧含量的最優選範圍在0到0. 1之間。另一種有吸引力的無機發光材料符合AE2Si5_xN8_xTExOx:RE，其中χ優選小於1，優選 小於0. 25，更優選在0到0. 1之間。另一種優選組成符合AE2Si5N8_2xCxOx:RE，其中χ仍然小於1，更優選小於0. 25，更優 選在0到0.1之間。符號AE、AK、RE和TE具有與前面指出的同樣的意義。應該指出，也可 以獲得形成上面的混合晶體的混合物的無機發光材料。因此，可以在矽點陣以及氮點陣上 的AE亞點陣處同時發生取代。在使用帶負電荷碳離子取代陰離子亞點陣中的氮離子的情況中，應該考慮到另一 個方面。除了補償空位的效應之外，在氮化物陰離子亞點陣中引入碳離子(C4—)可以對無機 發光材料的性質，例如對無機發光材料抗降解的穩定性具有其他的正面效應。這些其他效 應將是由於與Si-N鍵合相比更強的共價Si-C鍵合引起的。在氮化物點陣中摻入C以及形 成Si-C鍵合，對於碳氮矽化物例如Re2Si4N6C來說是已知的。因此，添加更多的SiC可能是有 利的，因為它對於補償測定和計算氧含量是必需的。在那樣的情況下，其他電荷補償元素例 如帶(1-)電荷的陰離子X(例如滷素離子例如F—)，帶(3+)電荷的陽離子M(例如La3+、Sc3+、 Y3+或其他帶(3+)電荷的稀土離子)和/或帶(5+)電荷的陽離子(例如P5+，Ta5+，V5+)，必 須被通過取代N3_陰離子、鹼土離子和矽離子而摻入，分別產生了符合例如式AE2Si5N8_3zC2zFz 或 AE2Si5N8_2x_3zOxCx+2zFz、AE2Si5_zPzN8_zCz 和 Sr2_zLazSi5N 8—ZCZ 或 Sr2—zLazSi5N8—2x—Z0XCX+Z 的無機 發光材料組成。最後，本發明包括用於將UV、紫色和藍色輻射 轉化成黃-橙-紅光的，含有可以 使用本發明的方法獲得的改性的摻雜稀土的鹼土矽氮化物無機發光材料(AE2Si5N8 = RE)的 輻射轉化裝置。例如，可以考慮將下列作為相關的技術裝置，螢光燈、彩色燈或發白光的 LED' s，基於UV或紫色雷射激發的特異的掃描射束顯示設備，還有光伏電池以及溫室箔片 和玻璃。但是，本發明不限於這些例子。
在這裡，應該注意到被選擇用於表示稀土摻雜的符號，即「式RE」，其選擇是出於 簡化的原因，並用於表示RE元素形成摻雜元素，且可以以相對少的量存在。但是，在本發明 中，氧和適合的取代元素也以相對低的濃度存在於無機發光材料化合物的混合晶體中。因 此，用其中RE元素以與無機發光材料化合物的其他成分(AE，Si，N, 0)相同的方式表示和 處理的「式」進行表示也是可行的。事實上，RE元素也可以相對於AE元素以高的量存在，高 達甚至用RE元素100%取代AE元素。
具體實施例方式實施方案描述此外，應該指出，基於矽氮化物的材料可以以不同的方式製備，例如從氮化物開始 的固相合成，元素起始材料的氮化，或氧化物起始材料的碳熱還原和氮化。基於氧化物的起 始材料的氨解，包括在含有NH3的氣氛中加熱，也是可能的路線。一般來說，使用固相合成 方法，從(氮化的)Eu和M(鹼土)金屬與Si3N4 —起開始製備M2Si5N8 = Eu無機發光材料。例如，摻雜Eu2+的M2Si5N8 (M = Ba, Sr，Ca)可以如下進行製備。可以通過在流動的 乾燥氮氣下，使純的鍶金屬、鋇金屬和Eu金屬，分別在800、550和800°C下反應8_16小時， 來預先製備二元氮化物前體 SrNa (a ^ 0. 6-0. 66)，BaNb (b ^ 0. 6-0. 66)和 EuN。(c ^ 0. 94)。 此外，氮化鈣粉末Ca3N2和α -Si3N4粉末可以原樣用作原材料。多晶M2_yEuySi5N8 (對於M = Ca來說，0彡y彡0. 2，對於M = Sr、Ba來說，0彡y彡2. 0)粉末可以通過固態反應方法在 適度的高溫下製備。稱量出適量的Ca3N2、SrNa、BaNb和EuN。以及α-Si3N4粉末，然後在瑪瑙 研缽中混合併研磨在一起。然後將粉末混合物轉移到例如鉬坩堝中。所有過程在填充有純 化氮氣的手套箱中進行。然後將那些粉末混合物在水平管式爐中，在1300-1400°C下，在流 動的90% N2-IO% H2氣氛下煅燒兩次(在兩次之間進行中間研磨)，每次分別12和16小 時。可以通過本發明的製造方法高效獲得的本發明的無機發光材料，由式(Sr， Eu)2Si5_xAlxN8_x0x給出。為了防止可能對發光性能有害的缺陷的形成，每個晶胞含有組成為 (Sr+Eu)2(Si+Al)5(N+0)8 的化合物(通式單位)。(Sr+Eu)、(Si+Al)與(N+0)之間的理想 關係是2 5 8，因為對於每通式單位來說，存在兩個用於大金屬離子(Sr，Eu)的位點， 5個用於四面體配位離子(Si，Al)的陽離子位點和8個陰離子位點(N，0)。通過考慮到 殘餘的氧而避免了晶胞中其他偏離常態的組成例如Sr2Si5N(8_x)0(3/2x)。無機發光材料(Sr， EU)2Si5_xAlxN8_x0x表示氧優選為非常少的量，即0<x< 1，更優選情況下保持0<x<0. 1。 可以通過例如以與Si3N4中存在的氧相同的摩爾量來加入氮化鋁而實現這種無機發光材料 的製備，事實上，在氮位點上存在氧的事實可以被矽位點上鋁的存在而平衡。大多數晶胞含 有Sr2Si5N8單元，而它們中只有一些含有Sr2Si4AlN7O單元。給出了以Si3N4作為起始材料開始的，基於矽氮化物材料的固相合成路線的描述。 對於例如Sr2Si5N8 = Eu來說，補償起始材料Si3N4中存在的氧(意味著實際上存在SiO2)的不 同選擇是1.使用Al3+(例如通過添加AlN)由於用帶相等電荷的(AIO)+對代替(SiN)+對，主點陣的總體化學計量得以 維持，並且沒有缺陷例如空位形成。這可以通過向反應混合物中添加根據反應方程Si02+2A1N — SiAl2N2O2,消耗起始Si3N4材料中存在的氧(作為SiO2)所需的量的A1N，產生 與「理想的」 Si3N4材料(不含氧)具有同樣的化學計量的化合物，來實現。值得注意的是， 在實際可以獲得的氮化鋁中殘留的氧含量也必須考慮進去。獲得的無機發光材料的例子是 (Sr, Eu)2Si5_xAlxN8_x0x。2.使用C4_ (例如通過添加SiC)由於用帶相等電荷的(N2)6-對代替(OC)6-對，主點陣的總體化學計量得以維持， 並且沒有缺陷(例如空位或間隙)形成。這可以通過向反應混合物中添加根據反應方程 Si02+2SiC — Si3C2O2,消耗起始Si3N4材料中存在的氧(作為SiO2)所需的量的SiC，產生與 「理想的」Si3N4材料(不含氧)具有同樣的化學計量的化合物，來實現。獲得的無機發光材 料的例子是(Sr，Eu)2Si5N8_2xOxCx。3.使用Na+(例如通過以在合成過程中釋放出二氧化碳的Na2CO3的形式添加Na2O)由於用帶相等電荷的(Na0)_對代替(AEN)_對，主點陣的總體化學計量得以維持， 並且沒有缺陷(例如空位或間隙)形成。這可以通過向反應混合物中添加根據反應方程 Si02+2Na20+3Si3N4 — 2Na2Si5N602,消耗起始Si3N4材料中存在的氧(作為SiO2)所需的量的 Na2O(Na2CO3),產生與「理想的」 Sr2Si5N8材料(不含氧)具有同樣的化學計量的化合物，來 實現。獲得的無機發光材料的例子是(Sr，EU)2_xNaxSi5N8_xOx。提出的想法不僅可用於補償Si3N4中存在的氧，而且可用於補償在含有Sr和Eu的 起始材料中存在的氧。提出的想法使得使用相對少量的(較便宜或更方便的)氧化物起始 材料，例如SrO(SrCO3)和Eu2O3成為可能。下面，將參考具有不同氧含量的三個實施例，更詳細地討論本發明與混合步驟、煅 燒溫度和大氣環境有關的合成條件，以及其他性質、特點和優點。起始材料是Si3N4(a或 β型)、SrNa (或氮化的Sr)和/或少量SrO (或SrCO3)和EuNe (或氮化的Eu)和/或少量 Eu2O3，同時添加AlN或SiC，用於對殘餘量的氧(例如在Si3N4中存在的)或有意添加量的 氧(例如作為SrO或Eu2O3)進行電荷補償。實施例1 將230gα-Si3N4(氧含量0. 6wt%)，3. 64g SiC，6. 08g Eu(它在隊氣氛中在800°C 進行氮化)和172g Sr (它在N2氣氛中在800°C進行氮化)，在乾燥的氮氣氣氛下相繼混合。 將該混合物裝填到熱和化學穩定的坩堝中，在N2/H2氣氛中，在1350-1600°C煅燒8-24h。得 到的無機發光材料可以用下式表示Sr2_yEuySi5N8_2xOxCx，其中 χ = 0. 086，且 y = 0. 04。實施例2 製備225g α -Si3N4 (氧含量 1. 5wt. % ),8. 66g A1N，6. 08g Eu (它也在 N2 氣氛中在 800°C進行氮化)和172g Sr (它同樣也在隊氣氛中在800°C進行氮化)的混合物，以與在 實施例1中描述的相同的方式進行煅燒。得到的無機發光材料可以用下式表示Sr2_yEuySi5_xAlxN8_xOx，其中 χ = 0. 211，且 y = 0. 04。實施例3 製備218g α -Si3N4 (氧含量 1. Owt. % ), 15. 05g SiC, 26. 39g Eu2O3 和 162g Sr (它 在隊氣氛中在800°C進行氮化)的混合物，以與在實施例1中描述的相同的方式進行煅燒。 得到的無機發光材料可以用下式表示
Sr2_yEuySi5N8_2xOxCx，其中 χ = 0. 361，且 y = 0. 15。上面參考其優選實施方案對本發明進行了描述。本技術領域的專業人員將會認識 至IJ，可以對其進行大量修改，而不背離隨附的權利要求書的範圍。因此，說明書應該被認為 是說明性的而不是限制性的，除了在權利要求書中陳述的那些之外，沒有任何限制。儘管本發明特別適合於通過碾磨和加熱製造無機發光材料，但它也可以適用於其 他製造方法，例如上面提出的那些，例如M0VPE。在方法中，可以使用用於影響顆粒尺寸和/ 或顆粒形態的熔劑或添加劑。
代替用單一的稀土離子進行摻雜，可以考慮用一種以上這樣的離子進行摻雜，例 如Eu和Ce。用過渡金屬離子共摻雜或共活化也是可行的。此外，應該指出，在實施例中，Sr可以用Mg或Ca或Ba等或這些元素的組合部分 或完全代替。就此而言，還應該指出，鹼土元素可以被其他適合的具有2+電荷的金屬離子 例如特別是Zn離子部分取代。儘管具體來說本發明旨在製造具有接近AE2Si5N8 = RE組成的改性鹼土矽氮化物無 機發光材料，但它同樣可以很好地適用於製備具有接近於元素AE、Si和N的其他已知化合 物組成的其他改性鹼土矽氮化物無機發光材料。後者的例子是AESi7Nltl或AESiN2。本發明 同樣適用於相應可獲得的、其中進行了適合取代的無機發光材料化合物，以及含有後者的 輻射轉化裝置。除了提到的之外，可以使用其他的激發方法，例如陰極射線或X-射線激發，電致 發光等。對於在本發明的方法中使用的化合物來說，可以使用粉末之外的其他形式，例如單 晶體、薄膜、陶瓷(燒結粉末)，以及其中化合物形成在另一種材料的核上、或其中化合物被 另一種材料塗層的共塗層。最後，還應該指出，儘管本發明的方法優選包括使用基於兩種或多種化合物的合 成來形成所需無機發光材料化合物，它還包括下列方法，即用一種(或幾種)其他化合物處 理已經按照所需無機發光材料的組成製造的一種化合物，目的是通過形成其中由產生、填 充或消除空位而除去缺陷的改性化合物，來除去無機發光材料中的缺陷和/或離析。
權利要求
製造摻雜稀土的鹼土矽氮化物無機發光材料的方法，所述方法包括下列步驟-選擇一種或多種化合物，每種化合物包含稀土元素(RE)、鹼土元素(AE)、矽(Si)和氮(N)中的至少一種元素，且所述一種或多種化合物合在一起含有形成所述摻雜稀土的鹼土矽氮化物無機發光材料(AE2Si5N8:RE)所需的元素；-使所述化合物在高溫下進行反應，以形成所述摻雜稀土的鹼土矽氮化物無機發光材料，由此，不論是有意還是無意添加的，將少量氧加入這樣形成的摻雜稀土的鹼土矽氮化物無機發光材料中，其特徵在於-用周期表系統的可以產生、填充或消除在所述無機發光材料晶格中的空位的其他適合的元素(AK，TE，C)部分取代所述鹼土矽氮化物無機發光材料的離子(AE，Si，N)，導致形成具有這樣化學計量組成的改性的鹼土矽氮化物無機發光材料(AE2Si5N8:RE)，其至少部分地防止了通過形成含有非化學計量的氧的鹼土矽氮化物無機發光材料(AE2Si5N8:RE)而產生的缺陷。
2.權利要求1的方法，其特徵在於使用如下適合的其他元素來實現所述取代，所述適 合的其他元素形成用於部分替代鹼土陽離子(AE)或矽陽離子(Si)、並具有比它們替代的 陽離子更低的正電荷的陽離子。
3.權利要求2的方法，其特徵在於一部分所述鹼土陽離子(AE)離子被鹼性離子(AK)替代。
4.權利要求2的方法，其特徵在於一部分所述矽陽離子(Si)被III族元素離子(TE)替代。
5.權利要求1的方法，其特徵在於通過如下適合的元素實現所述取代，所述適合的元 素形成用於替代氮陰離子並具有比它們替代的氮陰離子更大的負電荷的陰離子。
6.權利要求5的方法，其特徵在於一部分所述氮離子(N)被碳離子(C)替代。
7.前述權利要求任何一項的方法，其特徵在於通過在所述無機發光材料中摻入適量的 其他元素，基本上完全阻止了所述缺陷的產生。
8.權利要求7的方法，其特徵在於為了確定其他元素的適合的量，確定在起始化合物 中的氧含量和/或在反應過程中引入的氧的量。
9.前述權利要求任何一項的方法，其特徵在於對於所述化合物，選擇被碾磨和混合、並 在還原環境下在爐中加熱的固體化合物。
10.前述權利要求任何一項的方法，其特徵在於對於所述化合物，只選擇不含有意添加 的氧的化合物。
11.可以通過前述權利要求任何一項的方法獲得的改性的摻雜稀土的鹼土矽氮化物無 機發光材料(AE2Si5N8 = RE)。
12.權利要求11要求保護的改性的摻雜稀土的鹼土矽氮化物無機發光材料 (AE2Si5N8 = RE),其特徵在於通式為AE2_xAKxSi5N8_xOx:RE，其中χ小於1，優選小於0. 25，更優選小於0. 1。
13.權利要求11要求保護的改性的摻雜稀土的鹼土矽氮化物無機發光材料 (AE2Si5N8 = RE),其特徵在於通式為AE2Si5_xN8_xTExOx:RE，其中χ小於1，優選小於0. 25，更優選小於0. 1。
14.權利要求11要求保護的改性的摻雜稀土的鹼土矽氮化物無機發光材料 (AE2Si5N8 = RE),其特徵在於通式為AE2Si5N8^CxOx :RE，其中χ小於1，優選小於0. 25，更優選小於0. 1。
15.含有權利要求11-14任何一項中要求保護的改性的摻雜稀土的鹼土矽氮化物無機 發光材料(AE2Si5N8 = RE)的輻射發射裝置。
16.含有權利要求11-14任何一項中要求保護的改性的摻雜稀土的鹼土矽氮化物無機 發光材料(AE2Si5N8 = RE)的輻射轉化裝置。
全文摘要
本發明涉及摻雜稀土的鹼土矽氮化物無機發光材料的化學計量組合物的製造方法。所述方法包括選擇一種或多種化合物的步驟，每種化合物包含稀土元素(RE)、鹼土元素(AE)、矽(Si)和氮(N)中的至少一種元素，並且所述一種或多種化合物合在一起包含了形成摻雜稀土的鹼土矽氮化物無機發光材料(AE2Si5N8:RE)所需的元素。方法還包含將化合物在高溫下進行反應，以形成摻雜稀土的鹼土矽氮化物無機發光材料(AE2Si5N8:RE)的步驟。在這種方法中，通常少量氧，不論是有意還是無意添加的，將被引入摻雜稀土的鹼土矽氮化物無機發光材料(AE2Si5N8:RE)中。根據本發明，通過用周期表系統的可以產生、填充或消除空位的其他適合的元素部分取代鹼土矽氮化物無機發光材料(AE2Si5N8:RE)的離子(AE，Si，N)，導致形成具有化學計量組成的改性的鹼土矽氮化物無機發光材料(AE2Si5N8:RE)，而至少部分地防止了由形成含有非化學計量的氧的無機發光材料所產生的缺陷。通過這種方式，獲得了具有出色和穩定的光學性質的改性的無機發光材料。本發明還涉及可以通過上面提到的方法獲得的改性的無機發光材料，以及包含這種無機發光材料的輻射轉化裝置。
文檔編號C09K11/79GK101842461SQ200880111736
公開日2010年9月22日 申請日期2008年10月14日 優先權日2007年10月15日
發明者史文·律斯勒, 安·夏樂特·安歐尼特·戴樂辛, 席爾克·律斯勒, 德特勒夫·史達利克, 段成軍, 胡伯特斯·特瑞夏·辛成 申請人:發光物質工廠布賴通根有限責任公司;雷射照明傑納朵夫股份有限公司