[发明专利]氧氮化物基磷光体、包含其的发光装置及其制备方法

说明书

相关专利申请的交叉引用

本申请要求于2011年12月7日提交的韩国专利申请No.10-2011-0130256的优先权，其内容通过引用并入本文。

技术领域

本申请涉及具有新的晶体结构的氧氮化物基磷光体以及包括所述氧氮化物基磷光体的发光装置。

背景技术

通常，由于白光发光二极管（LED）在发光装置、LCD背光、汽车发光装置等中的使用，因此，其近来占主导地位，所述白光发光二极管包括作为激发源的发射蓝光或近紫外光的LED以及用于将从LED发出的光波长转换成可见光的磷光体。

实施白光LED的代表性方法包括：利用由InGaN基材料（波长为450nm至550nm）形成的蓝光LED作为发光元件并且利用发射黄光并由组成式(Y,Gd)₃(Al,Ga)₅O₁₂表示的YAG基磷光体作为磷光体。在白光LED中，从所述发光元件发出的蓝光入射到磷光体层上并在所述磷光体层中反复被吸收和散射。由经波长转换的蓝光形成的黄光与一部分入射的蓝光混合，使得通过反复处理而在所述磷光体中被吸收的蓝光可以作为白光呈现在人眼中。

然而，具有这种结构的白光二极管在其光中几乎不具有红光分量，并且具有高色温和不足的绿光分量，因此，所述白光二极管仅起到具有低的显色性的照明灯作用。

此外，当激发源的波长超过400nm时，氧化物基磷光体的发光强度通常易于劣化，因此其不适于利用蓝光提供具有高亮度的白光。

因此，氧氮化物基磷光体近来在白光LED应用领域中备受关注，所述氧氮化物基磷光体在激发源的波长超过400nm的情况中具有优异的发光效率，同时具有等于或大于氧化物基磷光体的稳定性。氧氮化物磷光体起初是作为工程陶瓷而开发的材料，因此其难以发生由于水分或热引起的效率下降并且变色水平较低。

然而，对在除α-型或β-型赛隆（Si-Al-O-N）以外的组成领域存在的氧氮化物基磷光体的研究还没有真正进行或几乎不为人所知。

发明内容

本申请的一方面提供一种氧氮化物基磷光体，其具有优异的结构稳定性，特别是在红光波段中具有优异的发光亮度并且具有有助于提高发光亮度的新晶体结构，因此，其适合用于LED应用领域。

本申请的另一方面还提供一种发光装置，其包括所述氧氮化物基磷光体。

根据本发明的一方面，提供了一种氧氮化物基磷光体，其具有溶于由通式Ca₁₅Si₂₀O₁₀N₃₀表示的主体材料（host material）中的稀土元素。所述稀土元素为选自由锰（Mn）、铈（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）、钐（Sm）、铕（Eu）、钆（Gd）、镝（Dy）、铽（Tb）、钬（Ho）、铒（Er）、铥（Tm）和镱（Yb）组成的组中的至少一者。所述主体材料具有根据X射线粉末衍射图谱的峰值的晶格，其中所述晶格具有立方晶体结构。

当稀土元素表示为Re时，氧氮化物磷光体由以下通式表示：(Ca_1-x)₁₅Si₂₀O₁₀N₃₀:Re_x（0.0001<x<0.2）。

在主体材料的立方晶体结构中，晶体常数并且所述晶体常数a的变化率可以为10%或更小。

所述稀土元素可以是Eu²⁺。

所述立方晶体结构的空间群（space group）为Pa-3。

相对于峰波长在250nm至550nm范围内的激发光，所述氧氮化物基磷光体表现出的发光峰波长可以为600nm至660nm。

所述氧氮化物基磷光体的平均粒度可以为1μm至20μm。