[发明专利]红色的发光材料和转换型LED

说明书

提出一种通式为Li₂SiF₆:Mn⁴⁺的发光材料。

技术领域

本发明涉及一种发光材料和一种转换型LED，所述转换性LED尤其包括所述发光材料。

本申请要求德国专利申请10 2018 218 159.4的优先权，其公开内容通过参引结合于此。

背景技术

在发白光的转换型LED中，如其在一般照明中所使用的那样，通过借助于无机发光材料将半导体层序列的蓝色的初级光转换为较长波长的红色的辐射来产生白色的总辐射的红色部分。在此，发射带在红色的光谱范围中的形状和位置具有决定性意义。人眼对于红色辐射原则上比例如对于绿色辐射更不敏感。能量越小或在高于555nm的波长范围内的波长越大，那么尤其会更差地/更低效地感知红色辐射。然而，在发白光的转换型LED中，当转换型LED应当具有高的显色指数(“color rendering index”，CRI)结合高的光谱效率(“luminous efficacy of radiation”，LER)和较低的相关色温(“correlated colortemperature”，CCT)时，那么红色的光谱范围，尤其具有大的波长的深红色的光谱范围是特别重要的。用于这些应用的典型的红色的发光材料基于Eu²⁺或Ce³⁺发射，其中将这些元素引入到无机主结构中，在所述无机主结构中这些元素随后在吸收蓝光的条件下产生更长波长的发射。这些发光材料通常具有宽的发射谱或发射带。据此，在发射红光的发光材料的情况下也必然将多个光子转换到如下光谱范围内(大的波长；例如＞650nm)，所述光谱范围仅还可以由人眼非常低效地感知。这造成转换型LED关于眼睛敏感度的大幅减小的效率。为了解决所述问题可以尝试，将发射光谱通过改变主结构的化学组成短波地移动，即提高与眼睛敏感度曲线的整体重叠。然而，由于发射的光子的高斯式分布，这也造成在期望的红色光谱范围中的光子数量减少，由此可能会不再满足上述标准。

发光材料、如亚硝基铝酸锂“SrLiAl₃N₄:Eu²⁺”(WO2013/175336A1；Narrow-bandred-emitting Sr[LiAl₃N₄]:Eu²⁺as a next-generation LED-phosphor material，NatureMaterials，2014年；P.Pust等著)已经具有极其窄的发射带，其中FWHM＜55nm，这造成这种被转换的光子减少，所述光子在可见光谱的长波范围中(发射带的长波边沿)由人眼非常低效地感知。然而同时，SrLiAl₃N₄:Eu²⁺的大致650nm的发射最大值已经处于深红色的范围内，使得转换型LED借助作为唯一的红色组分的所述发光材料相对于具有更宽带的发光材料的解决方案几乎不具有或不具有效率优点。效率损失在此主导CRI收益(R9)。另一发光材料SrMg₃SiN₄:Eu²⁺(Toward New Phosphors for Application in Illumination-GradeWhite pc-LEDs:The Nitridomagnesosilicates Ca[Mg₃SiN₄]:Ce³⁺，Sr[Mg₃SiN₄]:Eu²⁺和Eu[Mg₃SiN₄])，Chemistry of Materials，2014年；S.Schmiechen等著)，显示出蓝移的、同样极其窄的发射带(FWHM＜45nm)，所述发射带具有其大约在615nm处从而在对于红色发光材料的理想范围内的发射最大值。不利地，该化合物显示出严重的热淬灭，使得在室温下已经几乎不再观察到发射。在转换型LED中的应用从而是不可能的。