[發明專利]氮化物熒光粉、其制備方法及包括其的發光裝置

有效

• 申請號: 201310248660.7
• 申請日: 2013-06-21
• 公開（公告）號: CN103320130B
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 劉榮輝;劉元紅;徐會兵;何華強;高慰;何濤;陳觀通;夏天
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院;有研稀土新材料股份有限公司
• 主分類號: C09K11/80
• 分類號: C09K11/80;H01L33/50
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;張永明

本發明公開了一種氮化物熒光粉、其制備方法及包括其的發光裝置。該氮化物熒光粉為CaAlSiN₃結構，按重量百分含量計包含32?48％的堿土金屬元素、9?34％的Si元素、10?25％的N元素、0.1?0.8％的O元素、13?26％的Al元素、0.2?8％的Eu元素，且氮化物熒光粉顆粒中由顆粒表面向顆粒中心方向延伸的0?50nm范圍內任意單位體積中Al元素的重量百分含量和Si元素的重量百分含量之和與該范圍外任意單位體積中Si元素的重量百分含量之間的比值為m，m的取值范圍為：1.5≤m≤5。本發明所提供的上述氮化物熒光粉具有較高的發光效率。

技術領域

本發明涉及發光材料領域，具體而言，涉及一種氮化物熒光粉、其制備方法及包括其的發光裝置。

背景技術

白光LED作為新型的固體光源，以其高光效、低能耗、長壽命、無污染等眾多優勢，在照明和顯示領域得到了廣泛的應用。目前白光LED的實現方式以單一藍光/紫外芯片復合熒光粉為主，該方案簡單、易行且價格相對低廉。在白光LED的實現過程中，紅色熒光物質作為紅、綠、藍三基色中的重要組成部分不可或缺，除了用于補償“藍光LED+YAG:Ce³⁺”中的紅色缺乏外，它還可以與藍光LED及綠色熒光粉配合產生白光，或者與綠、藍色熒光物質及紫光或紫外LED配合產生白光，更重要的是它能夠對白光LED的顯色指數和色溫進行有效的調節。

目前已經報道的LED用紅色熒光粉當中，以Eu²⁺或者Eu³⁺激活的熒光粉為主，具有代表性的包括Eu²⁺激活的硫化物紅粉(Ca，Sr)S:Eu²⁺、Eu³⁺激活的氧化物紅粉Y₂O₃:Eu³⁺、Eu³⁺激活的Y(V，P)O4:Eu³⁺和CaMoO₄:Eu³⁺等。其中(Ca，Sr)S:Eu²⁺其穩定性和光衰等問題極大地制約了其在白光LED上的應用，而Eu³⁺激活的熒光粉的激發光譜在380nm以上的長波紫外和可見光區均是一些銳線譜圖，在應用時加大了對匹配芯片的精確篩選和有效控制的難度，更主要的是這類熒光粉的激發效率在長波紫外和可見藍光區域均非常低，難以滿足白光LED的要求。

為了改善熒光粉的性能，以滿足白光LED的要求，氮/氮氧化物熒光粉被研發人員所提出，且這種氮/氮氧化物熒光粉受到了廣泛關注。該類熒光粉的陰離子基團含有高負電荷的N^3-，電子云膨脹效應使得其激發光譜向近紫外、可見光等長波方向移動，可以被200～500nm范圍內藍光和紫外激發發光，發射光主波長分布在590～720nm較寬范圍內，具備顯色性好、發光效率高的特點，安全性能好、無毒、環保，且基質具有緊密的網絡結構，物理化學性質穩定。因此，氮化物紅色熒光粉可應用于制備高顯色、低色溫白光LED。作為新型的具有代表的Sr₂Si₅N₈結構的氮化物熒光粉，其基質具有緊密的網絡結構，且相對亮度較低，從而在LED使用過程中影響器件的性能。

發明內容

本發明旨在提供一種氮化物熒光粉、其制備方法及包括其的發光裝置，以提高氮化物熒光粉的發光效率。

為了實現上述目的，本發明的一個方面，提供了一種氮化物熒光粉，該CaAlSiN₃結構，按重量百分含量計包含32-48％的堿土金屬元素、9-34％的Si元素、10-25％的N元素、0.1-0.8％的O元素、13-26％的Al元素、0.2-8％的Eu元素，且氮化物熒光粉顆粒中由顆粒表面向顆粒中心方向延伸的0-50nm范圍內任意單位體積中Al元素的重量百分含量和Si元素的重量百分含量之和與該范圍外任意單位體積中Si元素的重量百分含量之間的比值為m，m的取值范圍為：1.5≤m≤5。