[發(fā)明專利]一種氮化物橙紅色熒光材料和發(fā)光裝置及其制備方法和應用

有效

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• 申請日: 2020-08-24
• 公開（公告）號: CN111925791B
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發(fā)明（設計）人: 解榮軍;夏永輝;李淑星
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: C09K11/64
• 分類號: C09K11/64;C01B21/082;F21V9/30
• 代理公司: 廈門市精誠新創(chuàng)知識產權代理有限公司 35218
• 代理人: 方惠春

本發(fā)明屬于熒光材料技術領域，公開了一種Ce³⁺激活氮化物橙紅色熒光材料和發(fā)光裝置及其制備方法和應用。所述Ce³⁺激活氮化物橙紅色熒光材料的分子通式為HP?Ca_1?x?ySr_yCe_xSi_1?zAl_zN₂，HP為高壓相的簡稱，Ce元素進入Ca和/或Sr的晶體格位，作為發(fā)光元素和激活劑，0＜x≤0.05，0≤y≤0.05，0≤z≤0.05。本發(fā)明提供的Ce³⁺激活氮化物橙紅色熒光材料能夠被藍光有效激發(fā)，可以通過調控實現(xiàn)發(fā)射峰值波長最長達到615nm，半峰寬最大達到4212cm^?1，量子產量最高達到56.3％，在高功率照明領域具有良好的應用前景。

技術領域

本發(fā)明屬于熒光材料技術領域，具體涉及一種Ce³⁺激活氮化物橙紅色熒光材料和發(fā)光裝置及其制備方法和應用。

背景技術

固態(tài)照明光源憑借耗能低、能源轉換效率高、使用壽命長等優(yōu)點，已全面取代了傳統(tǒng)的白熾燈和汞燈。隨著以GaN為代表的第三代半導體材料的出現(xiàn)，固態(tài)照明技術正向著高電流、高功率密度、高亮度方向發(fā)展。由于承載了更高的功率密度，熒光材料會承受更高的熱輻射并被更高的光子密度激發(fā)，從而導致了發(fā)光飽和。發(fā)光飽和是目前限制高功率照明領域發(fā)展的最主要因素之一。因此，為了滿足熒光轉換材料在高電流發(fā)光二極管(LEDs)和高功率激光照明(LDs)領域的應用，熒光材料需要滿足以下性能要求：(i)可被藍光有效激發(fā)；(ii)高能量轉換效率；(iii)熒光壽命短；(iv)發(fā)射光譜覆蓋500～800nm的范圍。

在常用的發(fā)光中心(如Mn⁴⁺、Mn²⁺、Eu²⁺、Ce³⁺等)中，Ce³⁺離子的熒光壽命最短，最適合作為高功率領域熒光材料的激活劑。Ce³⁺摻雜熒光材料如Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺、La₃Si₆N₁₁:Ce³⁺等的發(fā)射光譜大多位于藍光到橙光區(qū)域內(450～600nm)，在紅光區(qū)域一直十分欠缺。紅光缺失會導致最終產生的光源色溫較高，顯色指數(shù)較低，從而限制了光源質量。基于此，Ce³⁺摻雜的橙/紅色熒光材料受到了廣泛關注。目前已發(fā)現(xiàn)的Ce³⁺摻雜的橙/紅色熒光材料如下：

(1)非專利文獻《Unusual,broad red emission of novel Ce³⁺-activatedSr₃Sc₄O₉ phosphors under visible-light excitation》.Hasegawa,T.,Kim,S.W.,Ueda,T.,Ishigaki,T.,Uematsu,K.,Takaba,H.,Toda,K.,Sato,M.,J.Mater.Chem.C 5,9472-9478(2017)公開了Sr₃Sc₄O₉:Ce³⁺在藍光激發(fā)下，呈現(xiàn)出峰值位于620nm的紅光發(fā)射，但是其熱猝滅嚴重，在150℃時，發(fā)光強度僅為室溫(25℃)時的19.1％。