[發明專利]一種紅色熒光粉及具有其的發光器件

有效

• 申請號: 202110290128.6
• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN113444521B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 劉榮輝;羅林;劉元紅;秦少偉;陳觀通;邵冷冷
• 申請（專利權）人: 有研稀土新材料股份有限公司;有研稀土高技術有限公司
• 主分類號: C09K11/57
• 分類號: C09K11/57;C09K11/80;H01L33/50
• 代理公司: 北京中創云知識產權代理事務所(普通合伙) 11837
• 代理人: 肖佳

本發明提供了一種紅色熒光粉及具有其的發光器件。該熒光粉組成至少包含M元素、A元素、D元素和R元素，其中，所述M元素包括Ca、Sr、Ba、Mg中的一種或兩種，還可含有Na和K中的一種或兩種；所述A元素包括Al或Al和Ga，還含有Sc、Y、Lu、La中的一種或兩種；所述D元素是選自O、N和F中的一種或兩種，且必含O；所述R元素為Mn、Ce、Eu中的一種或兩種，且必含Mn；所述熒光粉具有與Sr₄Al₁₄O₂₅相同的晶體結構。由于Sc³⁺的離子半徑較Al³⁺離子半徑大，摻雜Sc³⁺離子可以緩解Mn⁴⁺離子摻雜所導致的晶格畸變、改善Mn⁴⁺的局域環境，從而增強了Mn⁴⁺的發光強度。本發明所涉及紅色熒光粉在紫外?藍光區域均有較強吸收，在紫外?藍光激發下，可以發射出較強的窄帶紅光。

技術領域

本發明涉及熒光材料領域，具體而言，涉及一種紅色熒光粉及具有其的發光器件。

背景技術

白光LED作為第四代光源，因其具有發光效率高，壽命長，穩定性好，體積小，環境友好等特點，在照明和顯示領域得到廣泛應用。白光LED在液晶顯示用背光源領域具有80％左右的市場占有率，成為顯示用背光源的主要選擇。

目前，顯示用白光LED的主流實現方式為藍光芯片搭配具有較窄半波寬的紅色和綠色熒光粉。熒光粉的色純度以及半波寬成為了影響顯示器色域覆蓋率的關鍵因素。目前在背光源領域商用的熒光粉體系為氮氧化物綠色熒光粉和氟化物紅色熒光粉。其中紅色熒光粉對器件顯示色域起到關鍵作用。

隨著半導體照明技術進步和人類對更高照明品質的追求，在顯示領域，液晶顯示器正朝著更高色彩還原、廣色域顯示方向發展。為了提高液晶顯示器的色域覆蓋率，要求紅色熒光粉的發射波長更長、色坐標更加靠近深紅光區。在照明領域，白光LED光源已從最初單純地追求“高顯色、高亮度”上升到兼顧考慮光源的安全健康、色彩還原度和飽和度、光譜連續性等性能參數的“高品質”，甚至追求類似太陽光的全光譜健康照明，急需開發與其配套的高效遠紅光熒光粉。氟化物紅粉已成功用于廣色域顯示以及高效全光譜照明，但該系統熒光粉耐候性差成為阻礙其廣泛應用的一大瓶頸，且由于在氟化物紅色熒光粉中，發光中心Mn⁴⁺處于一個穩定的晶體場環境以及其特殊的3d³電子結構，使得很難直接調控氟化物體系熒光粉的發射波長往長波方向移動。華南理工大學發明了一種新型鋁酸鹽紅色熒光粉，其發射波長為652nm，色坐標為x＝0.722,y＝0.278。相比較目前商用的氟化物體系，鋁酸鹽紅色熒光粉發射波長更長，色坐標也更靠近深紅光區。具體可參考公開號為CN102732250A的專利文件。陳磊等人報道該體系熒光粉目前的發光效率很低，具體可參考非專利文獻Materials Research Bulletin 60(2014)604–611。曹永革等人通過Na/Mn共摻的方式可以提該體系在藍光區的激發強度，增強發光，具體可參考公開號CN105602556A。

然而，上述專利或文獻所報道的鋁酸鹽紅色熒光粉的發光強度仍然較低，無法滿足實際應用要求，進而限制了其在液晶顯示領域和高品質照明領域的進一步應用。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種紅色熒光粉及具有其的發光器件，并通過技術突破解決該體系紅色熒光粉發光效率較低和發光器件發光色域低的問題。