[发明专利]荧光粉、其制备方法及包括其的发光装置

说明书

技术领域

本发明涉及发光材料领域，具体而言，涉及一种荧光粉、其制备方法及包括其的发光装置。

背景技术

白光LED作为新型的固体光源，以其高光效、低能耗、长寿命、无污染等众多优势，在照明和显示领域得到了广泛的应用。目前白光LED的实现方式以单一蓝光/紫外芯片复合荧光粉为主，该方案简单、易行且价格相对低廉。在白光LED的实现过程中，红色荧光物质作为红、绿、蓝三基色中的重要组成部分不可或缺，除了用于补偿“蓝光LED+YAG:Ce³⁺”中的红色缺乏外，它还可以与蓝光LED及绿色荧光粉配合产生白光，或者与绿、蓝色荧光物质及紫光或紫外LED配合产生白光，更重要的是它能够对白光LED的显色指数和色温进行有效的调节。

目前已经报道的LED用红色荧光粉当中，以Eu²⁺或者Eu³⁺激活的荧光粉为主，具有代表性的包括Eu²⁺激活的硫化物红粉(Ca，Sr)S:Eu²⁺、Eu³⁺激活的氧化物红粉Y₂O₃:Eu³⁺、Eu³⁺激活的Y(V，P)O4:Eu³⁺和CaMoO₄:Eu³⁺等。其中(Ca，Sr)S:Eu²⁺其稳定性和光衰等问题极大地制约了其在白光LED上的应用，而Eu³⁺激活的荧光粉的激发光谱在380nm以上的长波紫外和可见光区均是一些锐线谱图，在应用时加大了对匹配芯片的精确筛选和有效控制的难度，更主要的是这类荧光粉的激发效率在长波紫外和可见蓝光区域均非常低，难以满足白光LED的要求。

为了改善荧光粉的性能，以满足白光LED的要求，氮/氮氧化物荧光粉被研发人员所提出，且这种氮/氮氧化物荧光粉受到了广泛关注。该类荧光粉的阴离子基团含有高负电荷的N^3-，电子云膨胀效应使得其激发光谱向近紫外、可见光等长波方向移动，可以被200～500nm范围内蓝光和紫外激发发光，发射光主波长分布在590～720nm较宽范围内，具备显色性好、发光效率高的特点，安全性能好、无毒、环保，且基质具有紧密的网络结构，物理化学性质稳定。因此，氮化物红色荧光粉可应用于制备高显色、低色温白光LED。作为新型的具有代表的Sr₂Si₅N₈结构的氮化物荧光粉，其基质具有紧密的网络结构，且相对亮度较低，从而在LED使用过程中影响器件的性能。

发明内容

本发明旨在提供一种荧光粉、其制备方法及包括其的发光装置，以提高荧光粉的发光效率。

为了实现上述目的，本发明的一个方面，提供了一种荧光粉，荧光粉为Sr₂Si₅N₈结构，按重量百分含量计包含32％-45％的碱土金属元素、25％-38％的Si元素、22％-27％的N元素、0.05-0.5％的O元素、0％-0.5％的Al元素、0.2％-13％的Eu元素，且荧光粉颗粒中由颗粒表面向颗粒中心方向延伸的0-50nm范围内任意单位体积中Al元素的重量百分含量和Si元素的重量百分含量之和与该范围外任意单位体积中Si元素的重量百分含量之间的比值为m，m的取值范围为：1.2≤m≤2.5。

进一步地，上述荧光粉按重量百分含量计由32％-45％的碱土金属元素、25％-38％的Si元素、22％-27％的N元素、0.05-0.5％的O元素、0％-0.5％的Al元素、0.2％-13％的Eu元素组成。

进一步地，上述荧光粉按重量百分含量计由35.6％-44.9％的碱土金属元素、25.2％-36.9％的Si元素、23.7％-26.8％的N元素、0.09％-0.5％的O元素、0-0.48％的Al元素、0.36-2.81％的Eu元素组成

进一步地，上述荧光粉中m的取值范围为1.26≤m≤2.11。

进一步地，上述荧光粉中碱土金属元素为Ca、Sr、和Ba中的一种或多种。

进一步地，上述荧光粉中碱土金属元素为Sr。