本發明專利技術提供一種紅色熒光體及含該熒光體的發光裝置，該熒光體由M、A、X、L和R元素組成，通式為MmAaXbLy:Rn，M元素至少含有Mg、Ca、Sr、Ba和Zn中的一種或一種以上元素；A元素至少含有Si、Ge、Sn、Ti、Zr和Hf中的一種或一種以上元素；X元素至少含有N、O和F中的一種或一種以上元素，L元素至少含有Se和Te中的一種或兩種元素；R元素至少含有稀土元素或過渡金屬元素中的一種或一種以上元素。其中，1.8≤m≤2.2，4.5≤a≤5.5，7.5≤b≤8.5，0.00001≤y≤0.02，0.0001≤n≤0.3。該熒光體可以被350nm-500nm波長范圍的光有效激發，并發出550nm-700nm波長的紅光。含有該紅色熒光體發光裝置顯色性能優異。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種紅色熒光體、其制備方法及含該熒光體的發光裝置，屬于熒光體
技術介紹
白光發·光二極管(LED)具有低電壓、高光效、少能耗、長壽命、無污染等優點，在半導體照明及液晶平板顯示領域得到了成功的應用。目前白光LED主流的實現方式，是半導體發光材料與熒光體復合，其基本發光原理是半導體材料InGaN，AlGaN, GaN等在電子的作用下產生紫外、紫光或藍光，此短波長的光激發封裝在LED內部的熒光體轉換為熒光體的特征發光，二者混合后可實現LED發光裝置的白光發射。目前主要采用藍光LED復合能發出黃色光的(Y，Gd)3(Al, Ga)5012:Ce熒光體產生白光，制備的白光LED存在最大的問題是紅色光的缺失造成白色光的顯色性差、色溫高、色域窄。因此，需要在熒光體中混合具有紅光發射的熒光體，并且要求此類熒光體具有良好的發光性能。2001年的專利文獻EP1104799A1公開了一類氮化物紅色熒光體，其分子式為MxSiyNz:Eu (M為Ca/Sr/Ba中至少一種，z = 2/3x+4/3y)，具有代表性的熒光體有MSiN2:Eu、M2Si5N8IEu和MSi7Nltl = Eu等，該類熒光體在紫外-紫光-藍光區域均存在較強吸收，且在其發射區域有很強的紅光發射。2004年日亞化學的專利申請(公開號CN1522291A)公開了一種氮化物熒光體，通式 LxMyN((z/s)x+(4/3)y):R*LxMy0zN((2/3)x+(4/3)y_(2/3)z):R(L 選自 Mg, Ca, Sr, Ba, Zn 所組成的第 II族元素的至少I種以上，M選自C，Si, Ge的中Si為必須的第IV族元素的至少I種。2009年韓國三星的專利申請(公開號CN101434839A)公開了一種氮(氧)化物熒光體，其通式為{M(1_x)Eu丄SibOeNd其中，M為堿土金屬，并且0 < X < 1,1.8 <a< 2.2,4.5<b<5. 5,0^c<8,0<d^8,0< c+d ^ 8。專利文獻CN101914379A及CN101942302A在合成方法方面做了一定的改進。然而由于紅色熒光體的加入明顯改善白光LED顯色性能同時，會使得光效有一定程度的降低。氮化物紅色熒光體的發光效率的提升有助于改善該現象。另一方面，該類熒光體在制備工藝上普遍存在對設備要求比較苛刻的現象(通常需高溫、高壓環境)，成本高且工藝復雜。為了便于氮化物熒光體在白光LED上廣泛應用，急需進一步提高該類熒光體發光效率及改進其制備工藝。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種具有高發光效率的紅色熒光體。本專利技術的另一目的在于提供一種上述紅色熒光體的制備方法。本專利技術的再一目的在于提供一種含有上述紅色熒光體的顯色性能優異的發光裝置。為了實現上述目的，本專利技術采用以下技術方案一種紅色熒光體，該熒光體由M、A、X、L和R元素組成，其中，M元素至少含有Mg、Ca、Sr、Ba和Zn中的一種或一種以上元素；A元素至少含有S1、Ge、Sn、T1、Zr和Hf中的一種或一種以上元素；X元素至少含有N、0和F中的一種或一種以上元素，L元素至少含有Se和Te中的一種或兩種元素；R元素至少含有稀土元素或過渡金屬元素中的一種或一種以上元素。本專利技術的紅色熒光體的通式為MmAaXbLy:Rn，其中，1. 8彡m彡2. 2，4. 5彡a彡5. 5，7. 5 ^ b ^ 8. 5,0. 00001 ^ y ^ 0. 02,0. 0001 彡 n 彡 0. 3。優選地，本專利技術的紅色熒光體中，所述M元素至少含有Mg、Ca、Sr和Ba中的一種或一種以上元素；A元素至少含有Si和Ge中的一種或兩種元素；X元素至少含有N和0中的一種或兩種元素山元素至少含有Se和Te中的一種或兩種元素；R元素至少含有Eu、Ce、Mn、Dy和Bi中的一種或一種以上元素。更優選地，本專利技術的紅色熒光體中，所述M元素至少含有Ca和Sr中的一種或兩種元素；A元素為Si ；X元素至少含有N和0中的一種或兩種元素；L元素為Se ；R元素至少含有Eu, Ce和Mn中的一種或一種以上兀素。最優選地，本專利技術的紅色熒光體中，所述M元素為Sr ;A元素為Si ;X元素為N ;L元素為Se ;R元素為Eu 。在本專利技術的紅色熒光體中，所述M元素為Ca和Sr時，原子個數比Ca/(Ca+Sr)為w%，w滿足的條件為3 < w< 20。本專利技術的紅色熒光體中還可以包含C元素，C元素在所述紅色熒光體中的重量百分比介于0. 001%到0.4%之間。X元素中包含0元素時，0元素在所述紅色熒光體中的重量百分比介于0.01%到5%之間。優選地，本專利技術的紅色熒光體中，所述紅色熒光體中包含C元素，X元素中包含0元素，所述C元素在所述紅色熒光體中的重量百分比介于0. 001%到0. 4%之間，0元素在所述紅色熒光體中的重量百分比介于0. 01 %到5 %之間。本專利技術的紅色熒光體中包含Se或Te元素。Se或Te加入后會對熒光體的結晶和發光性能產生影響。Se或Te會進入熒光體的晶格，使得發光中心周圍的晶體場環境發生改變，進而影響熒光體發射峰的位置、形狀及發光強度，得到具有不同光色性能的熒光體，拓寬了在白光LED上的應用范圍。同時，Se或Te單質及其化合物原料在熒光體合成過程中，可以起到助熔的作用，強化熒光體的結晶，具有完善結晶的熒光體必然具有優良的發光特性。在本專利技術的紅色熒光體中，少量氧的引入，可使熒光體發射光譜的半寬度變寬，有利于實際應用時提高發光裝置的顯色指數，然而過高的氧含量會使熒光體的色純度急劇下降，甚至對氮化物的晶體結構產生破壞作用，使得熒光體相對發光強度降低，本專利技術對氧的含量進行了限定，保障了該系列熒光體在LED上應用；同時，微量碳的存在有利于熒光體晶體結構的穩定，從而抑制發光中心Eu2+的氧化,防止轉化成Eu3+而損害發光效率,然而過多碳的存在，會對熒光物質造成污染，不僅影響體色，而且光效也大幅下降。而且，為了滿足不同發光裝置對熒光體光色性能等的應用要求，本專利技術熒光體可以通過調節其通式中M所代表的二價元素的種類和比例來調節其發射主峰位置及發射峰的形狀，進而調整熒光體的光色性能；因此本專利技術的紅色熒光體可被紫外、紫光或藍光LED有效激發，具有激發波長范圍廣、發光效率高、熱穩定性能優異的特點。本專利技術的紅色熒光體可以通過以下制備方法制得，該制備方法包括以下步驟(I)分別以含M元素的單質或化合物，含A元素的單質或化合物，含X元素的單質或化合物，含L元素的單質或化合物，R元素的單質或化合物為原料，且按照熒光體化學式要求的摩爾配比稱取相應原料，其中必須包含一種或多種金屬或非金屬單質，然后充分混合均勻形成混合料。(2)將上述的混合料在常壓、1200-2000°C煅燒，煅燒時間為0. 5-20小時，煅燒氣氛為氮氣或氮氫混合氣。上述的M元素、A 元素、X元素、L元素、R元素的化合物為相對應的氧化物、氮化物、氫氧化物，碳酸鹽、硝酸鹽或硫酸鹽。上述制備方法中，采用部分金屬及非金屬單質混合在原材料中，通過其形成的低熔點中間化合物以及單質蒸汽，保證氮化物紅色熒光體常壓下即可合成。因此本專利技術紅色熒光體的制備方法簡單本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種紅色熒光體，其特征在于：該熒光體由M、A、X、L和R元素組成，其中，M元素至少含有Mg、Ca、Sr、Ba和Zn中的一種或一種以上元素；A元素至少含有Si、Ge、Sn、Ti、Zr和Hf中的一種或一種以上元素；X元素至少含有N、O和F中的一種或一種以上元素，L元素至少含有Se和Te中的一種或兩種元素；R元素至少含有稀土元素或過渡金屬元素中的一種或一種以上元素。
【技術特征摘要】
1.一種紅色熒光體，其特征在于該熒光體由Μ、A、X、L和R元素組成，其中，M元素至少含有Mg、Ca、Sr、Ba和Zn中的一種或一種以上元素；A元素至少含有S1、Ge、Sn、T1、Zr和Hf中的一種或一種以上元素；X元素至少含有N、0和F中的一種或一種以上元素，L元素至少含有Se和Te中的一種或兩種元素；R元素至少含有稀土元素或過渡金屬元素中的一種或一種以上元素。2.根據權利要求1所述的紅色熒光體，其特征在于所述紅色熒光體的通式為lAaXbLy:Rn，其中，1. 8 彡 m 彡 2. 2,4. 5 彡 a 彡 5. 5，7. 5 彡 b 彡 8. 5,0. 00001 ^ y ^ O. 02，O.0001 彡 η 彡 O. 3。3.根據權利要求1或2所述的紅色熒光體，其特征在于所述M元素至少含有Mg、Ca、Sr和Ba中的一種或一種以上元素；Α元素至少含有Si和Ge中的一種或兩種元素；Χ元素至少含有N和O中的一種或兩種元素；L元素至少含有Se和Te中的一種或兩種元素；R元素至少含有Eu、Ce、Mn、Dy和Bi中的一種或一種以上元素。4.根據權利要求3所述的紅色熒光體，其特征在于所述M元素至少含有Ca和Sr中的一種或兩種元素；A元素為Si ；X元素至少含有N和O中的一種或兩種元素；L元素為Se ；R元素至少含有Eu，Ce和Mn中的一種或一種以上元素。5.根據權利要求4所述的紅色熒光體，其特征在于所述M元素為Sr；A元素為Si ；X元素為N ；L元素為Se ；R元素為Eu。6.根據權利要求1或2所述的紅色熒光體，其特征在于所述M元素中包含Ca。7.根據權利要求6所述的紅色熒光體，其特征在于所述M元素為Ca和Sr。8.根據權利要求7所述的紅色熒光體，其特征在于原子個數比Ca/(Ca+Sr)為w%，3< w < 20。9.根據權利要求1或2所述的紅色熒光體，其特征在于所述紅色熒光體中還包含C元素，C元素在所述紅色熒光體中的重量百分比介于O. 001%到O. 4%之間。10.根據權利要求1或2所述的紅色熒光體，其特征在于所述X元素中包含O元素，O元素在所述紅色熒光體中的重量百分比介于O. 01%到5%之間。11.根據權利要求1或2所述的紅色熒光體，其特征在于所述紅色熒光體中包含C元素，X元素中包含O元素，所述C元素在所述紅色熒光體中的重量百分比介于O. 001%到O.4%之間，O元素在所述紅色熒光體中的重量百分比介于O. 01%到5%之間。12.—種權利要求1或2所述紅色熒光體的制備方法，其特征在于包括以下步驟 (1)分別以含M元素的單質或化合物，含A元素的單質或化合物，含X元素的單質或化合物，含...
【專利技術屬性】
技術研發人員：何華強，劉榮輝，劉元紅，何濤，胡運生，黃小衛，李紅衛，
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，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。