[发明专利]氮化物荧光体及其制造方法与发光装置

说明书

技术领域

本发明关于一种具备高辉度和耐久性的新颖荧光体以及制备该荧光体的方法、该方法制得的荧光体，特别地，关于一种适用于显示器(Display)或发光二极管(Light-emitting diode)等装置且经激发后发出红色波长光的红色荧光体。本发明还提供一种包含该红色荧光体的发光装置。

背景技术

在节能与环保的诉求下，开发高效率、省能源并符合环保需求的照明光源已成为重要的研究课题，其中尤以白光发光二极管(light-emitting diodes，LED)因具有体积小、发热量低、耗电量小、寿命长等优点，且又无白炽灯泡高耗电、易碎及日光灯废弃物含汞污染等缺点，进而成为取代传统照明灯具的重要技术。目前用于照明上的白光发光装置大多数是以蓝光为激发光源搭配黄色荧光体为主要潮流。然而，上述白光发光装置所发出的白光中红光波段较不足，使得该白光的演色性与色彩饱和度明显不足，且现有技术中的黄色荧光体发光效率不佳，使得白光辉度不佳，为解决上述问题，近年积极开发将黄色荧光体中混入可发出红光的荧光体，以提升该白光的演色性与色彩饱和度，且通过该红色荧光体来补足黄色荧光体发光效率不佳的缺点。

目前已知的红色荧光体如Sr₂Si₅N₈:Eu、CaAlSiN₃:Eu或赛隆(sialon)荧光体(一般式为M_zSi_12-(m+n)Al_m+nO_nN_16-n)。然而，由于Sr₂Si₅N₈:Eu荧光体晶体本身耐热性不佳，所以长期使用时有辉度和演色性下降的缺点；赛隆荧光体虽然无耐久性问题，但是其发光辉度明显不足，所以在商业使用上并不普及；而CaAlSiN₃:Eu荧光体虽然有较佳的耐久性且相较于塞隆荧光体而言具有较佳的辉度，但业界仍期待具有更高辉度的荧光体，且能使发光装置具有较高的发光效率。

针对上述CaAlSiN₃:Eu系列的红色荧光体，如Ca_mAl_aSi_bN_n:Eu_z，其中，(m+z)∶a∶b∶n＝1∶1∶1∶3。虽可通过碱金属的添加来增加发光辉度，然而实际上辉度的改善幅度并不大，甚至荧光体的辉度保持率有明显降低的现象产生，所以改良效果不佳，无法发挥其最佳化效果，因此尚无法实际满足业界需求。

此外，虽有针对CaAlSiN₃:Eu系列的红色荧光体进行组成调整，例如调整Al/Si大于1。这虽然可提高荧光体发光辉度，然而其发光辉度保持率却呈现明显下滑趋势，因此发光辉度实质上难以提升。

由上面的描述可知，仍需发展出一种可比现有技术中的红色荧光体更具有高辉度且耐久性高的红色荧光体，并且在后续应用中能提升白光的实用性与演色性。

发明内容

鉴于上述问题，因此本发明的目的在于提供高辉度与高耐久性的荧光体。

该荧光体，组成式为I_i-M_m-A_a-B_b-O_t-N_n:Z_r，其中，I选自于锂、钠及钾所组成的群组，M选自于钙、锶、镁、钡、铍及锌所组成的群组，A选自于铝、镓、铟、钪、钇、镧、钆及镥所组成的群组，B选自于硅、锗、锡、钛、锆及铪所组成的群组，Z元素选自于铕及铈所组成的群组；令m+r＝1，0＜i＜0.25，0＜a＜1，0＜b＜2，1.15＜b/a＜1.4，0≤t≤0.7，2.1≤n≤4.4，0.001≤r≤0.095。

此外，本发明的荧光体中，较佳地1.25＜b/a＜1.4。

此外，本发明的荧光体中，更佳地0.001≤i≤0.2。

此外，本发明的荧光体中，荧光体还属于单斜晶系，其中，M元素例如含有钙元素及锶元素。

此外，本发明的荧光体中，锶元素的含量占M元素的比例大于20％。

此外，本发明的荧光体中，其中a+0.5i＝1。

此外，本发明的荧光体中，较佳地0.1≤t≤0.7。

此外，本发明的荧光体中，M选自于钙、锶所组成的群组，A至少含有铝，B至少含有硅，Z至少含有铕。