[发明专利]一种氮化物荧光粉、其制备方法及含该荧光粉的发光装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种可被紫外、紫光或蓝光LED(Light Emitting Diode)有效激发的氮化物荧光粉、其制备方法及含该荧光粉的发光装置，属于半导体技术领域。

背景技术

白光发光二极管(白光LED)具有低电压、高光效、低能耗、长寿命、无污染等优点，在半导体照明及液晶平板显示领域得到了成功的应用。目前白光LED的实现方式主要分为两种：第一种是三基色(红、蓝、绿)LED芯片的组合；另一种是用LED激发荧光粉混合形成白光，即用蓝光LED芯片配合发黄光的荧光粉，或者用蓝光LED配合发绿色光和红色光的两种荧光粉，或者用紫外或紫光LED去激发红、绿、蓝三种荧光粉等。在这些实现方式中，蓝光LED芯片配合YAG:Ce黄色荧光粉的方式简单、易行、且价格相对低廉，成为白光LED的主流方案。然而使用这种方式形成的白光光谱中缺少红色成分，需要加入红色荧光粉，以获得高显色、低色温的白光LED产品。

氮/氮氧化物荧光粉问世以来，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。然而目前氮化物荧光粉(例如，专利文献EP1104799A1、WO2005/052087、CN100340631C、CN101090953A中公开的荧光粉)的发光效率仍需要进一步提升。另一方面，该类荧光粉在制备工艺上普遍存在对设备要求比较苛刻的现象(通常需高温、高压环境)，成本高且工艺复杂。为了便于氮化物荧光粉在白光LED上广泛应用，急需解决该类荧光粉发光效率及制备工艺中存在的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种具有更高发光效率、更宽光谱分布及更好化学稳定性的LED用氮化物荧光粉。

本发明的另一目的在于提供一种简单易行的上述荧光粉的制备方法。

本发明的又一个目的在于提供一种包含上述氮化物荧光粉的具有优异的光效及显色性能的发光装置。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种氮化物荧光粉，该荧光粉的化学式为M_3-x/2-d(N_2-x，O_x)·aA_1-y/3(N_1-y，O_y)·bD_3-z/4(N_4-z，O_z)·cX_mN_n:dR，其中M元素至少包含Be、Mg、Ca、Sr、Ba和Zn中的一种或一种以上元素；A元素至少包含B、Al、Ga、La、Gd、Sc和Y中的一种或一种以上元素；D元素至少包含Si、Ge和Ti中的一种或一种以上元素；X元素至少包含Se和Te中的一种或两种元素；R元素至少包含Ce、Eu和Mn中的一种或一种以上元素，0.0001≤x≤0.05，0.0001≤y≤0.05，0.0001≤z≤0.05，2.8≤a≤3.2，0.8≤b≤1.2，0.0001≤c≤0.1，0.001≤d≤0.2，0.8≤m≤4.2，1.8≤n≤4.5。

所述X元素必含有Se。所述M元素必含有Ca，A元素必含有Al，D元素必含有Si，X元素必含有Se，R元素必含有Eu。

所述M元素包含Ca，或含有Sr和Ba中的一种或两种和Ca；A元素包含Al，或含有B和Ga中的至少一种或两种和Al；D元素包含Si，或Si和Ge；X元素包含Se；R元素包含Eu，或Eu和Mn。

所述M元素优选为Sr和Ca，原子数比Ca/(Sr+Ca)为w，其中0.03≤w≤0.2。

本发明的氮化物荧光粉中还含有C，其中C在所述荧光粉中的重量百分比介于0.001％到0.4％之间。