一种荧光粉及其制备方法和含该荧光粉的发光器件技术

技术编号:11027218 阅读:133 留言:0更新日期:2015-02-11 14:42
本发明专利技术公开了一种荧光粉,其制备方法和含该荧光粉的发光器件。该荧光粉的化学组成为AXZ3-xAl2LiyE3-y(DmNnO12-m-n),其中A为Na、K、Rb或Cs中的一种或一种以上元素,Z为Ce、Sc、Y、La、Gd、Tb或Lu中的一种或一种以上元素,E为B、Al、In或Ga中的一种或一种以上元素,D为F或Cl中的一种或两种元素,O<x<3,0<y<3,m>n>O,m+n<12,2x+2y=m-n。本发明专利技术荧光粉拥有全新的化学组成、且发光强度较高,不会发生电荷不平衡这一现象,从而避免了荧光粉发光强度的降低。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种荧光粉,其制备方法和含该荧光粉的发光器件。该荧光粉的化学组成为AXZ3-xAl2LiyE3-y(DmNnO12-m-n),其中A为Na、K、Rb或Cs中的一种或一种以上元素,Z为Ce、Sc、Y、La、Gd、Tb或Lu中的一种或一种以上元素,E为B、Al、In或Ga中的一种或一种以上元素,D为F或Cl中的一种或两种元素,O<x<3,0<y<3,m>n>O,m+n<12,2x+2y=m-n。本专利技术荧光粉拥有全新的化学组成、且发光强度较高,不会发生电荷不平衡这一现象,从而避免了荧光粉发光强度的降低。【专利说明】一种荧光粉及其制备方法和含该荧光粉的发光器件
本专利技术涉及一种荧光粉,本专利技术还涉及该荧光粉的制备方法和含该荧光粉的发光器件,为无机发光材料

技术介绍
LED (Light emitting d1de)是一种能将电能转化为光能的半导体器件。由于白光LED具有高效、节能、环保、结构坚固、使用寿命长及响应时间短等优点,目前已广泛应用于指示、背光源及照明领域。 目前常见的白光LED中,多选用GaInN芯片作为激发光源。芯片发出的蓝光激发涂覆在芯片上方的荧光粉,荧光粉发出的光(多数的产品设计中选择能发出黄光的YAG:Ce突光粉)和芯片中未被吸收的蓝光复合得到白光。因此突光粉对于白光LED的发光是不可或缺的。 石榴石是一类矿物的总称。YAG = Ce基质结构的化学式为Y3Al5O12,矿物学名称为钇铝石榴石,Ce在此结构中取代Y做发光中心。1967年(非专利文献一)《彩电飞点阴极射线管用黄色突光粉 Y3Al5O12: Ce3+》(A new phosphor for flying spot cathode raytubes for color televis1n:yellow emitting Y3Al5O12:Ce3+,Applied Physics Letters,Volume 11,Issue 2,53-55,1967) —文首先报道了 YAG:Ce 的发光性质。1996 年,日本日亚化学公司获得了将YAG = Ce荧光粉结合蓝光GaInN芯片从而发出白光的美国专利5998925(专利文献一)。美国通用电气公司在其申请的美国专利6409938中(专利文献二),公开了一种化学式为(Y1IzCexGdz) 3A15 (O, F) 12的黄色荧光粉,该专利指出,当用F-部分取代02_后,使得荧光粉的量子效率和亮度有所提高。但需要指出的是,该专利给出的荧光粉(YmCexGdz)3Al5 (0,F) 12化学式中,正负电荷不平衡,负电荷少而正电荷多,因此所得荧光粉的晶体结构内部可能存在某些阳离子空位(显电负性)以平衡多余的正电荷,而空位是荧光粉发光的淬灭中心,空位的存在使得荧光粉的发光强度有所降低;同时该专利中的荧光粉合成时需使用含F原料,而氟化物在高温下都比较容易挥发,但该专利文件中未对烧结压力做任何的限定。德国的欧司朗公司在2003年获得了号码为666986的美国专利(专利文献三),该专利中给出的荧光粉化学式为Tb3Al5O12 = Ce(TAG = Ce)。TAG在矿物学上叫铽铝石榴石,其晶体结构与YAG的完全相同,为立方晶系,空间群是Ia3d。但TAG:Ce与YAGiCe的发光性质不同,这是因为这两种荧光粉基质的晶胞参数存在一定差别,使得发光中心Ce所处的晶体场不同,荧光粉的发光性质也就有所区别。北京有色金属研究总院在申请的中国专利200610114519.8(专利文献四)中,给出了一种化学式为LnaMb(0,F)12: (R3+,M' 2+)x荧光粉,其中M'正二价元素,Ln为正三价的稀土元素。该专利中,正二价的M'元素取代正三价的稀土元素,负一价的F元素取代负二价的O元素,即通过双掺杂的办法来平衡因F取代O导致的电荷不平衡;该专利中的荧光粉合成时需使用含F原料,而氟化物在高温下都比较容易挥发,但该专利文件中也未对烧结压力做任何的限定。美国通用电气在美国申请的专利20060197443(专利文献五)中,给出一种使用负三价N取代负二价O的、化学式为(REhCex)3Al…_wSiyGazScw012_yNy的荧光粉,这里RE为Lu、Gd、Y、或Tb中的一种或多种。该专利指出,通过S1-N键取代Al-O键,使得荧光粉发射光谱的主峰向红光方向移动。 非专利文献2《{Na3} (Li3) F12 (Μ = Al、Cr或Fe)的液相合成及性质》(Synthesis of fluoride garnets {Na3} (Li3)F12 (M = Al, Cr, and Fe) from aqueoussolut1n and their properties,Journal of Solid State Chemistry,Volume 20,Issue 3,261-265,1977)中报道了一种完全不同于YAG或者TAG的石槽石结构,即一种氟石槽石结构,而关于其发光性质,目前未见专利及非专利文献报道。 在合成氧化物荧光粉的过程中,氟化物可作为助熔剂或原料。氟化物在常压、高温下易挥发,因此当氟化物作为荧光粉的合成原料时,由于氟化物的挥发,使得最终合成荧光粉的化学计量比不易控制。同时,通常情况下荧光粉都采用一次还原烧成工艺,即依据荧光粉的化学组成进行配料,混合均匀后在高温炉内烧结而成,之后将烧结好的荧光粉进行破碎、清洗及分级等后处理工艺即可使用。但上述后处理工艺会使得荧光粉的表面缺陷较多,导致荧光粉的发光强度下降。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对技术现状另提供一种发光强度较高的荧光粉。 本专利技术所要解决的又一个技术问题是另提供一种发光强度较高的荧光粉的制备方法。 本专利技术所要解决的又一个技术问题是另提供一种由发光强度较高的荧光粉制成的发光器件。 本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种荧光粉,其特征在于:其化学组成为AxZ3_xAl2LiyE3_y(DmNn012_m_n),其中A为Na、K、Rb或Cs中的一种或一种以上元素,Z为Ce、Sc、Y、La、Gd、Tb或Lu中的一种或一种以上元素,E为Β、Α1、Ιη或Ga中的一种或一种以上元素,D为F或Cl中的一种或两种元素,O < X < 3,0 < y < 3,m > η > 0,m+n < 12,2x+2y = m—n。 所述化学组成中,A为Na、K、Rb或Cs中的一种或一种以上元素,必含有Na ;Z为Ce、Sc、Y、La、Gd、Tb或Lu中的一种或一种以上元素,必含有Ce ;E为B、A1、In或Ga中的一种或一种以上元素;D为F或Cl中的一种或两种元素,必含有F。 所述化学组成中,Ce为发光中心。 所述化学组成表示的物质在紫外线、可见光及电子射线中的任何一种光的激发下的荧光范围是480?620nm。 所述化学组成表示的物质的平均粒径为I?100 μ m。 一种荧光粉的制备方法,其特征在于包括如下步骤:以含A、Z、E、L1、Al元素的氧化物或者卤化物或者氮化物为原料,按照化学计量比称取相应质量的原料,混本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种荧光粉,其特征在于:其化学组成为AxZ3‑xAl2LiyE3‑y(DmNnO12‑m‑n),其中A为Na、K、Rb或Cs中的一种或一种以上元素,Z为Ce、Sc、Y、La、Gd、Tb或Lu中的一种或一种以上元素,E为B、Al、In或Ga中的一种或一种以上元素,D为F或Cl中的一种或两种元素,0<x<3,0<y<3,m>n>0,m+n<12,2x+2y=m‑n。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:张日光周天亮朱小清林胜王义飞
申请(专利权)人:宁波升谱光电半导体有限公司
类型:发明
国别省市:浙江;33

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