荧光粉、其制备方法及具有其的发光器件技术

本发明专利技术提供了一种荧光粉、其制备方法及具有其的发光器件。该荧光粉包含无机化合物，该无机化合物的组成至少包含M元素、A元素、D元素和R元素，其中，M元素是选自Lu、La、Pr、Nd、Sm、Y、Tb和Gd组成的组中的一种或两种元素，且必含Lu；A元素为Si和/或Ge；D元素是选自O、N和F组成的组中的一种或两种元素，且必含N；R元素为Ce和/或Dy。由于Lu

Phosphor, its preparation and its luminescent devices

The present invention provides a phosphor, a preparation method and a light emitting device with the same. The fluorescent powder containing inorganic compounds, the composition of inorganic compounds containing at least M elements, A elements, D elements and R elements, the M element is one or two elements selected from Lu, La, Pr, Nd, Sm, Y, Tb and Gd in the group consisting of, and will contain Lu; the A element is Si and / or Ge; the D element is one or two elements selected from O, N and F in the group consisting of, and will contain N; R elements for Ce and / or Dy. Because of Lu

【技术实现步骤摘要】
荧光粉、其制备方法及具有其的发光器件
本专利技术涉及荧光材料领域，具体而言，涉及一种荧光粉、其制备方法及具有其的发光器件。
技术介绍
白光LED作为一种新型绿色固体光源，相对于传统白炽灯，荧光灯光源具有发光高效率高、能耗低、寿命长、发热少、体积小、不易损坏、响应快、环境友好等优点，在半导体照明和液晶背光显示领域得到了成功的应用。目前，白光LED的主流实现方案为蓝光LED芯片搭配多种发射波长的荧光粉，荧光粉是决定白光LED器件发光效率特别是色温和显色指数等性能的关键因素。铝酸盐系列黄色荧光粉和黄绿色荧光粉是目前最为成熟的荧光粉体系，拥有70％以上的市场容量。大功率白光LED、激光照明和显示作为未来重要的发展趋势，因此对与其配套的荧光粉稳定性提出了更高的要求，铝酸盐系列荧光粉热稳定性已无法满足高密度能量激发需要，日本三菱化学株式会社专利技术了一款新型氮化物荧光粉，其稳定性优于铝酸盐系列荧光粉，具体可参考公开号为CN101663372A和公开号为CN102361956A的专利文件。但是，上述专利文件提供的氮化物荧光粉的发射光谱可调控性困难，导致其光色性能难以根据需求进行灵活调整，进而使其应用受到限制。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种荧光粉、其制备方法及具有其的发光器件，以解决现有技术中荧光粉发射光谱可调控性困难的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种荧光粉，包含无机化合物，该无机化合物的组成至少包含M元素、A元素、D元素和R元素，其中，M元素是选自Lu、La、Pr、Nd、Sm、Y、Tb和Gd组成的组中的一种或两种元素，且必含Lu；A元素为Si和/或Ge；D元素是选自O、N和F组成的组中的一种或两种元素，且必含N；R元素为Ce和/或Dy。进一步地，上述Lu元素在M元素中所占原子摩尔比为1～50％，且无机化合物具有与La3Si6N11相同的晶体结构。进一步地，上述无机化合物的组成式为M3-aAxDy:aR，其中，参数a、x和y满足以下条件：0＜a≤0.8，5≤x≤7，10≤y≤12。进一步地，上述Lu元素在M元素中所占原子摩尔比为1～40％，优选为15～35％。进一步地，上述A元素为Si。进一步地，上述D元素为N。进一步地，上述R元素为Ce或者Ce和Dy的组合。进一步地，0.1≤a≤0.5；5.5≤x≤6.5，优选x＝6；10.5≤y≤11.5，优选y＝11。进一步地，上述M元素包含Lu元素和La元素，优选Lu元素和La元素的原子摩尔数之和占M元素的原子摩尔数的80～100％。进一步地，上述荧光粉激发光谱峰值波长位于420～460nm，且能发射峰值波长覆盖515～540nm的区间。根据本专利技术的另一方面，提供了一种发光器件，包括荧光体和激发光源，该荧光体包括上述的荧光粉。进一步地，上述激发光源为半导体发光二极管或激光光源，优选激发光源的发射峰值波长为400～490nm。进一步地，上述荧光体还包括其他荧光粉，其他荧光粉选自(Y,Gd,Lu,Tb)3(Al,Ga)5O12:Ce3+、β-SiAlON:Eu2+、(Ca,Sr)AlSiN3:Eu2+、(Li,Na,K)2(Ti,Zr,Si,Ge)F6:Mn4+和(Ca,Sr,Ba)MgAl10O17:Eu2+组成的组中的任意一种或多种。根据本专利技术的另一方面，提供了一种上述的荧光粉的制备方法，包括：步骤1)，以选自M元素、A元素、D元素和R元素的单质、氮化物、氧化物或它们的合金为原料，将原料混合得到混合体；步骤2)，将混合体放入容器并在氮气或其他非氧化气氛下焙烧，得到焙烧产物，其中，最高烧结温度范围为1500～2000℃，保温时间为5～20h；步骤3)，将焙烧产物依次进行破碎、洗涤、过筛和烘干处理得到荧光粉。进一步地，按照化学式M3-aAxDy:aR中各元素的摩尔比称取原料。应用本专利技术的技术方案，由于Lu3+的离子半径较La3+的离子半径小，因此，当形成荧光粉的无机化合物中含有Lu元素时，会导致原来的配体位收缩，为了减小由于配体位收缩导致的晶格畸变，与之相邻的配体位发生膨胀，导致原有晶体场环境减弱，使得具有该无机化合物的荧光粉的发射光谱易于调控，甚至可以调控至绿光区域，进而使其光色性能可以根据需求进行灵活调整；且其热稳定性较好，能够满足高密度能量激发需要。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了根据本专利技术的实施例1的荧光粉的XRD衍射图；图2示出了根据本专利技术的实施例1的荧光粉的激发光谱和发射光谱。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本专利技术。如
技术介绍
所记载的，现有的氮化物荧光粉虽然热稳定性较好，但是其发射光谱可调控性困难，导致其光色性能难以根据需求进行灵活调整，进而使其应用受到限制，为了解决该问题，本申请提供了一种荧光粉、其制备方法和具有该荧光粉的发光器件。在本申请一种典型的实施方式中，提供了一种荧光粉，包含无机化合物，该无机化合物的组成至少包含M元素、A元素、D元素和R元素，其中，所述M元素是选自Lu、La、Pr、Nd、Sm、Y、Tb和Gd组成的组中的一种或两种元素，且必含Lu；所述A元素为Si和/或Ge；所述D元素是选自O、N和F组成的组中的一种或两种元素，且必含N；所述R元素为Ce和/或Dy。上述无机化合物是作为荧光粉的一个组成部分或者作为荧光粉使用，因此其组成在具有包含上述元素基础上，具备形成荧光粉晶体结构，或者可以理解为利用上述几种元素去替换现有技术中形成荧光粉的无机化合物的相应元素，比如利用M元素去替换相应的镧系元素。以下理论阐述均是在具有荧光粉晶体结构前提下展开的，由于Lu3+的离子半径较La3+的离子半径小，因此，当形成荧光粉的无机化合物中含有Lu元素时，会导致原来的配体位收缩，为了减小由于配体位收缩导致的晶格畸变，与之相邻的配体位发生膨胀，导致原有晶体场环境减弱，使得具有该无机化合物的荧光粉的发射光谱易于调控，甚至可以调控至绿光区域，进而使其光色性能可以根据需求进行灵活调整；且其热稳定性较好，能够满足高密度能量激发需要。基于上述原理考虑，优选上述Lu元素在M元素中所占原子摩尔比为1～50％，在上述无机化合物中，随着Lu元素含量增加，荧光粉的发射光谱的蓝移或者红移越明显，因此，可以获得不同光色性能的荧光粉。且无机化合物具有与La3Si6N11相同的晶体结构，La3Si6N11为四方晶系，具有P4bm的空间群。具有该晶体结构的荧光粉在保证原来La3Si6N11:Ce3+荧光粉优异的温度特性的情况下，其光谱峰值波长可由原来固定的535nm调控至515nm。在本申请一种优选的实施例中，为了使得本申请的无机化合物的物相较为纯净，优选上述无机化合物的组成式为M3-aAxDy:aR，其中，参数a、x和y满足以下条件：0＜a≤0.8，5≤x≤7，10≤y≤12。如果A、D相对含量变化较大，有可能改变目标产物的晶体结构，因此对A、D的含量优化，有利于上述组成的无机化合物主要生成相含量较多，杂相含量较少，保证生成的主相为所需的目标结构，有益于提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种荧光粉，包含无机化合物，其特征在于，所述无机化合物的组成至少包含M元素、A元素、D元素和R元素，其中，所述M元素是选自Lu、La、Pr、Nd、Sm、Y、Tb和Gd组成的组中的一种或两种元素，且必含Lu；所述A元素为Si和/或Ge；所述D元素是选自O、N和F组成的组中的一种或两种元素，且必含N；所述R元素为Ce和/或Dy。

【技术特征摘要】
2016.06.30 CN 20161050946591.一种荧光粉，包含无机化合物，其特征在于，所述无机化合物的组成至少包含M元素、A元素、D元素和R元素，其中，所述M元素是选自Lu、La、Pr、Nd、Sm、Y、Tb和Gd组成的组中的一种或两种元素，且必含Lu；所述A元素为Si和/或Ge；所述D元素是选自O、N和F组成的组中的一种或两种元素，且必含N；所述R元素为Ce和/或Dy。2.根据权利要求1所述的荧光粉，其特征在于，所述Lu元素在所述M元素中所占原子摩尔比为1～50％，且所述无机化合物具有与La3Si6N11相同的晶体结构。3.根据权利要求2所述的荧光粉，其特征在于，所述无机化合物的组成式为M3-aAxDy:aR，其中，参数a、x和y满足以下条件：0＜a≤0.8，5≤x≤7，10≤y≤12。4.根据权利要求3所述的荧光粉，其特征在于，所述Lu元素在所述M元素中所占原子摩尔比为1～40％，优选为15～35％。5.根据权利要求3所述的荧光粉，其特征在于，所述A元素为Si。6.根据权利要求3所述的荧光粉，其特征在于，所述D元素为N。7.根据权利要求3至6中任一项所述的荧光粉，其特征在于，所述R元素为Ce或者Ce和Dy的组合。8.根据权利要求7所述的荧光粉，其特征在于，0.1≤a≤0.5；5.5≤x≤6.5，优选x＝6；10.5≤y≤11.5，优选y＝11。9.根据权利要求8所述的荧光粉，其特征在于，所述M元素包含Lu元素和La元素，优选所述Lu元素和所述La元素的原...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘荣辉，庄卫东，杜甫，刘元红，高慰，张霞，徐会兵，燕春培，张小伟，
申请(专利权)人：有研稀土新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11