本发明专利技术公开了一种荧光粉、其制备方法及包括其的发光装置。该荧光粉具有Sr2Si5N8结构，按重量百分含量计包含32％-45％的碱土金属元素、25％-38％的Si元素、22％-27％的N元素、0.05-0.5％的O元素、0％-0.5％的Al元素、0.2％-13％的Eu元素，且在该荧光粉颗粒中，由颗粒表面向颗粒中心方向延伸的0-50nm范围内任意单位体积中Al元素的重量百分含量和Si元素的重量百分含量之和与该范围外任意单位体积中Si元素的重量百分含量之间的比值为m，m的取值范围为：1.2≤m≤2.5。本发明专利技术所提供的上述荧光粉具有较高的发光效率。
【技术实现步骤摘要】
荧光粉、其制备方法及包括其的发光装置
本专利技术涉及发光材料领域，具体而言，涉及一种荧光粉、其制备方法及包括其的发光装置。
技术介绍
白光LED作为新型的固体光源，以其高光效、低能耗、长寿命、无污染等众多优势，在照明和显示领域得到了广泛的应用。目前白光LED的实现方式以单一蓝光/紫外芯片复合荧光粉为主，该方案简单、易行且价格相对低廉。在白光LED的实现过程中，红色荧光物质作为红、绿、蓝三基色中的重要组成部分不可或缺，除了用于补偿“蓝光LED+YAG:Ce3+”中的红色缺乏外，它还可以与蓝光LED及绿色荧光粉配合产生白光，或者与绿、蓝色荧光物质及紫光或紫外LED配合产生白光，更重要的是它能够对白光LED的显色指数和色温进行有效的调节。目前已经报道的LED用红色荧光粉当中，以Eu2+或者Eu3+激活的荧光粉为主，具有代表性的包括Eu2+激活的硫化物红粉(Ca，Sr)S:Eu2+、Eu3+激活的氧化物红粉Y2O3:Eu3+、Eu3+激活的Y(V，P)O4:Eu3+和CaMoO4:Eu3+等。其中(Ca，Sr)S:Eu2+其稳定性和光衰等问题极大地制约了其在白光LED上的应用，而Eu3+激活的荧光粉的激发光谱在380nm以上的长波紫外和可见光区均是一些锐线谱图，在应用时加大了对匹配芯片的精确筛选和有效控制的难度，更主要的是这类荧光粉的激发效率在长波紫外和可见蓝光区域均非常低，难以满足白光LED的要求。为了改善荧光粉的性能，以满足白光LED的要求，氮/氮氧化物荧光粉被研发人员所提出，且这种氮/氮氧化物荧光粉受到了广泛关注。该类荧光粉的阴离子基团含有高负电荷的N3-，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。作为新型的具有代表的Sr2Si5N8结构的氮化物荧光粉，其基质具有紧密的网络结构，且相对亮度较低，从而在LED使用过程中影响器件的性能。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种荧光粉、其制备方法及包括其的发光装置，以提高荧光粉的发光效率。为了实现上述目的，本专利技术的一个方面，提供了一种荧光粉，荧光粉为Sr2Si5N8结构，按重量百分含量计包含32％-45％的碱土金属元素、25％-38％的Si元素、22％-27％的N元素、0.05-0.5％的O元素、0％-0.5％的Al元素、0.2％-13％的Eu元素，且荧光粉颗粒中由颗粒表面向颗粒中心方向延伸的0-50nm范围内任意单位体积中Al元素的重量百分含量和Si元素的重量百分含量之和与该范围外任意单位体积中Si元素的重量百分含量之间的比值为m，m的取值范围为：1.2≤m≤2.5。进一步地，上述荧光粉按重量百分含量计由32％-45％的碱土金属元素、25％-38％的Si元素、22％-27％的N元素、0.05-0.5％的O元素、0％-0.5％的Al元素、0.2％-13％的Eu元素组成。进一步地，上述荧光粉按重量百分含量计由35.6％-44.9％的碱土金属元素、25.2％-36.9％的Si元素、23.7％-26.8％的N元素、0.09％-0.5％的O元素、0-0.48％的Al元素、0.36-2.81％的Eu元素组成进一步地，上述荧光粉中m的取值范围为1.26≤m≤2.11。进一步地，上述荧光粉中碱土金属元素为Ca、Sr、和Ba中的一种或多种。进一步地，上述荧光粉中碱土金属元素为Sr。根据本专利技术的第二个方面，提供了一种荧光粉的制备方法，包括以下步骤：以碱土金属、Si及Eu的氮化物为原料，进行一次混合，将一次混合物在1500-1800℃、氮气和/或氢气气氛中焙烧5-20h获得焙烧产物；以Si的氧化物和/或Al的氧化物为原料与焙烧产物进行二次混合，将二次混合物在1500-1700℃、氮气和/或氢气气氛中热处理0.5-2h，得到所需要的荧光粉；上述各原料的用量根据上述的荧光粉中各元素的重量百分含量称量，其中Si的氮化物的用量与Si的氧化物的用量匹配为使得所制备的荧光粉颗粒中由颗粒表面向颗粒中心方向延伸的0-50nm范围内任意单位体积中Al元素的重量百分含量和Si元素的重量百分含量之和与该范围外任意单位体积中Si元素的重量百分含量之间的比值为m，m的取值范围为：1.2≤m≤2.5。进一步地，上述荧光粉的制备方法中在对一次混合物完成焙烧处理后进行第一次后处理，对二次混合物完成热处理后进行第二次后处理，第一次后处理和第二次后处理的方式分别包括破碎、洗涤、和分级中的至少一种。根据本专利技术的第三个方面，提供了一种发光装置，包含上述的荧光粉。进一步地，上述发光装置还含有其它荧光粉，其他荧光粉包括：(Y，Gd，Lu，Tb)3(Al，Ga)5O12:Ce、(Mg，Ca，Sr，Ba)2SiO4:Eu、(Ca，Sr)3SiO5:Eu、(La，Ca)3Si6N11:Ce、α-SiAlON:Eu、β-SiAlON:Eu、Ba3Si6O12N2:Eu、Ca3(Sc，Mg)2Si3O12:Ce、CaSc2O4:Eu、BaAl8O13:Eu、(Ca，Sr，Ba)Al2O4:Eu、(Sr，Ca，Ba)(Al，Ga，In)2S4:Eu、(Ca，Sr)8(Mg，Zn)(SiO4)4C12:Eu/Mn、(Ca，Sr，Ba)3MgSi2O8:Eu/Mn、(Ca，Sr，Ba)2(Mg，Zn)Si2O7:Eu、Zn2SiO4:Mn、(Y，Gd)BO3:Tb、ZnS:Cu，Cl/Al、ZnS:Ag，Cl/Al、(Sr，Ca)2Si5N8:Eu、(Li，Na，K)3ZrF7:Mn、(Li，Na，K)2(Ti，Zr)F6:Mn、(Ca，Sr，Ba)(Ti，Zr)F6:Mn、Ba0.65Zr0.35F2.7:Mn、(Sr，Ca)S:Eu、(Y，Gd)BO3:Eu、(Y，Gd)(V，P)O4:Eu、Y2O3:Eu、(Sr，Ca，Ba，Mg)5(PO4)3Cl:Eu、(Ca，Sr，Ba)MgAl10O17:Eu、(Ca，Sr，Ba)Si2O2N2:Eu、3.5MgO·0.5MgF2·GeO2:Mn中的一种或一种以上。本专利技术所提供的荧光粉、其制备方法及包括其的发光装置，通过将Eu作为激发物与碱土金属元素、Si元素、N元素、O元素、Al元素按照一定的比例配置形成具有Sr2Si5N8结构的荧光粉，使得荧光粉具有紧密的网络结构，进而保持稳定的物理化学性质。并通过将各元素控制在上述配比范围内的同时，协同控制荧光粉颗粒中由颗粒表面向颗粒中心方向延伸的0-50nm范围内任意单位体积中Al元素的重量百分含量和Si元素的重量百分含量之和与该范围外任意单位体积中Si元素的重量百分含量之间的比值为m，以提高荧光粉的发光效率。同时，本专利技术所提供的荧光粉的制备方法简单易行、无污染、且成本低。另外，本专利技术荧光粉可以结合其它荧光粉制成发光装置，该发光装置具有低色温、高光效、高显色性能的特点。附图说明附图构成本说明书的一部分、用于进一步理解本申请，附图示出了本申请的优选实施例，并与说明书一起用来说明本申本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种荧光粉，其特征在于，所述荧光粉为Sr2Si5N8结构，按重量百分含量计包含32％?45％的碱土金属元素、25％?38％的Si元素、22％?27％的N元素、0.05?0.5％的O元素、0％?0.5％的Al元素、0.2％?13％的Eu元素，且所述荧光粉颗粒中由颗粒表面向颗粒中心方向延伸的0?50nm范围内任意单位体积中Al元素的重量百分含量和Si元素的重量百分含量之和与该范围外任意单位体积中Si元素的重量百分含量之间的比值为m，m的取值范围为：1.2≤m≤2.5。
【技术特征摘要】
1.一种荧光粉，其特征在于，所述荧光粉为Sr2Si5N8结构，按重量百分含量计包含32％-45％的碱土金属元素、25％-38％的Si元素、22％-27％的N元素、0.05％-0.5％的O元素、0％-0.5％的Al元素、0.2％-13％的Eu元素，且所述荧光粉颗粒中由颗粒表面向颗粒中心方向延伸的0-50nm范围内任意单位体积中Al元素的重量百分含量和Si元素的重量百分含量之和与该范围外任意单位体积中Si元素的重量百分含量之间的比值为m，m的取值范围为：1.2≤m≤2.5。2.根据权利要求1所述的荧光粉，其特征在于，所述荧光粉按重量百分含量计由32％-45％的碱土金属元素、25％-38％的Si元素、22％-27％的N元素、0.05％-0.5％的O元素、0％-0.5％的Al元素、0.2％-13％的Eu元素组成。3.根据权利要求2所述的荧光粉，其特征在于，所述荧光粉按重量百分含量计由35.6％-44.9％的碱土金属元素、25.2％-36.9％的Si元素、23.7％-26.8％的N元素、0.09％-0.5％的O元素、0-0.48％的Al元素、0.36％-2.81％的Eu元素组成。4.根据权利要求1至3中任一项所述的荧光粉，其特征在于，所述m的取值范围为1.26≤m≤2.11。5.根据权利要求1所述的荧光粉，其特征在于，所述碱土金属元素为Ca、Sr、和Ba中的一种或多种。6.根据权利要求5所述的荧光粉，其特征在于，所述碱土金属元素为Sr。7.一种如权利要求1至6中任一项所述荧光粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：以碱土金属、Si及Eu的氮化物为原料，进行一次混合，将一次混合物在1500-1800℃、氮气和/或氢气气氛中焙烧5-20h获得焙烧产物；以Si的氧化物和/或Al的氧化物为原料与所述焙烧产物进行二次混合，将二次混合物在1500-1700℃、氮气和/或氢气气氛中热处理0.5-2h，得到所需要的荧光粉；上述各原料的用量根据权利要求1至6中任一项所述的荧光粉中各元素的重量百分含量称量，其中Si的氮化物的用量与Si的氧化物的用量匹配为使得所制备的荧光粉颗粒中由颗粒表面向颗粒中...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘荣辉，刘元红，徐会兵，何华强，高慰，何涛，陈观通，夏天，
申请(专利权)人：北京有色金属研究总院，有研稀土新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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