[发明专利]一种红色荧光体及其应用

说明书

本发明涉及一种红色荧光体及其应用，该荧光体化学组成通式为：A_aM_bR_cD_dE_eB_fAl₄O_x：Mn⁴⁺_y，其中，A为一价元素Li、Na、K、Rb、Cs中至少一种；M为二价元素Ca、Sr、Ba、Mg、Zn、Cd、Ni、Pb中至少一种；R为三价元素Y、La、Ce、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Bi中至少一种；D为Sc、Ga、In、P、V、Nb、Ta、Si、Ge、Sn、Sb、Zr、Hf、Ti、Cr中至少一种；E为F、Cl、Br、N中至少一种；B为硼；Al为铝；O为氧；Mn⁴⁺为四价锰；0≤a≤8，0≤b≤20，0≤c≤8，0≤d≤4，0≤e≤4，0≤f≤6，6＜x≤50，0＜y≤2，0＜a+e+f。本发明的荧光体具有优异的红光特性。

技术领域

本发明涉及固体发光材料领域，具体来说涉及一种红色荧光体，还涉及含有这种红色荧光体的发光元件及颜料。

背景技术

荧光体被应用于照明与显示的各个领域，尤其是随着半导体照明技术的发展，应用于白光LED中的荧光体受到了越来越广泛的关注。白光LED光电转换效率高、节能环保、使用寿命长、安全可靠，被公认为下一代绿色照明光源。当前实现白光LED主要有3种途径，第一种是通过红、绿和蓝色LED芯片组合形成白光，但是通过这种方法实现白光比较困难，因为要考虑到三个不同颜色芯片的驱动特性，电路设计上很复杂。第二种是运用量子效应，运用不同粒径尺寸的同一种半导体制备LED芯片以实现白光，这种方法实现的白光LED具有较高的效率，但是成本较高，同时技术上也不成熟。第三种是使用发紫外光或者蓝光的LED芯片加上荧光体来实现白光，这种方法是最简单易行，同时也是最成熟的方法。

LED作为新一代节能环保的绿色照明光源受到了世界各国的高度关注，利用紫外或蓝光LED激发荧光体而产生白光是目前白光LED发展的主流，荧光体的性能直接影响白光LED的亮度、色温、热稳定性及显色性等。目前白光LED中实际使用的红色荧光体只有Sr₂Si₅N₈：Eu红粉和CaAlSiN₃：Eu红粉。这两种氮化物红粉合成困难，成本较高，且其发光效率也有待于进一步提高。

综上所述，目前使用的氮化物红色荧光体存在成本高、发光效率偏低的不足，因此开发新型高效的LED用红色荧光体成为国内外研究的热点。

在紫外或蓝光激发下，呈现红色荧光的Mn⁴⁺离子激活的发光材料，具有合成温度低、发光亮度高和化学性能稳定的优点，且Mn⁴⁺离子的发光性质如吸收和发射峰的位置、发光效率、热淬灭温度等极大地取决于其所处的晶体环境，因此研究Mn⁴⁺离子激活的发光材料是开发新型红色荧光体的优异选择。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种物理化学稳定性良好的Mn⁴⁺离子激活的红色荧光体，其比现有红色荧光体具有稳定性好、成本低、光效高的特性。

本发明的另一个目的是使用这种红色荧光体提供成本低、光效高的发光元件。

本发明的另一个目的是提供使用了这种红色荧光体的颜料。

为了解决上述课题，本发明的发明人对以Mn⁴⁺为主要激活剂的各种荧光体进行了深入研究，从而实现了本发明。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：