[发明专利]一种氮氧化物发光颗粒及其制备方法、氮氧化物发光体和发光器件

说明书

技术领域

本发明属于LED荧光体及发光器件技术领域，特别是涉及一种可被紫外光、紫光或蓝光有效激发的氮氧化物发光颗粒及其制备方法、氮氧化物发光体和发光器件。

背景技术

当今以发光二极管(LED)为代表的半导体照明电光源被誉为继白炽灯、日光灯和节能灯之后的第四代照明电光源，被称为“21世纪绿色光源”。

随着半导体照明进入普通照明领域，加快开发高显色、抗老化和低光衰的白光LED迫在眉睫。现有制造白光LED的方法主要有：一是在蓝光LED芯片上涂敷黄色荧光粉(YAG)而实现白光发射，但YAG荧光粉存在着色温偏高、显色指数偏低的不足，不能满足半导体照明的要求；虽然YAG荧光粉的发射光谱非常宽，但位于红光区域的发射强度非常弱，导致同蓝光LED芯片混合后存在红光缺乏的现象，从而影响白光LED的相关色温及显色指数。二是在蓝光LED芯片上涂敷绿色和红色荧光粉来解决上述问题，然而红色荧光粉也同样存在着不少问题，如CaS:Eu²⁺光衰大、化学稳定性差，CaMoO₄:Eu²⁺激发范围窄，Y₂O₃:Eu³⁺和Y₂O₂S:Eu³⁺在蓝光区吸收弱能量转化效率低，M₂Si₅N₈:Eu²⁺抗光衰性能差，均无法与LED芯片达到完美的配合，这些都是制约白光LED技术发展的瓶颈。三是引用CaAlSiN₃晶体结构的氮化物荧光粉虽然其综合性能优于前述YAG荧光粉和普通红色荧光粉，但还存在以下明显的不足：①由于对荧光粉合成过程中组分扩散、成核和择优生长取向与一次晶粒尺寸内在规律的还没有完全研究透彻，导致荧光粉的发光效率偏低，所以发光效率还需进一步提高；②荧光粉在高光密度、高温和高湿三因素联合作用下会发生劣化，直接导致整灯光效下降，特别是色坐标出现大幅度漂移，所以荧光粉的耐久性能还不能完全满足普通照明的要求。

中国专利200480040967.7公开了一种荧光体，其包含无机化合物，所述无机化合物具有与CaAlSiN₃相同的晶体结构。该方案以使用包氮化物和氧的无机化合物为基质的荧光体，并特别强调了由于发光亮度随氧的添加量增加而降低，因此优选方案是在氧的添加量小的范围内组成，并为获得较好的高温耐久性，而使得无机化合物中包含的O和N的原子数满足0.5≤N/(N+O)≤1(参见说明书第161段、271段)。该方案存在的明显不足在于为保持荧光粉发光亮度，而限制了氧含量的范围，所以荧光体的耐久性能反而降低。

2008年电化学杂志公开发表的“SyntheticmethodandluminescencepropertiesofSr_xCa_1-xAlSiN₃:Eu²⁺mixednitridephosphors”一文中提出采用合金法制备(Sr,Ca)AlSiN₃红色荧光粉，该方法与采用氮化物原料合成的荧光粉相比，氧含量更低，使得合金法制备(Sr,Ca)AlSiN₃红色荧光粉具有更好的一致性和相纯度，同时具有较好的稳定性。但该方法还存在明显不足，因采用合金法制备得(Sr,Ca)AlSiN₃红色荧光粉，强调以控制较低的氧含量来达到较高的一致性和相纯度，而使得荧光粉的耐久性明显降低，实用性差，限制了它的应用。