[发明专利]红色荧光粉、其制备方法及包含该红色荧光粉的发光器件

说明书

本发明提供了红色荧光粉、其制备方法及包含该红色荧光粉的发光器件。该红色荧光粉包含无机化合物，无机化合物包含A元素、D元素、X元素以及锰元素，其中，A为Li、Na以及K中的一种或多种元素，且必含K元素；D为Ge和Si两种元素，或者D为Si、Ge和Ti三种元素；X为F、Br和Cl中的一种或多种元素，且必含F元素；且无机化合物具有与K₂GeF₆相同的空间群结构，空间群结构为六方晶系的P‑6₃mc(186)。该红色荧光粉形貌均匀、发光效率高以及稳定性好，适合与蓝光LED芯片组合制成液晶显示LED的背光源。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种红色荧光粉、其制备方法及包含该红色荧光粉的发光器件。

背景技术

1993年日亚化学公司(Nichia)发明了氮化镓(GaN)基质的蓝光LED(light-emitting diodes)，突破了蓝光LED的技术瓶颈；1996年高亮度蓝光LED的成功研制，使得依靠蓝光LED芯片激发黄色、绿色和红色等荧光粉复合成白光LED成为可能。白光LED(也称半导体照明光源)，因其具有亮度高、寿命长、无污染等优点，被认为是新一代绿色照明光源，发展速度迅猛。

目前白光LED应用领域主要集中在照明及显示领域，其中在显示领域中，显示色域是衡量LED显示器件的一个重要参数，即显示色域越广，画面颜色越丰富。液晶显示LED背光显示器引起具有的色彩还原性好、功耗低、长寿命等优势，占据了超过90％液晶显示器的市场。然而目前应用的液晶显示LED背光显示器件的显示色域大多在70％NTSC(NationalTelevision Standards Committee)左右，大大降低了观感体验。这主要是由于现有白光LED用红色荧光粉在色纯度、色坐标以及半高宽等光色性能的局限所导致。随着观感需求提升，显示色域高于85NTSC％的广色域液晶显示器件逐渐成为液晶显示领域的发展趋势之一。Mn⁴⁺激活的氟化物红色荧光粉因在460nm蓝光区域具有高的激发效率，且可以发射主要发射光位置在630nm的高纯度红色光，能较好地满足广色域液晶显示LED背光器件的要求。

氟化物荧光材料起源于1973年德国欧司朗的Paulusz报道的K₂SiF₆:Mn⁴⁺氟化物荧光材料，1996年白光LED发明后研究人员对其有了新的认识，2006年后氟化物荧光材料的研究逐渐成为科学研究及产业化的焦点。刘如熹采用阳离子替换法将K₂TiF₆中部分Ti⁴⁺替换Mn⁴⁺合成了量子效率(产生的光子数与所有入射的光子数之比)达98％的K₂TiF₆:Mn⁴⁺红色荧光材料；Adachia等人采用刻蚀法将单晶硅片在HF/KMnO₄/H₂O溶液中刻蚀10min，合成了平均粒径80μm左右的K₂SiF₆:Mn⁴⁺金黄色沉淀物。然而，现已报道的氟化物荧光粉的颗粒形貌不规则、量子效率低、光色性能差，不能很好地满足实际白光LED荧光粉要求的光效高、形貌均一、粒度合适等特点。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种红色荧光粉、其制备方法及包含该红色荧光粉的发光器件，以提高红色荧光粉的光色性能。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种红色荧光粉，该红色荧光粉包含无机化合物，无机化合物包含A元素、D元素、X元素以及锰元素，其中，元素A为Li、Na以及K中的一种或多种元素，且必含K元素；D元素为Ge和Si两种元素，或者D元素为Si、Ge和Ti三种元素；X元素为F、Br和Cl中的一种或多种元素，且必含F元素；且无机化合物具有与K₂GeF₆相同的空间群结构，空间群结构为六方晶系的P-6₃mc(186)。