[发明专利]高光效的氟氧化物荧光粉及其制备方法和半导体发光装置

说明书

本发明属于发光材料技术领域，具体涉及一种高光效的氟氧化物荧光粉及其制备方法和半导体发光装置。所述氟氧化物荧光粉的化学通式为A_xM_2‑xD_1‑y‑zSe_yF_6‑xO_x:zMn⁴⁺；其中，A选自Ba、Mg、Sr和Zn的中的至少一种，M选自Li、Na和K中的至少一种，D选自Si、Ge和Ti中的至少一种，且0.01≤x≤1，0.001≤y≤0.2，0.01≤z≤0.2。该荧光粉具有光色性能可调控，且发光效率高的特点。

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，具体涉及一种高光效的氟氧化物荧光粉及其制备方法和半导体发光装置。

背景技术

近年来，随着汽车照明、路灯照明等市场的快速发展，对大功率白光的发光二极管(Light Emitting Diode，LED)性能要求逐渐提升，光效和器件的稳定性是制约目前大功率白光LED发展的瓶颈。目前大功率白光LED实现高光效的方式主要采用芯片匹配荧光粉，其中，荧光粉的外量子效率和稳定性的提升是获得高光效大功率白光LED的关键。目前大功率LED所采用的荧光粉组合主要是石榴石体系的绿色或黄色荧光粉搭配氮化物红色荧光粉；由于石榴石结构荧光粉和氮化物红色荧光粉的外量子效率已经发展到瓶颈阶段，光效提升非常困难。研究表明Mn⁴⁺激活的K₂SiF₆或K₂GeF₆红色荧光粉的外量子效率能够达到90％以上，如果能利用此类荧光粉封装搭配其它荧光粉，能够有效提升器件的光效。但是，此类荧光粉产业化研究相对较晚，外量子效率仍有很大提升空间，且该物质稳定性相对较差，目前应用于功率型LED目前仍存在一定困难。

基于上述问题，目前仍未有有效的解决方式。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种高光效的氟氧化物荧光粉及其制备方法和半导体发光装置，旨在解决现有红色荧光粉发光效率低的技术问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供一种氟氧化物荧光粉，所述氟氧化物荧光粉的化学通式为A_xM_2-xD_1-y-zSe_yF_6-xO_x:zMn⁴⁺；其中，A选自Ba、Mg、Sr和Zn的中的至少一种，M选自Li、Na和K中的至少一种，D选自Si、Ge和Ti中的至少一种，且0.01≤x≤1，0.001≤y≤0.2，0.01≤z≤0.2。

本发明提供的氟氧化物荧光粉中，在荧光粉晶格中同时引入A元素和O元素，通过其较大的掺杂量，能够在平衡晶格应力的前提条件下，调控氟氧化物荧光粉的光色性能，有效保持了晶格的稳定性；同时，通过在D元素位置上引入Se元素，Se引入后抗氧化性增强，能够促进Mn⁷⁺有效还原为Mn⁴⁺，而且适量的Se和M元素可以进一步促进Mn⁴⁺有效进入荧光粉晶格中，基于化学通式中各元素的协同作用，能够有效提升荧光粉的发光效率。

本发明另一方面提供一种上述氟氧化物荧光粉的制备方法，包括如下步骤：

将A的氟化物、M的氟化物或氧化物、Mn的氟化物或氧化物分别溶于HF中，得到第一溶液、第二溶液和第三溶液；

将D的氟化物溶于HF酸中，形成H₂DF₆溶液；