[发明专利]一种红色荧光粉及具有其的发光器件

说明书

本发明提供了一种红色荧光粉及具有其的发光器件。该荧光粉组成至少包含M元素、A元素、D元素和R元素，其中，所述M元素包括Ca、Sr、Ba、Mg中的一种或两种，还可含有Na和K中的一种或两种；所述A元素包括Al或Al和Ga，还含有Sc、Y、Lu、La中的一种或两种；所述D元素是选自O、N和F中的一种或两种，且必含O；所述R元素为Mn、Ce、Eu中的一种或两种，且必含Mn；所述荧光粉具有与Sr₄Al₁₄O₂₅相同的晶体结构。由于Sc³⁺的离子半径较Al³⁺离子半径大，掺杂Sc³⁺离子可以缓解Mn⁴⁺离子掺杂所导致的晶格畸变、改善Mn⁴⁺的局域环境，从而增强了Mn⁴⁺的发光强度。本发明所涉及红色荧光粉在紫外‑蓝光区域均有较强吸收，在紫外‑蓝光激发下，可以发射出较强的窄带红光。

技术领域

本发明涉及荧光材料领域，具体而言，涉及一种红色荧光粉及具有其的发光器件。

背景技术

白光LED作为第四代光源，因其具有发光效率高，寿命长，稳定性好，体积小，环境友好等特点，在照明和显示领域得到广泛应用。白光LED在液晶显示用背光源领域具有80％左右的市场占有率，成为显示用背光源的主要选择。

目前，显示用白光LED的主流实现方式为蓝光芯片搭配具有较窄半波宽的红色和绿色荧光粉。荧光粉的色纯度以及半波宽成为了影响显示器色域覆盖率的关键因素。目前在背光源领域商用的荧光粉体系为氮氧化物绿色荧光粉和氟化物红色荧光粉。其中红色荧光粉对器件显示色域起到关键作用。

随着半导体照明技术进步和人类对更高照明品质的追求，在显示领域，液晶显示器正朝着更高色彩还原、广色域显示方向发展。为了提高液晶显示器的色域覆盖率，要求红色荧光粉的发射波长更长、色坐标更加靠近深红光区。在照明领域，白光LED光源已从最初单纯地追求“高显色、高亮度”上升到兼顾考虑光源的安全健康、色彩还原度和饱和度、光谱连续性等性能参数的“高品质”，甚至追求类似太阳光的全光谱健康照明，急需开发与其配套的高效远红光荧光粉。氟化物红粉已成功用于广色域显示以及高效全光谱照明，但该系统荧光粉耐候性差成为阻碍其广泛应用的一大瓶颈，且由于在氟化物红色荧光粉中，发光中心Mn⁴⁺处于一个稳定的晶体场环境以及其特殊的3d³电子结构，使得很难直接调控氟化物体系荧光粉的发射波长往长波方向移动。华南理工大学发明了一种新型铝酸盐红色荧光粉，其发射波长为652nm，色坐标为x＝0.722,y＝0.278。相比较目前商用的氟化物体系，铝酸盐红色荧光粉发射波长更长，色坐标也更靠近深红光区。具体可参考公开号为CN102732250A的专利文件。陈磊等人报道该体系荧光粉目前的发光效率很低，具体可参考非专利文献Materials Research Bulletin 60(2014)604–611。曹永革等人通过Na/Mn共掺的方式可以提该体系在蓝光区的激发强度，增强发光，具体可参考公开号CN105602556A。

然而，上述专利或文献所报道的铝酸盐红色荧光粉的发光强度仍然较低，无法满足实际应用要求，进而限制了其在液晶显示领域和高品质照明领域的进一步应用。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种红色荧光粉及具有其的发光器件，并通过技术突破解决该体系红色荧光粉发光效率较低和发光器件发光色域低的问题。