氮化物荧光体及包含其的发光装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种氮化物荧光体及包含其的发光装置。该氮化物荧光体的化学式为MmAaXy:Tbz，M为元素La、Ce、Lu、Y和Gd中的一种或几种，A为Si或者A为Si和Ge，X为N或者X为N和O，且2＜m≤4，5.5≤a≤6.5，10≤y≤12，0＜z≤0.5。通过选择上述种类的元素及其含量，能够形成以Tb为发光中心的La3Si6N11晶体结构，这使得激活剂中心在三价稀土离子以及Si‑N四面体场的作用下获得更高的跃迁能量，从而改善目前含Tb荧光粉光效低的问题，获得高光效绿光。而且以类La3Si6N11晶体结构作为基质，制备出的荧光体热稳定性高，适合用于高能量密度激发的器件，其光效高，寿命长。

Nitride phosphors and the luminescent devices containing them

The present invention provides a nitride phosphor and a light emitting device including it. The chemical formula of the nitride phosphor is MmAaXy:Tbz, M is one or several elements of La, Ce, Lu, Y and Gd, A Si or A Si and Ge X, N or X for N and O, and 2 m > 4, 5.5 = a = 6.5, 10 = y 0 = 12, Z > 0.5. By choosing the type of the elements and their content, can form the crystal structure of La3Si6N11 with Tb as the luminescent center, which makes the activation center to obtain higher transition energies in trivalent rare earth ions and Si tetrahedral N field, so as to improve the current containing Tb fluorescent powder, the problem of low luminous efficiency, high luminous efficiency for green. Moreover, the La3Si6N11 like crystal structure is used as matrix. The prepared phosphor has high thermal stability and is suitable for high energy density excitation devices, which has high luminous efficiency and long life.

【技术实现步骤摘要】
氮化物荧光体及包含其的发光装置
本专利技术涉及发光材料领域，具体而言，涉及一种氮化物荧光体及包含其的发光装置。
技术介绍
一般发光装置都是由具有一定发射波长的激发光源和可以调节激发光波长的荧光体组成，例如白光LED获得白光的方式是由蓝光芯片复合黄色YAG荧光体。然而使用这种方式时会由于光源的发热导致荧光体的升温，尤其是最近几年大功率LED、高能量密度激发光源的使用，就会使荧光体的升温更加剧烈，而普通的荧光体，例如常规YAG荧光体对热量较为敏感，随温度的升高发光强度和色坐标变化明显，从而造成发光装置光谱的漂移和寿命缩减。为了获得大功率、高能量密度激发的发光装置，一方面需要加强装置的散热方式，另一方面就是寻求具有更高热稳定性的荧光体。2008年，日本物质材料研究所和三菱化学共同公开了一种新型氮化物荧光体CexMIII3-xMIVyX-IIIz(JP2008088362A、JP2010070773A)。这种氮化物能够被300～530nm左右的光激发得到黄光，其热稳定性较常规YAG荧光体要高，而且能够被300～450nm的紫外光激发，是一种应用前景广泛的新型荧光体。虽然上述文献涉及的荧光体较传统黄色YAG荧光体具有更加优异的稳定性和应用范围，但其光谱较为单一，只能得到色坐标在0.43左右的黄光，而且当应用在背光源领域时则会被过滤掉相当一部分光，致使光效受损。因而，仍需要对现有技术进行改进，以期提获得一种新的高光效且具有高稳定性的氮化物绿色荧光粉。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种氮化物荧光体及包含其的发光装置，以改善现有技术中缺乏高稳定性、高光效的窄峰绿色荧光粉的问题，从而提升器件的显色性。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种氮化物荧光体，该氮化物荧光体的化学式为MmAaXy:Tbz，其中M为元素La、Ce、Lu、Y和Gd中的一种或几种，A为Si或者A为Si和Ge，X为N或者X为N和O，且2＜m≤4，5.5≤a≤6.5，10≤y≤12，0＜z≤0.5。进一步地，M至少包括元素La和Ce，且元素La和Ce的摩尔数之和与M中总摩尔数之比大于等于80％，且上述氮化物荧光体具有和La3Si6N11相同的晶体结构。进一步地，元素Ce与La的摩尔比为0.3～0.75:1。进一步地，2.5≤m≤3.5进一步地，2.8≤m≤3.2。进一步地，0.1＜z≤0.3。进一步地，氮化物荧光体的激光波长的峰值位置在400～490nm，且发射波长的峰值波长为540～550nm。根据本专利技术的另一方面，提供了一种发光装置，发光装置包括辐射源和荧光体，荧光体包括第一荧光体，第一荧光体为上述任一种的氮化物荧光体。进一步地，荧光体还包括第二荧光体，第二荧光体选自以下任意一种或几种：(Y，Gd，Lu，Tb)3(Al，Ga)5O12:Ce、β-SiAlON:Eu、Ca3(Sc，Mg)2Si3O12:Ce、(Sr，Ca)2Si5N8:Eu、(Sr，Ca)AlSiN3:Eu、(Li，Na，K)3ZrF7:Mn、(Li，Na，K)2(Ti，Zr)F6:Mn、(Ca，Sr，Ba)(Ti，Zr)F6:Mn、Ba0.65Zr0.35F2.7:Mn、(Sr，Ca，Ba，Mg)5(PO4)3Cl:Eu、(Ca，Sr，Ba)MgAl10O17:Eu以及Mg4GeFO5.5:Mn。进一步地，辐射源为激光光源或半导体光源。应用本专利技术的技术方案，通过选择上述种类的元素及其含量，能够形成以Tb为发光中心的La3Si6N11晶体结构，这使得激活剂中心在三价稀土离子以及Si-N四面体场的作用下获得更高的跃迁能量，从而改善目前含Tb荧光粉光效低的问题，获得高光效绿光，而且以类La3Si6N11晶体结构作为基质，从而制备出的荧光体热稳定性高，因而适合用于高能量密度激发的器件，其光效高，寿命长。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了根据本专利技术的一种优选的实施例中所提供的氮化物荧光体的XRD图谱；以及图2示出了根据本专利技术的一种优选的实施例中所提供的发光材料的XRD图谱。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本专利技术。由于现有技术中氮化物荧光体缺乏窄峰绿色荧光粉，为了获得不同波长荧光体以应用于不同领域，在本专利技术一种典型的实施方式中，提供了一种氮化物荧光体，其化学式为MmAaXy:Tbz，其中M元素为La、Ce、Lu、Y和Gd中的一种或几种，A为Si或者A为Si和Ge，X为N或者X为N和O，且2＜m≤4，5.5≤a≤6.5，10≤y≤12，0＜z≤0.5。与现有技术中的氮化物荧光体相比，本专利技术的上述氮化物荧光体，其化学式为MmAaXy:Tbz，其中M元素为La、Ce、Lu、Y和Gd中的一种或几种，A为Si或者A为Si和Ge，X为N或者X为N和O，选择上述种类的元素能够形成以Tb为发光中心的La3Si6N11晶体结构，这使得激活剂中心(即发光中心)在三价稀土离子以及Si-N四面体场的作用下获得更高的跃迁能量，从而改善目前含Tb荧光粉光效低的问题，获得高光效绿光，而且以类La3Si6N11晶体结构作为基质，从而制备出的荧光体热稳定性高，因而适合用于高能量密度激发的器件，其光效高，寿命长。本专利技术的上述氮化物荧光体中，其晶体结构是由M-Si多面体构建的，而通过将M与Si-N四面体以角-角或者边-边链接能够得到不同结构的荧光体。为了使本专利技术的氮化物荧光体具有与La3Si6N11一样的晶体结构，而又不至引入其他杂相，在本专利技术的氮化物荧光体中，选择M元素为三价稀土元素La、Ce、Lu、Y、Gd中的一种或几种时，能够保证荧光体晶格的稳定性，获得高耐候性荧光体，然而上述元素的引入量应当合适，当m≤2时，在焙烧过程中容易产生大量杂相，从而影响荧光粉的发光强度；当m＞4时，过量的原料剩余同样影响荧光体的发光强度，且荧光体的温度特性也会变差。优选的2.5≤m≤3.5，更优选的2.8≤m≤3.2，能够控制杂相尽量小或者无杂相，使氮化物荧光体的晶体结构更纯。X为N或者X为N和O，能够使所选元素所合成的荧光粉与La3Si6N11相同的晶体结构。当a＜5.5或者a＞6.5，y＜10或者y＞12之后，使晶体结构发生畸变的概率增大，从而不容易获得理想的荧光体，因此优选5.5≤a≤6.5，10≤y≤12。本专利技术的上述荧光体中，Tb作为激活剂离子，经过多次实验后发现Tb的限定范围为0＜z≤0.5时具有最优效果。当Tb含量大于0.5时，一方面部分元素未参与反应，没有进入晶格，造成资源的浪费，另一方面，太多的Tb会因离子间距太小产生浓度猝灭效应，发光亮度反而随着Tb的增加而下降。为了进一步平衡发光亮度与资源利用之间的关系，更优选Tb的用量范围为0.1＜z≤0.3。选择上述种类及其用量的元素已经能够使得所形成的述氮化物荧光体具有发光强度高、稳定性好的有益效果。为了获得更高的发光强度，在本专利技术一种优选的实施例中，M至少包括元素La和Ce，且将元素La和Ce的摩尔数之和与M总摩尔数之比大于等于80％。将La和Ce的摩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氮化物荧光体，其特征在于，所述氮化物荧光体的化学式为MmAaXy:Tbz，其中M为元素La、Ce、Lu、Y和Gd中的一种或几种，A为Si或者A为Si和Ge，X为N或者X为N和O，且2＜m≤4，5.5≤a≤6.5，10≤y≤12，0＜z≤0.5。

【技术特征摘要】
2016.06.30 CN 201610513235X1.一种氮化物荧光体，其特征在于，所述氮化物荧光体的化学式为MmAaXy:Tbz，其中M为元素La、Ce、Lu、Y和Gd中的一种或几种，A为Si或者A为Si和Ge，X为N或者X为N和O，且2＜m≤4，5.5≤a≤6.5，10≤y≤12，0＜z≤0.5。2.根据权利要求1所述的氮化物荧光体，其特征在于，M至少包括元素La和Ce，且元素La和Ce的摩尔数之和与M的总摩尔数之比大于等于80％，且上述氮化物荧光体具有和La3Si6N11相同的晶体结构。3.根据权利要求2所述的氮化物荧光体，其特征在于，元素Ce与La的摩尔比为0.3～0.75:1。4.根据权利要求1至3中任一项所述的氮化物荧光体，其特征在于，2.5≤m≤3.5。5.根据权利要求1至3中任一项所述的氮化物荧光体，其特征在于，2.8≤m≤3.2。6.根据权利要求1至3中任一项所述的氮化物荧光体，其特征在于，0.1＜z≤0.3。7.根据权利要求1至6中任一项所述的氮化物荧...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘荣辉，高慰，刘元红，杜甫，张霞，
申请(专利权)人：有研稀土新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11