本技术领域涉及稀土发光材料,特别是一种红色氮化物荧光粉及其制备方法和应用。该荧光粉具有特定的化学组成,旨在提高发光效率和稳定性。
背景技术
显示技术的发展和进步改变了人们的生活,让远距沟通的媒介,从纯然的文字、声音,发展到了生动的影像。对于显示器件而言,高效的光源也已经越来越多地被用在显示器中。而显示器件需要高效的窄峰发射荧光粉,即所需荧光粉要求具有半峰宽(Full Widthat Half Maximum,FWHM)窄的发射带、特定的峰值位置、高的量子效率和良好的热稳定性。现在商用液晶显示(liquid crystal display,LCD)背光源是采用"蓝光InGaN芯片+β-SiAlON:Eu2+
(λem
=540nm;FWHM=55nm)绿色荧光粉+K2
SiF6
:Mn4+
(λem
=630nm,尖峰)红色荧光粉"的封装方案,是目前商业上基于荧光粉技术的具有最大色域面积的方案。色域主要是由发光二极管(light emitting diode,LED)光源发出的红光、绿光和蓝光(RGB)的色坐标所决定。传统的显示技术采用的是LCD,其核心技术是背光源采用了LED。然而,LED作为背光存在一些问题,例如大的光学扩展量、低的亮度、不足的色纯度等,极大地限制了显示装置在高亮度、宽色域的显示领域的用途,例如影院、投影设备等。近年来兴起的激光光源技术与LED光源技术同属于固态光源技术,因具有寿命长、能耗低以及环境友好等优点,也被学术和产业界认为是21世纪最具发展潜力的绿色光源。因为激光的发射带宽短,意味着高效率、尺寸小且每单位激光二极管(laser diode,LD)区域为高光子输出,亮度高,所以采用激光激发荧光材料可以实现高色域的显色。虽然红色、绿色和蓝色三色激光的组合可以实现高纯度激光显示,但目前的绿色激光设备不仅价格昂贵而且还存在称为“绿色缺陷”的问题,而且多发射系统的设计自然也增加了成本。因此,使用蓝色激光与多色荧光粉材料实现显示的方案更高效、更有研究价值。对于使用荧光粉的器件而言,荧光粉的质量是决定器件性能的关键。激光显示技术仍主要沿用传统LED技术的荧光粉,但是考虑到荧光粉在高功率密度光源下的亮度饱和现象,激光用荧光粉与LED用荧光粉的要求存在差别。
对于窄峰红色荧光粉,目前已有的最窄Eu2+
激活的Sr[LiAl3
N4
]:Eu2+
荧光粉的发射在650nm,FWHM为50nm,但其水稳定性很差,严重降低了其封装成的器件性能。因此,Mn4+
激活发光材料(尖峰发射)成为目前宽色域显示的荧光粉的首选。其中,商用宽色域红粉以K2
SiF6
:Mn4+
氟化物体系为代表,具有窄峰发光,但存在着制备对环境不友好、发光外量子效率较低(<55%)、耐湿性差等问题,亟需攻关解决。更重要的是,对激光光源技术而言,Mn2+
和Mn4+
激活的窄峰红色荧光粉存在严重光致饱和、热致饱和问题,光饱和阈值和光效太低到难以满足激光显示应用。整体来讲,目前国内外所研制的窄峰红色发光材料普遍存在光效低、可靠性差等问题。因此,具有高效窄峰发射的高效荧光粉已成为技术研究的关键和显示市场的热点,急需开发显示用的高效窄峰荧光粉的有效构筑方法,突破关键材料缺乏的瓶颈。
实现思路