一种发光材料以及包含该发光材料的发光装置的制作方法

本发明实施例涉及发光材料，尤其涉及一种发光材料以及包含该发光材料的发光装置。

背景技术：

1、随着信息技术的不断发展，平板显示设备日益朝着轻薄化、高分辨、高色彩饱和度等方向发展。液晶显示以其性能稳定、能耗较低、使用寿命较长等优点，仍为目前主流的平板显示技术。作为lcd关键技术之一，背光源的选择对于图像清晰度、色彩饱和度等提升显示色域方面起着至关重要的作用。而由单一芯片配合一种或多种荧光粉的白光led，相比于多芯片复合，具有寿命长、光衰小、成本低、光色稳定等特点，逐步取代传统lcd背光源的冷阴极射线管等技术，成为液晶显示领域的主流背光源。目前荧光转换型白光led主要有以下三种实现方式，其中蓝光led芯片配合红色、绿色荧光粉的这种组合方式，可通过对红粉、绿粉的种类和比例的调控，以满足多种应用场景的光源需求，逐步发展成为主流的led白光实现方式。

2、色域(color gamut)是评价显示设备的主要参数之一，体现的是对真实世界的色彩再现能力。色域(色彩空间)越大，代表颜色的覆盖范围就越大，显示器的色彩就越艳丽逼真。以led为背光源的液晶显示技术，相比于一些新型显示技术，如oled和qled等，具有寿命较长、生产工艺成熟、成本较低等优点，但目前色域较低，无法满足人们日益增长的视觉需求。因此，色域的进一步提升成为液晶显示领域的重要发展方向。

3、由液晶显示的工作原理可知，背光源的光线需要经过彩色滤光片，得到3个独立的r、g、b光谱，再组合成不同颜色。只有与滤光片光谱相近的背光源才能更好地透过，且发光强度不会有所损失。因此，需要组成白光led的绿色和红色荧光粉发射光谱半峰宽较窄，与滤光片波长相匹配。目前显示用红色荧光粉，如k2sif6:mn4+等，发射光谱半峰宽为5nm左右，色坐标接近马蹄形图右下端，对色域的提升已接近最大值。但目前绿色荧光粉的色纯度较低，发射光谱较宽，不同半峰宽和峰值波长对应的色坐标值相差较大，因此亟待开发新型窄谱带绿色荧光粉体系，以实现色域的进一步提升。

4、目前绿色荧光粉主要集中在以ce3+、eu2+或mn2+离子作为激活中心的体系中，其中ce3+的激发-发射属于f-d之间的跃迁，由于其外层4f能级只有一个电子，在激发至5d能级时，由于没有外层s和p电子的屏蔽，其发光性能严重受周围晶体场影响，易造成能级劈裂，呈现宽谱发射，半峰宽一般大于100nm。eu2+离子的5d能级同样裸露在外，易受到周围晶体场的影响而产生能级劈裂，但eu2+在一些具有较强刚性的晶体结构中，如β-sialon等，能级劈裂程度减小，其发射光谱半峰宽可降低至50nm左右。而mn2+的电子构型为3d5，在四面体晶体场中一般呈现510～540nm的绿色发光，且半峰宽较窄(18～45nm)，能量集中，色纯度较高，可被蓝光芯片所激发，并且可通过基质元素比例调控、掺杂取代、敏化等方式促进mn2+发光强度的提升，但目前发光效率不高。

5、综上所述，超高色域显示用绿色荧光粉目前整体发光效率较低、半峰宽较宽等问题，离实际生产应用仍有一定差距，亟待开发能被蓝光芯片所激发的新型窄谱带绿色荧光粉，以满足超高色域显示用背光源领域的应用需要。

技术实现思路

1、基于现有技术的上述情况，本发明实施例的目的在于提供一种发光材料以及包含该发光材料的发光装置，以解决现有技术中窄谱带绿色荧光粉发光效率较低以及显示用发光装置色域较低的问题。

2、为达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种发光材料，包含无机化合物，该无机化合物包括a元素、e元素、g元素、m元素和x元素；

3、所述a元素包括la、y、gd和lu元素中的至少一种；所述e元素包括al、ga和in元素中的一种或两种，且至少包含al元素；所述g元素包括si和ge元素中的一种或两种，且至少包含si元素；所述m元素包括o、n和f元素中的一种或两种，且至少包含o元素，所述x元素包括mn、eu和ce元素中的一种或两种，且至少包含mn元素；

4、所述无机化合物具有与laal3sio8相同的晶体结构。

5、进一步的，所述无机化合物的组成式为aaeeggmmxx，其中，0.8≤a≤1.2，2.2≤e≤3.2，0.8≤g≤1.8，7.8≤m≤8.2，0.001≤x≤0.3。

6、进一步的，2.5≤e≤3，0.8≤g≤1.5。

7、进一步的，la、y、gd或lu元素在a元素中所占的摩尔百分比为b，50％≤b≤100％。

8、进一步的，e元素与g元素的摩尔比为c，1.7≤c≤3.5。

9、进一步的，0.8≤a(1-b):[2-(e-g)]/2≤1.2。

10、进一步的，a元素中必含la元素。

11、进一步的，a元素为la和sr元素。

12、进一步的，e元素为al元素，g元素为si元素。

13、进一步的，a元素为la、y、gd和lu元素中的一种或两种。

14、进一步的，2.8≤c≤3.2。

15、根据本发明的另一个方面，提高了一种发光装置，包含激发光源和发光材料，所述发光材料包含如本发明第一个方面所述的发光材料。

16、进一步的，所述激发光源为发射峰值波长范围为400-470nm的半导体芯片。

17、综上所述，本发明实施例提供了一种发光材料和包含该发光材料的发光装置，该发光材料包含组成式为aaeeggmmxx的无机化合物，通过对该无机化合物的元素种类和含量的选择，为所构成的发光材料的发光中心提供更加稳定的环境，以实现光效增强和热稳定性的提升，以及实现发光特性和光谱性能的有效调控，并且可以使得掺杂元素在激发波长范围内的吸收效率提升，从而促进发射强度和外量子效率的提升。本发明实施例提供的无机化合物能在400～470nm波段光的激发下，产生峰值波长范围在510～520nm左右的绿光发射，发射强度较高，半峰宽较窄，并且与蓝光led芯片激发波段相匹配，在超高色域显示用背光源等领域具有很好的应用前景。

技术特征：

1.一种发光材料，其特征在于，包含无机化合物，该无机化合物包括a元素、e元素、g元素、m元素和x元素；

2.根据权利要求1所述的发光材料，其特征在于，所述无机化合物的组成式为aaeeggmmxx，其中，0.8≤a≤1.2，2.2≤e≤3.2，0.8≤g≤1.8，7.8≤m≤8.2，0.001≤x≤0.3。

3.根据权利要求2所述的发光材料，其特征在于，2.5≤e≤3，0.8≤g≤1.5。

4.根据权利要求3所述的发光材料，其特征在于，所述la、y、gd和lu元素在a元素中所占的摩尔百分比为b，50％≤b≤100％。

5.根据权利要求4所述的发光材料，其特征在于，e元素与g元素的摩尔比为c，1.7≤c≤3.5。

6.根据权利要求5所述的发光材料，其特征在于，0.8≤a(1-b):[2-(e-g)]/2≤1.2。

7.根据权利要求6所述的发光材料，其特征在于，a元素中必含la元素。

8.根据权利要求7所述发光材料，其特征在于，a元素为la和sr元素。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的发光材料，其特征在于，e元素为al元素，g为si元素。

10.根据权利要求1-5中任意一项所述的发光材料，其特征在于，a元素为la、y、gd和lu元素中的一种或两种。

11.根据权利要求5所述的发光材料，其特征在于，2.8≤c≤3.2。

12.一种发光装置，包含激发光源和发光材料，其特征在于，所述发光材料包含如权利要求1-11中任一项所述的发光材料。

13.根据权利要求12所述的发光装置，所述激发光源为发射峰值波长范围为400-470nm的半导体芯片。

技术总结
本发明实施例涉及一种发光材料和包含该发光材料的发光装置，该发光材料包含组成式为A<subgt;a</subgt;E<subgt;e</subgt;G<subgt;g</subgt;M<subgt;m</subgt;X<subgt;x</subgt;的无机化合物，通过对该无机化合物的元素种类和含量的选择，为所构成的发光材料的发光中心提供更加稳定的环境，以实现光效增强和热稳定性的提升，以及实现发光特性和光谱性能的有效调控，并且可以使得掺杂元素在激发波长范围内的吸收效率提升，从而促进发射强度和外量子效率的提升。本发明实施例提供的无机化合物能在400～470nm波段光的激发下，产生峰值波长范围在510～520nm左右的绿光发射，发射强度较高，半峰宽较窄，并且与蓝光LED芯片激发波段相匹配，在超高色域显示用背光源等领域具有很好的应用前景。

技术研发人员：刘荣辉,段谟斌,刘元红
受保护的技术使用者：有研稀土新材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13