本發(fā)明涉及發(fā)光材料領(lǐng)域，具體而言，涉及一種熒光粉、其制備方法及包括其的發(fā)光裝置。

背景技術(shù)：
白光LED作為新型的固體光源，以其高光效、低能耗、長(zhǎng)壽命、無(wú)污染等眾多優(yōu)勢(shì)，在照明和顯示領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。目前白光LED的實(shí)現(xiàn)方式以單一藍(lán)光/紫外芯片復(fù)合熒光粉為主，該方案簡(jiǎn)單、易行且價(jià)格相對(duì)低廉。在白光LED的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，紅色熒光物質(zhì)作為紅、綠、藍(lán)三基色中的重要組成部分不可或缺，除了用于補(bǔ)償“藍(lán)光LED+YAG:Ce3+”中的紅色缺乏外，它還可以與藍(lán)光LED及綠色熒光粉配合產(chǎn)生白光，或者與綠、藍(lán)色熒光物質(zhì)及紫光或紫外LED配合產(chǎn)生白光，更重要的是它能夠?qū)Π坠釲ED的顯色指數(shù)和色溫進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)。目前已經(jīng)報(bào)道的LED用紅色熒光粉當(dāng)中，以Eu2+或者Eu3+激活的熒光粉為主，具有代表性的包括Eu2+激活的硫化物紅粉(Ca，Sr)S:Eu2+、Eu3+激活的氧化物紅粉Y2O3:Eu3+、Eu3+激活的Y(V，P)O4:Eu3+和CaMoO4:Eu3+等。其中(Ca，Sr)S:Eu2+其穩(wěn)定性和光衰等問(wèn)題極大地制約了其在白光LED上的應(yīng)用，而Eu3+激活的熒光粉的激發(fā)光譜在380nm以上的長(zhǎng)波紫外和可見(jiàn)光區(qū)均是一些銳線譜圖，在應(yīng)用時(shí)加大了對(duì)匹配芯片的精確篩選和有效控制的難度，更主要的是這類熒光粉的激發(fā)效率在長(zhǎng)波紫外和可見(jiàn)藍(lán)光區(qū)域均非常低，難以滿足白光LED的要求。為了改善熒光粉的性能，以滿足白光LED的要求，氮/氮氧化物熒光粉被研發(fā)人員所提出，且這種氮/氮氧化物熒光粉受到了廣泛關(guān)注。該類熒光粉的陰離子基團(tuán)含有高負(fù)電荷的N3-，電子云膨脹效應(yīng)使得其激發(fā)光譜向近紫外、可見(jiàn)光等長(zhǎng)波方向移動(dòng)，可以被200～500nm范圍內(nèi)藍(lán)光和紫外激發(fā)發(fā)光，發(fā)射光主波長(zhǎng)分布在590～720nm較寬范圍內(nèi)，具備顯色性好、發(fā)光效率高的特點(diǎn)，安全性能好、無(wú)毒、環(huán)保，且基質(zhì)具有緊密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。因此，氮化物紅色熒光粉可應(yīng)用于制備高顯色、低色溫白光LED。作為新型的具有代表的Sr2Si5N8結(jié)構(gòu)的氮化物熒光粉，其基質(zhì)具有緊密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，且相對(duì)亮度較低，從而在LED使用過(guò)程中影響器件的性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在提供一種熒光粉、其制備方法及包括其的發(fā)光裝置，以提高熒光粉的發(fā)光效率。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種熒光粉，熒光粉為Sr2Si5N8結(jié)構(gòu)，按重量百分含量計(jì)包含32％-45％的堿土金屬元素、25％-38％的Si元素、22％-27％的N元素、0.05-0.5％的O元素、0％-0.5％的Al元素、0.2％-13％的Eu元素，且熒光粉顆粒中由顆粒表面向顆粒中心方向延伸的0-50nm范圍內(nèi)任意單位體積中Al元素的重量百分含量和Si元素的重量百分含量之和與該范圍外任意單位體積中Si元素的重量百分含量之間的比值為m，m的取值范圍為：1.2≤m≤2.5。進(jìn)一步地，上述熒光粉按重量百分含量計(jì)由32％-45％的堿土金屬元素、25％-38％的Si元素、22％-27％的N元素、0.05-0.5％的O元素、0％-0.5％的Al元素、0.2％-13％的Eu元素組成。進(jìn)一步地，上述熒光粉按重量百分含量計(jì)由35.6％-44.9％的堿土金屬元素、25.2％-36.9％的Si元素、23.7％-26.8％的N元素、0.09％-0.5％的O元素、0-0.48％的Al元素、0.36-2.81％的Eu元素組成進(jìn)一步地，上述熒光粉中m的取值范圍為1.26≤m≤2.11。進(jìn)一步地，上述熒光粉中堿土金屬元素為Ca、Sr、和Ba中的一種或多種。進(jìn)一步地，上述熒光粉中堿土金屬元素為Sr。根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供了一種熒光粉的制備方法，包括以下步驟：以堿土金屬、Si及Eu的氮化物為原料，進(jìn)行一次混合，將一次混合物在1500-1800℃、氮?dú)夂?或氫氣氣氛中焙燒5-20h獲得焙燒產(chǎn)物；以Si的氧化物和/或Al的氧化物為原料與焙燒產(chǎn)物進(jìn)行二次混合，將二次混合物在1500-1700℃、氮?dú)夂?或氫氣氣氛中熱處理0.5-2h，得到所需要的熒光粉；上述各原料的用量根據(jù)上述的熒光粉中各元素的重量百分含量稱量，其中Si的氮化物的用量與Si的氧化物的用量匹配為使得所制備的熒光粉顆粒中由顆粒表面向顆粒中心方向延伸的0-50nm范圍內(nèi)任意單位體積中Al元素的重量百分含量和Si元素的重量百分含量之和與該范圍外任意單位體積中Si元素的重量百分含量之間的比值為m，m的取值范圍為：1.2≤m≤2.5。進(jìn)一步地，上述熒光粉的制備方法中在對(duì)一次混合物完成焙燒處理后進(jìn)行第一次后處理，對(duì)二次混合物完成熱處理后進(jìn)行第二次后處理，第一次后處理和第二次后處理的方式分別包括破碎、洗滌、和分級(jí)中的至少一種。根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，提供了一種發(fā)光裝置，包含上述的熒光粉。進(jìn)一步地，上述發(fā)光裝置還含有其它熒光粉，其他熒光粉包括：(Y，Gd，Lu，Tb)3(Al，Ga)5O12:Ce、(Mg，Ca，Sr，Ba)2SiO4:Eu、(Ca，Sr)3SiO5:Eu、(La，Ca)3Si6N11:Ce、α-SiAlON:Eu、β-SiAlON:Eu、Ba3Si6O12N2:Eu、Ca3(Sc，Mg)2Si3O12:Ce、CaSc2O4:Eu、BaAl8O13:Eu、(Ca，Sr，Ba)Al2O4:Eu、(Sr，Ca，Ba)(Al，Ga，In)2S4:Eu、(Ca，Sr)8(Mg，Zn)(SiO4)4C12:Eu/Mn、(Ca，Sr，Ba)3MgSi2O8:Eu/Mn、(Ca，Sr，Ba)2(Mg，Zn)Si2O7:Eu、Zn2SiO4:Mn、(Y，Gd)BO3:Tb、ZnS:Cu，Cl/Al、ZnS:Ag，Cl/Al、(Sr，Ca)2Si5N8: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)S:Eu、(Y，Gd)BO3:Eu、(Y，Gd)(V，P)O4:Eu、Y2O3:Eu、(Sr，Ca，Ba，Mg)5(PO4)3Cl:Eu、(Ca，Sr，Ba)MgAl10O17:Eu、(Ca，Sr，Ba)Si2O2N2:Eu、3.5MgO·0.5MgF2·GeO2:Mn中的一種或一種以上。本發(fā)明所提供的熒光粉、其制備方法及包括其的發(fā)光裝置，通過(guò)將Eu作為激發(fā)物與堿土金屬元素、Si元素、N元素、O元素、Al元素按照一定的比例配置形成具有Sr2Si5N8結(jié)構(gòu)的熒光粉，使得熒光粉具有緊密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而保持穩(wěn)定的物理化學(xué)性質(zhì)。并通過(guò)將各元素控制在上述配比范圍內(nèi)的同時(shí)，協(xié)同控制熒光粉顆粒中由顆粒表面向顆粒中心方向延伸的0-50nm范圍內(nèi)任意單位體積中Al元素的重量百分含量和Si元素的重量百分含量之和與該范圍外任意單位體積中Si元素的重量百分含量之間的比值為m，以提高熒光粉的發(fā)光效率。同時(shí)，本發(fā)明所提供的熒光粉的制備方法簡(jiǎn)單易行、無(wú)污染、且成本低。另外，本發(fā)明熒光粉可以結(jié)合其它熒光粉制成發(fā)光裝置，該發(fā)光裝置具有低色溫、高光效、高顯色性能的特點(diǎn)。附圖說(shuō)明附圖構(gòu)成本說(shuō)明書的一部分、用于進(jìn)一步理解本申請(qǐng)，附圖示出了本申請(qǐng)的優(yōu)選實(shí)施例，并與說(shuō)明書一起用來(lái)說(shuō)明本申請(qǐng)的原理。圖中：圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1所制備的熒光粉的XRD譜圖。具體實(shí)施方式需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。在本發(fā)明中術(shù)語(yǔ)“單位體積”并沒(méi)有特定指代，其可以代表熒光粉顆粒內(nèi)的任意體積，其僅是為了便于對(duì)比熒光粉顆粒中由顆粒表面向顆粒中心方向延伸的0-50nm范圍內(nèi)Al元素的重量百分含量和Si元素的重量百分含量之和與該范圍外Si元素的重量百分含量之間的比值所提出的一個(gè)相對(duì)體積概念。正是為了解決如

背景技術(shù)：
中所指出的以Eu2+激活的熒光粉相對(duì)亮度較低的問(wèn)題，在本發(fā)明中提供了一種熒光粉，這種熒光粉為Sr2Si5N8結(jié)構(gòu)，按重量百分含量計(jì)包含32％-45％的堿土金屬元素、25％-38％的Si元素、22％-27％的N元素、0.05-0.5％的O元素、0％-0.5％的Al元素、0.2％-13％的Eu元素，且熒光粉顆粒中由顆粒表面向顆粒中心方向延伸的0-50nm范圍內(nèi)，優(yōu)選為0001-50nm范圍內(nèi)任意單位體積中Al元素的重量百分含量和Si元素的重量百分含量之和與該范圍外任意單位體積中Si元素的重量百分含量之間的比值為m，m的取值范圍為：1.2≤m≤2.5。本發(fā)明所提供的熒光粉通過(guò)將Eu作為激發(fā)物與堿土金屬元素、Si元素、N元素、O元素、Al元素按照一定的比例配置形成具有Sr2Si5N8結(jié)構(gòu)的熒光粉，使得熒光粉具有緊密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而保持穩(wěn)定的物理化學(xué)性質(zhì)。并通過(guò)將各元素控制在上述配比范圍內(nèi)的同時(shí)，協(xié)同控制熒光粉顆粒中由顆粒表面向顆粒中心方向延伸的0-50nm范圍內(nèi)任意單位體積中Al元素的重量百分含量和Si元素的重量百分含量之和與該范圍外任意單位體積中Si元素的重量百分含量之間的比值為m，以提高熒光粉的發(fā)光效率。在上述熒光粉中堿土金屬為元素Ca，元素Sr和元素Ba中的一種、兩種或三種的混合物。在本發(fā)明熒光粉中通過(guò)改變?cè)谻a、元素Sr以及元素Ba的比例，可以調(diào)節(jié)發(fā)光材料的發(fā)射主峰，進(jìn)行紅移或藍(lán)移的調(diào)節(jié)，從而改變熒光粉的發(fā)光顏色，但整體效果而言，加入Ca和Sr的效果比加入Ba的效果好，加入Sr的效果更好。在本發(fā)明熒光粉中熒光粉顆粒中由顆粒表面向顆粒中心方向延伸的0-50nm范圍內(nèi)任意單位體積中Al元素的重量百分含量和Si元素的重量百分含量之和與該范圍外任意單位體積中Si元素的重量百分含量之間的比值為m的一種測(cè)量方法為：首先采用EDS裝置在熒光粉顆粒表面向顆粒中心方向延伸的0-50nm范圍內(nèi)任意取一個(gè)第一點(diǎn)(例如該第一點(diǎn)的單位體積為1×10-6～5×10-2nm3)進(jìn)行測(cè)量，分別測(cè)量該點(diǎn)處Si元素的重量百分含量和Al元素的重量百分含量，并相加獲得兩者重量百分含量之和m1，然后再采用EDS裝置在熒光粉顆粒表面向顆粒中心方向延伸的0-50nm范圍以外的部分任意取一個(gè)第二點(diǎn)(該第二點(diǎn)與上述第一點(diǎn)體積相等)進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量該點(diǎn)處Si元素重量百分含量m2，通過(guò)計(jì)算m1與m2的比值即可獲得本發(fā)明所需比值m，及m1/m2＝m。在該測(cè)量方法中根據(jù)現(xiàn)有的EDS裝置進(jìn)行測(cè)量即可，無(wú)需考慮其所測(cè)量的第一點(diǎn)及第二點(diǎn)的具體單位體積，只要保證所測(cè)量的上述第一點(diǎn)和第二點(diǎn)的體積相等即可。上述熒光粉中，除了包括堿土金屬元素、Si元素、N元素、O元素、Al元素和Eu元素之外，還可以根據(jù)需要適當(dāng)增加熒光粉中常見(jiàn)的其他化學(xué)元素，例如Mg、B、F等元素，只要依舊保持熒光粉為Sr2Si5N8結(jié)構(gòu)，且其中所含有的堿土金屬元素、Si元素、N元素、O元素、Al元素和Eu元素的含量及比例關(guān)系符合上述要求即可。同時(shí)，在上述熒光粉的制備過(guò)程中，不可避免的會(huì)產(chǎn)生一些雜質(zhì)，例如C(碳)，本發(fā)明熒光粉不排除存在這些雜質(zhì)的可能性，只要控制這些微量的雜質(zhì)的存在不會(huì)對(duì)本發(fā)明熒光粉的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響即可。在本發(fā)明所提供的上述熒光粉優(yōu)選按重量百分含量計(jì)由32％-45％的堿土金屬元素、25％-38％的Si元素、22％-27％的N元素、0.05-0.5％的O元素、0％-0.5％的Al元素、0.2％-13％的Eu元素組成。將熒光粉的組成控制在該范圍內(nèi)，更容易控制原料的用量以及比例關(guān)系，進(jìn)而獲得發(fā)光效率較好的熒光粉。為了進(jìn)一步優(yōu)化上述熒光粉的發(fā)光效率，上述熒光粉按重量百分含量計(jì)由35.6％-44.9％的堿土金屬元素、25.2％-36.9％的Si元素、23.7％-26.8％的N元素、0.09％-0.5％的O元素、0.1-0.48％的Al元素、0.36-2.81％的Eu元素組成。為了更進(jìn)一步優(yōu)化上述熒光粉的發(fā)光效率，上述熒光粉中由顆粒表面向顆粒中心方向延伸的0-50nm范圍內(nèi)任意單位體積中Al元素和Si元素重量含量之和與該范圍外任意單位體積中Si元素的重量含量之間的比值m的取值范圍為：1.26≤m≤2.11。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明上述熒光粉所提出的教導(dǎo)下，能夠合理地選擇本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的方法制備上述熒光粉。在本發(fā)明中為了降低制備上述熒光粉的操作難度，簡(jiǎn)化操作步驟，降低工藝成本提供了一種優(yōu)選地制備方法，其包括采用首先以堿土金屬、Si及Eu的氮化物為原料混合后進(jìn)行焙燒獲得焙燒產(chǎn)物，再將Si的氧化物和/或Al的氧化物為原料與焙燒產(chǎn)物混合進(jìn)行二次焙燒，進(jìn)而獲得本發(fā)明上述熒光粉。優(yōu)選地，上述制備方法包括以下步驟，首先以堿土金屬、Si及Eu的氮化物為原料，進(jìn)行一次混合，將一次混合物在1500-1800℃，優(yōu)選為1600-1700℃，氮?dú)夂?或氫氣氣氛中焙燒5-20h，優(yōu)選為15-20h，獲得焙燒產(chǎn)物；然后以Si的氧化物和/或Al的氧化物為原料與焙燒產(chǎn)物進(jìn)行二次混合...