[發明專利]一種氮氧化合物發光材料、其制備方法及其應用

有效

• 申請號: 200910176523.0
• 申請日: 2007-07-02
• 公開（公告）號: CN101671562A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發明（設計）人: 張小玲;王海嵩;藺向陽;鮑鵬
• 申請（專利權）人: 北京宇極科技發展有限公司
• 主分類號: C09K11/80
• 分類號: C09K11/80;H01L33/00
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司
• 代理人: 張 濤

本申請為專利申請號“2007101181998”，申請日2007年7月2日，發明名稱為“一種氮氧化合物發光材料、其制備方法及其應用”的分案申請。?

技術領域

本發明涉及半導體領域，特別是涉及氮氧化合物發光材料及其制備方法以及在照明中的應用。?

背景技術

GaN基發光二極管LED(Light-Emitting?Diode)是一種被譽為21世紀固態照明的新型發光器件，具有體積小、省電、壽命長、不含污染環境的汞、高效率、低維修等優點，可廣泛用于各種照明設施上，包括室內照明、交通信號/指示燈、汽車尾燈/前照燈、戶外用超大型屏幕、顯示屏和廣告屏等，有取代目前使用的各式燈泡和熒光燈的趨勢。這種新型的綠色光源必將成為新一代照明系統，對節能、環保、提高人們的生活質量等方面具有廣泛而深遠的意義。白光LED的制造技術主要包括：(1)三種單色LED(藍、綠、紅)的組合；(2)藍光LED+黃色熒光粉；(3)紫外LED+紅綠藍三色熒光粉。但是，可被藍光LED有效激發的無機發光材料很少。目前，主要以釔鋁石榴石YAG：Ce熒光材料與藍光LED結合通過補色原理得到白光。但是，由于YAG發出的光色偏黃綠，只能得到色溫較高的冷色調白光，而且其顯色指數有待于進一步提高。為了獲得不同色溫的白光(從冷色調到暖色調)以及更高的顯色指數，需要添加綠色、黃色或紅色熒光粉。?

目前，能被藍光(420-480nm)激發的紅色熒光粉主要以摻雜兩價銪的硫化物為主。如(Ca，Sr，Ba)S：Eu²⁺。能被藍光(420-480nm)激發的綠色熒光粉主要以摻雜兩價銪的硫化物為主。如(Ca，Sr，Ba)GaS₄：Eu²⁺。但是，硫化物熒光粉的化學性和熱穩定性很差，易與空氣中的水份發生反應，受熱易分解，而且在生產過程中有廢氣排出，污染環境。最近，由SiN₄基本單元構成的氮化物作為熒光粉的基材受到了廣泛的關注。由于較強的共價鍵性和較大的晶體場分裂，該類化合物在稀土元素如二價銪的摻雜下能在較長的波長發光，如黃色、橙色和紅色。歐洲專利(PCT/EP2000/012047)報道了M₂Si₅N₈：Eu²⁺(M=Ca，Sr，Ba)紅色熒光粉及其制備方法。該熒光粉能被藍光激發，且化學和熱穩定好。但是，該熒光粉的發光強度有待進一步提高。?

發明內容

本發明針對上述領域的缺陷，通過進行對基質材料的選擇和對配位場或晶體場的設計等改變發光中心原子的周圍環境，進而達到調整發光性能和開發新型熒光粉的目的。本發明提供一種化學性質穩定、發光性能優異，能被紫外LED或藍光LED激發的白光LED用氮氧化物的藍綠色到紅色發光材料；其激發波長在300–500nm之間，發光波長在470-700nm之間。?

本發明的另一目的是提供一種制造該發光材料的方法，該制造方法簡單、易于操作、易于量產、無污染、成本低。該制造方法可以制備高發光強度、顆粒均勻、粒徑在10μm以下的微細熒光粉。?

本發明的再一目的是提供由該類發光材料配合藍色LED或紫外或近紫外LED所制成的白光LED照明或顯示光源。?

一種氮氧化合物發光材料，其化學式為：A_xB_yO_zN_{2/3x+4/3y-2/3z}:R，其中，?

A為Be,Mg，Ca，Sr，Ba，Zn,Li,Na中的一種或幾種；?

B為Si，Ge，Zr,Ti,B，Al，Ga，In中的一種或幾種且至少含有Si；?

R為發光中心元素包括Eu,Ce,Mn,Bi中的一種或幾種；?

1.0≤x≤3.0；1.0≤y≤6.0；0<ｚ≤2.0。?

所述X=2，Y=5，0.1≤ｚ≤0.3。?

所述B為Si與Ge，Zr，Ti，B，Al，Ga，In中的一種或幾種的組合。?

所述X=1，Y=2，1≤ｚ≤2。?

所述X=1，Y=1，0<ｚ≤0.05。?

所述A為Ca或Ca與Sr組合，所述B為Si與Ga組合或Si與Ga、Al組合。?

上述氮氧化合物發光材料的制備方法，包括如下步驟：?