[發明專利]一種稀土摻雜的氮氧化物熒光粉及其制備方法

無效

• 申請號: 201010214691.7
• 申請日: 2010-06-30
• 公開（公告）號: CN101864300A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 趙莉
• 申請（專利權）人: 彩虹集團公司
• 主分類號: C09K11/59
• 分類號: C09K11/59
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明屬于熒光粉技術領域，涉及一種綠色熒光粉，特別涉及一種稀土摻雜的氮氧化物熒光粉及其制備方法。

背景技術

在現有技術中，利用GaN基LED實現通用白光照明已經成為全球實現固態照明的主要技術方案。針對實現通用照明的目標，目前有藍光LED+YAG(Yttrium?aluminum?garnet)熒光粉和近紫外-LED+RGB三色熒光粉兩條路線。

藍色LED+YAG熒光粉的具體原理是：將可產生黃光的YAG:Ce熒光粉分散于透明環氧樹脂內，再用設于碗杯內的藍色LED產生的光線激發轉換成白光。這種方式的白光發光機制是利用LED產生的部分藍光激發YAG熒光粉產生黃光，剩余的部分藍光和產生的黃光混色進而變成白光。目前，摻鈰離子的釔鋁石榴石(YAG:Ce3⁺)熒光粉已經不能適應當前大功率型白光技術發展的要求。釔鋁石榴石熒光粉的穩定性差，發射的黃綠光及合成的白光的色坐標、色域和顯色指數隨之移動，導致白光顏色極不穩定。

而LED白光化的另一路線：近紫外LED+RGB熒光體的組合方式。最近這一方式越來越受重視，這種方式的特征是將LED產生的近紫外光分別轉換成紅(R)、綠(G)、藍(B)三種顏色再合成白光，它所涵蓋的白光范圍比藍色LED+YAG熒光粉的方式更寬廣，此外紫外光轉換成R、G、B的原理與傳統熒光燈相同，因此沒有色彩不均的困擾，而且演色性非常優秀，因此發展性能優良的綠色熒光粉非常必要。

Si-O-N體系具有穩定的物理化學性質，經稀土摻雜后能夠有效解決目前熒光粉耐紫外和熱老化性能較差的問題，是制備綠色熒光粉的優良體系。經Eu²⁺摻雜的氮氧化物熒光粉轉化效率在90％以上并且具有較高的猝滅溫度，但常規方法的合成條件較為苛刻，并且所得產物晶相純度較低，導致其亮度稍遜于其他體系。

發明內容

本發明解決的技術問題在于提供一種稀土摻雜的氮氧化物熒光粉及其制備方法，采取混合助劑的方式提高稀土摻雜氮氧化物熒光粉亮度，所合成熒光粉能夠在紫外-藍色芯片激發下發射藍綠-黃綠色光。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種稀土摻雜的氮氧化物熒光粉，化學組成為A_1-xSi_yO_zN_{2/3+4/3y-2/3z}:xEu，其中A元素為Ca、Ba或Sr；其中A元素為Ca、Ba或Sr；0＜x≤0.2，1.0≤y≤3.0，0.4＜z≤2.0。

一種稀土摻雜的氮氧化物熒光粉，包括以下步驟：

1)按摩爾比為A∶Si＝2∶1的比例，其中A元素為Ca、Ba或Sr，將含A元素的碳酸鹽、硝酸鹽或其氧化物與二氧化硅混合，充分研磨，然后在1150～1300℃下燒結3～5h，冷卻后研磨得到前軀體A₂SiO₄；

2)按摩爾比為A∶Si∶O∶N∶Eu＝(1-x)∶y∶z∶(2/3+4/3y-2/3z)∶x的比例，其中0＜x≤0.2，1.0≤y≤3.0，0.4＜z≤2.0，將A₂SiO₄、氮化硅化合物和Eu的氧化物混合，再加入混合物總質量2～5％的助熔劑，所述的助熔劑為H₃BO₃、NH₄Cl、CF₂當中的兩種，其中C元素為Ca，Mg，Sr或Ba；

混合研磨后，在保護氣氛、施加0.05～0.08MPa的氣壓于1400～1600℃燒結4～10h，然后在冷卻至室溫的過程中撤去施加的氣壓，取出研磨、過篩后經稀鹽酸或異丙醇洗滌，20～100℃干燥后得到稀土摻雜的氮氧化物熒光粉

所述步驟1)中前軀體A₂SiO₄的燒結在保護氣氛中進行，所述的保護氣氛為N₂、Ar或N₂/H₂。

所述步驟1)中將含A元素的碳酸鹽、硝酸鹽或其氧化物與二氧化硅混合，然后再加入混合物總質量2～5％的助熔劑，所述的助熔劑為H₃BO₃、NH₄Cl、CaF₂、MgF₂、SrF₂、BaF₂中的一種，充分研磨再進行燒結。

所述的氮化硅化合物為α-Si₃N₄。