[發明專利]一種含Ba元素氮氧化物綠色熒光粉材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201010297221.1
• 申請日: 2010-09-29
• 公開（公告）號: CN101948687A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 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: 汪人和

技術領域

本發明涉及一種含Ba元素氮氧化物綠色熒光粉材料及其制備方法，特別涉及一種利用常見的廉價化合物為原材料，采取摻雜Ba元素的方式提高氮氧化物綠色熒光粉亮度及調制氮氧化物熒光粉發光波長的新方法。

背景技術

白光LED是近幾年快速發展的一種新型固態光源，白光LED的關鍵材料——高性能光轉換熒光體的研發成為熱點，因為它決定白光LED光電特性和各項性能參數。鈰摻雜的釔鋁石榴石(YAG:Ce³⁺)是最早被廣泛應用于白光LED中的一類熒光粉，但是其發射光譜中紅色成分較少，難以制作高顯色指數、低色溫的白光LED。通過在YAG:Ce3+中加入(Ca，Sr)S:Eu²⁺、(Ca，Sr)Ga₂S₄:Eu²⁺紅色和綠色熒光粉可以實現高顯色指數、低色溫白光LED，但是由于這類堿土金屬硫化物的物理化學性質不穩定，易潮解，且具有腐蝕性，無法滿足制作環保型LED的需要。后來人們發現了一類熱穩定性和化學穩定性優異的熒光粉，能完全替代堿土金屬硫化物實現高顯色指數、低色溫白光LED，這類熒光粉具有硅氮(氧)四面體結構，因此被稱為氮氧化物熒光粉。隨著該技術的發展，尤以Eu²⁺激活的成果已成功地應用于制作各種性能白光LED。

SrSi₂O₂N₂:Eu的發射光譜是一寬帶，發射峰位于540nm處，長波UV-470nm藍光可以有效激發，主激發峰約為400nm。這些光譜性質均為Eu²⁺的4f7～4fb5d躍遷。這種新的氮氧化物綠色熒光體的兩個重要特點是：發光的量子效率高(90％)，猝滅溫度高(＞500K)，因此，是極有潛力應用于白光LED中的。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，其次該合成產物發射峰位于540nm處，在紫外-藍色芯片激發下發射藍綠-黃綠色光，對于要求高顯色指數的背光源用白光LED顯然略有不足。

基于當前存在的問題本發明公開了一種含Ba元素氮氧化物綠色熒光粉材料及其制備方法，本方法利用常見的廉價化合物為原材料，采取兩步合成氮氧化物綠色熒光粉，其中一步提供穩定的晶體結構，另一步進行有效的Ba元素摻雜，該方法不僅能提高氮氧化物綠色熒光粉亮度，最重要的是可以調制氮氧化物綠色熒光粉的發光波長，使其可以通過調節Ba元素的摻雜量，使產物發射峰在516-540nm之間進行調節，這樣有效的拓寬了氮氧化物綠色熒光粉的色域，使之不僅滿足于照明需要，還能有效用于高顯色指數的背光源白光LED中。

發明內容

本發明的目的在于提供一種采用常見的廉價化合物為原材料，采取摻雜Ba元素的方式提高氮氧化物綠色熒光粉亮度及調制氮氧化物綠色熒光粉發光波長的新方法，該方法簡單易行、適合大規模工業化生產。

為達到上述目的，本發明所采取的技術方案是：提供一種含Ba元素氮氧化物綠色熒光粉材料，其特征在于：所述含Ba元素氮氧化物綠色熒光粉材料的化學通式為(Ba，A)_2-xSi_yO_zN_2+4y-2z:xEu，其中0≤x＜1.0，0＜y≤1.0，1＜z≤2.0，A為Ca或Sr元素。

為達到上述目的，本發明所采取的技術方案是：提供一種含Ba元素氮氧化物綠色熒光粉材料的制備方法，其特征在于：所述的制備方法采取兩步合成氮氧化物綠色熒光粉，其中第一步合成氮氧化物綠色熒光粉的前軀體A₂SiO₄，其中A為Ca或Sr元素，該前軀體提供穩定的晶體結構；第二步在前軀體提供的基質結構中摻雜Ba元素，通過調節Si元素和Ba元素的配比，可以調制氮氧化物綠色熒光粉(Ba，A)_2-xSi_yO_zN_2+4y-2z:xEu的發光波長，使其發射波長峰值在516-540nm之間。