[發明專利]一種熒光增強的硅氧氮化物發光材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201010564149.4
• 申請日: 2010-11-29
• 公開（公告）號: CN102093886A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發明（設計）人: 王達健;費沁妮;鄭璽;徐所成;顧鐵成;劉艷花;毛智勇;陸啟飛;田華
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: C09K11/59
• 分類號: C09K11/59;H01L33/50
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

【技術領域】

本發明涉及固態照明技術領域，尤其是一種熒光增強的硅氧氮化物發光材料及其制備方法。

【背景技術】

作為一種新型的熒光粉，稀土摻雜的氮化物和硅氧氮化物因具有化學性質穩定、溫度變化不敏感、量子效率高、可以被藍光有效激發、無環境污染等顯著優勢，所以其在固態照明和顯示上的潛在應用引起了廣泛關注。

利用這類稀土氮(氧)化物熒光材料，可以有效的改善白光發光二極管(LED)諸如顯色指數、色溫和色坐標這樣的性質。

硅氧氮化物MSi₂O₂N₂:Eu²⁺(M＝Ca，Sr，Ba)就是這樣一種熒光材料，近年來倍受關注。其中，CaSi₂O₂N₂:Eu²⁺發射黃光，SrSi₂O₂N₂:Eu²⁺發射黃綠光，BaSi₂O₂N₂:Eu²⁺發射藍綠光。

SrSi₂O₂N₂:Eu²⁺的發射光譜是一寬帶，發射峰位于540納米處。近紫外至470納米藍光可以有效激發，主激發峰400納米。這種硅氧氮化物黃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，極有潛力應用于白光LED。

作為白光LED器件中的關鍵材料，熒光材料的性能直接影響整個器件的性能。特別是熒光材料的發光效率是決定LED器件發光效率的關鍵因素之一。但是SrSi₂O₂N₂:Eu²⁺熒光材料的量子效率只有90％，與目前最常用的釔鋁石榴石YAG:Ce³⁺熒光體(其量子效率視為100％)還有一定的距離。因此，為使SrSi₂O₂N₂:Eu²⁺熒光材料真正應用到白光LED固態照明中，需要進一步提高它的發光效率。通常來說，改變熒光粉的發光效率的途徑有制備工藝條件的優化和熒光粉基質或摻雜的改性。然而，優化制備工藝條件提高熒光體發光效率的提高空間有限，因此，通過熒光體基質或摻雜改性以達到熒光增強的目的更具可行性和實用性。

【發明內容】

本發明的目的在于針對上述技術分析，提供一種熒光增強的硅氧氮化物發光材料以及通過改變基質中的不同摻雜離子的比例實現熒光增強的方法，從而更好地用于白光LED器件，方法工藝簡單、技術成熟、成本低廉，有益于實現工業化生產。

本發明的技術方案：

一種熒光增強的硅氧氮化物發光材料，其化學式為SrSi₂O₂N₂:xEu²⁺，yMn²⁺，zPr³⁺，其中x，y，z為原子摩爾比，數值范圍為0.01≤x≤0.10、0.00≤y≤0.05、0.00≤z≤0.04。

所述SrSi₂O₂N₂:xEu²⁺，yMn²⁺，zPr³⁺中的SrSi₂O₂N₂、Eu²⁺、Mn²⁺和Pr³⁺分別由SrCO₃、Si₃N₄、納米Eu₂O₃、MnCO₃和納米Pr₆O₁₁引入。

一種所述熒光增強的硅氧氮化物發光材料的制備方法，以無水乙醇作為研磨助劑，采用高溫固相法制備，具體步驟如下：

1)將SrCO₃、Si₃N₄、納米Eu₂O₃、MnCO₃和納米Pr₆O₁₁與無水乙醇混合后，在研缽中研磨均勻；