[發明專利]一種制備Mn2+摻雜AlON熒光粉粉末的方法

無效

• 申請號: 201110305946.5
• 申請日: 2011-10-11
• 公開（公告）號: CN102504813A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 王皓;保萬鑫;尋尚巖;傅正義;王為民;王玉成;張清杰
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C09K11/64
• 分類號: C09K11/64
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

技術領域

本發明涉及一種制備Mn²⁺摻雜AlON熒光粉粉末的方法，屬于熒光陶瓷材料制備領域。?

背景技術

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之一。針對實現通用照明的目標，目前有藍光LED+YAG:Ce熒光粉和UV-LED+三色熒光粉兩條路線。對于采用藍光LED+YAG:Ce熒光粉合成白光的方案，由于顯色性的不足，所以需要加入紅色熒光粉提高顯色性，而綠色熒光粉是不可或缺的，對于UV-LED+三色熒光粉合成白光的方案，綠色熒光粉同樣是必需的。同時由于需要用紫外光或藍光LED芯片作激發源，此兩種方案對熒光粉在物理、化學穩定性等方面均提出了更高的要求。?

目前，綠色熒光粉的研究主要集中在以下三個大類。1)硫代鎵酸鹽體系，如SrGa₂S₄:Eu²⁺，在470nm激發下發射535nm綠光。Y.Do等(Y.Do，K.Ko，S.Na，Y.Huh.Luminescenceproperties?of?potential?Sr_1-xCa_xGa₂S₄?green?and?greenish-yellow-emitting?phosphors?forwhite?LED.J.Electrochem.Soc.2006，153(7)：H142.)發現，以Ca²⁺逐步取代Sr²⁺后，發射光譜由535nm紅移至555nm，并使用這兩種熒光粉結合455nm藍光芯片制作了綠光LED。然而該熒光粉需在有毒的H₂S氣氛中合成，對人體和環境都有一定的損害。I.Sastry等(I.Sastry，C.Bacalski，J.McKittrick.Preparation?and?green-emitting?Sr_1-xEu_xGa₂S₄phosphors?by?a?solid-state?rapid?metathesis?reaction.J.Electrochem.Soc.1999，146：4316.)用固相RMR方法(Solid-state?Rapid?Metathesis?Reaction)在較低溫度下，無需使用H₂S氣體制備了Sr_1-xEu_xGa₂S₄。Y.Jiang等(Y.Jiang，G.Villalobos，J.Souriau，H.Paris，C.Summers，Z.Wang.Synthesis?and?properties?of?green?phosphor?SrGa₂S₄:Eu²⁺for?field?emission?displays?by?an?environmentally?clean?technique.Solid?StateCommunications.2000，113：475.)不使用H₂S氣體也制備了類球形、粒徑分布均勻、發光效率高的SrGa₂S₄:Eu²⁺熒光粉。另外，由于該體系熒光粉的穩定性較差，在實際應用中，由于長時間受熱，該體系熒光粉易發生分解，對發光效率及使用壽命等造成不利的影響。2)硅酸鹽體系。堿土金屬正硅酸鹽基質是一類適合于白光LED的基質材料。Eu²⁺由于與堿土金屬離子半徑相似而容易進入晶格格位，且通過不同堿土金屬離子的摻雜，Eu²⁺能量最低的5d電子組態可以出現較大的晶體場劈裂，因而產生較寬的激發帶。I.Chen等(I.Chen，C.Lin，C.Yeh，R.Liu.Light?converting?inorganic?phosphors?for?white?light-emitting?diodes.Materials.2010，3：2172.)報道了(Ba_1.1Sr_0.7Eu_0.2)SiO₄熒光粉，該熒光粉被460nm的藍光激發，產生528nm的綠光發射。但是該體系熒光粉的發光性能受溫度的影響非常大，其發光強度在150℃和300℃時，分別只有25℃時的77％和9％。因此，此類熒光粉面臨著在白光LED使用過程中發光性能退化的問題。3)氮(氧)化物體系。氮氧化物綠色熒光粉目前主要有Eu²⁺、Ce³⁺、Yb²⁺等稀土離子激活的塞隆(Sialon)和MSiO₂N₂兩大類。R.J.Xie等(R.J.Xie，N.Hirosaki，M.Mitomo，K.Uheda，T.Suehiro，X.Xu，Y.Yamamoto，T.Sekiguchi.Strong?green?emission?from?activated?by?divalent?ytterbium?under?blue?light?irradiation.Journal?of?Physicai?Chemistry?B.2005，109：9490.)在0.5MPa的N₂氣氛中于1700℃合成2h制備了(M_1-xYb_x)_m/2Si_12-m-nAl_m+nO_nN_16-n，M＝Ca²⁺、Li⁺、Mg²⁺、Y²⁺，x＝0.002-0.1，0.5≤m＝2n≤3.5。樣品呈現多峰寬帶激發，445nm激發下發射549nm綠光，能較好地配合藍光芯片使用。但是氮氧化物熒光粉的制備工藝條件較為苛刻，在實際應用中增加了時耗和能耗，同時也增加了熒光粉的成本。?