[發明專利]核-表層梯度式氮氧化物熒光粉及制造方法和采用該熒光粉的發光器件

有效

• 申請號: 201110443844.X
• 申請日: 2011-12-27
• 公開（公告）號: CN102559173A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 何錦華;滕曉明;梁超;符義兵
• 申請（專利權）人: 江蘇博睿光電有限公司
• 主分類號: C09K11/59
• 分類號: C09K11/59;H01L33/50
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

技術領域

本發明涉及一種可被紫外、紫光或藍光有效激發的核-表層梯度式氮氧化物熒光粉、其制造方法及采用該熒光粉所制成的發光器件。?

背景技術

LED熒光粉是LED發光器件的重要組成部分的，目前，MSi₂O₂N₂(M＝Ca，Sr，Ba綠色熒光粉由于具有量子效率高(90％)、猝滅溫度高等重要特點，在LED熒光粉市場占有越來越重要的地位，引起科學家和產業界的重視。?

荷蘭愛因霍芬科技大學(Eindhoven?University?of?Technology)首先對MSi₂O₂N₂:Eu²⁺/Ce³⁺(M＝Ca，Sr，Ba)中不同堿土金屬的發光性能進行了比較，研究了其激發和發射光譜。日亞化學公司在公開號為CN101045860A、CN101045862A、CN101089119A等專利均對MSi₂O₂N₂:Eu²⁺/Ce³⁺(M＝Ca，Sr，Ba)進一步的披露，但僅僅擴大了陽離子M及激活劑選擇范圍和取代用量。解榮軍等發現用Y³⁺部分取代Ca²⁺后，Eu²⁺摻雜濃度增加，提高了CaSi₂O₂N₂:Eu²⁺發光強度。奧斯蘭姆奧普托半導體有限責任公司在公開號CN1596478A、CN1596292A中用(AlO)部分地代替(SiN)來制得MAl_2-xSi_xO_4-xN_x:(Eu或Eu，Mn)，提高了相關性能。由于現有的氮化物和氮氧化物合成方法一般都選擇氮化物作為原料，不僅昂貴，而且由于Si₃N₄等原料具有很強的共價鍵，擴散系數低，反應活性差，需要比較高的合成溫度(1500-2000℃)。因此，需要開發合適的、簡單的、成本低廉的合成方法來制備顆粒均勻、性能優異的氮氧化物熒光粉。楊秀芳等用直接硅氮化法合成了SrSi₂O₂N₂:Eu²⁺。彩虹集團公司采取兩段控壓法合成氮氧化物熒光粉，專利公布號為CN101885965A。在專利CN102140339A中，濟南大學用高能球磨增強了原料活性，降低了合成溫度。?

但上述方法都沒有改善現有發光二極管(LED)存在的如下現象：LED是自發輻射光，譜線寬；另有研究表明，隨著P-N結的溫升，白光LED器件的發光波?長將發生紅移。統計資料顯示，在100℃的溫度下，波長可以紅移4-9nm。這二個因素都能導致熒光粉與芯片的匹配差、吸收率下降，造成總的發光強度減少，白光色度變差。?

發明內容

本發明的目的是提供一種化學性質穩定、發光性能好、可被紫外、紫光或藍光有效激發的核-表層梯度式氮氧化物熒光粉、其制造方法及采用該熒光粉所制成的發光器件。?

為實現上述目的，本發明在已有技術的基礎上，選定某個組分的發光材料做為核，相似結構且具有梯度的發光材料被噴涂和沉積在上述部分或全部核表面，以擴展激發和發射光譜；當用相似結構的發光材料在一起，可以避免形成較多缺陷，提高了發光轉換效率和穩定性，進而提高了熒光粉的量子效率和亮度。此外，在氮氧化物熒光粉中，特別是當Eu²⁺部分取代Ca²⁺時，離子半徑的差別導致了結構的不穩定，本發明通過共摻雜Y³⁺或Lu³⁺，來減小結構的擾動，提高產物的發光強度并導致發射光譜紅移。?

基于上述技術手段，本發明所述的核-表層梯度式氮氧化物熒光粉的化學式為：?

L_xSi_yO_ZN_{(2/3)X+(4/3)Y-(2/3)Z}:wR/L’_xSi_yO_ZN_{(2/3)X+(4/3)Y-(2/3)Z}:wR?

其中，L為Ca和Sr中至少一種，L’為Ca、Sr和Ba中至少一種，R為Eu和Ce中至少一種；?