[發明專利]一種熒光粉的制備方法及其所制成的熒光粉

有效

• 申請號: 201310084071.X
• 申請日: 2013-03-15
• 公開（公告）號: CN104046355A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 劉榮輝;劉元紅;周小芳;何華強;陳觀通;張書生;莊衛東
• 申請（專利權）人: 有研稀土新材料股份有限公司
• 主分類號: C09K11/80
• 分類號: C09K11/80
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 程鳳儒

技術領域

本發明涉及一種熒光粉的制備方法及其所制成的熒光粉，屬于半導體技術領域。

背景技術

近年來，在照明領域最引人矚目就是LED照明行業的興起。20世紀90年代中期，日本日亞化學公司突破了制造藍光LED的關鍵技術，并由此開發出以藍光LED激發熒光粉復合產生白光光源的技術。與常規的發光技術如白熾燈或熒光燈相比，LED固態照明不僅具有低電壓、高光效、低能耗、長壽命、無污染等優點，還具有亮度高、體積小、響應快、發熱少和可靠性高等特點。目前已在半導體照明及液晶平板顯示領域得到了成功的應用。

目前熒光粉在白光LED技術中起著關鍵性的作用，其性能決定了白光LED的發光效率，色溫，顯色性及使用壽命等關鍵技術參數。傳統熒光粉普遍存在有效轉換效率低或顯色性差等缺點，而轉換效率較高的紅色和綠色熒光粉多為硫化物體系，其發光穩定性差，光衰較大。而近年來業界圍繞高光效的LED熒光粉開展了許多有創造性的工作，其中最為突出的就是上個世紀末氮化物熒光粉的首次成功開發。氮化物作為基質材料，其陰離子基團含有高負電荷的N^3-，電子云膨脹效應使得其激發光譜向近紫外、可見光等長波方向移動，可以被200-500nm范圍內藍光和紫外激發發光，發射光涵蓋范圍極廣，具備顯色性好、發光效率高的特點，安全性能好、無毒、環保，且基質具有緊密的網絡結構，物理化學性質穩定。

而目前制備氮化物熒光粉的手段多從制備氮化物陶瓷材料的工藝演變而來，如高溫高壓氮化、氣相還原氮化、碳熱還原氮化(CRN)或自蔓延高溫合成(SHS)等；其中高溫高壓氮化和自蔓延高溫合成均需要高溫(1700-2200℃)、高壓(5-10atm)等條件，而氣相還原氮化需要進行長時間的高溫氮化還原，碳熱還原氮化則還需要引入易污染的粉體炭黑，因此，以上方法均不是理想的工業化路線。由此可見，突破氮化物的合成技術壁壘，開發出具有工業化前景的高效氮化物制備技術，對于推動我國白光LED產業的發展具有重要意義。因此，本發明提出一種熒光粉制備方法及其所制成的熒光粉。

發明內容

本發明的目的是針對現有氮化物熒光粉制備技術上的不足，提供一種熒光粉的制備方法及其所制成的熒光粉。

本發明的具體技術方案如下：

一種熒光粉的制備方法，包括以下步驟：

1)將至少含有M₃N₂(M為Ca，Sr和Ba中的至少一種元素)和Si₃N₄的原料混合均勻，其中，M₃N₂和Si₃N₄的摩爾比為0.35-0.45；

2)將混合好的原料在1200-1800℃下保溫燒結3-20小時，得到預燒產物；

3)將預燒產物經過破碎、過篩、烘干處理后，再加入EuN，M₃N₂(M為Ca，Sr和Ba中的至少一種元素)以及AlN，并混合均勻；

4)將混合好的物料在1200-1800℃下保溫燒結3-20小時；

5)將燒結產物經過破碎、洗滌、分級等處理后得到氮化物熒光粉。

上述熒光粉制備方法的步驟2)和4)中的燒結氣氛可以為N₂。

上述熒光粉制備方法的步驟2)和4)中的燒結氣氛可以為N₂/H₂混合氣，其中H₂體積比例為0.5-5％。

本發明所述熒光粉制備方法的步驟5)中得到的氮化物熒光粉的摩爾比組成為：M₃N₂∶AlN∶Si₃N₄∶EuN＝(0.8-1.2)∶3∶(0.8-1.5)∶(0.003-0.5)，其中M元素為Ca、Sr和Ba中的至少一種元素。

上述熒光粉的掃描電鏡測試結果顯示，單個晶粒長度大于15μm的晶粒的分布面積占全部晶粒分布面積的80％以上。

優選地，所述熒光粉制備方法得到的氮化物熒光粉的摩爾比組成為：M₃N₂∶AlN∶Si₃N₄∶EuN＝1.1∶3∶1.25∶0.024，其中M元素為Ca、Sr和Ba中的至少一種元素。