[发明专利]白光LED用Sr-Al-O-N系列荧光粉

说明书

技术领域

本发明涉及一种白光LED用Sr-Al-O-N系列荧光粉，属于光功能材料制备技术领域。

背景技术

白光LED具有体积小、发热量低、耗电量小、寿命长、反应速度快、环保和可平面封装、 易开发成轻薄小巧产品等优点，被称为继白炽灯、荧光灯和高压气体放电灯之后的第四代光 源。现有白光LED利用LED芯片的发射光激发荧光粉产生白光。具体方案是蓝光LED芯片 和黄光荧光粉的结合。发光过程是蓝光LED芯片发射蓝光，一部分蓝光被黄光荧光粉吸收， 激发黄光荧光粉发射黄光；发射的黄光和剩余的蓝光混合，此时调控黄光、蓝光的强度比， 即可得到各种色温的白光。所述的黄光荧光粉通常采用YAG:Ce，发射峰值波长在540～550nm 之间。由于混合光体系中缺少红色，导致白光LED器件的显色指数低，色温高。通过向黄光 荧光粉中加入少量红光荧光粉弥补光谱中红光的不足。白光LED器件对所需荧光粉包括红光 荧光粉的发光效率以及化学稳定性要求较高。

为此，与本发明有关的一项已知技术由Y.Q.Li等人提出(Y.Q.Li，J.E.J.van Steen， J.W.H.Krevel，etal.，Journal of Alloys and Compounds，2006，417：273～279)，其方案制备的红光荧 光粉是一种全氮化合物，化学式为M₂Si₅N₈:Eu²⁺(M＝Ca，Sr，Ba)，其发射峰值波长在600～680nm 范围内，激发峰值波长在250～500nm范围内，具备蓝光(460nm)激发、发出红色荧光的特 点，发光效率以及化学稳定性也符合要求。然而，该方案制备原料为各组分的氮化物，由于 其中氮化锶、氮化钡和氮化铕易氧化，因此，这几种原料尚未商用化，需要自行通过金属氮 化合成，因此，该方案原料成本高。为防止氧化，不仅最后的高温烧制是在N₂-H₂混合气氛 中进行，配料、混合工序也需要氮气保护气氛。另外，由于组分中含有硅，因而烧制温度高。 所以，该方案制备成本也高。

与氮化物体系的荧光粉相比，氮氧化物荧光粉也具有较高的共价性和较低的能带间隙的 特点。另一项与本发明有关的已知技术是由公开号为CN1934219A中国专利申请公开说明书 所公开的一项名为氧氮化物荧光体及发光器件的技术方案。所制备的荧光粉在蓝光激发下， 发出的荧光发射峰值波长在570～580nm范围内，荧光粉化学式为Ca_x(Si，Al)₁₂(O，N)₁₆:Eu_y²⁺， 属于Si-Al-O-N系列，是在1600℃、0.1MPa氮气环境中灼烧8小时获得。虽然该方案制备难 度和成本均低于第一项已知技术，但是，产物的发射峰值波长偏离红光，并且，烧制温度依 然偏高，烧制时间偏长。

发明内容

为了获得一种氮氧化物红光荧光粉，我们提出了一项名为白光LED用Sr-Al-O-N系列荧 光粉的方案。产物在蓝光激发下的发出红色荧光。其制备原料为组分的氧化物或者组分的盐， 不仅原料成本低，而且配料、混合工序无需氮气保护气氛。在组分中没有硅，从而烧制温度 较低。

本发明其特征在于，化学式为Sr_3-x-3y/2Al₂O_6-3m/2N_m:xRe₁²⁺，yRe₂³⁺，Re₁²⁺、Re₂³⁺分别为二 价、三价并且不同的稀土发光离子；x＝0.05～0.20，y＝0.00～0.10，m＝1～2。

本发明的有益效果在于所获得的产物可被460nm的蓝光有效激发，见图1、图3所示， 发出发射峰值波长在590～595nm的红色荧光，见图2、图4所示，与已知技术Si-Al-O-N系 列氮氧化物荧光粉相比，发射峰值波长红移，从而提高白光LED的显色指数，降低色温。并 且，该产物能够由以下方法制备：