[发明专利]以氧化物为原料制备氮化物荧光体的方法和氮化物荧光体

说明书

技术领域

本发明涉及氮化物荧光体的制备方法和使用该方法制备的氮化物荧光体，更具体地涉及使用氧化物制备氮化物荧光体的方法以及使用该方法制备的含氧氮化物荧光体。

背景技术

LED具有高效，节能，安全，寿命长等特点。LED白光的实现方式有2种，第一种方式是单独使用红色，黄色和/或蓝色LED芯片，第二种方法是紫外或者蓝光芯片和荧光体结合使用。

目前市场上最经济可行的是采用蓝光芯片和黄色YAG荧光体结合使用实现LED照明，特别是LED白光照明，该方法由日本Nichia公司申请专利(JP 8-198585)。

由于YAG荧光体发光谱带中缺少红光部分，使得由此制备的LED白光显色性较差。为获得较高显色性，目前通用的方法是使用蓝光芯片和2种荧光体，即黄色和红色荧光体结合使用，或者使用蓝光芯片与3种荧光体，即黄色、红色和绿色荧光体结合使用实现。已知的橙红色-红色荧光体有硅酸盐结构，氮化物结构和氮氧化物结构。硅酸盐荧光体对湿度不稳定，对LED户外应用上造成一定局限。

氮(氧)化物荧光体结构稳定，为目前比较有优势的荧光体。例如欧司朗发布的(Sr，Ca)₂Si₅N₈:Eu红色荧光体(EP 99123747.0)，日亚(US7476337)和三菱(200680017011和200780001497)公开的(Sr，Ca)SiAlN₃:Eu红色荧光体。

但是这些荧光体的制备方法复杂，并且需要用到碱土金属氮化物作为起始原料，这些原料价格相对昂贵，操作时需要隔绝空气，造成了最终荧光体产品的价格很高。

另外，因为金属氮化物高度活泼，可以与水或乙醇等多种溶剂发生化学反应，在使用金属氮化物作为起始原料制备荧光体的方法用于原料混合的方法受到极大的限制，从而使得原料无法充分混合，并且导致所得到的产物粒度均匀性、组成一致性等品质较差，影响了荧光材料的品质。

因此，需要一种能够使用廉价易得并且在空气中稳定的原料制备氮化物荧光体的方法，并且要求所制备的氮化物荧光体的粒度均匀性、组成一致性等品质良好。

发明内容

本发明提供一种使用廉价易得的原料制备氮化物荧光体的简单方法，通过所述方法制得的氮化物荧光体具有良好的粒度均匀性和组成一致性。

在本发明的第一方面中，本发明提供一种制备氮化物荧光体的方法，所述方法包括以下步骤：(a)原料混合步骤，其中将第一原料、第二原料、第三原料和助熔剂，或者将第一原料、第三原料和助熔剂，或者将第一原料、Si₃N₄、第三原料和助熔剂，或者将第一原料、第二原料、第三原料、Si₃N₄和助熔剂加入至分散剂中，均匀混合；(b)干燥步骤，其中将均匀混合后的原料干燥；(c)加热还原步骤，其中将干燥后的混合原料在还原性气体中加热。

在本发明的第一方面的一个实施方案中，第一原料为元素周期表第IA、IIA、IB或IIB族元素的氧化物、卤化物或者碳酸盐，或者它们中的两种以上的混合物。

在本发明的第一方面的一个实施方案中，第一原料为Li、Mg、Ca、Sr、Ba、Be、Zn、Cd或Hg的氧化物或者碳酸盐，或者它们中的两种以上的混合物。

在本发明的第一方面的一个实施方案中，第二原料为元素周期表第IIIA、IVA、VA、IVB或VB族元素的氧化物、卤化物或者碳酸盐，或者所述第二原料为Sc或Y的氧化物、卤化物或者碳酸盐，或者它们中的两种以上的混合物。

在本发明的第一方面的一个实施方案中，第二原料为C、Ge、Sn、Ti、Hf、Mo、Zr、Al、W、Bi、B、Sc、Ga、In或Y的氧化物，或者它们中的两种以上的混合物。

在本发明的第一方面的一个实施方案中，第三原料为镧系元素的氧化物、卤化物或者碳酸盐，或者它们中的两种以上的混合物。

在本发明的第一方面的一个实施方案中，第三原料为Eu、Ce、Mn、Sm、La、Pr或Tb的氧化物或氯化物，或者它们中的两种以上的混合物。

在本发明的第一方面的一个实施方案中，其中加入的第一原料、第二原料、第三原料和Si₃N₄加入的摩尔当量比为a∶b∶c∶d，其中a为0.5至0.998，b为0至1.5，c为0.002至0.5，d为0至1。