[发明专利]一种制备LED用硅基氮化物或氮氧化物荧光粉的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备硅基氮化物或氮氧化物荧光粉的方法，尤其涉及一种制备LED用硅基氮化物或氮氧化物荧光粉的方法。

背景技术

LED 具有节能、绿色环保、寿命长、体积小、发光效率高等诸多优点，被称为第四代照明光源。LED在照明和显示领域有着巨大的应用前景，目前已在手机、相机、显示、指示灯、LCD 背光源及夜景照明等方面得到了广泛应用。

用LED芯片所发光激发荧光粉，芯片和荧光粉发出的光混合形成白光，即荧光粉涂敷光转变法是实现白光LED的主要途径之一，在这种方法中，荧光粉作为光的转换物质，所起的作用是至关重要的。在白光LED 的产生中，红色荧光粉除了用于与蓝光LED及绿色荧光粉配合产生白光，或者与绿、蓝色荧光粉及紫光或紫外LED配合产生白光之外，还常用于补偿YAG: Ce³⁺ 蓝光LED中的红色缺乏，以提高显色指数或降低色温。然而一直以来，LED用红色荧光粉多局限于碱土金属硫化物系列， 该类荧光粉物理化学性质极不稳定，且热稳定性差，光衰大，严重损害了白光LED产品的质量。

硅基氮化物荧光粉是采用氮元素(N)部分或全部替代目前广泛用作发光基质材料的硅酸盐中氧元素(O)，或同时辅以铝元素(Al)部分置换其中的硅元素(Si)而形成的，因而具有结构多样的特点;与含氧酸盐材料相比，氮作为阴离子与金属离子有更强的成键能力，结构更为稳定，具有更好的热稳定性和物理化学稳定性;晶格中N^3-离子的电负性小，与Eu²⁺离子间的共价性强，使得5d轨道重心下降和较大的电子云扩展效应，导致硅基氮化物红色荧光粉呈现典型的宽带激发和宽带发射特性，谱峰位置易红移，能实现高效宽谱带红光发射。总之，无论是稳定性还是发光效率等方面，硅基氮化物红色荧光粉均能很好地满足LED的要求，因而最近几年受到很大关注，有关这一体系的研究也逐渐深入。

硅基氮化物红色荧光粉主要有M₂Si₅N₈:Eu²⁺ (M=Ca，Sr，Ba)和(Ca，Sr) AlSiN₃:Eu²两大体系。其中(Sr，Ca，Ba)₂Si₅N₈硅基氮化物并通过Eu²⁺掺杂在400～470nm激发光的作用下，获得了600～630nm 发射光谱。Sr_xCa_1-xAlSiN₃:Eu²⁺是继(Sr，Ca，Ba)₂Si₅N₈之后又一种新型氮化物红色荧光粉，因其优异的荧光性能在白光LED 将有很好的应用前景，对于LED 技术的发展及应用普及具有重要意义。它的激发谱从200nm 延伸到590nm，主要激发峰位于335nm 和450nm 处；发射峰系宽带，随着Eu2+ 掺杂量的增加，峰位从640nm 移至690nm。与(Sr，Ca，Ba)₂Si₅N₈荧光粉相比，这种材料具有更长发射波长，抗衰减性也有所提高。Sr AlSiN₃材料属于正交结构，结构中( Si/ Al)N4 四面体共角顶形成紧密的三维骨架，碱土金属离子充填在空隙中。这种三维骨架结构比(Sr，Ca，Ba)₂Si₅N₈荧光粉的类层状结构更为坚固，能够产生更大的晶体场分裂和更强的共价性， 因此使得材料发射更长的波长、具有更好的抗衰减性。通过部分锶取代钙得到的630nm 发射的材料获得了红色材料最强的发光效率，达到YAG材料的55%。

目前硅基氮化物红色荧光粉的体系材料合成极为困难，其制备方法主要是采用固相法，就是采用氮化物（有些活泼反应物）或氧化物粉末，固相混合球磨后，在将近1600℃～1800℃的氮气气氛中烧结而成。这些方法涉及到活泼反应物，条件苛刻、环节复杂，不利于工业化量产及实际应用要求，而且也存在着得到的产品的粒度不均匀，球形度不完整，发光效果较差等现象。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明的目的是：提出了一种采用复合沉淀法制备LED用硅基氮化物或氮氧化物荧光粉的方法。

本发明的技术解决方案是这样实现的：一种制备LED用硅基氮化物或氮氧化物荧光粉的方法，包括以下步骤：