[发明专利]一种氮化物红色荧光粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种主要用于LED暖白光室内照明，LED路灯，LED液晶显示器背光源等照明和显示的氮化物红色荧光粉及其制备方法。

背景技术

在暖白光照明和液晶显示器背光源领域中，近来使用半导体发光二极管（LED）作为新兴的技术受到许多大厂商的注意，例如三星，LG，Sharp等厂商一直在进行广泛的研究与开发。LED作为新兴的电致发光设备，具有发光效率高、体积小、寿命长、电压低、节能和环保等优点，是下一代显像和照明技术的领导者。目前，能够勉强应用的LED白光主要以铈激活的钇铝石榴石（YAG：Ce）黄色荧光粉和环氧树脂的混合物涂敷在蓝光LED芯片上产生白光。但是，YAG和蓝光芯片搭配只能得到色温较高的冷白光，所得的白光偏蓝，缺少红色荧光粉使其显色指数不高，无法用于日常室内照明和对显色要求极高的彩电领域。因此，为了获得较低色温的暖白光以及达到更高的显色指数，需要添加红色荧光粉。

目前，YAG型黄色荧光粉技术己经相对成熟，但应用于暖白光LED的红色荧光粉，主要以硫化物为代表，普遍存在转换效率低﹑性质不稳定、光衰大等问题。因此，高效、稳定、光衰小的红色荧光粉的研制正在成为照明和显示技术领域研发的热点。目前比较有希望的是化学式为M₂Si₅N₈:Eu和CaAlSiN₃:Eu的氮化物荧光粉，它们具有以往的红色荧光粉所没有的一些优点：发光效率高，化学性质稳定，光衰小等。尤其是CaAlSiN₃:Eu型氮化物荧光粉，在蓝光芯片激发下，可发射峰值波长600-750nm深红色光谱，并且化学稳定性和发光效率均比M₂Si₅N₈:Eu型氮化物高，是改善LED暖白光和液晶显示器背光源显色指数的最佳和几乎唯一的高品质红色荧光粉。

在美国专利US 7253446 中Sakuma等人报道了用金属氮化物例如氮化铝﹑氮化钙﹑氮化铕和氮化硅为原料，置于石墨电阻炉中加压至1MPa后1800℃焙烧得到化学式CaAlSiN₃:Eu橙红色荧光粉。原料的称量和混合都在手套箱中操作,并且需要用到极难合成且性质活泼的氮化铕作为原料，因此制备工艺复杂，不易批量生产。

在美国专利US 7476338 中Sakane等人报道了用氮化钙、氮化铝、氮化硅和氧化铕合成CaAlSiN₃:Eu氮化物红色荧光粉，原料的混合、称量都在手套箱中进行，然后置于气压烧结炉0.5MPa压力下1400-1600℃焙烧3小时或更长时间获得目标产物。该法避免了难以合成且性质活泼的氮化铕作为原料，对原料工艺的便利性大为简化，但该专利没有谈到如何避免氧化铕中的氧元素混入目标产物CaAlSiN₃:Eu，而氧元素的存在将会导致产品光学性能的恶化。

发明内容

本发明首先所要解决的技术问题是提供一种发光效率更好，亮度更高，所含杂质氧、碳更低的的氮化物红色荧光粉，其能在300~500nm之间有效激发，放光波长在600~750nm之间，能够更好的满足白光LED的应用要求的一种氮化物红色荧光粉及其制备方法及其制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种氮化物红色荧光粉及其制备方法，所述氮化物红色荧光粉的化学结构式如下：L2-x-2y-zAlSiN3FyOz:xR，其中L为Ⅱ族碱土金属元素Ca、Sr、Ba中的至少一种，Al为铝元素，Si为硅元素，N为氮元素，F为卤族元素F、Cl、Br中的一种，O为氧元素，R为Eu，其中0.001≤x≤0.3，0≤y≤0.04，0≤z≤0.04。

一种用于氮化物红色荧光粉的制备方法，

 A、以含L的硝酸盐、碳酸盐或硅酸盐，氮化铝，L的卤化物，氮化硅，R的氧化物为原料，

 B、在上述原料中添加共熔剂，将上述原料和共熔剂在空气中充分混合即干混或湿混，共溶剂与原料的质量比范围为0.1%~0.5%；

C、将上述添加共熔剂后的原料在石墨炉中焙烧；

D、焙烧后产物经磨细、洗涤、干燥后得到氮化物红色荧光粉。