[发明专利]一种稀土掺杂的氮氧化物绿色荧光粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于紫外光到蓝光激发用荧光粉技术领域，公开了一种稀土掺杂的氮氧化物绿色荧光粉材料及其制备方法。

背景技术

如今，白光LED主要通过“蓝光LED＋黄（红、绿）荧光粉”与“紫外LED＋红绿蓝三色荧光粉”来实现。目前使用的荧光粉在显色指数、色温、色域指标和抗劣化能力上都存在诸多问题，因此在市场对LED发光器件的色温和显色性要求越来越高的今天，寻找一种物理化学性质稳定，发光效率高，性能优良的高质量绿色氮氧化物荧光粉就尤为重要。

已见报道的氮氧化物绿光荧光粉主要有：1996年首先由Karunaratne[Karunaratne B, Lumby R, Lewis M. J. Mater. Sci. Lett. 1996, 12(2): 53-56.]和沈志坚[Shen Z, Nygren M, Halenius U. J. Mater. Sci. Lett. 1997, 16(4): 263-266.]等分别报道了稀土离子掺杂SiAlON的光学性能，从而开启了将SiAlON作为功能材料研究的大门，2005年，日本研究小组Hirosaki[Hirosaki N，Xie R J，Kimoto K等．Appl．Phys．Lett． 2005，86: 211905.]通过高温固相反应工艺(1900℃保温8h)制备出β-SiAlON:Eu²⁺绿光荧光粉，该荧光粉的激发范围可达到280 ～480 nm，并在535nm附近产生半高宽约55nm的绿光窄带发射。2005年随后荷兰科技大学[Li Y Q，Delsing A C A，With G de等. Chem．Mater．，2005，17:3242．]通过高温固相反应法制备了MSi₂O_2－δN_2+2/3δ:Eu²⁺(M = Ca，Sr，Ba)荧光粉，这些荧光粉可以被370～460nm的光有效激发。2006年，日本国立材料科学研究所首先把β-sialon:Eu²⁺绿色荧光粉应用于LED中，并与株式会社藤仓共同申请了中国专利CN200610058559.5。2007年，夏普株式会社在申请号CN200710186804.5中提出了一种新的制备方法，在激活元素的化合物外层包覆上具有较低熔点的含Si和Al的化合物时，能得到比表面小、杂相含量低且发光强度高的产物。2008年，Xie 等[Xie R J，Hirosaki N，Liu X J等．Appl．Phys．Lett．2008，92:201905.]通过高温固相反应工艺制备出Mn²⁺—Mg²⁺共掺杂的γ—AlON基绿光荧光粉。使Mn²⁺取代Al³⁺四面体中心的位置。在该荧光粉的激发光谱中存在340，358，381，424和445nm 5个激发峰，并在520nm处产生绿光发射。2009年，柏朝晖等对白光LED用Sr-Al-O-N系列荧光粉进行了研究，公开发明专利申请号200910067328.4。2011年，韩国成均馆大学(Sungkyunkwan University) Song等[Song Y H，Choi T Y，Luo Y Y等．Opt．Mater．2011，33: 989．]制备了CaSi₆N₈O:Eu²⁺和Ba₃Si₆O₁₂N₂:Eu²⁺荧光粉。在465nm光激发下，Ba₃Si₆O₁₂N₂:Eu²⁺发出发射峰在523.7nm的绿光。2013年G. Anoop[Anoop G, Cho I H, Suh D W 等. J. Lumin. 2013, 134(3): 390-395.]、王灵利 [王灵利, 倪海勇, 张秋红等.发光学报.2013,34.10]等人以传统的氧化物粉体为原料，通过高温固相反应工艺开展了对氮氧化物荧光粉BaAl_2-xSi_xO_4-xN_x:Eu²⁺。