[发明专利]一种荧光增强的氧氮化物发光材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于荧光粉技术领域，具体涉及一种荧光增强的近紫外至蓝光有效激发的硅基氮氧化物发光材料及其低成本制备方法。

背景技术

白光发光二极管是一种新型固态照明光源，与传统的白炽灯及荧光灯相比，它具有节能、环保、寿命长、体积小、响应快、耐冲击等优点，近几年得到了业内的广泛关注和快速发展，被誉为是继白炽灯、荧光灯和高压气体放电灯之后的第四代照明光源。

近年来，含硅的氮氧化物荧光粉凭借其高量子效率，优异的热稳定性和化学稳定性得到了研究者们的青睐。一些绿，黄，红光氮化物和氮氧化物荧光粉，如：(Ca,Sr,Ba)₂Si₅N₈:Eu²⁺（R.J.Xieetal,Appl.Phys.Lett.90(2007).），CaSiAlN₃:Ce³⁺（X.Lanetal,J.Cryst.Growth318(2011)991-994）,(Ca,Sr,Ba)Si₂O₂N₂:Eu²⁺（M.Seibaldetal,Chem.Mater.25(2013)1852–1857）,和α-SiAlON:Eu²⁺（F.YingChien,J.Electrochem.Soc.158(2011)J1-J5）已经被研发并应用于白光LED，得到了更高显色指数和低色温的暖白光LED器件。但是目前上述荧光粉的合成方法都需要昂贵的反应合成设备，如，高温高压气压烧结炉和高真空度的手套箱等。

有研究证明，可以通过敏化剂和激活剂共掺杂的方式，利用敏化剂和激活剂之间的能量传递来提高SrSi₂O₂N₂:Eu²⁺荧光粉的发光强度（C.H.Huangetal,Opt.Exp.18(2010)5089–5099）。Liu（R.S.Liuetal,Appl.Phys.Lett.91(2007)）和Song（X.Songetal,Mater.Sci.Eng.B164(2009)12-15）报道并证实了Dy³⁺，Mn²⁺,Ce³⁺,Yb²⁺等离子可作为敏化剂，使SrSi₂O₂N₂:Eu²⁺荧光粉的发光强度显著增强，并讨论了二者之间的能量传递机制。但关于Mn²⁺共掺之后，对其热稳定性和荧光量子效率的影响并未研究。此外高温固相反应的合成工艺使得整个合成反应的能耗增加，最终导致了高的生产成本，极大的限制了该荧光粉在白光LED器件中的普遍适用性。

发明内容

本发明的目的在于克服目前氮氧化物荧光粉合成方法复杂、高温、高能耗、高成本的现状，通过湿化学法将初始原料首先在溶剂中分散、混合，得到在离子水平上均匀混合的前驱体，从而降低合成所需温度和保温时间，在保持其优异发光性能的同时，降低成本。方法工艺简单、技术成熟、成本低廉、有益于实现工业化生产。

本发明的另一目的在于通过与敏化离子的共掺杂提供一种荧光增强的氧氮化物荧光材料，同时具有更高的荧光量子效率和热稳定性，从而更好的应用于白光LED器件。

为实现上述目的，本发明提供的发光材料，其特点是：采用化学通式Sr_(1-x-y)Si₂O₂N₂:xEu,yMn表示，其中各参数满足0<x≤0.1，0≤y≤0.1；组成该化学通式所采用的初始原料为纯氧化铕，正硅酸四乙酯，氮化硅，碳酸锶，醋酸锰以及作为络合剂的柠檬酸。所述的氮化硅为采用α含量>95％、氧含量不超过2.0％、比表面积9-13m²/g、平均粒径0.2μm的亚微米α-Si₃N₄。