[发明专利]一种红色氮氧化物荧光材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，尤其涉及到蓝光宽谱激发的碱土或稀土掺杂新型红色氮(氧)化物荧光材料。

背景技术

白光LED具有低电压、低能耗、长寿命、高可靠性、易维护等优点，符合节能与环保的要求。随着亮度增加和价格降低，白光LED在通用照明领域的市场潜力越来越大。目前生产制造白光LED的主流方式是蓝光LED芯片和可被蓝光有效激发的黄光荧光粉(YAG：Ce，见美国专利US5998925，或TAG：Ce，见美国专利US6669866)有机结合组成，此类白光LED由于缺乏红色及绿色的成分而存在显色指数低及色温偏高等不足。

目前改进的方法主要有两种，一种是开发可被紫外光激发红绿蓝三波段的单一基质或混合材料的荧光材料，另一种是加入可被蓝光激发的红色和绿色两种荧光材料，满足白光的要求。其中后者将是未来新型荧光材料开发的一个侧重点。

由蓝光激发的红色荧光粉的开发是近年来国内外LED用荧光粉研究的热点，但是可以真正被用来商业化的红色荧光粉仍是研究的一大难题。美国专利US7476337B2中详细报道了CaA1SiN3：Eu荧光粉，这种荧光粉可以被250-550nm的蓝光带所激发，发射出580-680nm红橙光发射带，同时拥有很强的发射强度和很高的发光效率。由于此类荧光粉的制备条件的要求苛刻，很难应用于工业生产。另外，其发射峰位多位于偏离红色可见光的650nm等深红色光区，利用这种荧光粉制备的LED又存在显色指数过高，色温偏低等缺点。美国专利US6682663B2中报道了MxSiyNz：Eu荧光粉，其中以M2Si5N8：Eu(M＝Ca，Sr，Ba)为主的红色荧光粉发射强度偏低，发射效率也有待提高。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种化学性质稳定、发光性能好、激发波带宽、发光波长且可根据需要调节的碱土或稀土掺杂红色氮氧化物荧光材料及其制备方法。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是提供一种红色氮氧化物荧光材料，其特征在于，其化学组分为CaAl合金、SiO₂粉料、Si3N4粉料、Al₂O₃、AlN和含Eu合金，所述CaAl合金的纯度不低于99.5％，且Ca、Al元素摩尔比为1∶1；所述CaAl合金、SiO₂粉料、Si3N4粉料、Al₂O₃、AlN和含Eu合金的摩尔比为(45-6X)：3∶23∶2∶2∶6X，其中0＜X＜0.5。本化学组分应至少包含一种合金材料，该材料在空气中具有良好的物理化学性质，包括：易提纯，易粉碎研磨，在空气中不易吸湿潮解，不易氧化，不分解，无腐蚀性。

本发明进一步限定的技术方案是：

进一步的，根据权利要求1所述的红色氮氧化物荧光材料，其特征在于，其化学组分为CaAl合金、SiO₂粉料、Si3N4粉料、Al₂O₃、AlN和含Eu合金，所述CaAl合金的纯度为99.5％，且Ca、Al元素摩尔比为1∶1；所述CaAl合金、SiO₂粉料、Si3N4粉料、Al₂O₃、AlN和含Eu合金的摩尔比为44.88∶3∶23∶2∶2∶0.12。

进一步的，该荧光材料激发波长为位于290-600nm，激发光主峰波长为400-500nm，发射波长位于550-720nm，发射光主峰波长位于590-660nm；发光中心为Eu²⁺。

本发明还提供一种红色氮氧化物荧光材料，其特征在于，其化学组分为Ca₃N₂、CaO粉料、Si₃N₄粉料、AlN粉料、MnO₂以及Eu₂O₃；所述Ca₃N₂的纯度不低于99.5％，所述Ca₃N₂、CaO粉料、Si₃N₄粉料、AlN粉料、MnO₂以及Eu₂O₃的摩尔比6∶3∶8∶16∶Y∶X，其中0≤Y≤0.5，0＜X≤2。

本发明进一步限定的技术方案是：