專利名稱：氧氮化物熒光粉及其制備方法、及包含該熒光粉的led光源的制作方法
氧氮化物熒光粉及其制備方法、及包含該熒光粉的LED光技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于熒光粉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氧氮化物熒光粉及其制備方法、及包含該熒光粉的LED光源。
背景技術(shù)：
白光發(fā)光二極管是近幾年來快速發(fā)展的一種新型固態(tài)照明光源，與傳統(tǒng)的白熾燈及熒光燈相比，它具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長、體積小、響應(yīng)快、耐沖擊等優(yōu)點(diǎn)，被譽(yù)為是繼白熾燈、突光燈和高壓氣體放電燈之后的第四代照明光源(S. Nakamura et al. , Appl. Phys. Lett. ,64,1687(1994))。
白光作為一種混合光，是根據(jù)三基色原理通過紅綠藍(lán)RGB三種顏色的光合理配比實(shí)現(xiàn)的。目前，白光LED最廣泛采用的實(shí)現(xiàn)方式是在藍(lán)光InGaN芯片上涂覆一層Ce3+摻雜的(YhGda) JAVbGab) O12 (簡稱 YAG: Ce)黃色熒光粉(US Pat. 5998925，6069440，7071616 ;S.Nakamura et al. , Springer,Berlin, 1997)。該結(jié)構(gòu)具有性能穩(wěn)定、生產(chǎn)成本低和易于實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。但是，由于采用的YAG:Ce熒光粉缺乏長波段的紅光發(fā)射，導(dǎo)致該結(jié)合方式制備的白光LED光源顯色指數(shù)偏低CRI < 75，色溫偏高CCT > 5000K,很難制備滿足普通室內(nèi)照明的暖白光LED器件。因此，為了提高上述白光LED光源的光學(xué)性能，近年來，許多研究者開展了 YAG = Ce3+熒光粉的改性研究。
現(xiàn)有技術(shù)中的方法一，通過陽離子位置的相互取代，S卩通過不同尺寸的其它金屬離子或離子對取代十二面體位置的Y3+或者八面體或者四面體位置的Al3+，改變Ce3+周圍的晶體場，導(dǎo)致其5d激發(fā)態(tài)的晶體場分裂增大或減小，進(jìn)而使該熒光粉的發(fā)射光譜發(fā)生一定程度的紅移或藍(lán)移，同時(shí)其發(fā)光強(qiáng)度也發(fā)生改變。(M. C. Maniquiz et al.，J. Electrochem. Soc.，157，H1135 (2010)，US pat. 5，998，925,6, 069，440, 7, 071，616,6, 409，938 ；E.P. pat.1, 116，418)。方法二 通過陰陽離子的共同取代，既通過共價(jià)性更強(qiáng)的SiU 或Al3+-N3-鍵取代共價(jià)性相對較弱的Al3+ (四面體位置)-Ο2—鍵，增強(qiáng)了 Ce3+周圍的共價(jià)性， 導(dǎo)致其5d激發(fā)態(tài)的晶體場分裂增大，進(jìn)而使其發(fā)射光譜發(fā)生一定程度的紅移，使用該單一熒光粉結(jié)合藍(lán)光InGaN的LED芯片研制的白光LED器件，CCT可降低到4000K以下，CRI可提高到80。但與之同時(shí)，熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性大大降低(A. A. Setlur et al. ,Chem. Mater. ,20 :6277(2008) ；US Pat. O, 197, 443,World Pat. W02005/061659，W02006/050645)。 對該取代做進(jìn)一步的分析，既同樣用Si4+取代四面體位置的Al3+，而用Ca2+或Mg2+進(jìn)行電荷補(bǔ)償，則不會引起發(fā)射光譜出現(xiàn)相似的長波方向移動(dòng)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷，首次提出了一種新的氧氮化物熒光粉及其制備方法、以及包含該熒光粉的LED光源應(yīng)用。本發(fā)明創(chuàng)新地提出以83+-#_鍵(BN)的方式引入 N3—，不用Si4+作為電荷補(bǔ)償，既用B3+-N3-鍵取代Al3+ (四面體位置)-Ο2—鍵。相應(yīng) 地取代后，如何影響YAG = Ce熒光粉的結(jié)構(gòu)和發(fā)光性能？是否也可使其發(fā)射光譜產(chǎn)生一定的紅移？發(fā)光強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性如何改變？目前還沒有該方面的研究報(bào)道及相關(guān)專利。
本發(fā)明的目的之一在于將N3_ WBN的方式引入到Y(jié)AG:Ce晶格中，在保持其原有結(jié)構(gòu)的情況下，開發(fā)了一種新型的石榴石基氧氮化物熒光粉。用B3+-N3-鍵取代Al3+(四面體位置)-Ο2—鍵，通過改變Ce3+周圍的局部晶體場環(huán)境，對其發(fā)光性能進(jìn)行優(yōu)化，在提高其發(fā)光效率的同時(shí)，熱穩(wěn)定性大大增強(qiáng)。將該熒光粉用于白光LED器件，可大大提高LED器件高溫下的發(fā)光穩(wěn)定性并延長其使用壽命。
本發(fā)明提供了一種氧氮化物熒光粉，其采用化學(xué)通式(MhRex)3(Al，Ga)5_yBy012_yNy 表示，其中M為Y、Lu、Gd、Tb中的一種或幾種元素，Re為Ce、Pr中的一種或兩種元素，各參數(shù)滿足O < X彡O. 1，0彡y彡1. O。
本發(fā)明所提供的氧氮化物熒光粉，將N3-以BN的方式引入到Y(jié)AG:Ce晶格中，即用 B3+-N3-鍵取代了 Α13+-02_ 鍵。
本發(fā)明所提供的氧氮化物熒光粉，在添加BN后，仍然保持了原有的石榴石晶格結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明所提供的氧氮化物熒光粉，其發(fā)光光譜在添加BN后發(fā)生了 5nm藍(lán)移。
本發(fā)明所提供的氧氮化物熒光粉，其發(fā)光強(qiáng)度在添加BN后提高了 11%。
本發(fā)明所提供的氧氮化物熒光粉，其發(fā)光強(qiáng)度在添加BN后隨著溫度的升高而增加，沒有出現(xiàn)常規(guī)的溫度淬滅，在250°C，其發(fā)光強(qiáng)度提高到了室溫下的175%。
本發(fā)明還提供了一種氧氮化物熒光粉的制備方法，其采用的初始原料包括純的 M的氧化物和純的Re的氧化物、納米a -Al203、Ga203、納米BN和占初始原料重量lwt%的分析純級的燒結(jié)助劑NH4F。其中，所述納米BN為含量> 99%、平均粒徑20nm的非晶態(tài)BN。
本發(fā)明所提供的氧氮化物熒光粉的制備方法，包括以下步驟
(I)稱取原料；所述原料包括純的M的氧化物和純的Re的氧化物、納米α _Α1203、 Ga2O3'納米BN、和燒結(jié)助劑NH4F ；
(2)氧化物混合前驅(qū)體的制備將所述原料放入聚四氟乙烯球磨罐中，加入無水乙醇和氧化鋯球，充分研磨后將得到前驅(qū)體漿料干燥、粉碎、過200目篩網(wǎng)，既得到所需的氧化物前軀體；
(3)高溫固相燒結(jié)將裝有上述氧化物前驅(qū)體的Al2O3坩堝置于以石墨為發(fā)熱體的高溫?zé)Y(jié)爐中，在95% N2/5% 4氣氛下，1400-1650°C，保溫4 -10小時(shí)熱處理，升溫速率為 300-6000C /h，合成的熒光粉體隨爐體水冷；
(4)酸洗將上述熒光粉體放入盛有去離子水的燒杯中，加入濃度為36% -38%的稀鹽酸，其中去離子水與稀鹽酸的體積比為10 1，常溫下連續(xù)攪拌I小時(shí)，靜置分層，濾掉上層澄清液后，用去離子水清洗至溶液PH = 6. 5-7. 0，過濾、干燥，得到所述氧氮化物熒光粉。
本發(fā)明還提供一種白光LED光源，其包括LED發(fā)光器，以及設(shè)置在該LED發(fā)光器上的含有所述氧氮化物熒光粉的發(fā)光層。
本發(fā)明應(yīng)用中，將氧氮化物熒光粉用于設(shè)置在白光LED發(fā)光器的發(fā)光層后，其發(fā)光效率提高了 7.4%。
其中，所述LED發(fā)光器中的發(fā)光芯片為發(fā)射波長在440-470nm的InGaN基的LED芯片。LED器件的結(jié)構(gòu)參見申請人的另一件中國發(fā)明專利申請(申請?zhí)?01110407225. 5)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)1.首次通過BN以B3+-N3_鍵的方式在YAG 晶格中引入N3_，不用Si4+作為電荷補(bǔ)償，合成了一種新型的(MhRex)3(Al，Ga)5_yBy012_yNy氧氮化物熒光粉；2.首次研究了 BN的引入對YAG = Ce基熒光粉發(fā)光性能的影響，B3+_N3_鍵的引入同樣增加了發(fā)光離子周圍的共價(jià)性，但其發(fā)光光譜卻出現(xiàn)了一定程度的藍(lán)移，且發(fā)光強(qiáng)度增加；3.合成的氧氮化物熒光粉包含很寬的激發(fā)和發(fā)射光譜，能被440-470nm的藍(lán)光有效激發(fā)，發(fā)出峰值波長范圍在505-550nm的綠光或黃光；4.合成的氧氮化物熒光粉其發(fā)光強(qiáng)度隨著溫度的增加而上升，沒有出現(xiàn)常規(guī)的溫度淬滅現(xiàn)象；5.合成的氧氮化物熒光粉涂覆在InGaN基的LED芯片上，結(jié)合特殊的光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，制備了一種高發(fā)光效率的白光 LED光源，其色坐標(biāo)、顯色指數(shù)和色溫在一定的范圍內(nèi)可調(diào)，可滿足于不同環(huán)境的應(yīng)用要求。
與申請人之前申請的申請?zhí)枮?01110407225. 5的專利相比，本發(fā)明的進(jìn)步和優(yōu)點(diǎn)包括(1)用BN取代Si3N4片。LED器件的結(jié)構(gòu)參見申請人的另一件中國發(fā)明專利申請(申請?zhí)?201110407225. 5)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)1.首次通過BN以B3+-N3_鍵的方式在YAG 晶格中引入N3_，不用Si4+作為電荷補(bǔ)償，合成了一種新型的(MhReJjAl，Ga)5_yBy012_yNy氧 氮化物熒光粉；2.首次研究了 BN的引入對YAG:Ce基熒光粉發(fā)光性能的影響，B3+_N3_鍵的 引入同樣增加了發(fā)光離子周圍的共價(jià)性，但其發(fā)光光譜卻出現(xiàn)了一定程度的藍(lán)移，且發(fā)光 強(qiáng)度增加；3.合成的氧氮化物熒光粉包含很寬的激發(fā)和發(fā)射光譜，能被440-470nm的藍(lán)光 有效激發(fā)，發(fā)出峰值波長范圍在505-550nm的綠光或黃光；4.合成的氧氮化物熒光粉其發(fā) 光強(qiáng)度隨著溫度的增加而上升，沒有出現(xiàn)常規(guī)的溫度淬滅現(xiàn)象；5.合成的氧氮化物熒光粉 涂覆在InGaN基的LED芯片上，結(jié)合特殊的光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，制備了一種高發(fā)光效率的白光 LED光源，其色坐標(biāo)、顯色指數(shù)和色溫在一定的范圍內(nèi)可調(diào)，可滿足于不同環(huán)境的應(yīng)用要求。與申請人之前申請的申請?zhí)枮?01110407225. 5的專利相比，本發(fā)明的進(jìn)步和優(yōu) 點(diǎn)包括(1)用BN取代Si3N4以B3+-N3_鍵的方式在YAG晶格中引入N3—，不用Si4+作為電 荷補(bǔ)償，合成了一種新型的(MhReJjAl，Ga)5_yBy012_yNy氧氮化物熒光粉。(2)在申請?zhí)枮?201110407225. 5的專利中，Si3N4的引入導(dǎo)致YAG:Ce熒光粉的發(fā)射光譜出現(xiàn)了很大程度的 紅移，同時(shí)發(fā)光強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性急劇下降。在本發(fā)明中BN引入到Y(jié)AG:Ce熒光粉之后，其發(fā) 光光譜卻出現(xiàn)了 5nm的藍(lán)移，且發(fā)光強(qiáng)度增加了 11%，同時(shí)，其熱穩(wěn)定性大大增強(qiáng)，沒有出 現(xiàn)常規(guī)的溫度淬滅現(xiàn)象，發(fā)光強(qiáng)度隨著溫度的增加而增強(qiáng)，在250°C時(shí)，其發(fā)光強(qiáng)度甚至達(dá) 到了室溫下的175%，發(fā)光光譜同時(shí)出現(xiàn)了 15nm的紅移。(3)合成的氧氮化物熒光粉涂覆 在InGaN基的LED芯片上，結(jié)合特殊的光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，制備了一種高發(fā)光效率的白光LED光 源，其色坐標(biāo)、顯色指數(shù)和色溫在一定的范圍內(nèi)可調(diào)，發(fā)光效率增加了 7. 5%，可滿足于不同 環(huán)境的應(yīng)用要求。


圖1為本發(fā)明中實(shí)施例1-5合成的石榴石結(jié)構(gòu)的氧氮化物熒光粉的XRD圖譜。圖2為本發(fā)明中實(shí)施例1-5合成熒光粉的激發(fā)和發(fā)射光譜。圖3-1為本發(fā)明中實(shí)施例1合成的熒光粉的SEM照片。圖3-2為本發(fā)明中實(shí)施例2合成的熒光粉的SEM照片。圖3-3為本發(fā)明中實(shí)施例4合成的熒光粉的SEM照片。圖3-4為本發(fā)明中實(shí)施例5合成的熒光粉的SEM照片。圖4為本發(fā)明中實(shí)施例3所合成熒光粉在不同溫度下的發(fā)光光譜。圖5為采用實(shí)施例1-5合成的熒光粉，通過實(shí)施例6制成的白光LED光源器件的 電致發(fā)光光譜。
具體實(shí)施例方式結(jié)合以下具體實(shí)施例和附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。實(shí)施本發(fā)明的過程、 條件、試劑、實(shí)驗(yàn)方法等，除以下專門提及的內(nèi)容之外，均為本領(lǐng)域的普遍知識和公知常識， 本發(fā)明沒有特別限制內(nèi)容。實(shí)施例1采用現(xiàn)有技術(shù)的材料配方并配以本發(fā)明中的制備步驟來制備，以此為基準(zhǔn)說明納米BN的添加對熒光粉形貌、結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能的影響。
步驟(I)稱取原料。以Y2O3'納米a -Al2O3和CeO2按化學(xué)式Y(jié)2.925Ce0.075Al5012的嚴(yán)格比例配料，稱取 3. 30g 的 Y2O3>2. 55g 的 α -Α1203、0· 13g CeO2 和 O. 06g 助溶劑 NH4F, 上述原料的純度均為99. 99%或99. 9995%,即4N或5N，助溶劑NH4F為分析純，化學(xué)式 Y2^25Ce0.075Al5O12 中的 Ce3+ = 2. 5at%0
本發(fā)明中，“純的M和Re的氧化物”是指純度為99. 99%或99. 9995%的高純氧化物。
步驟(2)，首先將上述四種原料放入聚四氟乙烯球磨罐中，加入5ml無水乙醇和 24. 2g(j5 3mm的氧化鋯球，充分研磨3_5小時(shí)；得到的前軀體漿料放到80_120°C的真空干燥箱中保溫10-20小時(shí)，得到干燥的含有部分團(tuán)聚體的氧化物前軀體；然后將上述含有部分團(tuán)聚體的氧化物前軀體放在瑪瑙研缽中輕輕研磨、粉碎、過200目篩網(wǎng)，取篩下物即為氧化物前軀體。
步驟(3)，高溫固相燒結(jié)，將上述氧化物前軀體放入Al2O3坩堝并置于以石墨為發(fā)熱體的高溫?zé)Y(jié)爐中，95% N2/5% 4氣氛下，1400-1650°C，保溫4-10小時(shí)熱處理，升溫速率為300-600°C /h，合成的熒光粉體隨爐體水冷。
步驟(4)，酸洗，將取出后的熒光粉體放入盛有IOOml去離子水的燒杯中，加入濃度為36% 38%稀鹽酸10ml，常溫下連續(xù)攪拌I小時(shí)，靜置分層，濾掉上層澄清液，用去離子水反復(fù)清洗至溶液PH = 6. 5-7. O,過濾并放入干燥箱中干燥10-20小時(shí)，得到可被紫外到藍(lán)光有效激發(fā)的黃色YAG = Ce熒光粉。
采用本發(fā)明的制備步驟可合成純相的YAG: Ce熒光粉，平均粒徑15 μ m左右，在紫外或藍(lán)光激發(fā)下，發(fā)出主峰在530nm的黃光。
實(shí)施例2
將4N或5N的如下初始原料=Y2O3、納米a -A1203> CeO2和納米無定形BN按化學(xué)式 Y2. ^5Ceaci75Al47Ba3Olh7Ntl. 3 的嚴(yán)格比例配料，稱取 3. 3(^的￥203、2· 40g 的 α -Α1203、0· 07g BN、 0. 13g CeO2和0. 06g的NH4F作為助溶劑，其中Ce3+ = 2. 5at%, BN的相對含量為O. 3mol。
將上述五種初始原料放入聚四氟乙烯球磨罐中，加入O. 8倍初始原料重量的無水乙醇5ml和4倍初始原料重量的Φ 3mm的氧化鋯球23. 8g，充分研磨3_5小時(shí)；得到的前軀體漿料放到80-120°C的真空干燥箱中保溫10-20小時(shí)，得到干燥的含有部分團(tuán)聚體的氧化物前軀體；然后將上述含有部分團(tuán)聚體的氧化物前軀體放在瑪瑙研缽中輕輕研磨、粉碎、過 200目篩網(wǎng)，取篩下物即為氧化物前軀體；最后將上述氧化物前軀體放入Al2O3坩堝并置于以石墨為發(fā)熱體的高溫?zé)Y(jié)爐中，在95% N2/5% 4氣氛下，1 400-1650°C，保溫4-6小時(shí)熱處理，升溫速率為300-600°C /h，合成的熒光粉體隨爐體水冷。取出后的熒光粉體放入盛有 IOOml去離子水的燒杯中，加入濃度為36% -38%的稀鹽酸10ml，在100°C條件下攪拌I小時(shí)，靜置分層，濾掉上層澄清液后，用去離子水反復(fù)清洗至溶液PH = 6. 5-7. 0，過濾并放入干燥箱中干燥10-20小時(shí)，得到可被紫外到藍(lán)光有效激發(fā)的黃綠色Υ2.925Α14.Λ.30η.Λ.3:(θ 熒光粉。
添加相對含量O. 3mol的BN后，并沒有改變石榴石的晶格結(jié)構(gòu)，仍可得到純的YAG 相，但晶粒開始長大，平均晶粒尺寸為25 μ m左右。在藍(lán)光激發(fā)下，發(fā)出主波長在528nm的黃綠光。和實(shí)施例1得到的熒光粉相比，發(fā)光強(qiáng)度提高了 11%。
實(shí)施例3
將4N或5N的如下初始原料=Y2O3、納米a -A1203> CeO2和納米無定形BN按化學(xué)式 Y2^25Ce0.Q75Al4.5Bo.5On.5No.5 的嚴(yán)格比例配料，其中 Ce3+ = 2. 5at%,BN 的相對含量為 O. 5mol。 將 3. 30g 的 Y2O3>2. 30g 的 α -Α1203、0· 12g ΒΝ、0· 13g CeO2 和 O. 06g 的助溶劑 NH4F 按實(shí)施例 2中所述的工藝制備，得到可被紫外到藍(lán)光有效激發(fā)的黃綠色Yi 925Al45Btl. 501L5N0.5Ce熒光粉。
如圖4所示，添加相對含量O. 5mol的BN后，仍可得到純的石榴石結(jié)構(gòu)的YAG相，其晶粒進(jìn)一步長大，平均晶粒尺寸為35 μ m左右。在藍(lán)光激發(fā)下，發(fā)出主波長在527nm的黃綠光，發(fā)光強(qiáng)度和添加O. 3mol的BN的樣品相當(dāng)。對該熒光粉在不同溫度下的發(fā)光性能進(jìn)行表征，發(fā)現(xiàn)其發(fā)光強(qiáng)度沒有出現(xiàn)常規(guī)的溫度淬滅現(xiàn)象，而是隨著從室溫到250°C的升高發(fā)光不斷增強(qiáng)，在250°C時(shí)，其發(fā)光強(qiáng)度甚至達(dá)到了室溫下的175%。同時(shí)，發(fā)光光譜出現(xiàn)了 15nm 的紅移。
實(shí)施例4
將4N或5N的如下初始原料=Y2O3、納米a -A1203> CeO2和納米無定形BN按化學(xué)式 Y2^25Ce0.Q75Al4.3Β0.TOil3N0. 7的嚴(yán)格比例配料，其中Ce3+ = 2. 5at%，納米無定形BN的相對含量為 O. 7mol。將 3. 30g 的 Υ203、2· 19g 的納米 α-Α1203、0· 17g 納米無定形 ΒΝ、0· 13g CeO2 和 0. 06g的助溶劑NH4F按實(shí)施例2中所述的工藝制備，得到可被紫外到藍(lán)光有效激發(fā)的黃綠色 Y^5Al4Ulh3Na7 = Ce 熒光粉。
添加相對含量O. 7mol的BN后，XRD物相分析顯示除了主晶相YAG外，雜質(zhì)相YBO3 開始出現(xiàn)，說明BN在YAG晶格中最佳的固溶度< O. 5mol ο其晶粒進(jìn)一步長大，最大晶粒尺寸為60 μ m左右。在藍(lán)光激發(fā)下，發(fā)出主波長在526nm的黃綠光，和實(shí)施例1得到的熒光粉相比，發(fā)光強(qiáng)度提高了 7.5%。
實(shí)施例5
將4N或5N的如下初始原料Y2O3、納米a-A1203、CeO2、納米無定形BN按化學(xué) SY2.925Cea(l75Al4BOnN嚴(yán)格比例配料，其中Ce3+ = 2. 5at %，納米無定形BN的相對含量 %1. Omol0 將 3. 30g 的 Υ203、2· 04g 的 α-Α1203、0· 25g 納米無定形 ΒΝ、0· 13g CeO2 以及 0.06g的NH4F按實(shí)施例2中所述的工藝制備，得到可被紫外到藍(lán)光有效激發(fā)的黃綠色 Y2^25Al4BO11NiCe 熒光粉。
添加相對含量1. Omol的BN后，雜質(zhì)相YBO3含量逐漸增多，其晶粒也沒有進(jìn)一步的明顯長大，和添加O. 7molBN的樣品相當(dāng)，說明多余的BN并沒有進(jìn)入YAG晶格內(nèi)，而是以雜質(zhì)相的形式形成了 ΥΒ03。在藍(lán)光激發(fā)下，發(fā)出主波長在525nm的黃綠光，和實(shí)施例1得到的突光粉相比，發(fā)光強(qiáng)度降低了 7.5%。
實(shí)施例6
白光LED光源的結(jié)構(gòu)，見申請?zhí)?01110407225. 5的中國發(fā)明專利申請。在LED發(fā)光器件上表面設(shè)有包含本專利所述熒光粉的發(fā)光層，從而提高其發(fā)光性能并將其發(fā)出的藍(lán)光與藍(lán)色芯片發(fā)出的黃光復(fù)合形成白光。
實(shí)施例7-10
將4N 或 5N 的如下初始原料:Y203、Lu203、Gd2O3> Tb4O7'納米 a -Al2O3> Ga2O3> CeO2, Pr60n、納米無定形BN和NH4F*別按表I中所示的各化學(xué)式嚴(yán)格比例配料，其中Ce3+ =2.5at%、Pr3+ = O. 5at%，納米無定形BN的相對含量為O. 5mol。將表I中所示的各初始原料含量按實(shí)施例2中所述的工藝制備，得到可被紫外到藍(lán)光有效激發(fā)并涵蓋綠、黃和紅色波段的(MhRex)3(Al，Ga)4.5B0.50n.5N0.5 熒光粉。
表I實(shí)施例7-10中合成熒光粉的化學(xué)組成及相應(yīng)的原料配比
權(quán)利要求
1.一種氧氮化物熒光粉，其特征在于，其采用化學(xué)通式(MhRex)3(Al，Ga)5_yBy012_yNy表示，其中，M為Y、Lu、Gd、Tb中的一種或幾種元素，Re為Ce、Pr中的一種或兩種元素，O<x^0. l,0^y^1. O0
2.如權(quán)利要求1所述的氧氮化物熒光粉，其特征在于，其結(jié)構(gòu)為石榴石晶格結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的氧氮化物熒光粉，其特征在于，其發(fā)光光譜發(fā)生5nm藍(lán)移。
4.權(quán)利要求1所述的氧氮化物熒光粉，其特征在于，其發(fā)光強(qiáng)度隨著溫度的升高而增力口，沒有出現(xiàn)溫度淬滅。
5.一種如權(quán)利要求1所述的氧氮化物熒光粉的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)稱取原料；所述原料包括純的M的氧化物和純的Re的氧化物、納米α_Α1203、Ga2O3'納米BN、和燒結(jié)助劑NH4F ； (2)氧化物混合前驅(qū)體的制備將所述原料按化學(xué)計(jì)量配比稱重后，放入聚四氟乙烯球磨罐中，加入無水乙醇和氧化鋯球，研磨后干燥、粉碎、過200目篩網(wǎng)，即得到所需的氧化物前軀體； (3)高溫固相燒結(jié)將裝有上述氧化物前驅(qū)體的Al2O3坩堝置于以石墨為發(fā)熱體的高溫?zé)Y(jié)爐中，在95% N2/5% H2氣氛下，1400-1650°C，保溫4-10小時(shí)熱處理，升溫速率為300-6000C /h，合成的熒光粉體隨爐體水冷； (4)酸洗將上述熒光粉體放入盛有去離子水的燒杯中，加入濃度為36%-38%的稀鹽酸，其中去離子水與稀鹽酸的體積比為10 1，常溫下連續(xù)攪拌I小時(shí)，靜置分層，濾掉上層澄清液后，用去離子水清洗至溶液PH = 6. 5-7. 0，過濾、干燥，得到所述氧氮化物熒光粉。
6.如權(quán)利要求5所述的氧氮化物熒光粉的制備方法，其特征在于，所述納米BN為含量> 99%、平均粒徑20nm的非晶態(tài)BN。
7.一種白光LED光源,其特征在于,包括LED發(fā)光器，以及設(shè)置在該LED發(fā)光器上的含有如權(quán)利要求1所述的氧氮化物熒光粉的發(fā)光層。
8.如權(quán)利要求7所述的白光LED光源，其特征在于，所述LED發(fā)光器中的發(fā)光芯片為發(fā)射波長在440-470nm的InGaN基的LED芯片。
9.如權(quán)利要求1所述的氧氮化物熒光粉的應(yīng)用，其特征在于，將所述氧氮化物熒光粉用于設(shè)置在白光LED發(fā)光器的發(fā)光層中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氧氮化物熒光粉，其結(jié)構(gòu)式為(M1-xRex)3(Al，Ga)5-yByO12-yNy，其中M為Y、Lu、Gd、Tb之一種或幾種元素，Re為Ce、Pr之一種或兩種元素，0＜x≤0.1，0≤y≤1.0。本發(fā)明公開了一種氧氮化物熒光粉的制備方法。本發(fā)明還公開了一種含有氧氮化物熒光粉的白光光源。本發(fā)明首次提出通過BN的引入提高YAG:Ce熒光粉的發(fā)光性能，且隨著溫度升高發(fā)光增強(qiáng)，在較大溫度范圍內(nèi)提供較高流明效率。
文檔編號H01L33/50GK103045259SQ20121055673
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者李會利, 王曉君, 孫卓 申請人:華東師范大學(xué)