[发明专利]一种荧光增强的硅氧氮化物发光材料及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及固态照明技术领域，尤其是一种荧光增强的硅氧氮化物发光材料及其制备方法。

【背景技术】

作为一种新型的荧光粉，稀土掺杂的氮化物和硅氧氮化物因具有化学性质稳定、温度变化不敏感、量子效率高、可以被蓝光有效激发、无环境污染等显著优势，所以其在固态照明和显示上的潜在应用引起了广泛关注。

利用这类稀土氮(氧)化物荧光材料，可以有效的改善白光发光二极管(LED)诸如显色指数、色温和色坐标这样的性质。

硅氧氮化物MSi₂O₂N₂:Eu²⁺(M＝Ca，Sr，Ba)就是这样一种荧光材料，近年来倍受关注。其中，CaSi₂O₂N₂:Eu²⁺发射黄光，SrSi₂O₂N₂:Eu²⁺发射黄绿光，BaSi₂O₂N₂:Eu²⁺发射蓝绿光。

SrSi₂O₂N₂:Eu²⁺的发射光谱是一宽带，发射峰位于540纳米处。近紫外至470纳米蓝光可以有效激发，主激发峰400纳米。这种硅氧氮化物黄绿色荧光体的两个重要特点是：发光的量子效率高(90％)，猝灭温度高(＞500K)。因此，极有潜力应用于白光LED。

作为白光LED器件中的关键材料，荧光材料的性能直接影响整个器件的性能。特别是荧光材料的发光效率是决定LED器件发光效率的关键因素之一。但是SrSi₂O₂N₂:Eu²⁺荧光材料的量子效率只有90％，与目前最常用的钇铝石榴石YAG:Ce³⁺荧光体(其量子效率视为100％)还有一定的距离。因此，为使SrSi₂O₂N₂:Eu²⁺荧光材料真正应用到白光LED固态照明中，需要进一步提高它的发光效率。通常来说，改变荧光粉的发光效率的途径有制备工艺条件的优化和荧光粉基质或掺杂的改性。然而，优化制备工艺条件提高荧光体发光效率的提高空间有限，因此，通过荧光体基质或掺杂改性以达到荧光增强的目的更具可行性和实用性。

【发明内容】

本发明的目的在于针对上述技术分析，提供一种荧光增强的硅氧氮化物发光材料以及通过改变基质中的不同掺杂离子的比例实现荧光增强的方法，从而更好地用于白光LED器件，方法工艺简单、技术成熟、成本低廉，有益于实现工业化生产。

本发明的技术方案：

一种荧光增强的硅氧氮化物发光材料，其化学式为SrSi₂O₂N₂:xEu²⁺，yMn²⁺，zPr³⁺，其中x，y，z为原子摩尔比，数值范围为0.01≤x≤0.10、0.00≤y≤0.05、0.00≤z≤0.04。

所述SrSi₂O₂N₂:xEu²⁺，yMn²⁺，zPr³⁺中的SrSi₂O₂N₂、Eu²⁺、Mn²⁺和Pr³⁺分别由SrCO₃、Si₃N₄、纳米Eu₂O₃、MnCO₃和纳米Pr₆O₁₁引入。

一种所述荧光增强的硅氧氮化物发光材料的制备方法，以无水乙醇作为研磨助剂，采用高温固相法制备，具体步骤如下：

1)将SrCO₃、Si₃N₄、纳米Eu₂O₃、MnCO₃和纳米Pr₆O₁₁与无水乙醇混合后，在研钵中研磨均匀；