[发明专利]一种白光LED用氮氧化物黄色荧光粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及稀土发光材料技术领域，尤其是涉及一种白光LED用氮氧化物黄色荧光粉及其制备方法。

背景技术

白光LED是一种将电能转换为白光的固态半导体器件，又称半导体照明，具有效率高、体积小、寿命长、安全、低电压、节能、环保等诸多优点，被人们看成是继白炽灯、荧光灯、高压气体放电灯之后第四代照明光源，是未来照明市场上的主流产品。

目前实现白光LED普遍采用的是在蓝光LED芯片上涂覆高效的可被蓝光激发而发射黄光的荧光粉，其原理是蓝光LED激发荧光材料产生与蓝光芯片互补的黄光，在利用透镜原理将蓝光、黄光予以混合，使人眼产生白光的视觉。目前此种荧光粉主要是以Ce³⁺激活的YAG钇铝石榴石，其化学式为Y₃Al₅O₁₂，激发光谱在460～470nm附近，能有效吸收氮化镓GaN发光二极管的蓝光，石榴石结构的荧光粉有化学性质稳定、亮度高、寿命长及发光效率高等特点。这种荧光粉制作的白光LED具有很高的流明效率，但是由于其发射光谱的红光成分较少而其显色指数偏低。

近年来，一些其他体系的黄色荧光粉被开发。以Eu²⁺激活的碱金属氮氧化物和硅酸盐荧光粉，如Ca-α-SiAlON，CaSi₂O₂N₂和Sr₂SiO₄。这些已报道的黄色荧光粉中，氮氧化物Ca-α-SiAlON：Eu²⁺和CaSi₂O₂N₂：Eu²⁺一般需要高温高压条件，合成条件较苛刻，硅酸盐Sr₂SiO₄：Eu²⁺最佳激发峰在紫光区域，制作的白光LED器件的流明效率较低。以Ce³⁺激活的铝酸盐和硅酸盐荧光粉，如LaSr₂AlO₅和(Ca_3-xLu_x)(Sc_2-zMg_z)Si₃O_12+δ。铝酸盐LaSr₂AlO₅：Ce³⁺，Li⁺最佳激发峰在激光区域，(Ca_3-xLu_x)(Sc_2-zMg_z)Si₃O_12+δ：Ce³⁺中使用了价格较为昂贵的Sc₂O₃。

发明内容

本发明的目的是提供一种白光LED用氮氧化物黄色荧光粉及其制备方法。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：其白光LED用氮氧化物黄色荧光粉具有如下化学表示式：

Li₄Sr_(1-x)Ca(BO₂N)₂：xEu²⁺

式中，x为0.001～0.10。

本发明氮氧化物黄色荧光粉的制备方法包括如下步骤：

按化学式Li₄Sr_(1-x)Ca(BO₂N)₂：xEu²⁺的化学计量比称取相应的原料，所述原料分别为碳酸锂、碳酸锶、碳酸钙、氮化硼和氧化铕；研磨混匀得到混合物；将该混合物装入坩埚，在高温炉内于还原气氛和1200～1350℃条件下烧结3～7小时，后冷却到室温得到所述氮氧化物黄色荧光粉。

进一步地，本发明原料优选摩尔比的比例为Li₂CO₃：SrCO₃：CaCO₃：BN：Eu₂O₃＝2：(0.999～0.9)：1：2：(0.0005～0.05)。

进一步地，本发明所述还原气氛为氮氢混合气或CO气氛。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的荧光粉以氮氧化物为基质材料，具有化学稳定性和热稳定性良好，原料价廉、易得等优点。相比其他氮氧化物黄色荧光粉，由于本发明加入碱金属碳酸盐，降低了烧结温度。