[发明专利]一种窄带发射氮氧化物红色荧光粉及其制备方法

说明书

本发明公开了一种窄带发射氮氧化物红色荧光粉及其制备方法。通过提供一种La_4‑xSr_2+xSi₅N_12‑xO_x(0≤x≤2)晶体，以该晶体为基质的氮氧化物荧光粉，并为该荧光粉提供一种制备方法。该晶体属于单斜晶系，晶胞参数a=14.9017(2)Å、b=5.4745(1)Å、c=16.0571(2)Å、β=98.873(1)°，V=1294.25(3)ų，Z=4。通过Pr³⁺掺杂，获得该氮氧化物荧光粉，用化学通式La_4‑x‑ySr_2+xSi₅N_12‑xO_x:yPr³⁺表示,其中0≤x≤2，0.005≤y≤0.1。本发明中荧光粉以La_2.295Sr_3.69Si₅N_10.31O_1.69为基质材料，具有全新的结构及化学组成，以Pr³⁺作为激活离子，该荧光粉能被近紫外及蓝光激发，发射橙红光，其光谱半峰宽约为40 nm，属于窄带发射荧光粉。荧光粉的激发带和近紫外芯片和蓝光芯片能够很好的匹配。

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，具体涉及一种窄带发射氮氧化物红色荧光粉及其制备方法。

背景技术

白光发光二极管（wLED），由于其节能，坚固，使用寿命长且环保等优点，是一种极具潜力的固态照明技术。它取代了传统的白炽灯或荧光灯光源，减少了能源消耗。荧光粉转换的白光LED主要由蓝色或近紫外芯片作为激发源，并具有适当的荧光粉成分，可将部分芯片发射下转换为更长的波长。因此，荧光粉在固态照明中具有重要作用。目前最成熟的商用白光LED实现方式为蓝光GaN芯片+Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺(YAG) 二基色荧光粉转换LED。在这种蓝光LED+黄色荧光粉的白光LED中，由于光谱中缺乏红光成分，在日常照明中呈现冷白光，显色性较差。通过以上的白光LED的实现策略中添加适量的红色荧光粉，可以得到暖白光的照明，从而有效提高LED的显色性。

目前，研究者们在氧化物，硫化物，氟（氧）化物，磷（氧）化物，氮（氧）化物等化合物中，通过稀土金属离子掺杂，如Eu²⁺、Ce³⁺、Pr³⁺和过渡金属离子掺杂，如Mn²⁺、Mn⁴⁺、Bi³⁺等激活离子掺杂，获得了大量的性能优异的荧光材料。但由于硫化物的不稳定性、氟（氧）化物的原料氢氟酸的危险性等问题，限制了其商业应用。氮（氧）化物荧光粉由于具有独特的发光性能，如，颜色可调谐、蓝光激发及发光效率具有良好的性质，和优异的热稳定性能，受到了科学界和产业界的极大关注。目前，CaAlSiN₃和Sr₂Si₅N₈的氮化物因其高效的红光发射目前应用于商业红粉。但目前氮（氧）化物研究领域中研究工作主要以已有的氮（氧）化物基质材料研究为主，而对于新组成和新结构的新型氮（氧）化物基质材料研究较少。所以，研发新型髙性能白光LED用荧光粉成为了必然趋势。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种La_4-xSr_2+xSi₅N_12-xO_x (0≤x≤2)晶体，以该晶体为基质的氮氧化物荧光粉，并为该荧光粉提供一种制备方法。

解决上述技术问题所采用的荧光粉用化学通式La_4-x-ySr_2+xSi₅N_12-xO_x:yPr³⁺表示,其中0≤x≤2，0.005≤y≤0.01。