本发明专利技术提供了一种氮氧化物荧光粉及其制备方法和发光装置，其中氮氧化物荧光粉是以通式Si6-zAlzOzN8-z(0.2≤z≤2.0)表示的β型塞隆晶体为基质材料，在基质中固溶有Eu和R元素，其中，R元素为Y，Sc，La，Gd，Lu中的一种或者两种，Eu与R元素的摩尔组成满足以下条件：0.8≤(Eu/Eu+R)＜1。本发明专利技术的氮氧化物荧光粉在蓝光激发下，发出510-550nm之间的绿光，且发光效率高，能够满足不同白光LED器件的需求。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种氮氧化物荧光粉及其制备方法和发光装置，其中氮氧化物荧光粉是以通式Si6-zAlzOzN8-z(0.2≤z≤2.0)表示的β型塞隆晶体为基质材料，在基质中固溶有Eu和R元素，其中，R元素为Y，Sc，La，Gd，Lu中的一种或者两种，Eu与R元素的摩尔组成满足以下条件：0.8≤(Eu/Eu+R)＜1。本专利技术的氮氧化物荧光粉在蓝光激发下，发出510-550nm之间的绿光，且发光效率高，能够满足不同白光LED器件的需求。【专利说明】氮氧化物荧光粉及其制备方法和发光装置
本专利技术涉及一种氮氧化物荧光粉，尤其是一种具有β塞隆型晶体的氮氧化物荧 光粉、其制备方法和发光装置，属于白光LED发光领域。
技术介绍
白光LED具有绿色、环保、长寿命等优势，已经在照明和显示领域得到广泛应用。 就白光LED产生方式而言，主要是蓝光芯片配合荧光粉的实现方式为主，因此，荧光粉的发 光性能直接影响并决定了白光LED器件的性能。 上世纪90年代以来，一类新型的氮/氮氧化物发光材料被开发出来，尤其是以Eu 离子激活的具有塞隆结构的荧光粉备受关注，如：用Eu离子激活的β型塞隆被大范围的紫 外光至蓝光的波长的光激发，发出在520-545nm的波长区域之间的绿色光，因此可作为用 于白光LED的荧光体。长时间以来，人们对其进行了持续的探讨研宄。 专利文献1(申请号：200680016345.X)公开了一种β型塞隆陶瓷荧光体，其由通 式Si 6_zAlz0zN8_z所示的β型塞隆陶瓷为母体材料、且固溶Eu作为发光中心的β型塞隆陶 瓷构成，其特征在于，所述通式中的组成ζ为0. 24?0. 42,且Eu含量为0. 05原子％ -0. 25 原子％。专利文献2 (申请号：200780021389.6)公开的荧光粉为β-sialon结构，激活剂 为Eu离子，且该粉末通过激光衍射散射法测定的粒径分布为：累计分数中的10%粒径（D ltl) 为7-20 μπκ且90%粒径（D9tl)为50-90 μπι。此外专利文献（申请号为：201080003227. 1、 201180028320. 2、201180029917. 9等）中对β -sialon荧光粉的组分组成、发光性能参数、 制备方法等方面做了详细介绍。
技术实现思路
本专利技术提供一种氮氧化物荧光粉及其制备方法和所制成的发光装置，具体技术方 案如下： 一种氮氧化物荧光粉，以通式Si6_zAlz0 zN8_z表示的β型塞隆晶体为基质材料，其 中0. 2彡Z彡2.0,在基质中固溶有Eu和R元素，其中，R元素为Y，Sc，La，Gd，Lu中的一种 或者两种，R与Eu元素的摩尔组成满足以下条件：0. 8 < (Eu/Eu+R) < 1。 优选的是，上述R与Eu元素的摩尔组成满足以下条件：0. 88彡（Eu/Eu+R)彡0. 95。 优选的是，Eu与R元素在β型塞隆基质中的固溶量为：0.05-0. 5%。 优选的是，上述R元素为Y、Sc中的一种。 优选的是，上述氮氧化物荧光粉的外量子效率不小于〇. 60。 另一方面，本专利技术提供的上述氮氧化物荧光粉的制备方法如下：，该制备方法 包括在惰性气氛下将前面所述氮氧化物荧光粉的原料混合物在1800-2200°c的温度、 l-200Mpa的压力下焙烧3-20h的步骤以及将上述焙烧产物进行研磨、酸处理的步骤，最终 获得前面所述的氮氧化物荧光粉。 优选的是，上述的惰性气氛为氮气气氛、氩气气氛或者两者的混合气氛。 优选的是，原料混合物是5^4、41队八1203411 203以及1? 203，其中1?元素为￥，5(3，1^， Gd，Lu中的一种或者两种。 优选的是，上述的酸处理过程中的酸是指氢氟酸、硝酸、盐酸中的一种。 在一个具体的实施方式中，本专利技术的氮氧化物荧光粉制备方法包括以下工序： 混料，将5以4、六1队六120341120 3以及1? 203 〇?元素为￥，5(3，1^，6(1，1^中的一种或者 两种）在手套箱中进行混合； 焙烧，将上述混合物在惰性气氛下、1800-2200°C的温度、l_200Mpa的压力下焙烧 3-20h ； 后处理，将上述焙烧产物进行研磨、酸处理后获得上述的氮氧化物荧光粉。 又一方面，本专利技术还提供了一种发光装置，该发光装置中包含有以上所述的氮氧 化物荧光粉。 以下对上述氮氧化物荧光粉作详细的阐述，具体如下： 一种氮氧化物荧光粉，以通式Si6_zAlz0 zN8_z表示的β型塞隆晶体为基质材料，其 中0. 2彡ζ彡2.0,在基质中固溶有Eu和R元素，其中，R元素为Y，Sc，La，Gd，Lu中的一种 或者两种，R与Eu元素的摩尔组成满足以下条件：0. 8 < (Eu/Eu+R) < 1。 在上述氮氧化物荧光粉中，Eu和R元素在基质中的固溶量是本领域技术人员所 熟知的。如果固溶量太低，则作为β型塞隆晶体荧光体，难以获得足够的亮度。如果固溶 量太高，则有可能改变β型塞隆晶体的晶体结构。在本专利技术中，Eu和R元素在基质中的固 溶量优选为〇. 05-0. 5%。此外两者的摩尔组成需要满足以下条件：0. 8 < (Eu/Eu+R) < 1。 其中，固溶量的定义，是指在Imol内的Si6_zAlz0 zN8_z中，固溶有多少摩尔的Eu和R元素，即 在以Si6_ zAlz0zN8_z(0. 2彡z彡2. 0)表示的基质中溶入Eu和R元素后，Eu和R元素的摩尔 数总和与Si6_zAl z0zN8_z基质中各元素摩尔值之间的比值，例如：z = 0. 6,且Eu和R元素的 固溶量为〇_2%指的是，在1111〇1的515.，1 (|.60(|.具4的分子式中^11和1?元素的掺杂量为 ： (5. 4+0. 6+0. 6+7. 4)*0.2 % *lmol = 2.8% mol，即在 Imol 的 Si5. Alci 6Otl 6N7 4中，固溶有 2. 8% mol的Eu和R元素）。根据实验研宄发现，当Eu含量过少时，由于发光中心少，因此 发光亮度较低；Eu含量过多时，首先过多的Eu无法完全进入基质晶格的空隙中，造成Eu元 素的浪费，其次是固溶进入晶格的Eu离子因发生浓度猝灭而使得发光亮度降低。 R元素的选择也受到一定的限制，本专利技术的实验发现，所选用的R元素为Y，Sc，La， Gd，Lu中的一种或者两种时，其发光亮度较高。首先，上述R元素是稀土元素中的几种，其物 理结构域Eu元素非常相似，且R元素的离子半径均小于溶于基质晶体结构中Eu 2+离子的半 径，比Eu2+更容易固溶在晶体结构中，R元素固溶于晶体结构中后，晶体结构的空隙相比于 无固溶的晶体结构空隙增大，使得Eu 2+离子更容易溶入晶体结构中，从而提高Eu在基质中 的固溶度；其次，R元素本身不发光，与Eu元素的联动掺杂后，不仅不会对荧光粉的发光中 心产生竞争，而且能对荧光粉的晶体场进行优化调节，显著提升荧光粉的发光亮度；最后，R 元素与Eu元素的比例非越高越好，过低的R元素对荧光粉的晶体结构调节微弱，且对激活 剂Eu的能量传递有限，过高的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种氮氧化物荧光粉，以通式Si6‑zAlzOzN8‑z表示的β型塞隆为基质材料，其中0.2≤z≤2.0，其特征在于，在基质中固溶有Eu和R元素，其中，R元素为Y，Sc，La，Gd，Lu中的一种或者两种，Eu和R元素的摩尔组成满足以下条件：0.8≤(Eu/Eu+R)＜1。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐会兵，刘玉柱，刘荣辉，陈观通，高慰，刘元红，陈凯，李彦峰，
申请(专利权)人：有研稀土新材料股份有限公司，北京有色金属研究总院，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。