一种荧光粉及其制备方法技术

本发明专利技术保护一种荧光粉及其制备方法，荧光粉的分子式为(M3‑

【技术实现步骤摘要】
一种荧光粉及其制备方法


[0001]本专利技术涉及发光材料
，特别是涉及一种荧光粉及其制备方法。

技术介绍

[0002]LED或激光荧光作为照明/显示光源的应用越来越普遍。在各种应用中，通常包括波长转换：激发光照射激发一种荧光粉或多种荧光粉，这些荧光粉或荧光粉的组合受激发出波长更长的光。
[0003]在常见的白光光源中，激发光一般为LED蓝光或激光蓝光，荧光粉一般为Y3Al5O
12
：Ce(钇铝石榴石，YAG)，YAG荧光粉在蓝光的激发下发出黄光；如此，YAG荧光粉将部分蓝光激发光转换为黄光，再与剩余蓝光激发光合光产生白光。
[0004]然而，YAG荧光粉具有以下问题：在高功率激发光激发下，荧光粉的发光效率由于发光饱和效应而降低。
[0005]为了解决该问题，已经开发出了La3Si6N
11
：Ce(LSN)荧光粉，其在激发光激发下可以发出黄光。LSN荧光粉是一种有效的受激发出黄光的荧光粉，与YAG荧光粉相比，其发光饱和损失小，这是因为LSN的衰减时间比YAG短。
[0006]但是，LSN荧光粉的内部量子效率(IQE)比YAG低，因此目前的应用前景不佳。本专利技术的目的就在于通过改善LSN荧光粉的IQE，使其成为YAG荧光粉合适的替代品，另外，也存在进一步限制LSN荧光粉的热猝灭和发光饱和损失等问题的空间。
[0007]可以通过改善各种因素来提高LSN荧光粉的IQE，例如增加结构刚度、减少晶格中的缺陷数量以及减少诸如Ce
4+r/>之类的杂质数量。这些因素的改善也将进一步限制LSN荧光粉的热猝灭损失，热猝灭损失还可以通过增加带隙来增加热电离势垒来加以限制；对于减少LSN荧光粉的发光饱和损耗来说，减少其衰减时间是非常有效的方法。

技术实现思路

[0008]针对上述现有技术存在的缺陷，本专利技术提供了一种碳(或者锗)掺杂的(M3‑
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x
L
t
)(Si6‑
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a
)(N
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4y/3
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C
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Ge
z
O
m
)：R
x
荧光粉及其制备方法，制备方法简易高效，制得的荧光粉发光效率高、发光饱和损耗小、发射光谱带宽；通过碳(或者锗)掺杂进一步提高了荧光粉的内部量子效率(IQE)，使其特别适用于大功率激发光下的激发发光。
[0009]本专利技术提供了一种荧光粉，其分子式为(M3‑
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)(Si6‑
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Al
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Ge
z
O
m
)：R
x
，其中M为La、Gd、Lu、Sc、Y中的一种或多种，L为Ca、Sr、Ba、Mg、Zn中一种或多种，R为Ce、Eu、Tb、Pr、Yb中的一种或多种，0<x<3，0≤t<4.5，0≤a<8，0<y≤8.25，0≤z≤8.25，0≤m<6，Si代表硅原子，Al代表铝原子，N代表氮原子，C代表碳原子，Ge代表锗原子，O代表氧原子。
[0010]本专利技术的(M3‑
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)(Si6‑
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Ge
z
O
m
)：R
x
荧光粉中，O的掺杂为偶然掺杂或人为少量掺杂，此时用C4‑
(或者Ge4‑
)取代N3‑
，由于C(或者Ge)较N电负性更小(C的电负性值为2.55，Ge的电负性值为2.01，N的电负性值为3.04)，C4‑
(或者Ge4‑
)比N3‑
的电
子云膨胀效应更明显，掺入之后Si(或Al)
‑
(C/Ge，N)和M(或R)
‑
(C/Ge，N)等键的共价性增加、结构刚度提高，掺杂之后荧光粉获得了更高的量子效率，从而使荧光粉具有更高的发光强度。
[0011]优选的，在分子式(M3‑
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Ge
z
O
m
)：R
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中，M为La，t＝0，a＝0，z＝0，m＝0，R为Ce，无Ge或O对N掺杂，荧光粉的分子式简化为La3‑
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Si6N
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C
y
：Ce
x
。
[0012]优选的，所述z＝0，m＝0，此时碳的掺杂量0<y≤2。通过DFT计算在荧光粉分子式中C原子取代不同比例的N原子时的形成能，以形成能最小时确定碳掺杂量y的值。
[0013]优选的，O原子与C(或Ge)原子共同取代N原子的共掺杂，可以避免C(或Ge)单独取代N原子引起的电荷不平衡。其中O的掺杂量更优选0<m<1。
[0014]另一方面，本专利技术提供了一种荧光粉的制备方法，所述制备方法包括：
[0015]按照分子式(M3‑
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Ge
z
O
m
)：R
x
中的化学计量比混合作为M的来源、L的来源、R的来源、Si的来源、Al的来源、N的来源、C的来源、Ge的来源和O的来源的材料，形成荧光粉的前驱混合物；其中M为La、Gd、Lu、Sc、Y中的一种或多种，L为Ca、Sr、Ba、Mg、Zn中一种或多种，R为Ce、Eu、Tb、Pr、Yb中的一种或多种，0<x<3，0≤t<4.5，0≤a<8，0<y≤8.25，0≤z≤8.25，0≤m<6，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种荧光粉，其特征在于，其分子式为(M3‑
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)(Si6‑
3a/4
Al
a
)(N
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4z/3
‑
2m/3
C
y
Ge
z
O
m
)：R
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，其中M为La、Gd、Lu、Sc、Y中的一种或多种，L为Ca、Sr、Ba、Mg、Zn中一种或多种，R为Ce、Eu、Tb、Pr、Yb中的一种或多种，0<x<3，0≤t<4.5，0≤a<8，0<y≤8.25，0≤z≤8.25，0≤m<6，Si代表硅原子，Al代表铝原子，N代表氮原子，C代表碳原子，Ge代表锗原子，O代表氧原子。2.根据权利要求1所述的荧光粉，其特征在于，M为La，t＝0，a＝0，z＝0，m＝0，R为Ce，所述荧光粉的分子式为La3‑
x
Si6N
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4y/3
C
y
：Ce
x
。3.根据权利要求1或2所述的荧光粉，其特征在于，z＝0，m＝0，碳的掺杂量0<y≤2。4.根据权利要求1所述的荧光粉，其特征在于，氧的掺杂量0<m<1。5.一种荧光粉的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：按照分子式(M3‑
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)(Si6‑
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)：R
x
中的化学计量比混合作为M的来源、L的来源、R的来源、Si的来源、Al的来源、N的来源、C的来源、Ge的来源和O的来源的材料，形成荧光粉的前驱混合物；其中M为La、Gd、Lu、Sc、Y中的一种或多种，L为Ca、Sr、Ba、Mg、Zn中一种或多种...

【专利技术属性】
技术研发人员：田梓峰，马文，
申请(专利权)人：深圳市绎立锐光科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：