一组新型复合荧光材料及其制备方法。荧光复合体由以氧为主阴离子配位的、以稀土为激活离子的荧光主相与Au、Ag、Pd、Pt、Rh、Ir、Ru、Os等惰性金属元素单质的第二相构成。低声子能量的惰性金属元素单质以第二相微晶畴的形式分布于荧光主相晶畴结构中的主相晶畴内或晶畴边界上，使荧光主相的发光强度和抗热衰减能力提高。复合体荧光主相晶格中的部分氧可被三价氮离子和一价卤素离子共同替代来调整晶格中微晶体场环境而实现发射波长的精细调整。这种复合荧光材料采用以前述惰性金属元素单质的微粒为种晶的固相反应工艺制备，其可被紫外-蓝绿光激发而获得从蓝色到橙红色光的发射，应用于高效LED器件的制造。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一组用于半导体发光装置的新型复合荧光材料，其可以被发射波长在300 500nm范围内的紫外-蓝绿光芯片激发，吸收激发光源的至少一部分发射光，发射出波长在450 600nm范围内的或蓝色光或绿色光或黄色光或橙红色光，属于照明技术、显示和光电子领域。
技术介绍
利用发光二极管而实现的半导体照明与显示技术，具有耗电量极小、环境友好、寿命长及应用灵活等诸多优点，正日益得到各国重视而获得社会生活各方面的应用普及。目前来说，实现半导体照明与显示的方式，主要以利用紫外光、紫光或蓝绿光芯片激发各色发射荧光材料的荧光粉转换型技术为主。如利用蓝光芯片激发黄色发射的荧光粉可以获得白光LED，利用蓝光芯片同时激发红色发射的荧光粉和绿色发射的荧光粉可以获得显示用LED背光源。在能够被紫外-蓝绿光芯片激发而实现各色发射的荧光材料中，黄色发射的材料是一种主要的材料，在LED照明技术中占有重要地位。目前来说，主要的黄色材料是Ce3+激活的钇铝石榴石材料(Y，Gd) 3(Al, Ga)5012 (简称YAG)。这种石榴石结构的材料在蓝光激发下可以发射出530 550nm的黄光,具有流明效率高、化学性质稳定的优势,成为最为适合的LED用黄色荧光材料。然而，这种材料在LED技术中的使用被日本日亚公司在世界范围内进行了专利限制和覆盖，如美国专利US 5 998 925、欧盟专利EP O 936 682、PCT专利WO9805 078、日本专利JP 3 503 139和中国专利CN I 893 133等多项。为了规避YAG材料的专利限制，世界各国的公司或研究机构一直进行着其他黄色发射的荧光材料的开发工作。美国专利US 7 267 787,US 7 311 858、中国专利CN I 00590172、日本专利申请JP 2007 009 141和美国专利申请US 2007 158 614公开了一种可以被紫外-蓝绿光宽谱激发而发射500 560nm的绿色-黄色光的Eu2+激活的碱土金属正硅酸盐材料(Sr，Ba，Ca) 2Si04，其中的黄色发射通过卤素元素的掺杂可以使其发光亮度接近实用要求，而成为YAG材料的一种可能替代品。此外，美国专利US 7 648 650、PCT专利申请WO 2007 035 026、WO 2007 018 260和中国专利申请CN 101 186 818公开了另一种可以被紫外-蓝绿光激发而发射567 575nm的橙色光的Eu2+激活的碱土金属硅酸盐材料(Sr，Ba) 3Si05:Eu。然而，上述的稀土离子激活的碱土金属硅酸盐材料，特别是黄色发射的材料，有着一些明显的不足。这些材料仅具有中等的物理化学稳定性，不耐酸且易溶于水，热稳定性不佳。尤其是，这种硅酸盐材料由于结构对称性较低、复杂性较高等因素，发光的流明效率略低。550nm发射的黄色硅酸盐材料，即使是通过卤素离子掺杂而使发光强度得到优化，其流明效率仍与YAG材料有着5%以上的差距，热衰减也更显著。这些不足制约了其对于YAG材料的良好替代性以及在大功率情况下的实际应用。此外，黄色发射的荧光材料与蓝光芯片组合封装所获得的白光缺乏红色成分，LED的显色指数较低、色温过高，只能获得光色偏冷的正白及冷白光效果，无法获得视觉舒适的暖白光照明效果，因而在实际应用中通常需要在黄色材料中添加红色发射的材料来增加红色成分。由于600nm以上发射的红色氮化物材料普遍存在流明亮度过低的不足而无法实现与亮度较高的黄色材料的良好匹配，因而目前多数厂家采用570nm左右发射的前述硅酸盐橙色材料作为红色补色成分，如美国专利US 7 601 276所公开。然而，如前所述，橙色发射的硅酸盐材料仍然存在着发光亮度有所差距和热衰减过高的不足。另外，利用蓝光芯片与绿色荧光粉和红色荧光粉组合来制造各种平板显示用LED背光源的技术日益受到重视并获得迅速发展，使得绿色发射的荧光材料的重要性逐渐突出。前述专利或专利申请所公开的绿色发射的正硅酸盐材料虽然在色纯度上可以满足LED背光源技术的要求，但其热衰减过高，150°C下发光强度的衰减可达30%，而显示用LED背光源的工作温度往往在150°C左右，因此这种材料并不是显示背光源的理想选择。美国专利US 7 837 898 和 US 7 794 624、PCT 专利申请 WO 2007 096 333 和中国专利申请CN 101045860公开了一种绿色发射的碱土金属氮氧化物材料(Ba, Sr, Ca)Si2O2N2 = Eu,但是这种材料的色纯度不符合LED背光源的要求。PCT专利申请WO 2009 016096公开了另一种氮氧化物的绿色发射材料Ba2.5Si60n.5N2:Eu。这种材料的综合性能较好，但是其计量配比的不确定性较大而使得材料的发光亮度和色品坐标的波动较大。进一步研制出制·造工艺简单且发光强度更佳、抗热衰减能力更稳定的黄色、橙色和绿色发射的荧光材料，对于LED照明与显示技术的应用进步及发展普及具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一组应用于LED器件制造的新型复合荧光材料，由于复合体突光主相晶畴结构中Au、Ag、Pd、Pt、Rh、Ir、Ru、0s等惰性金属元素单质的低声子能量微晶畴的引入，使得材料的发光强度提闻、热裳减降低，更有利于闻效、闻稳定性LED器件的制造，而荧光主相晶格中的部分氧被三价氮离子和一价卤素离子共同替代可以实现材料发射波长的灵活调整；本专利技术的另一个目的是提供上述复合荧光体的一种以上述惰性金属元素单质的微粒为种晶的高温固相反应合成方法，具有制造工艺简单、材料性能提高且易于工业化规模量产的特点。本专利技术的一组新型复合荧光材料的化学组成通式可用式(I)表示为:aMlOaN0 + yl.bM201_0 5y2Xy2.uRO/vA (I)其中Ml 为选自 S1、Β、Al、Ge、Ga、In、Sc、T1、V、Nb、Zr、Mo、W 中至少一种元素；Μ2为选自 Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Cd、Hg、L1、Na、K、Rb、Cs 中至少一种元素；Χ 为选自 F、Cl、Br、I 中至少一种兀素；R 为选自 Ce、Pr、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Mn 中至少一种元素；A 为选自 Au、Ag、Pd、Pt、Rh、Ir、Ru、Os 中至少一种元素。a> b> α , β , y K y 2> u>V 为摩尔系数:0.5 < a < 4，0.5 彡 b < 3，0.3 < α ^ 2,0 ^ β < 1.5,0 ^ γ I < 0.67,O ^ γ2<2.0，0<u<0.5，0.001<ν<0.55。这种复合荧光材料被发射峰值波长在300 500nm范围内的紫外-蓝绿光激发后，可以发射出峰值波长在450 600nm范围内的一个或一个以上峰值的发光光谱，能够呈现出从蓝色到橙红色的发光，也可与其它一种或一种以上的荧光粉混合使用实现白色或多色发光，应用于高效LED器件的制造。其为以氧为主阴离子配位并含有稀土激活离子的荧光主相材料与Au、Ag、Pd、Pt、Rh、Ir、Ru、Os等惰性金属元素的单质构成的复合体。惰性本文档来自技高网...
【技术保护点】
一组新型复合荧光材料及其制备方法，其化学组成通式为：aM1OαNβ+γ1·bM2O1?0.5γ2Xγ2·uRO/vA，其中M1为选自Si、B、Al、Ge、Ga、In、Sc、Ti、V、Nb、Zr、Mo、W中至少一种元素；M2为选自Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Cd、Hg、Li、Na、K、Rb、Cs中至少一种元素；X为选自F、Cl、Br、I中至少一种元素；R为选自Ce、Pr、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Mn中至少一种元素；A为选自Au、Ag、Pd、Pt、Rh、Ir、Ru、Os中至少一种元素；a、b、α、β、γ1、γ2、u、v为摩尔系数：0.5＜a＜4，0.5≤b＜3，0.3＜α≤2，0≤β＜1.5，0≤γ1＜0.67，0≤γ2＜2.0，0＜u≤0.5，0.001≤v＜0.55；这种复合荧光材料被发射峰值波长在300～500nm范围内的紫外?蓝绿光激发后，可以发射出峰值波长在450～600nm范围内的一个或一个以上峰值的发光光谱，能够呈现出从蓝色到橙红色的发光，应用于高效LED器件的制造。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘海军，
申请(专利权)人：北京华美亮材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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