专利名称：一种氮氧化合物荧光粉的组成物及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种氮氧化物荧光粉的组成物，尤其涉及一种可调控放光颜色的氮氧化物荧光粉及其制造方法。
背景技术：
随着社会文明的发展以及人类节能减排的环保意识提高，目前处于世界领先地位的各个国家都在逐渐淘汰传统照明设备，取而代之的是使用白光发光二极管，其特性为体积小、同时可配合应用设备调整、耗电量为一般灯泡的八分之一至十分之一、日光灯的二分之一、寿命可达10万小时以上、发热量低、反应速度佳、并且可以高频操作等优点，因此可以作为二十一世纪照明及显示器的新光源，目前已广泛应用于号志灯、汽车光源、显示器等设备。由于其符合当今社会强调的绿色环保概念，所以又被喻为“绿色照明光源”。1996年，日本日亚(Nichia)化学公司在美国申请的专利号为US 5998925案件中，曾经提出通过蓝光发光二极管(Light-emitting Diode, LED)激发铺掺杂的乾招石槽石(Cerium-doped yttrium aluminum garnet; YAG: Ce)突光粉产生黄色的放光,所述的黄光与蓝光混合而产生世界第一颗白光发光二极管(White Light-emitting Diode, WLED)。目前，氧化物荧光粉的制造成本低，但存在热特性与耐水性不佳的问题，反之，想要解决热特性与耐水性不佳的问题，就会提高制造成本。氮氧化物荧光粉受到关注，是因为合成所述氧化物荧光粉的前驱物可以使用空气不敏感的氧化物，且所述的前驱物可以降低合成温度，从而使产物的氮氧化物具备氮化物的良好稳定性，其兼顾氮化物与氧化物两者的优点，所以近年有许多氮氧化物荧光粉的开发，如:β -SiAlON^MSi2O2N2 (Μ为选自钙、锶、锁)等。Osram(德国欧司朗公司)在2008年申请的专利，世界专利公开号为W0/2009/016096，配方公开的通式为 MxAyBzOuNv(0.00001 ^ y ^ 3; 0.00001 ^ z ^ 6;0.00001 ^ u ^ 12; 0.00001 ^ v ^ 12; 0.00001 ^ x ^ 5)，M 为一种或多种混合的活化中心，A为一种或多种混合的二价元素，B为一种或多种混合的三价或四价元素，O为一种混合或多种混合的一价或二价元素，N为一种或多种混合的一价或二价或三价元素，是一种氮氧化物荧光粉。2OO9 年，Mitsubishi Chemical Corporation(日本三菱化学公司)也以相似的配方申请合成专利，提出的世界专利公开号为W0/2009/017206的案件中公开了在常压下合成，并采用预先处理Si3N4前驱物以获得纯相产物的氮氧化物荧光粉，产物的通式为M1xBayM2zLuOvNw (0.00001 ≤ x ≤ 3，O ≤ y ≤ 2.99999，2.6 ≤ x + y + z ≤ 3，O <u ≤ 11, 6 < V ≤ 25, O < w ≤ 17)，其中M1是选自猛、铺、镨、钕、衫、铕、铺、镝、钦、铒、铥和镱所组成的群组中的一种，M2是选自锶、钙、镁和锌所组成的群组中的一种，而L则是选自第4族或第14族中的金属元素。在现有技术中，所列举的相关专利并未公开可调控放光颜色氮氧化物荧光粉。
发明内容
本发明的主要目的是，公开一种氮氧化物荧光粉的组成物及其制造方法。为了达到上述目的，使用不同波长的光源作为激发光源的下面，使所述氮氧化物荧光粉的放射光的颜色通过上述的方法在绿色与蓝色之间变化，应用于等离子显示器、荧光灯等领域。作为本发明的进一步改进，提供一种氮氧化物荧光粉的组成物及其制造方法，具有通式Ba3_xSi6012N2:TbxW荧光粉，以铽(Tb)为其放光中心。作为本发明的进一步 改进，提供一种氮氧化物荧光粉及其制造方法，在固态合成法的高压高温下烧结前驱物，合成所述氮氧化物荧光粉，其制造程序简单，可被大量应用于生产。作为本发明的进一步改进，提供一种氮氧化物荧光粉及其制造方法，所述氮氧化物荧光粉在颜色变化的过程中，以200纳米的激发波长为绿色与蓝色变化的分界，作为颜色转换开关。作为本发明的进一步改进，提供一种氮氧化物荧光粉的组合物及其制造方法，所述氮氧化物荧光粉的通式系为Ba3_xSi6012N2:Tbx，其中0.001 = X = I ；Tb为所述氮氧化物荧光粉的放光中心。所述氮氧化物荧光粉制造方法上，首先提供前驱物，其次以固态合成法烧结所述前驱物从而获得所述氮氧化物荧光粉。在使用不同波长光的激发下，所述氮氧化物荧光粉可改变放射光的颜色，应用范围广大。
图1为本发明的制造方法步骤流程 图2为本发明的X光粉末绕射光谱 图3为本发明的光激发光谱 图4为本发明的光放射光谱 图5为本发明的CIE色坐标图。
具体实施例方式以下将结合附图所示的具体实施方式
对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。本发明公开一种氮氧化物荧光粉组成物，通式为Ba3_xSi6012N2:Tbx，其中
0.001 ≤X ≤1，并以Tb为放光中心。具体实施步骤参见图1，图1为本发明的制造方法步骤流程图，其包括:
步骤S1:提供一前驱物；
步骤S2:利用一固态合成法烧结所述前驱物，合成氮氧化物荧光粉。所述前驱物包括选自碳酸钡(BaCO3)、氮化硅(Si3N4)、二氧化硅(SiO2)以及氧化铽(Tb4O7)所组成的群组中的至少一种。在步骤S2的固态合成法，是将所述前驱物用大于或等于摄氏1200度，且小于或等于摄氏1800度的烧结温度，配合大于或等于0.1MPa，且小于或等于IOOOMPa之间的烧结压力的环境中进行烧结。
本发明是制作Ba2.89Si6012N2: Tban的较佳实施例，在制作Ba2.89Si6012N2:Tb0.n的过程中，所采用的前驱物包括了碳酸钡(BaC03)、氮化硅(Si3N4)、二氧化硅(SiO2)及氧化铽(Tb4O7)，其中 BaCO3 =Si3N4 =SiO2:1 /4Tb407 为 2.89:2:4:0.11。将所述前驱物经过均匀混合研磨后，将所述前驱物置于温度摄氏1375度，氮气压力0.92MPa的环境下烧结I小时，即得到产物 Ba2.89Si6012N2 = Tb0.1l。上述制作Ba2.89Si6012N2: Tb0.11的过程相当简单，可直接应用于生产，利于普及与应用。具体实施步骤参照图2，图2为本发明的X光粉末绕射光谱图，如图所示:在X光粉末绕射图谱鉴定实施例中，从固态合成法所制备Ba2.89Si6012N2: Tb0.11的晶相纯度，可以判断出合成的氮氧化物荧光粉为纯相。接下来，请参照图3及图4，图3为本发明的光激发光谱图；图4为本发明的光放射光谱图，如图所示:本较佳实施例制作的氮氧化物荧光粉Ba2.89Si6012N2:Tb0.11通过调控激发光源由真空紫外光至紫外光的波长范围(125至260纳米)，可改变放射光的颜色；激发光源波长为147纳米时，可获得蓝色氮氧化物荧光粉；而当激发光源波长增加后，所述氮氧化物荧光粉颜色也逐渐转为绿色，例如激发光源波长提高至254纳米时，氮氧化物荧光粉即明确的变为绿色；其中，蓝色、绿色的转换约略以200纳米为分界，因此也可以被称为颜色转换开关。本实施例所述氮氧化物荧光粉Ba2.89Si6012N2:Tb0.11的适用范围广泛，可应用于等离子显示器(激发波长为147纳米及173纳米)、荧光灯(激发波长为254纳米)等技术领域，为双重实际应用。具体实施步骤,请一并参照图5,图5为本发明的CIE色坐标图。如图所示:所述较佳实施例制作的氮氧化物荧光粉Ba2.89Si6012N2: Tb0.11通过调控激发光源由真空紫外光至紫外光的波长范围(125至260纳米)时，可改变放射光的颜色，从254纳米激发光源下的绿色转变为147纳米激发光源下的蓝色。通过本发明所提出的制造方法以及所生成的氮氧化物荧光粉，使用者可以在施以不同波长的激发光线时，获得蓝色、绿色或其组合色光的出光效果，例如一种发光装置，包含发光源与本发明所公开的荧光粉，且该发光源的发光波长范围为125纳米至260纳米之间，使用者可根据所需求的蓝色或绿色出光效果，决定或切换要使用的光的波长范围，而不需要更换荧光粉或波长转换材料，因此可以自由地将本发明运用于多种发光二极管相关产品，突破了过去的色光限制，存在具有实质的经济效益。上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，并非用来限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明申请专利范围所述的形状、构造、特征及精神等变化与修饰，均应包括在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种氮氧化物荧光粉的组成物，其特征在于，包括一通式为Ba3_xSi6012N2:Tbx的组成物，其中 0.0Ol ^ X ^ I。
2.如权利要求1所述的氮氧化物荧光粉的组成物，其特征在于，所述X近似或等于0.11。
3.如权利要求1所述的荧光粉的制造方法，其步骤包括: 提供一前驱物；以及 利用固态合成法烧结所述前驱物，合成出一氮氧化物荧光粉。
4.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述前驱物的组成材料为包括选自碳酸钡、二氧化硅、氮化硅及氧化铽所组成的群组中至少一种。
5.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述固态合成法的一烧结温度要大于或等于摄氏1200度，且小于或等于摄氏1800度。
6.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述固态合成法的一烧结压力要大于或等于0.1MPa，且小于或等于lOOOMPa。
7.一种氮氧化物突光粉，其特征在于，所述氮氧化物突光粉能被不同波长的激发光源激发而发出蓝光、绿光或其组合。
8.一种氮氧化合物荧光粉，其特征在于，所述荧光粉能被波长范围在125纳米至260纳米之间的激发光源激发，从而产生可见光。
9.一种发光装置，其特征在于，包括: 一发光源如权利要求1所述的荧光粉，所述发光源的发光波长范围包括125纳米至260纳米之间的光。
全文摘要
本发明公开了一种氮氧化物荧光粉的组成物及其制造方法，所述氮氧化物荧光粉包括通式为Ba3-xSi6O12N2:Tbx(0.001≦x≦1)的组成物，其中Tb(铽)为所述氮氧化物荧光粉的放光中心。本发明因具有以不同波长的光源作为激发光源而产生相应不同放光颜色的特性，所以也可以作为颜色转换开关及相关应用。
文档编号C09K11/59GK103102878SQ201210399649
公开日2013年5月15日 申请日期2012年10月19日 优先权日2012年7月20日
发明者陈韦廷, 朱政屹, 刘如熹, 王子翔 申请人:璨圆光电股份有限公司