專利名稱：一種GaN基發(fā)光二極管用熒光粉及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種GaN基發(fā)光二極管用的熒光粉及其制備方法。
背景技術(shù)：
GaN基發(fā)光二極管LED(Light Emitting Diode)是一種新型的發(fā)光器件，具有體積小，壽命長，節(jié)省能源和不需要使用污染環(huán)境的汞等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于各種照明設(shè)施上，包括室內(nèi)用燈、紅綠燈、交通指示燈、路燈、汽車用尾燈、方向燈、剎車燈、戶外用超大屏幕、顯示屏和廣告板等，漸漸取代各種燈泡的功能，還可以作為各種儀器儀表的指示燈。這種新型的光源必將成為21世紀(jì)的新一代光源，對(duì)節(jié)能、環(huán)保、改善人們生活質(zhì)量等方面都具有重大的意義。目前可用于GaN基發(fā)光二極管LED的熒光粉還不多，如摻Ce的釔鋁石榴石(YAG)型熒光粉，但是由于它是利用藍(lán)色LED和YAG型熒光粉由黃、藍(lán)二色混合制成的白光LED，顯色指數(shù)不高。現(xiàn)有的可用于發(fā)射400nm的紫管(UV-LED)激發(fā)的熒光粉，常見的如高壓水銀燈用熒光粉，但這些熒光粉在激發(fā)波長上無法滿足UV-LED的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可在300nm～500nm光線激發(fā)下發(fā)出500nm～560nm光線的、適應(yīng)于市場(chǎng)應(yīng)用的GaN基發(fā)光二極管用的熒光粉及其制備方法。
本發(fā)明的熒光粉的通式為(M1-xREx)AGa3S6O，其中M代表一種或多種選自鈣、鍶或鋇的元素；A代表一種或多種選自La、Y或/和Gd的元素；RE代表Eu2+或Eu2+和其它激活劑離子(例如Tm3+或/和Dy3+)的組合；0.01≤x≤1。
本發(fā)明熒光粉的制備方法如下采用固相合成法，將含M的氧化物或碳酸鹽、含A的氧化物、RE2O3和Ga2O3按通式(M1-xREx)AGa3S6O表達(dá)要求的摩爾配比，準(zhǔn)確稱量，研細(xì)混勻后，通入硫化氫氣體，在800℃～1000℃灼燒2～4小時(shí)，冷卻后粉碎過篩，得到所需的熒光粉。
為了保證反應(yīng)完全，可以在第一次灼燒后，冷卻后研磨均勻再在同樣條件下灼燒2～4小時(shí)。
上述本發(fā)明方法中所述的M的氧化物一般為氧化鈣、氧化鍶或/和氧化鋇。所述的M的碳酸鹽一般為碳酸鈣、碳酸鍶或/和碳酸鋇。所述的A的氧化物一般為氧化鑭、氧化釔氧化釓。所述的RE2O3一般為氧化銪、氧化銩或/和氧化鏑。
采用本發(fā)明方法合成的熒光粉在300nm～500nm光線激發(fā)下發(fā)出510nm～560nm光線，適合GaN基發(fā)光二極管使用，可以與UV-LED相匹配，用于白光LED的制備時(shí)所需的綠色熒光粉和黃色熒光粉。另外其合成方法簡單方便。


圖1為實(shí)施例1(Ca0.96Eu0.04)LaGa3S6O的X射線粉末衍射圖。
圖2為實(shí)施例2(Sr0.96Eu0.04)Y Ga3S6O的激發(fā)光譜圖(λem＝540nm)。
圖3為實(shí)施例2(Sr0.96Eu0.04)Y Ga3S6O的發(fā)射光譜圖(λex＝400nm)。
圖4為實(shí)施例3(Ca0.5Eu0.5)YGa3S6O的發(fā)射光譜圖(λex＝470nm)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一(Ca0.96Eu0.04)LaGa3S6O熒光粉的合成CaCO3(分析純) 0.3844克；La2O3(99.9％) 0.6516克；Ga2O3(99.9％) 1.1246克；Eu2O3(99.9％) 0.0282克。
將上述原料在瑪瑙研缽中研磨混勻后，裝入剛玉坩堝中，加熱前先通入高純氮?dú)饣驓鍤鈱⑹⒐軆?nèi)的空氣趕凈，然后在H2S氣氛900℃下灼燒4小時(shí)，冷卻后研磨均勻再在同樣條件下灼燒2小時(shí)，冷卻后粉碎過篩，得到外觀呈黃色的粉末，在250nm-500nm光線激發(fā)下發(fā)出黃光，峰值波長為560nm。其X射線粉末衍射圖見圖1。
實(shí)施例二(Sr0.96Eu0.04)Y Ga3S6O熒光粉的合成SrCO3(分析純) 0.5668克；Y2O3(99.9％) 0.4516克；Ga2O3(99.9％) 1.1246克；Eu2O3(99.9％) 0.0282克。
將上述原料在瑪瑙研缽中研磨混勻后，裝入剛玉坩堝中，加熱前先通入高純氮?dú)饣驓鍤鈱⑹⒐軆?nèi)的空氣趕凈，然后在H2S氣氛中900℃下灼燒2小時(shí)，冷卻后研磨均勻再在同樣條件下灼燒3小時(shí)，冷卻后粉碎過篩，得到外觀呈綠色的粉末，在250nm-500nm光線激發(fā)下發(fā)出綠光，峰值波長為540nm。其激發(fā)光譜圖(λem＝540nm)見圖2，發(fā)射光譜(λex＝400nm)見圖3。
實(shí)施例三(Ba0.96Eu0.04)YGa3S6O熒光粉的合成BaCO3(分析純) 0.7894克；
Y2O3(99.9％) 0.4336克；Ga2O3(99.9％) 1.1246克；Eu2O3(99.9％) 0.0282克。
將上述原料在瑪瑙研缽中研磨混勻后，裝入剛玉坩堝中，加熱前先通入高純氮?dú)饣驓鍤鈱⑹⒐軆?nèi)的空氣趕凈，然后在H2S氣氛中900℃下灼燒2小時(shí)，冷卻后研磨均勻再在同樣條件下灼燒2小時(shí)，冷卻后粉碎過篩，得到外觀呈淺綠色的粉末，在250nm-500nm光線激發(fā)下發(fā)出藍(lán)綠光，峰值波長為510nm。
實(shí)施例四(Ca0.5Eu0.5)YGa3S6O熒光粉的合成CaCO3(分析純) 0.2002克；Y2O3(99.9％) 0.4516克；Ga2O3(99.9％) 1.1246克；Eu2O3(99.9％) 0.3520克。
將上述原料在瑪瑙研缽中研磨混勻后，裝入剛玉坩堝中，加熱前先通入高純氮?dú)饣驓鍤鈱⑹⒐軆?nèi)的空氣趕凈，然后在H2S氣氛中900℃下灼燒2小時(shí)，冷卻后粉碎過篩，得到外觀呈黃色的粉末，在250nm-500nm光線激發(fā)下發(fā)出黃光，峰值波長為560nm。發(fā)射光譜(λex＝470nm)見圖4。
實(shí)施例五(Sr0.94Eu0.06)GdGa3S6O熒光粉的合成SrCO3(分析純) 0.5550克；Gd2O3(99.9％)0.7250克；Ga2O3(99.9％)1.1246克；Eu2O3(99.9％)0.0422克。
將上述原料在瑪瑙研缽中研磨混勻后，裝入剛玉坩堝中，加熱前先通入高純氮?dú)饣驓鍤鈱⑹⒐軆?nèi)的空氣趕凈，然后在H2S氣氛中900℃下灼燒2小時(shí)，冷卻后研磨均勻再在同樣條件下灼燒2小時(shí)，冷卻后粉碎過篩，得到外觀呈綠色的粉末，在250nm-500nm光線激發(fā)下發(fā)出綠光，峰值波長為540nm。
實(shí)施例六(Sr0.94Eu0.02Tm0.04)GdGa3S6O熒光粉的合成SrCO3(分析純) 0.6939克；Gd2O3(99.9％)0.9063克；Ga2O3(99.9％)1.4058克；Eu2O3(99.9％)0.0176克；Tm2O3(99.9％)0.0385克。
將上述原料在瑪瑙研缽中研磨混勻后，裝入剛玉坩堝中，加熱前先通入高純氮?dú)饣驓鍤鈱⑹⒐軆?nèi)的空氣趕凈，然后在H2S氣氛中900℃下灼燒4小時(shí)，冷卻后研磨均勻再在同樣條件下灼燒4小時(shí)，冷卻后粉碎過篩，得到外觀呈綠色的粉末，在250nm-500nm光線激發(fā)下發(fā)出綠光，峰值波長為538nm。
實(shí)施例七(Ca0.56Sr0.4Eu0.04)GdGa3S6O熒光粉的合成SrCO3(分析純) 0.2362克；CaCO3(分析純) 0.2402克；Gd2O3(99.9％)0.7250克；Ga2O3(99.9％)1.1246克；Eu2O3(99.9％)0.0282克。
將上述原料在瑪瑙研缽中研磨混勻后，裝入剛玉坩堝中，加熱前先通入高純氮?dú)饣驓鍤鈱⑹⒐軆?nèi)的空氣趕凈，然后在H2S氣氛中900℃下灼燒4小時(shí)，冷卻后研磨均勻再在同樣條件下灼燒4小時(shí)，冷卻后粉碎過篩，得到外觀呈綠色的粉末，在250nm-500nm光線激發(fā)下發(fā)出黃綠光，峰值波長為555nm。
實(shí)施例八(Ba0.4Sr0.56Eu0.04)GdGa3S6O熒光粉的合成SrCO3(分析純) 0.3544克；BaCO3(分析純) 0.3158克；Gd2O3(99.9％)0.7250克；Ga2O3(99.9％)1.1246克；Eu2O3(99.9％)0.0282克。
將上述原料在瑪瑙研缽中研磨混勻后，裝入剛玉坩堝中，加熱前先通入高純氮?dú)饣驓鍤鈱⑹⒐軆?nèi)的空氣趕凈，然后在H2S氣氛中900℃下灼燒4小時(shí)，冷卻后研磨均勻再在同樣條件下灼燒2小時(shí)，冷卻后粉碎過篩，得到外觀呈綠色的粉末，在250nm-500nm光線激發(fā)下發(fā)出藍(lán)綠光，峰值波長為530nm。
權(quán)利要求
1.一種GaN基發(fā)光二極管用的熒光粉，其特征是該熒光粉的通式為(M1-xREx)AGa3S6O，其中M代表一種或多種選自鈣、鍶、鋇的元素；A代表一種或多種選自La、Y、Gd的元素；RE代表Eu2+或Eu2+和其它激活劑離子的組合；0.01≤x≤1。
2.按照權(quán)利要求1所述的GaN基發(fā)光二極管用的熒光粉，其特征是所述的其它激活劑離子為Tm3+或Dy3+。
3.一種如權(quán)利要求1所述的GaN基發(fā)光二極管用的熒光粉的制備方法，采用固相合成法，將含M的氧化物或碳酸鹽、含A的氧化物、RE2O3和Ga2O3按通式(M1-xREx)AGa3S6O表達(dá)要求的摩爾配比，準(zhǔn)確稱量，研細(xì)混勻后，通入硫化氫氣體，在800℃～1000℃灼燒2～4小時(shí)，冷卻后粉碎過篩，得到所需的熒光粉。
4.按照權(quán)利要求3所述的方法，其特征是在第一次灼燒后，冷卻后研磨均勻再在同樣條件下灼燒2～4小時(shí)。
5.按照權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征是所述的M的氧化物為氧化鈣、氧化鍶或/和氧化鋇。
6.按照權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征是所述的M的碳酸鹽為碳酸鈣、碳酸鍶或/和碳酸鋇。
7.按照權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征是所述的A的氧化物為氧化鑭、氧化釔氧化釓。
8.按照權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征是所述的RE2O3為氧化銪、氧化銩或/和氧化鏑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種GaN基發(fā)光二極管(LED)用的熒光粉及其制備方法。該熒光粉的通式為(M
文檔編號(hào)C09K11/77GK1539918SQ20031011193
公開日2004年10月27日 申請(qǐng)日期2003年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月29日
發(fā)明者蘇鏘, 張新民, 徐劍, 張劍輝, 蘇 鏘 申請(qǐng)人:中山大學(xué)