專利名稱：一種led用紅色熒光粉及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紅色熒光粉及其制備方法，尤其適用于LED的紅色熒光粉及其制備方法，屬于稀土發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
20世紀(jì)九十年代，隨著高亮度GaN藍(lán)色LED在技術(shù)上取得突破，1996年出現(xiàn)了用藍(lán)色LED與YAG熒光粉((Y，GcO3Al5O12: Ce3+)組合而成的白光LED，這被認(rèn)為是人類照明史上繼白熾燈、熒光燈之后的又一次飛躍，是21世紀(jì)最具發(fā)展前景的高技術(shù)領(lǐng)域之一。目前，白光LED的實(shí)現(xiàn)方式主要有三種多色LED組合法，熒光粉涂覆光轉(zhuǎn)換法和多量子阱法。多色LED組合法發(fā)光亮度高，但驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜、成本高，且會(huì)由于個(gè)別単色LED劣化導(dǎo)致光色不純或不均勻等缺點(diǎn)。多量子阱法通過(guò)制備結(jié)構(gòu)不同的量子阱發(fā)出的多種光子復(fù)合發(fā)射白 光。該方法能提高發(fā)光效率，降低成本和包裝及電路的控制難度，但技術(shù)難度非常大，現(xiàn)在的技術(shù)研究尚未成熟。光轉(zhuǎn)換法是指將光轉(zhuǎn)換材料(熒光粉)涂覆在LED上，利用LED激發(fā)熒光粉發(fā)光。通常采用三種方式一是藍(lán)光LED激發(fā)YAG = Ce3+黃色熒光粉發(fā)出黃光與LED芯片透射出的藍(lán)光復(fù)合成白光；ニ是藍(lán)光LED激發(fā)紅色和綠色熒光粉發(fā)出的紅綠二色光與透射出的藍(lán)光復(fù)合成白光；三是近紫外光LED激發(fā)紅綠藍(lán)三基色熒光粉發(fā)出三基色光復(fù)合成白光，它具有更為廣闊的發(fā)展前景，這是因?yàn)樵摲绞降娘@色性更好，色溫在2500 10000K范圍內(nèi)任意匹配?；诩夹g(shù)、エ藝、成本等因素，光轉(zhuǎn)換法白光LED是現(xiàn)今白光照明發(fā)展的主流，應(yīng)用最多。但現(xiàn)有技術(shù)中，用于白光LED的熒光粉有些缺乏紅光成分，或者紅色熒光粉發(fā)光效率不高，或不穩(wěn)定，如美國(guó)專利US6252254報(bào)道的幾種硫化物紅色熒光粉?，F(xiàn)有技術(shù)封裝出的白光LED顯色指數(shù)不高或效率不高或性能不穩(wěn)定。因此開發(fā)新型的LED用紅色熒光粉成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能被紫光、紫外光或藍(lán)光LED激發(fā)，具有良好發(fā)光特性和物化性能，制造エ藝簡(jiǎn)単、無(wú)污染、成本低的LED用紅色熒光粉及其制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案
本發(fā)明的LED用紅色熒光粉為三價(jià)銪激活的碲酸鈣熒光粉，其化學(xué)表達(dá)式為(Ca1^2xEuxAx)TeO3O 其中 A 為 Li、Na、K 中的至少ー種；0〈χ〈0· 5。
本發(fā)明的LED用紅色熒光粉的制備方法，包括以下步驟
(1)以含Ca的單質(zhì)、化合物或鹽，含A的化合物或鹽，含Te的金屬或化合物或鹽，含Eu的金屬或化合物或鹽為原料，且按上述化學(xué)式表達(dá)要求的摩爾配比稱取相應(yīng)的所述原料，研磨，混合均勻；
(2)將步驟(I)的混合體在空氣中于60(T80(TC下焙燒一次或兩次，每次焙燒冷卻后磨混均勻，再進(jìn)行下一次焙燒；每次焙燒時(shí)間為O. 5^15小時(shí)；(3)將步驟(2)得到的焙燒產(chǎn)物進(jìn)行粉碎、清洗除雜、烘干，得LED用紅色熒光粉。本發(fā)明中，所說(shuō)的含Ca的化合物或鹽，可以是含Ca的氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽或有機(jī)酸鹽。所說(shuō)的含A的化合物或鹽可以是含A的碳酸鹽、硝酸鹽或有機(jī)酸鹽。所說(shuō)的含Te的化合物或鹽，可以是含Te的氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽或有機(jī)酸鹽。所說(shuō)的含Eu的化合物或鹽，可以是含Eu的氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽或有機(jī)酸鹽。上述步驟(I)中，研磨可以在こ醇、丙酮等溶液中進(jìn)行。上述步驟(3)中所說(shuō)的粉碎可采用物理破碎或氣流粉碎，清洗包括酸洗、堿洗和水洗中的ー種或幾種。本發(fā)明的特點(diǎn)是
本發(fā)明合成的突光粉可在350 nnT480 nm光激發(fā)下發(fā)出主發(fā)射峰在590 nm以上的紅 光，與綠色熒光粉配合使用，涂敷在藍(lán)光LED芯片上，可制備出新型的白光LED;也可與紫光或紫外光LED配合，作為紅色熒光粉部分用于白光LED的制備，能量轉(zhuǎn)換效率高；還可與藍(lán)光、紫光、紫外光LED配合，或再混合其它類型熒光粉，制備色彩鮮艷的彩色LED。本發(fā)明的熒光粉物理化學(xué)性能穩(wěn)定。且本發(fā)明涉及的熒光粉合成方法簡(jiǎn)單、易于操作、無(wú)污染、成本低。


圖I為393 nm光激發(fā)Caa8LiaiTeO3: O. IEu3+得到的發(fā)射光譜 圖2為465 nm光激發(fā)Caa8LiaiTeO3: O. IEu3++得到的發(fā)射光譜 圖3為382 nm光激發(fā)Caa8LiaiTeO3: O. IEu3++得到的發(fā)射光譜 圖4為監(jiān)測(cè)Caa8LiaiTeO3: O. IEu3+的614 nm紅光發(fā)射的激發(fā)光譜圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)ー步說(shuō)明，但不限于這些實(shí)施例。實(shí)施例I:稱取 CaCO3 3. 5821g, TeO2 7. 1393g, Li2CO3 O. 1652g, Eu2O3 O. 7871g,以上原料均為分析純，將稱取的原料混磨均勻以后，裝入氧化鋁坩堝在空氣中焙燒，在650°C保溫3小吋。冷卻后取出粉碎、研磨、水洗除雜、烘干，即得化學(xué)組成為Caa8LiaiTeO3:O. IEu3+的LED用紅色熒光粉，其在393 nm，465 nm, 382 nm光激發(fā)下的發(fā)射光譜見圖I 圖3，主發(fā)射峰614 nm。監(jiān)測(cè)614 nm發(fā)射得到的激發(fā)光譜見圖4，由圖可知，該熒光粉可以被350 ηπΓ480 nm范圍內(nèi)的紫外、紫光或藍(lán)光有效激發(fā)，具有廣泛的用途。實(shí)施例2:稱取 CaCO3 4. 5284g, TeO2 7. 3675g, Na2CO3 O. 0245g, Eu2O3 O. 0812g,以上原料均為分析純，將稱取的原料混磨均勻以后，裝入氧化鋁坩堝在空氣中焙燒，在750°C保溫I小吋。冷卻后取出粉碎、研磨、水洗除雜、烘干，即得化學(xué)組成為Caa98NaatllTeO3:O. OlEu3+的LED用紅色熒光粉。實(shí)施例3:稱取 CaC2O4 I. 0363g, TeO2 6. 4569g, Li2CO3 O. 598g, Eu(NO3)35. 4695g,以上原料均為分析純，將稱取的原料混磨均勻以后，裝入氧化鋁坩堝在空氣中焙燒兩次，第一次在600°C保溫2小時(shí)，冷卻后磨混均勻再進(jìn)行第二次焙燒，在650°C保溫3小吋。冷卻后取出粉碎、研磨、水洗除雜、烘干，即得化學(xué)組成為Caa2Lia4TeO3: O. 4Eu3+的LED用紅色熒光粉。實(shí)施例4:稱取 CaCO3 2. 5251g, TeO2 6. 7099g, K2CO3 O. 5809g, Eu2O3 I. 4796g,以上原料均為分析純，將稱取的原料混磨均勻以后，裝入氧化鋁坩堝在空氣中焙燒，在700°C保溫2小吋。冷卻后取出粉碎、研磨、水洗除雜、烘干，即得化學(xué)組成為Caa6Ka2TeO3:O. 2Eu3+的LED用紅色熒光粉。實(shí)施例5 :稱取 Ca(NO3)2 6. 7262g, Te 5. 8102g, Li2C2O4 O. 1159g, Eu2(CO3)3
O.5508g,以上原料均為分析純，將稱取的原料混磨均勻以后，裝入氧化鋁坩堝在空氣中焙燒，在700°C保溫3小吋。冷卻后取出粉碎、研磨、水洗除雜、烘干，即得化學(xué)組成為Ca0.9Li0.05TeO3: O. 05Eu3+ 的 LED 用紅色熒光粉。以上所述及圖中所示的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干變型和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.ー種LED用紅色熒光粉，其特征在于該熒光粉為三價(jià)銪激活的碲酸鈣熒光粉，其化學(xué)表達(dá)式為(Ca1^xEuxAx) TeO3，其中A為L(zhǎng)i、Na、K中的至少ー種；0〈χ〈0· 5。
2.一種如權(quán)利要求I所述的LED用紅色熒光粉的制備方法，其特征在于包括以下步驟 (1)以含Ca的單質(zhì)、化合物或鹽，含A的化合物或鹽，含Te的金屬或化合物或鹽，含Eu的金屬或化合物或鹽為原料，且按所述化學(xué)表達(dá)式的摩爾配比稱取相應(yīng)的所述原料，研磨，混合均勻； (2)將步驟(I)的混合體在空氣中于60(T80(TC下焙燒一次或兩次，每次焙燒冷卻后磨混均勻，再進(jìn)行下一次焙燒；每次焙燒時(shí)間為O. 5^15小時(shí)； (3)將步驟(2)得到的焙燒產(chǎn)物進(jìn)行粉碎、清洗除雜、烘干，得LED用紅色熒光粉。
3.如權(quán)利要求2所述的LED用紅色熒光粉的制備方法，其特征在于在所述步驟(I)中，所述的研磨可以在こ醇或丙酮溶液中進(jìn)行。
4.如權(quán)利要求2所述的LED用紅色熒光粉的制備方法，其特征在于在所述步驟(3)中所述的粉碎可采用物理破碎或氣流粉碎，所述清洗包括酸洗、堿洗和水洗中的ー種或幾種。
5.如權(quán)利要求2所述的LED用紅色熒光粉的制備方法，其特征在于所述的含Ca的化合物或鹽是含Ca的氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽或有機(jī)酸鹽。
6.如權(quán)利要求2所述的LED用紅色熒光粉的制備方法，其特征在于所述的含A的鹽是含A的碳酸鹽、硝酸鹽或有機(jī)酸鹽。
7.如權(quán)利要求2所述的LED用紅色熒光粉的制備方法，其特征在于所述的含Te的化合物或鹽是含Te的氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽或有機(jī)酸鹽。
8.如權(quán)利要求2所述的LED用紅色熒光粉的制備方法，其特征在于所述的含Eu的化合物或鹽是含Eu的氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽或有機(jī)酸鹽。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種LED用紅色熒光粉為三價(jià)銪激活的碲酸鈣熒光粉，其化學(xué)表達(dá)式為(Ca1-2xEuxAx)TeO3。其中A為L(zhǎng)i、Na、K中的至少一種；0<x<0.5，本發(fā)明還公開了其制備方法為將Ca、Te、Eu的單質(zhì)、化合物或相應(yīng)的鹽類和A的化合物或相應(yīng)的鹽類，混磨均勻后，通過(guò)高溫焙燒，經(jīng)粉碎、清洗除雜、烘干后處理制成。該熒光粉具有激發(fā)波長(zhǎng)范圍廣、高效、穩(wěn)定等特點(diǎn)，制造方法簡(jiǎn)單、無(wú)污染、成本低。該熒光粉可以廣泛用于紫光、紫外光或藍(lán)光LED芯片制造白光LED。
文檔編號(hào)C09K11/88GK102690660SQ20121018565
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月7日
發(fā)明者華有杰, 夾國(guó)華, 徐時(shí)清, 王煥平, 趙士龍, 鄧德剛, 黃立輝 申請(qǐng)人:中國(guó)計(jì)量學(xué)院