Led用紅色熒光粉及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及稀土發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種LED用紅色熒光粉及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]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)光LED芯片與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、多量子阱法和熒光粉涂覆光轉(zhuǎn)換法。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)別單色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)研宄尚未成熟。光轉(zhuǎn)換發(fā)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。通常采用以下三種方式: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；二是藍(lán)光LED芯片與紅色和綠色熒光材料組合發(fā)射白光；三是紫光或近紫光LED芯片與紅、綠、藍(lán)三基色熒光材料組合發(fā)射白光，它具有更為廣闊的發(fā)展前景，這是因?yàn)樵摲N方式的顯色性更好，色溫在2500?10000k范圍內(nèi)任意匹配?；诩夹g(shù)、工藝、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?，F(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。現(xiàn)有技術(shù)封裝出的白光LED顯色指數(shù)不高或者效率不高或性能不穩(wěn)定。因此，開(kāi)發(fā)新型的LED用紅色熒光粉成為國(guó)內(nèi)外研宄的熱點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有熒光粉存在的問(wèn)題，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，制造工藝簡(jiǎn)單、無(wú)污染、成本低的LED用紅色熒光粉及其制備方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0005]LED用紅色熒光粉，其原材料的摩爾份數(shù)組成為:正硅酸乙酯60份；鈉的化合物60份；鈣的化合物27?30份；碳源有機(jī)物2?5份；銪的化合物0.01?3份；所述的鈉的化合物為硝酸鈉、醋酸鈉、氯化鈉中一種或幾種；所述鈣的化合物為硝酸鈣、醋酸鈣、氯化鈣中的一種或幾種；所述的碳源有機(jī)物為葡萄糖、蔗糖、甲基纖維素、乙基纖維素、聚丙烯酸和聚丙烯酰胺中的一種或幾種；所述的銪的化合物為硝酸銪、氯化銪、硫酸銪中的一種或幾種。
[0006]作為最佳選擇，本發(fā)明提出的一種LED用紅色熒光粉，其原材料的的摩爾份數(shù)組成為:正硅酸乙酯60份；鈉的化合物60份；鈣的化合物28.2份；碳源有機(jī)物3.6份；銪的化合物1.8份。
[0007]本發(fā)明的LED用紅色熒光粉，具體制備過(guò)程包括下述步驟:
[0008](I)將正硅酸乙酯溶解于無(wú)水乙醇中，形成0.5?2mol/l的溶液；
[0009](2)將鈉的化合物、鈣的化合物、碳源有機(jī)物、銪的化合物溶解于無(wú)水乙醇中，形成1.0?2mol/l的溶液，同時(shí)加入適量的PH值調(diào)節(jié)劑將混合溶液的PH值調(diào)至4.0?6.0 ;
[0010](3)將上述⑵的溶液加入到(I)的溶液中，同時(shí)按正硅酸乙酯物質(zhì)量的2?8倍加入去離子水，然后按照正硅酸乙酯質(zhì)量的1%?5%加入表面活性劑，混合攪拌均勻；
[0011](4)將上述混合溶液置于40?80°C的水浴中，直至獲得透明的凝膠；
[0012](5)將上述凝膠在80?100°C的烘箱中干燥12?24小時(shí)，然后放入剛玉坩禍中，在400?500°C進(jìn)行焙燒4?12h，獲得灰色物質(zhì)
[0013](6)將上述灰色物質(zhì)置于石墨坩禍中，在真空氣氛下于800?1100°C煅燒l_4h，然后在流通氮?dú)鈿夥障掠?300-1450°C保溫l_5h，獲得熒光粉粉體；
[0014]所述的PH調(diào)節(jié)劑為硝酸、鹽酸、乙酸中的一種或幾種；所述的表面活性劑為油酸、聚乙二醇、聚乙烯醇以及聚乙烯醇縮丁醛中的一種或幾種。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的LED用紅色熒光粉的有益效果是:
[0016](I)該LED用紅色焚光粉可在350nm?480nm光激發(fā)下發(fā)出主發(fā)射峰在590nm以上的紅光，并且發(fā)光效率高、熱穩(wěn)定性好，在白光LED照明、場(chǎng)致發(fā)射顯示器(FED)、等離子體顯示板(TOP)等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用前景。
[0017](2)該LED用紅色熒光粉可同時(shí)滿足燒結(jié)溫度低與顆粒均勻的雙重要求，工藝簡(jiǎn)單，適用于低色溫、高顯色指數(shù)的LED器件的生產(chǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為382nm光激發(fā)實(shí)施例1樣品得到的發(fā)射光譜；
[0019]圖2為393nm光激發(fā)實(shí)施例1樣品得到的發(fā)射光譜；
[0020]圖3為465nm光激發(fā)實(shí)施例1樣品得到的發(fā)射光譜；
[0021]圖4為監(jiān)測(cè)實(shí)施例樣品I的610nm紅光發(fā)射的激發(fā)光譜；
[0022]圖5為實(shí)施例1、2、3、4樣品的發(fā)射光譜。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0024]實(shí)施例1
[0025]稱取60份正娃酸乙醋溶解于無(wú)水乙醇中，形成1.8mol/l的溶液。稱取60份將硝酸鈉、28.2份硝酸鈣、3.6份葡萄糖、1.8份硝酸銪溶解于無(wú)水乙醇中，形成1.6mol/l的溶液，同時(shí)加入35份乙酸將溶液的PH值調(diào)至4.6，攪拌均勻混合后加入到上述正硅酸乙酯的無(wú)水乙醇溶液中。向上述混合溶液中加入300份去離子水，然后加入I份聚乙二醇，混合攪拌均勻。將上述混合溶液置于60°C的水浴中，獲得透明的凝膠；將上述凝膠在90°C的烘箱中干燥20小時(shí)，然后放入剛玉坩禍中，在450°C進(jìn)行焙燒4h，獲得灰色物質(zhì)；將上述灰色物質(zhì)置于石墨坩禍中，在真空氣氛下于1100°C煅燒2h，然后在流通氮?dú)鈿夥障掠?450°C保溫5h，即獲得本發(fā)明的LED用紅色熒光粉粉體。