Led紅色熒光粉及其組合物的制備方法以及產(chǎn)品和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種巧光粉的制備方法，具體設(shè)及一種L邸紅色巧光粉的制備方法， 含有該L邸紅色巧光粉的組合物的制備方法，使用上述制備方法制得的L邸紅色巧光粉或 含有該L邸紅色巧光粉的組合物，W及該L邸紅色巧光粉或含有其的組合物在L邸背光元 件或設(shè)備中的用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)光二極管化i曲t-EmittingDiode,簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)ED)是一種將電能轉(zhuǎn)化為光能的半 導(dǎo)體電子元件。運(yùn)種電子元件早在1962年出現(xiàn)，早期只能發(fā)出低光度的紅光，之后發(fā)展出 其他單色光的版本，時(shí)至今日能發(fā)出的光已遍及可見(jiàn)光、紅外線及紫外線，廣度也被提升到 較高的水平，被稱為"第四代光源"。由于其具有節(jié)能、環(huán)保、安全、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已被廣 泛應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)和生活中的各個(gè)方面，包括指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明等領(lǐng)域。
[0003] 對(duì)于應(yīng)用較廣泛的白光L邸燈而言，目前實(shí)現(xiàn)白光L邸的方法主要有=種：（1)在 藍(lán)光忍片上面涂敷黃色巧光粉，主要是YAG:Ce，利用藍(lán)光和黃光混合成白光；（2)將紅、綠、 藍(lán)=種顏色的忍片組合封裝，忍片所發(fā)光直接混合成白光；（3)用近紫外光忍片激發(fā)紅、 綠、藍(lán)=種顏色的巧光粉混合成白光。在運(yùn)=種方法中，第1種方法是當(dāng)前最為成熟也是主 流的方法，但該方法的產(chǎn)品顯色指數(shù)偏低，一般在70左右，色溫偏高，普遍在5500KW上，與 人眼的最佳視覺(jué)要求存在一定偏差，因此需要滲入一定量的紅色巧光粉。而其他兩種方法 也需要使用紅色巧光粉，W發(fā)出所需的紅光。除此之外，在許多其他種類的L邸光源或裝置 中也會(huì)使用紅色巧光粉。因此，L邸行業(yè)對(duì)于紅色巧光粉存在較大的市場(chǎng)需求。
[0004] 目前市場(chǎng)上性能較好、應(yīng)用較為成熟的紅色巧光粉主要為稀±滲雜氮化物或氮氧 化物巧光粉。但是，運(yùn)種巧光粉需要稀上滲雜，原料要求較為特殊，通常需高溫高壓制備，審U 備條件苛刻。不僅能耗高，成品率也偏低，因而其生產(chǎn)成本高、價(jià)格非常昂貴。因此，開(kāi)發(fā)新 組分的紅色巧光粉，W及改進(jìn)現(xiàn)階段紅色巧光粉的合成方法受到了人們的廣泛關(guān)注。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽(yáng)〇化]因此，本發(fā)明的目的是改善現(xiàn)有技術(shù)中生產(chǎn)紅色巧光粉的不足之處，提供了一種 在常溫下較短時(shí)間內(nèi)制備L邸紅色巧光粉的方法，其工藝簡(jiǎn)單、不需高溫高壓等苛刻條件， 適合工業(yè)化生產(chǎn)，并且制得的L邸紅色巧光粉色域?qū)挕⑿阅芰己?，?yīng)用前景廣闊。本發(fā)明還 提供了含有該L邸紅色巧光粉的組合物的制備方法，使用上述制備方法制得的L邸紅色巧 光粉或含有該L邸紅色巧光粉的組合物，W及該L邸紅色巧光粉或含有其的組合物在LED 背光元件或設(shè)備中的用途。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種L邸紅色巧光粉的制備方法，所述L邸紅色巧 光粉由通式I表示：
[0007]A2M1 (I) 陽(yáng)00引其中，A選自K和化中的一種或兩種，M選自Si和Ti中的一種或兩種，X= 0.02~ 0. 3,優(yōu)選地，X= 0. 02~0. 15,例如可W為0. 02~0. 07 ;
[0009] 所述制備方法包括W下步驟：
[0010] (1)將AzMnFe溶于氨氣酸中，得到含Mn溶液； 陽(yáng)0川 似將AzMiyj日入到步驟（1)得到的含Mn溶液中，加入適量分散劑，充分加熱攬拌 后降溫陳化，過(guò)濾得到固體，然后依次用少量純水和有機(jī)溶劑洗涂所述固體，烘干，得到所 述L邸紅色巧光粉；
[0012] 其中，步驟（1)中的AzMnFe與步驟似中的間的摩爾比為0.02~0.3:1， 優(yōu)選為0.02~0. 15:1，例如0.02~0.07:1 ;步驟（1)中的氨氣酸的濃度為60~SOwt%， 優(yōu)選為75~SOwt%，更優(yōu)選為SOwt%。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如下文的實(shí)施例1~4所展示的， 在其他條件不變的情況下，氨氣酸濃度為80wt%時(shí)所制得的巧光粉的光效率最高。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的制備方法，其中，在步驟（1)中，所述AzMnFe與氨氣酸的質(zhì)量比為 1:10 ~100。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的制備方法，其中，在步驟（2)中，所述分散劑可W是位阻型的聚合物 分散劑，如PVP、聚乙締醇和聚乙二醇等，或者是長(zhǎng)鏈分散劑，如油酸、十二烷基苯橫酸鋼等 中的一種或多種，但不局限于舉例出的幾種分散劑；優(yōu)選地，所述分散劑與的質(zhì)量比 為1:100~300,優(yōu)選為1:200~250。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，制備時(shí)未添加分散劑（例如PVP-K30) 的巧光粉顆粒不均勻，碎粒子多，封裝亮度偏低。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的制備方法，其中，在步驟似中，所述攬拌是在1~80°C下，優(yōu)選為 10~80°C下，更優(yōu)選在60°C下進(jìn)行的，攬拌的時(shí)間為5~60min，優(yōu)選為20~60min。優(yōu) 選地，所述陳化是在1~80°C下，優(yōu)選在5°C下進(jìn)行的，陳化的時(shí)間為5~300min，優(yōu)選為 60 ~90min。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的制備方法，其中，在步驟（2)中，所述有機(jī)溶劑選自乙醇、異丙醇和 丙酬中的一種或多種。優(yōu)選地，所述烘干的溫度為50~150°C，優(yōu)選為80~100°C。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的制備方法，其中，步驟（1)中的AzM證e是按照步驟（la)制備的：
[0018] (Ia)將AMn〇4與KF溶于氨氣酸中，逐滴加入雙氧水，反應(yīng)后抽濾、洗涂、烘干，得到 AzMnFe。其中，可W使用有機(jī)溶劑進(jìn)行洗涂，運(yùn)些有機(jī)溶劑可W為醇類溶劑、酬類溶劑和酸類 溶劑中的一種或多種，優(yōu)選為乙醇、異丙醇、丙酬等。烘干可W在50~100°C，優(yōu)選為60~ 80°C，例如70°C下進(jìn)行。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的制備方法，其中，在步驟（Ia)中，AMn〇4與氨氣酸之間的質(zhì)量比為 1:10~15,優(yōu)選地，所述氨氣酸的濃度為35~45wt%，優(yōu)選為38wt%。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的制備方法，其中，在步驟（Ia)中，所述雙氧水的濃度為20~40wt%， 優(yōu)選為30wt% ;優(yōu)選地，所述AMn〇4與雙氧水的質(zhì)量比為1:1~2. 5,優(yōu)選為1:1. 2~1. 5。
[0021] 本發(fā)明還提供了一種含巧光粉的組合物的制備方法，所述組合物包含使用本發(fā)明 的上述制備方法制得的L邸紅色巧光粉；所述制備方法包括：使用本發(fā)明的上述方法制備 L邸紅色巧光粉，W及將所述L邸紅色巧光粉與固體或液體介質(zhì)相混合。
[0022] 本發(fā)明中的固體或液體介質(zhì)，只要不在實(shí)現(xiàn)目的范圍內(nèi)損害該巧光粉的性能，貝U 沒(méi)有特別限定。例如可W使用固化性材料。固化性材料是一種流體狀（例如液態(tài)或凝膠 態(tài)）材料，其因某種固化處理而固化。固化性材料可W僅使用一種，W可WW任意組合和比 例使用兩種或兩種W上。該固化性材料還可W提供額外的作用，例如將發(fā)光元件（如激發(fā) 源）發(fā)出的光引導(dǎo)至巧光粉。該固化性材料可W為無(wú)機(jī)系材料，例如金屬醇鹽、通過(guò)溶膠凝 膠法將含有陶瓷前體聚合物或金屬醇鹽的溶液水解縮聚而成的溶液，上述組合固化后的無(wú) 機(jī)系材料（例如具有硅氧烷鍵的無(wú)機(jī)系材料）等；也可W為有機(jī)系材料，例如熱塑性樹(shù)脂、 熱固性樹(shù)脂、光固化樹(shù)脂，具體可W為聚（甲基）丙締酸甲醋等丙締酸類樹(shù)脂、聚苯乙締、苯 乙締-丙締臘共聚物等苯乙締樹(shù)脂、聚碳酸醋樹(shù)脂、聚醋樹(shù)脂、苯氧樹(shù)脂、下縮醒樹(shù)脂、聚乙 締醇、乙基纖維素、乙酸纖維素、乙酸下酸纖維素等纖維素系樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、酪樹(shù)脂、有機(jī) 娃樹(shù)脂等。
[0023] 本發(fā)明還提供了使用本發(fā)明的上述制備方法制得的L邸紅色巧光粉或含巧光粉 的組合物，所述L邸紅色巧光粉在610~650nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)有發(fā)射峰，優(yōu)選在636nm處有 發(fā)射峰。
[0024] 本發(fā)明還提供了使用本發(fā)明的上述制備方法制得的L邸紅色巧光粉、使用本發(fā)明 的上述制備方法制得的含巧光粉的組合物、或本發(fā)明提供的L邸紅色巧光粉或本發(fā)明提供 的含巧光粉的組合物在L邸背光元件或裝置中的用途。 陽(yáng)0巧]本發(fā)明提供的技術(shù)方案可W在相對(duì)低的溫度下高效地合成L邸紅色巧光粉，工藝 簡(jiǎn)單，制備條件溫和，操作簡(jiǎn)便，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備要求較低。用Mn4+激發(fā)取代了稀±離子激發(fā)，原 材料廉價(jià)易得，與常規(guī)L邸氮化物巧光粉相比，其生產(chǎn)成本大幅降低，經(jīng)濟(jì)效果更高。所制 備的L邸紅色巧光粉的分散性好、發(fā)射峰形尖銳、色域?qū)挕⑸兌雀?，可用于L邸背光領(lǐng)域。 此外，其物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，易于長(zhǎng)期保存。
【附圖說(shuō)明】
[0026]W下，結(jié)合附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方案，其中：
[0027]圖1示出了實(shí)施例1制得的L邸紅色巧光粉的X射線衍射圖及標(biāo)準(zhǔn)卡片。
[002引圖2示出了實(shí)施例1制得的LED紅色巧光粉的沈M(掃描電子顯微鏡）圖片。
[0029]圖3示出了實(shí)施例1制得的LED紅色巧光粉的光譜圖。其中，激發(fā)波長(zhǎng)460皿，發(fā) 射波長(zhǎng)636皿。636皿的發(fā)射峰為Mn4+的2Eg- 4Az轉(zhuǎn)換，證明Mn4+是成功滲雜的。
[0030] 圖4示出了對(duì)比例