[發明專利]熒光轉換體、轉換體制備方法及熒光轉換體制成的LED

無效

• 申請號: 201210007172.2
• 申請日: 2012-01-11
• 公開（公告）號: CN102559176A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 黃金昭;梁偉;徐錫金;邵明輝
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: C09K11/59
• 分類號: C09K11/59;H01L33/50
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 秦雯

技術領域

本發明涉及白光照明技術領域，尤其是涉及一種包括紅色氮化物熒光轉換體和綠色氮氧化物熒光轉換體的熒光轉換體、該種熒光轉換體的制備方法及由該種熒光轉換體制成的白光LED。

背景技術

節能的白光LED和白熾燈、熒光燈等照明光源相比，具有綠色環保、壽命超長、高效節能、抗惡劣環境、結構簡單、體積小、重量輕、響應快、工作電壓低及安全性好等特點，受到包括中國在內的政府、科技界和企業界的高度重視。通過不懈的努力有望在短時間內達到照明要求，實現節能環保綠色照明這一目標，從而會產生巨大的經濟和社會效益。

熒光轉換體和InGaN藍芯片組合的白光LED是當今世界實現白光LED的主流實用方案。在白光LED中，研發和選用優質熒光轉換體是極為重要的，因為熒光轉換體決定了白光LED的色溫、色坐標、顯示指數、光效和壽命等關鍵指標。

LED采用熒光轉換體實現白光主要有三種方案。第一種方案是在藍色LED芯片上涂敷能被藍光激發的黃色熒光粉，芯片發出的藍光與熒光粉發出的黃光互補形成白光。該技術被日本Nichia公司壟斷，而且這種方案的一個原理性的缺點就是該熒光體中Ce³⁺離子的發射光譜不具連續光譜特性，顯色性較差，難以滿足低色溫照明的要求，同時發光效率還不夠高，需要通過開發新型的高效熒光粉來改善。第二種方案是藍色LED芯片上涂覆綠色和紅色熒光粉，通過芯片發出的藍光與熒光粉發出的綠光和紅光復合得到白光，顯色性較好。但是，這種方案所用熒光粉有效轉換效率較低，尤其是紅色熒光粉的效率需要較大幅度的提高，現有技術中綠色氮氧化物熒光轉換體的量子效率常溫下為50-80%之間，溫度猝滅效應較高（120℃時量子效率維持在70%以下）。第三種方案是在紫光或紫外光LED芯片上涂敷三基色或三種顏色的熒光轉換體，利用該芯片來激發熒光粉而實現白光發射，該方法顯色性更好，但同樣存在和第二種方案相似的問題，且目前轉換效率較高的紅色和綠色熒光粉多為硫化物體系，這類熒光粉發光穩定性差、光衰較大。

基于上述討論，本發明采用第二種方案，采用新型的紅色氮化物熒光轉換體和新型的綠色氮氧化物熒光轉換體，與InGaN藍芯片組合實現白光發射。

發明內容

本發明的目的在于提供熒光轉換體、該種熒光轉換體的制備方法及由該種熒光轉換體制成的白光LED，熒光轉換體包括可被藍光高效激發的紅色氮化物熒光轉換體和綠色氮氧化物熒光轉換體，具有物化性質穩定、量子效率高等優點，采用的技術方案是：一種熒光轉換體，其特征在于：所述熒光轉換體包括紅色氮化物熒光轉換體和綠色氮氧化物熒光轉換體，所述紅色氮化物熒光轉換體峰值發射波長600?nm-650?nm，所述綠色氮氧化物熒光轉換體峰值發射波長530?nm-580?nm。

本發明的技術特征還有：所述紅色氮化物熒光轉換體化學式為：M₅Si₂N₆:D，所述綠色氮氧化物熒光轉換體化學式為M₃Si₂O₄N₂:D，其中M為Sr,?Ba,?Ca中的一種或幾種，D為Eu²⁺或Ce³⁺。

本發明的技術特征還有：所述熒光轉換體制備方法包括紅色氮化物熒光轉換體和綠色氮氧化物熒光轉換體制備方法，其中，所述紅色氮化物熒光轉換體制備方法步驟是：

（11）以A_?3N₂、Si₃N₄、Eu₂O₃為原料，按化學計量比取原料，然后均勻混料，真空干燥；

（12）將上述步驟后所得的原料在有助燃劑的情況下，在氮氣氛中進行高溫煅燒；

（13）將所述煅燒后的產物進行后處理，得到所述紅色氮化物熒光轉換體；

所述綠色氮氧化物熒光轉換體制備方法步驟是：

（21）以ACO₃、Si₃N₄、SiO₂、Eu₂O₃為原料，按化學計量比取原料，然后均勻混料，真空干燥；

（22）將上述步驟后所得的原料在有助燃劑的情況下，在氮氣氛中進行高溫煅燒。

（23）將所述煅燒后的產物進行后處理，得到所述綠色氮氧化物熒光轉換體;A為Ca、Sr或Ba。

本發明的技術特征還有：所述高溫煅燒煅燒溫度在1400℃-1600℃之間。