[發明專利]一種LED紅色熒光粉及其制備方法

有效

• 申請號: 201410273709.9
• 申請日: 2014-06-19
• 公開（公告）號: CN104017579A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 何錦華;滕曉明;梁超;符義兵;劉凱
• 申請（專利權）人: 江蘇博睿光電有限公司
• 主分類號: C09K11/80
• 分類號: C09K11/80
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 游富英

技術領域

本發明涉及一種熒光粉，具體涉及一種可被紫外、紫光或藍光有效激發的LED紅色熒光粉及其制備方法。?

背景技術

近年來，隨著發光二極管（LED）的發光效率的逐漸提高以及成本的逐漸下降，半導體照明逐漸成為現代照明的發展趨勢。白光LED具有耗電量小、壽命長、環保等許多其它光源無可比擬的特殊優點，被譽為繼白熾燈、日光燈和節能燈之后的第四代照明電光源，被稱為“21世紀綠色光源”。?

要想實現半導體照明進入普通照明領域，則必須獲得高效的白光LED。半導體照明的實現有多種方式，目前最成熟的技術方案是在藍色LED芯片上涂敷YAG黃色熒光粉，但該方案存在顯色指數低、色溫偏高等缺點，致使該技術難以進入背光源和普通照明領域，嚴重阻礙了該技術的發展。在該方案中添加紅色熒光粉，或采用綠粉和紅粉取代YAG熒光粉的方案，可以有效的解決上述問題。目前，研究出能夠被460nm藍光激發的高效紅色熒光粉是國內外熒光粉領域面臨的共同難題。近年來，人們研究較多的紅粉有(Ca,Sr)S:Eu、CaMoO₄:Eu、Ba₂MgGe₂O₇:Eu、Sr₃Al₂O₆:Eu等，但因光效、化學穩定性或光衰等問題，無法滿足使用要求。硅基氮化物熒光粉以其組織結構的多樣性和復雜性，可通過對熒光粉晶體場強度及共價性的大幅度調節，從而實現綠光、黃光、紅光，甚至深紅光的高效發射，且化學穩定性良好，因而成為LED熒光粉界備受關注的一種新興體系，受到了業界的廣泛青睞。?

美國專利US7252788報導了一種組成為MmAaBbNn:Zz的氮化物熒光粉，該熒光粉在300-550nm之間都能被有效的激發，發射主峰則隨著Eu²⁺含量的變化而變化；制造方法采用一次合成法，合成溫度為1200-1700℃，壓力為0.5Mpa左右，同族專利有JP2005239985、EP1568753和CN1683470A。?

美國專利US7273568?報導了一種組成為MmAaBbOoNn:Zz的熒光粉專利，其中M是二價元素，Mg、Ca、Sr、Ba和Zn中的至少一種，A是三價元素，B、Al和Ga中的至少一種，B是四價元素，Si或Ge，Z是激活劑，稀土元素或過渡元素中的至少一種，制造方法同樣采用一次合成法，壓力0.001MPa≤P≤0.1MPa。類似專利還有US7476337、US7476338和EP1630219等。?

H.?Wanatabe報導了一種Sr_xCa_1-xAlSiN₃:Eu²⁺熒光粉，通過Sr、Ca的不同比例可以調節發射主峰。該報導同樣采用一次合成法，壓力190MPa。?

上述現有專利均采用化學計量比進行燒結，采用高溫高壓一步合成法制備熒光粉，不僅得到的熒光粉發光強度偏低，而且這種制造方法對設備要求比較苛刻，存在著成本高、工藝復雜等問題。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種發光強度高、結構穩定、制備方法易于操作、無污染、成本低的LED紅色熒光粉。?

本發明的具體技術方案如下：?

一種LED紅色熒光粉，其化學結構式如下：

M_1-x-zAl_1+2x-yY_ySi_1-xN₃:?Eu_z??????????????????????????（1）

式中，M選自Ca、Sr、Ba中的至一種或兩種以上任意比例混合；-0.2≤x≤0.2，其中x≠0，0.001≤y≤0.2，0.001≤z≤0.1。

優選的-0.2≤x＜0，0.001≤y≤0.05，使得熒光粉不產生相變，保持晶體結構的穩定性。?

優選的0＜x≤0.2，0.05≤y≤0.2，使得熒光粉不產生相變，保持晶體結構的穩定性。?

本發明還涉及上述LED紅色熒光粉的制備方法，包括如下步驟：?

1）以Ca、Sr、Ba的氮化物，?Y、Al、Si、Eu的氮化物或氧化物為原料，并按上述化學式結構（1）的組成及化學計量比稱取上述原料；

?2）將上述原料在氬氣、氮氣或者氮氬混合氣氛中進行充分混合；

3）將上述混合物在保護氣氛中進行分段焙燒；?

4）再經后處理，即可制成一種LED紅色熒光粉。