[發明專利]LED紅色熒光粉及其組合物的產業化制備方法以及產品和應用

在審

• 申請號: 201510731711.0
• 申請日: 2015-10-30
• 公開（公告）號: CN105331360A
• 公開（公告）日: 2016-02-17
• 發明（設計）人: 師瓊;周小平;王相菲;姜濤濤;夏小勇;豆帆;朱洪維
• 申請（專利權）人: 煙臺希爾德新材料有限公司
• 主分類號: C09K11/61
• 分類號: C09K11/61;C09K11/67;H01L33/50
• 代理公司: 北京市英智偉誠知識產權代理事務所(普通合伙) 11521
• 代理人: 劉丹妮

技術領域

本發明涉及一種熒光粉的制備方法，具體涉及一種LED紅色熒光粉的制備方法，含有該LED紅色熒光粉的組合物的制備方法，使用上述制備方法制得的LED紅色熒光粉或含有該LED紅色熒光粉的組合物，以及該LED紅色熒光粉或含有其的組合物在LED背光元件或設備中的用途。

背景技術

發光二極管(Light-EmittingDiode，簡稱為LED)是一種將電能轉化為光能的半導體電子元件。這種電子元件早在1962年出現，早期只能發出低光度的紅光，之后發展出其他單色光的版本，時至今日能發出的光已遍及可見光、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”。由于其具有節能、環保、安全、壽命長等優點，現已被廣泛應用于產業和生活中的各個方面，包括指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明等領域。

對于應用較廣泛的白光LED燈而言，目前實現白光LED的方法主要有三種：(1)在藍光芯片上面涂敷黃色熒光粉，主要是YAG:Ce，利用藍光和黃光混合成白光；(2)將紅、綠、藍三種顏色的芯片組合封裝，芯片所發光直接混合成白光；(3)用近紫外光芯片激發紅、綠、藍三種顏色的熒光粉混合成白光。在這三種方法中，第1種方法是當前最為成熟也是主流的方法，但該方法的產品顯色指數偏低，一般在70左右，色溫偏高，普遍在5500K以上，與人眼的最佳視覺要求存在一定偏差，因此需要摻入一定量的紅色熒光粉。而其他兩種方法也需要使用紅色熒光粉，以發出所需的紅光。除此之外，在許多其他種類的LED光源或裝置中也會使用紅色熒光粉。因此，LED行業對于紅色熒光粉存在較大的市場需求。

目前市場上性能較好、應用較為成熟的紅色熒光粉主要為稀土摻雜氮化物或氮氧化物熒光粉。但是，這種熒光粉需要稀土摻雜，原料要求較為特殊，通常需高溫高壓制備，制備條件苛刻。不僅能耗高，成品率也偏低，因而其生產成本高、價格非常昂貴。因此，開發新組分的紅色熒光粉，以及改進現階段紅色熒光粉的合成方法受到了人們的廣泛關注。

發明內容

因此，本發明的目的是改善現有技術中生產紅色熒光粉的不足之處，提供了一種在常溫下較短時間內制備LED紅色熒光粉的方法，其工藝簡單、不需高溫高壓等苛刻條件，適合工業化生產，并且制得的LED紅色熒光粉色域寬、性能良好，應用前景廣闊。本發明還提供了含有該LED紅色熒光粉的組合物的制備方法，使用上述制備方法制得的LED紅色熒光粉或含有該LED紅色熒光粉的組合物，以及該LED紅色熒光粉或含有其的組合物在LED背光元件或設備中的用途。

為實現上述目的，本發明提供了一種LED紅色熒光粉的制備方法，所述LED紅色熒光粉由通式I表示：

A₂M_1-xF₆:xMn⁴⁺(I)

其中，A選自K和Na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，例如0.06～0.2；

所述制備方法包括以下步驟：

(1)將A₂MnF₆溶于氫氟酸中，得到含Mn溶液；

(2)將粉末狀的含氧化硅或氧化鈦的物質邊攪拌邊加入至步驟(1)得到的含Mn溶液中，先加熱攪拌使其充分反應，后降溫加入析出劑析出結晶，陳化，過濾后得到淺橙色固體；

(3)分別用少量純水和有機溶劑對步驟(2)得到的淺橙色固體進行洗滌，烘干，得到所述紅色熒光粉。

根據本發明的制備方法，其中，步驟(1)中，固液比即A₂MnF₆與氫氟酸的質量比為1:5～150，優選為1:10～100，更優選為1:10～30；步驟(1)中的氫氟酸的濃度為60～80wt％。

根據本發明的制備方法，其中，在步驟(2)中，氧化硅或氧化鈦與A₂MnF₆之間的摩爾比為1:0.02～0.3。

根據本發明的制備方法，其中，在步驟(2)中，所述加熱攪拌是在50～80℃下，優選60～70℃下進行的，所述加熱攪拌的時間為1～3h，優選為2h。優選地，在步驟(2)中，所述陳化是在1～80℃下，優選在10～30℃下，更優選在20℃下進行的，陳化的時間為10～13h，優選為12h。

根據本發明的制備方法，其中，在步驟(2)中，所述析出劑選自甲醇、乙醇和異丙醇中的一種或多種；優選地，所述析出劑與氧化硅或氧化鈦的質量比為2:1～2。