Led用紅色熒光粉及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及稀土發光材料技術領域，特別是涉及一種LED用紅色熒光粉及其制備方法。
【背景技術】
[0002]20世紀九十年代，隨著高亮度GaN藍色LED在技術上取得突破，1996年出現了用藍光LED芯片與YAG熒光粉((Y，GcO3Al5O12:Ce3+)組合而成的白光LED，這被認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世紀最具發展前景的高技術領域之一。目前，白光LED的實現方式主要有三種:多色LED組合法、多量子阱法和熒光粉涂覆光轉換法。多色LED組合法發光亮度高，但驅動電路復雜、成本高，且會由于個別單色LED劣化導致光色不純或不均勻等缺點。多量子阱法通過制備結構不同的量子阱發出的多種光子復合發射白光。該方法能提高發光效率，降低成本和包裝及電路的控制難度，但技術難度非常大，現在的技術研宄尚未成熟。光轉換發是指將光轉換材料(熒光粉)涂覆在LED上，利用LED激發熒光粉發光。通常采用以下三種方式:一是藍光LED激發YAG: Ce3+黃色熒光粉發出黃光與LED芯片透射出的藍光復合成白光；二是藍光LED芯片與紅色和綠色熒光材料組合發射白光；三是紫光或近紫光LED芯片與紅、綠、藍三基色熒光材料組合發射白光，它具有更為廣闊的發展前景，這是因為該種方式的顯色性更好，色溫在2500?10000k范圍內任意匹配。基于技術、工藝、成本等因素，光轉換法白光LED是現今白光照明發展的主流，應用最多。現有技術中，用于白光LED的熒光粉有些缺乏紅光成分，或者紅色熒光粉發光效率不高，或不穩定，如美國專利US6252254報道的幾種硫化物紅色熒光粉。現有技術封裝出的白光LED顯色指數不高或者效率不高或性能不穩定。因此，開發新型的LED用紅色熒光粉成為國內外研宄的熱點。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是克服現有熒光粉存在的問題，提供一種能被紫光、紫外光或藍光LED激發，具有良好發光特性和物化性能，制造工藝簡單、無污染、成本低的LED用紅色熒光粉及其制備方法。
[0004]本發明的技術方案是:
[0005]LED用紅色熒光粉，其原材料的摩爾份數組成為: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，本發明提出的一種LED用紅色熒光粉，其原材料的的摩爾份數組成為:正硅酸乙酯60份；鈉的化合物60份；鈣的化合物28.2份；碳源有機物3.6份；銪的化合物1.8份。
[0007]本發明的LED用紅色熒光粉，具體制備過程包括下述步驟:
[0008](I)將正硅酸乙酯溶解于無水乙醇中，形成0.5?2mol/l的溶液；
[0009](2)將鈉的化合物、鈣的化合物、碳源有機物、銪的化合物溶解于無水乙醇中，形成1.0?2mol/l的溶液，同時加入適量的PH值調節劑將混合溶液的PH值調至4.0?6.0 ;
[0010](3)將上述⑵的溶液加入到(I)的溶液中，同時按正硅酸乙酯物質量的2?8倍加入去離子水，然后按照正硅酸乙酯質量的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，然后放入剛玉坩禍中，在400?500°C進行焙燒4?12h，獲得灰色物質
[0013](6)將上述灰色物質置于石墨坩禍中，在真空氣氛下于800?1100°C煅燒l_4h，然后在流通氮氣氣氛下于1300-1450°C保溫l_5h，獲得熒光粉粉體；
[0014]所述的PH調節劑為硝酸、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]與現有技術相比，本發明的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光激發下發出主發射峰在590nm以上的紅光，并且發光效率高、熱穩定性好，在白光LED照明、場致發射顯示器(FED)、等離子體顯示板(TOP)等領域具有重要應用前景。
[0017](2)該LED用紅色熒光粉可同時滿足燒結溫度低與顆粒均勻的雙重要求，工藝簡單，適用于低色溫、高顯色指數的LED器件的生產。
【附圖說明】
[0018]圖1為382nm光激發實施例1樣品得到的發射光譜；
[0019]圖2為393nm光激發實施例1樣品得到的發射光譜；
[0020]圖3為465nm光激發實施例1樣品得到的發射光譜；
[0021]圖4為監測實施例樣品I的610nm紅光發射的激發光譜；
[0022]圖5為實施例1、2、3、4樣品的發射光譜。
【具體實施方式】
[0023]下面結合說明書附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。
[0024]實施例1
[0025]稱取60份正娃酸乙醋溶解于無水乙醇中，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份硝酸銪溶解于無水乙醇中，形成1.6mol/l的溶液，同時加入35份乙酸將溶液的PH值調至4.6，攪拌均勻混合后加入到上述正硅酸乙酯的無水乙醇溶液中。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，然后放入剛玉坩禍中，在450°C進行焙燒4h，獲得灰色物質；將上述灰色物質置于石墨坩禍中，在真空氣氛下于1100°C煅燒2h，然后在流通氮氣氣氛下于1450°C保溫5h，即獲得本發明的LED用紅色熒光粉粉體。