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一种荧光材料及其制备方法,和发光装置制造方法及图纸

技术编号:11052859 阅读:81 留言:0更新日期:2015-02-18 17:12
本发明专利技术涉及一种可被紫外、紫光或蓝绿光LED有效激发而发红光的荧光材料及其制备方法和发光装置。该荧光材料的化学通式为MaAbQcOdDe:Rf,其中M选自Li、Na、K、Mg、Ca、Sr、Ba、Be、Zn、Y、Gd、Ga中的一种或几种元素,A为Li、Na、K、Bi中的一种元素,Q选自Mo、W中的至少一种元素,O为氧元素。R为选自Eu、Nd、Dy、Ho、Tm、La、Ce、Er、Pr、Sm、Yb、Lu、Sb、Tb、Mn中的至少一种元素。D选自Cl-、F-、Br-、I-、NH4+、Au+、Ag+中的一种离子。a、b、c、d、e、f为摩尔系数。0.1≤a≤5,0.01≤b≤3,0<c≤8,1<d≤32,0≤e≤1,0.001≤f≤1,且0.1≤a+b+f≤9,4c=d+e。其制备方法为:将M、A、Q、R、D的单质、化合物或相应的盐类及助熔剂,研磨均匀后,通过高温合成,经过处理制成。该荧光材料的激发波长范围广泛(240~540nm)、发光效率高、结晶完整、化学性能稳定,该制造方法简单、无污染、易操作、成本低。

【技术实现步骤摘要】
-种巧光材料及其制备方法,和发光装置
本专利技术属于照明技术、显示和光电子领域,涉及一种发红色的英光材料、发光装置 W及制备英光材料的方法。
技术介绍
发光二极管LED (Li曲t血itting Diode)是一种可将电能转换为光能的能量转换 器件,是世界未来的光源,被认为是二十一世纪最具有发展前景的高新
之一。作为 新型照明技术,LED W其使用寿命长、耗电量少、应用灵活、绿色环保、调节方便、发光响应快 等诸多优点,正引发着一次照明领域的革命。随着近年来蓝色、紫色及紫外LED的迅速发 展,使得LED取代传统的白识灯和英光灯实现照明成为可能。 目前在现有
,实现白光L邸的方式主要是两种途径;一、利用红、绿、蓝H 种L邸组合产生白光;二、通过紫外芯片或蓝光芯片激发相应的英光材料实现白光。考虑到 实用性和低成本商品化的因素,第二种方法要优于第一种方法。因此合成具有良好发光特 性的英光材料是实现白光LED的关键。但是,由于受到英光材料的限制,现有技术都存在一 定的局限性。 如专利US 5998925、US 6998771、化00801494. 9中,都是利用蓝光芯片激发稀± 铺离子惨杂的纪铅石恼石英光材料(如Y3AI5O12 :Ce,(Y,Gd)3(Al,Ga)5〇i2:Ce,简称YAG ;或 铺离子惨杂的石恼石结构英光材料,简称TAG),通过蓝光芯片激发英光材料发出黄光与部 分蓝色芯片的蓝光复合出白光。该种方法中,所使用的英光材料在白光LED的应用和性能 方面具有很大的局限性。首先,该种英光材料的激发范围在420?490nm的范围内,最有效 的激发在450?470nm的范围内,对于紫外光区域和可见光的短波长区域及绿光区域,该种 英光材料不能被激发;其次,该种稀±惨杂石恼石结构的英光材料的最强发射峰位置最大 只能到540nm左右,其整个光谱范围中缺少红光发射成分,造成白光L邸的显色指数较低。 如专利US 6351069和US 6252254中所涉及的是硫化物红色英光材料,该种英光 材料可W作为补色成分加入到白光LED中,用W弥补显色指数,降低色温。但是,硫化物英 光材料的发光亮度低,而且其稳定性较差,在器件使用中容易产生色漂移。虽然提高显色指 数,却降低LED的流明效率,且腐蚀芯片,缩短了 LED的使用寿命。 由上述可知,现有红色英光材料发光亮度低、稳定性差,且其激发波长局限于紫 夕K紫光和蓝光波段(300?470nm),并没有涉及到绿光波段范围。 此外,目前为了解决白光L邸显色性的问题,采用蓝光氮化嫁芯片激发YAG英光材 料和红色氮化物英光材料进行封装,或者采用蓝光氮化嫁芯片激发绿色氮氧化物英光材料 (或者娃酸盐)和红色氮化物英光材料进行封装获得高显色白光LED。前者白光L邸期间 亮度较好但是显色不佳,或者亮度不高显色性较好。此外,该两种方式中所采用的氮化物和 氮氧化物英光材料,其制备方法非常苛刻,因此价格比较昂贵。
技术实现思路
鉴于上述现有技术中所存在的问题,本专利技术提供一种高发光效率的可被紫外、紫 光或蓝绿光有效激发而发红光的英光材料及其制备方法,该英光材料的激发波长范围为 240?540nm、发光效率高、结晶完整、化学性能稳定,该制备方法简单、无污染、易操作、成 本低。 本专利技术的技术方案为: 该英光材料可被波长范围在240?540皿的光所激发发红光,其化学通式为 MaAbQcOdDe:Rf,其中 M 选自 Li、化、K、Mg、Ca、Sr、Ba、Be、Zn、Y、GcU Ga 中的至少一种元素, A为Li、化、K、Bi中的一种元素,且M和A不可同时出现相同元素。Q选自Mo、W中的至少 一种兀素,0 为氧兀素。R 为选自 Eu、NcU Dy、Ho、Tm、La、Ce、Er、Pr、Sm、孔、Lu、Sb、化、Mn 中的至少一种元素,其中化是必选元素。D选自Cr、F-、化-、r、NH 4\ Au\ Ag+中的一种离 子。a、b、c、d、e、f为摩尔系数,其数值范围分别为;0. I《a《5,0. Ol《b《3,0<c《8, Kd《32,0《e《3,0. OOl《f《1,且 0. I《a+b+f《9,4c = d+e。 优选地,当M选择Mg、Ca、Sr、Ba、Be、Zn、Cd的一种或者多种的时候,a+b+f = 1且 C = a+b+fn 优选地,当M选择Li、化、K的一种或者多种的时候,a+b+f = 1且C = 2(a+b+f), 例如实施例 6 中的 Sr〇.8Li〇.iMo〇3.92Fci.ci8 ;E%i。 [001引优选地,当M选择Lu、La、Y、Gd的一种或者多种的时候,a+b+f = 1且C = 3(a+b+f),例如实施例 14 中的 Naa.9M0207.9eF0.08 ;化。.1 和实施例 40 中的 Lia.4Naa.3Ka.3Eu M0207. 93尸0. 07 專所不。 优选地,当M选择1肖、〔3、51'、83、86、211的一种和¥、6(1的一种的时候,。=3+6+', 其中a包括了 Mg、Ca、Sr、Ba、Be、Zn、的一种和Y、Gd的一种的元素系数之和,例如实施例 51-57。 本专利技术还提供一种制备上述英光材料的方法,包括如下步骤: (1)将含M的单质、化合物或盐,含A的单质、化合物或盐,含Q的化合物或盐,含D 的化合物或盐,含R的化合物或盐为原料,并加入助烙剂,研磨均匀; 0)步骤(1)中的助烙剂W含D的化合物或盐为原料; [001引 做将步骤(2)得到的混合物在空气中高温锻烧; [001引(4)将步骤做得到的锻烧产物冷却后,粉碎,过筛而成所述英光材料。 优选地,在所述步骤(1)中提到的助烙剂的重量比为所要制成的英光材料总重量 的 0. 001-12化%。 优选地,所述步骤(2)中高温锻烧为一次或多次。每次高温锻烧温度为500? 120(TC,锻烧时间为1?15小时。 本专利技术又提供一种发光装置,包括作为激发光源的发光元件和发光层,所述发光 层包括能够将激发光源的至少一部分光转换的英光材料。其中所述发光元件为发射光谱峰 值在240?540nm的紫外一蓝绿光区域范围内的半导体芯片;所述的英光材料包括至少一 种W上的权利要求1?5中任何一项所述的英光材料。所述英光材料能够将所述发光元件 的发射光转换成至少有一个W上的峰值波长处于600?700nm波长范围内的光, 本专利技术的有益效果在于: 稀±离子能级间的跃迁特征与晶体结构有着明显的依赖关系,通过一价金属离子 进行电荷补偿W及利用团素阴离子取代氧的位置能够使得激活剂的特定英光得到增强。单 一加入一价金属离子或者含有团素的一价团化物都不能很好的提高鹤钢酸盐英光材料的 英光强度。本专利技术通过精细调整英光材料的碱±金属A的含量与D团素的含量组合来实现 英光材料的特定发射峰的英光增强,增强效果显著。在该英光材料的制备方法中,作为添加 剂的带有团素的试剂一方面起到助烙剂的作用,另一方面为英光材料提供了团素离子可作 为负电荷补偿离子,即同时加入LiF和N&F等,实现了上面所提到的英光增强的特殊作用本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种荧光材料,其特征在于:所述荧光材料被波长范围在240~540nm的光所激发发红光,其化学组成通式为MaAbQcOdDe:Rf,其中M为Li、Na、K、Mg、Ca、Sr、Ba、Be、Zn、Y、Gd、Ga中的至少一种元素;A为Li、Na、K、Bi中的一种元素,且M和A不可同时出现相同元素;Q选自Mo、W中的至少一种元素;O为氧元素;D选自Cl‑、F‑、Br‑、I‑、NH4+、Au+、Ag+中的一种离子;R为选自Eu、Nd、Dy、Ho、Tm、La、Ce、Er、Pr、Sm、Yb、Lu、Sb、Tb、Mn中的至少一种元素,其中Eu是必须选择的元素;a、b、c、d、e、f为摩尔系数,0.1≤a≤5,0.01≤b≤3,0<c≤8,1<d≤32,0≤e≤1,0.001≤f≤1,且0.1≤a+b+f≤9,4c=d+e。

【技术特征摘要】
1. 一种突光材料,其特征在于:所述突光材料被波长范围在240?540nm的光所激发 发红光,其化学组成通式为 MaAbQeOdDe:R f,其中 M 为 Li、Na、K、Mg、Ca、Sr、Ba、Be、Zn、Y、Gd、 Ga中的至少一种元素;A为Li、Na、K、Bi中的一种元素,且M和A不可同时出现相同元素 ;Q 选自Mo、W中的至少一种元素;0为氧元素;D选自Cr、r、Br'r、NH4+、Au+、Ag+中的一种离 子;R 为选自 Eu、Nd、Dy、Ho、Tm、La、Ce、Er、Pr、Sm、Yb、Lu、Sb、Tb、Mn 中的至少一种元素,其 中Eu是必须选择的元素;a、b、c、d、e、f为摩尔系数,0? 1彡a彡5,0. 01彡b彡3,0〈c彡8, l〈d 彡 32,0 彡 e 彡 1,0. 001 彡 f 彡 1,且 0? 1 彡 a+b+f 彡 9,4c = d+e。2. 根据权利要求1所述的荧光材料,其特征在于:当M选择Mg、Ca、Sr、Ba、Be、Zn、Cd 的一种或者多种的时候,a+b+f = 1且c = a+b+f。3. 根据权利要求1所述的荧光材料,其特征在于:当M选择Li、Na、K的一种或者多种 的时候,a+b+f = 1 且 c = 2 (a+b+f)。4. 根据权利要求1所述的荧光材料,其特征在于:当M选择Lu、La、Y、Gd的一种或者多 种的时候,a+b+f = 1 且 c = 3 (a+b+f)。5. 根据权利要求1所述的突...

【专利技术属性】
技术研发人员:朝克夫那日苏张敏特古斯
申请(专利权)人:朝克夫
类型:发明
国别省市:内蒙古;15

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