一种发光二极管用的荧光粉制造技术

本发明专利技术公开了一种发光二极管用的荧光粉，其结构通式为Ｓｒ２－ｍＭｇ３－ｎＰ４Ｏ１５：ｍＥｕ２＋，ｎＭｎ２＋，其中，ｍ、ｎ分别为激活剂Ｅｕ２＋、Ｍｎ２＋在化合物中的摩尔百分数，０≤ｍ≤２０％，０≤ｎ≤２５％，ｍ、ｎ不同时为零，其最佳值为１０≤ｍ≤２０％，１２≤ｎ≤２０％。本发明专利技术通过调节激活剂浓度，可分别获得适用于蓝紫光ＬＥＤ芯片的红色荧光粉、适用于近紫外ＬＥＤ芯片的蓝色荧光粉以及同时具有红蓝双发射峰的单一多色荧光粉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于荧光粉材料技术，涉及一种发光二极管(LED)用的磷酸盐基荧光粉， 特别是一种近紫外LED用的磷酸盐基单一基质双色荧光粉。
技术介绍
与传统的照明技术相比，发光二极管(LED)具有节能高效(耗电量仅为普通白炽 灯的1/8-1/10)、绿色环保、寿命长(可达10万小时)，响应快，安全性好等诸多优点。随着 GaN基LED芯片生长技术和荧光粉研究的深入，它很有可能替代传统的荧光灯、白炽灯等传 统的照明工具，成为新一代的照明光源。 目前获得白色发光二极管的主流方法是用荧光粉作为光转换材料的光转换法， 可分为两类一种是利用蓝色GaN基LED芯片+黄色荧光粉或者用蓝光LED芯片+绿色 和红色荧光粉得到白光，当前市场上的绝大部分白光LED产品是采用蓝光LED+黄色荧光 粉(YAG:Ce)的技术来获得的，但此法得到的白光LED色彩还原性较差，显色指数通常低于 75，色温通常高于5500K,具有高显色性的暖光LED器件无法得到，这主要是其光谱中缺乏 红光成分。为解决此问题，可以在YAG黄粉中加入红色荧光粉或者用绿色和红色粉来取代 黄色粉，但与蓝色LED相匹配的红粉和绿粉主要是碱土硫化物(如CaS:Eu2+， SrY2S4:Eu2+， SrGa^:Eu"等)而硫化物的稳定性很差，严重影响了 LED的寿命。第二种是利用近紫外光 (340-410nm)的InGaN基n_UV LED芯片+红、绿、蓝(RGB)三基色荧光粉来获得白光，此法 得到的白光LED器件具有色彩还原性好，颜色稳定，显色指数较高(Ra > 90)，色温可调等优 点，此类白光LED是当前研究的热点，被认为是新一代白光LED照明的主导；但是当前与近 紫外光LED芯片相匹配的荧光粉短缺，且白光荧光粉普遍采用混合红、绿、蓝三基色荧光粉 制得，常用的红粉为Y202S:Eu3+，绿粉为ZnS:Cu+， Al3+，蓝粉为BaMgAl^"Eu2、由于它们之间 存在颜色再吸收、能量损耗、配比调控及老化速率不同及稳定性等问题，导致白光LED器件 的流明效率和寿命较大影响，同时成本增加。研发非硫化物为基质的单一多色荧光粉将是 解决此间题的良方。
技术实现思路
本专利技术针对现有LED荧光粉的缺点，提供了一种发光二极管用的荧光粉，该荧光 粉同时具有红蓝双发射峰，利用其可以分别得到适用于近紫外LED芯片的蓝光和红光。 本专利技术提供的发光二极管用的荧光粉，其结构通式为Sr2—mMg3—nP4015:mEu2+， nMn2+， 其中，m、 n分别为Eu2+、 Mn2+在结构通式所示的化合物中的摩尔百分数，0《m《20 % ， 0《n《25X，且m、n不同时为零。 作为上述技术方案的改进，IO《m《20%，12《n《20%。 本专利技术涉及的LED用荧光粉的基质组成是碱土金属磷酸盐，以Eu2+和/或Mn2+作 为激活剂，通过调节激活剂的量可以得到发光强度不同的蓝光与红光。选择单一的激活剂 掺入时，可分别获得发蓝光(n = 0)和红光(m = 0)的单色荧光粉；同时选择两种激活剂掺入(m > 0且n > 0)时，样品的发射光谱同时具有红色和蓝色两个发射峰；调整m和n的 值，蓝光与红光的发光强度可根据需要得到调节。附图说明 图1为荧光粉Siy94Mg2.88P4015:6% Eu2+， 12 % Mn2+的粉末衍射图谱(XRD)。 图2为荧光粉Sri.99Mg3P4015:1% Eu2+的激发与发射光谱图。 图3为荧光粉Sr2Mg2.8。P4015:20% Mn2+的激发与发射光谱图。 图4为荧光粉Sr^Mg^PA^e^ Eu2+， 12% Mn2+的激发与发射光谱图。具体实施例方式本专利技术提供的发光二极管用的荧光粉的制备方法包括如下步骤 ①按一定的化学计量比称取原料，碱土金属的原料可以选择其碳酸盐、碱式碳酸盐、硝酸盐等；磷酸根的原料可以选择NH4H2P04，也可选择SrHP04等以同时提供碱土金属离子和磷酸根；铕离子的原料可以采用相应的氧化物、硝酸盐、草酸盐等，锰离子的原料采用其碳酸盐。 ②向各种原料混合物中加入适量乙醇搅拌使其充分混合，然后烘干； ③将烘干后的原材料再次充分研磨，然后将它们移至刚玉坩埚中，在活性碳(或氢气、氨气等)的还原气氛下加热到1000 IIO(TC，最佳温度为107(TC，升温速度为4°C /min，并保温2-8小时，随后降至室温，取出样品研磨即可得到所需的荧光粉。 ④采用X射线衍射仪测量荧光粉的XRD图谱以验证其结构，用紫外灯来筛选和验证荧光粉的发光亮度和发光颜色，用荧光光谱仪测量荧光粉的发射和激发光谱。 下面举例对本专利技术作进一步详细的说明 实例1. LED用蓝色荧光粉，化学式为Sr^Mg^O^lX Eu"，制备方法如下称取SrC03 0.8814g、 (MgC03)4 Mg(OH)2 5H20 0. 8744g、 NH4H2P04 1. 38 04g、 Eu203 0. 0053g，加入适量乙醇将各种原料充分混合，烘干后再充分研磨，然后将它们移至刚玉坩埚中，用高温马弗炉在 活性炭的还原条件下加热到107(TC，并保温2小时，随后降至室温，取出样品研磨成粉末即 可得到LED用蓝紫色荧光粉。图2给出了此荧光粉的激发与发射光谱图。 实例2.LED用红色荧光粉，化学式为Sr2Mg2.8。P4015:20% Mn"，制备方法如下称取Sr (N03) 2 1. 2698g、 MgC03 0 . 70 8 2g、 NH4H2P04 1. 38 04g、 MnC030 . 06 90g，加入适量乙醇将各种原料充分混合，烘干后再充分研磨，然后将它们移至刚玉坩埚中，用高温马弗炉在氨气的还原条件下加热到105(TC，并保温4小时，随后降至室温，取出样品研磨成粉末即可得到LED用红色荧光粉。图3给出了此荧光粉的激发与发射光谱图。 实例3. LED用单一多色荧光粉，化学式为SruMgusPA^eX Eu2+， 12% Mn2+，制备方法如 下称取SrHP04 1. 06 86g、 Mg(N03)2 1. 2814g、 NH4H2P040 . 7 1 08g、 Eu(N03)3 0. 0608g， MnC03 0. 0414g，加入适量乙醇将各种原料充分混合，烘干后再充分研磨，然后将它们移至刚玉坩 埚中，用高温马弗炉在氢气的还原条件下加热到103(TC，并保温6小时，随后降至室温，取出样品研磨成粉末即可得到具有红蓝双发射峰的LED用单一多色荧光粉荧光粉。图4给出了此荧光粉的激发与发射光谱图。 实例4. LED用单一多色荧光粉，化学式为Sru。Mg^P4(^:20^ Eu2+，15% Mn"，制备方法 如下称取SrC03 0 . 79 7 2g、 MgC03 0 . 7 2 09g、 NH4H2P04 1. 38 04g、 Eu2 (C204) 3 0. 1704g， MnC03 0. 0517g，加入适量乙醇将各种原料充分混合，烘干后再充分研磨，然后将它们移至刚玉坩 埚中，用高温马弗炉在活性碳的还原条件下加热到100(TC，并保温8小时，随后降至室温， 取出样品研磨成粉末即可得到具有红蓝双发射峰的LED用单一多色荧光粉荧光粉。 实例5. LED用单一多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管用的荧光粉，其特征在于：该荧光粉的结构通式为Ｓｒ↓［２－ｍ］Ｍｇ↓［３－ｎ］Ｐ↓［４］Ｏ↓［１５］：ｍＥｕ↑［２＋］，ｎＭｎ↑［２＋］，其中，ｍ、ｎ分别为Ｅｕ↑［２＋］、Ｍｎ↑［２＋］在所述结构通式中的摩尔百分数，０≤ｍ≤２０％，０≤ｎ≤２５％，且ｍ、ｎ不同时为零。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭崇峰，栾林，丁旭，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]