[发明专利]一种LED用红色荧光粉及其制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种锗酸盐红色荧光粉及其制备方法，尤其适用于LED的红色荧光粉及其制备方法，属于稀土发光材料技术领域。

背景技术

20世纪九十年代，随着高亮度GaN蓝色LED在技术上取得突破，1996年出现了用蓝色LED与YAG荧光粉((Y,Gd)₃Al₅O₁₂: Ce³⁺)组合而成的白光LED，这被认为是人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一次飞跃，是21世纪最具发展前景的高技术领域之一。采用荧光粉产生白光共有三种方式：蓝光LED芯片配合黄色荧光粉；蓝光LED芯片配合红色、绿色荧光粉；UV-LED芯片配合红、绿、蓝三基色荧光粉。目前商品化的主要是蓝色LED芯片与YAG荧光粉的黄光组合而成的单芯片型高亮度白光LED，但是这种产品应用于一般的照明场合会出现其自身固有缺陷：因为缺少红光而导致显色性不好，可在其中加入红色荧光粉以获得高的显色指数。另外一种趋势是紫光或紫外光LED芯片配合红、绿、蓝三基色荧光粉方式，它具有更为广阔的发展前景，这是因为该方式的显色性更好，色温在2500～10000K范围内任意匹配。但现有技术中，用于白光LED的荧光粉有些缺乏红光成分，或者红色荧光粉发光效率不高，或不稳定，如美国专利6252254报道的几种硫化物红色荧光粉。现有技术封装出的白光LED显色指数不高或效率不高或性能不稳定。因此开发新型的LED用红色荧光粉成为国内外研究的热点。

发明内容

本发明的目的是提供一种能被紫光、紫外光或蓝光LED激发，具有良好发光特性和物化性能，制造工艺简单、无污染、成本低的LED用红色荧光粉及其制备方法，以克服现有技术中存在的问题。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

本发明的LED用红色荧光粉为铕激活的锗酸盐荧光粉，其化学表达式为(M_a-2xA_xEu_x)Ge_bO_c。其中M为Sr、Ba和Zn中的至少一种；A为Li、Na、K和Rb中的至少一种；0＜a≤3；1≤b≤4；3≤c≤9；0<x<0.5。   

本发明的LED用红色荧光粉的制备方法，包括以下步骤：

（1）以含M的金属或化合物或盐，含A的化合物或盐，含Ge的金属或化合物或盐，含Eu的金属或化合物或盐为原料，且按上述化学式表达要求的摩尔配比称取相应的所述原料，研细，混合均匀；

（2）将步骤（1）的混合体在空气中于800~1300℃下焙烧一次或两次，每次焙烧冷却后磨混均匀，再进行下一次焙烧；每次焙烧时间为0.5~15小时；

（3）将步骤（2）得到的焙烧产物进行粉碎、清洗除杂、烘干，得LED用红色荧光粉。

本发明中，所说的含M的化合物或盐，可以是含M的氧化物、碳酸盐、硝酸盐或有机酸盐。所说的含A的化合物或盐可以是含A的碳酸盐、硝酸盐或有机酸盐。所说的含Ge的化合物或盐，可以是含Ge的氧化物、碳酸盐、硝酸盐或有机酸盐。所说的含Eu的化合物或盐，可以是含Eu的氧化物、碳酸盐、硝酸盐或有机酸盐。

上述步骤（1）中，研磨可以在乙醇、丙酮等溶液中进行。为了降低焙烧温度，提高荧光粉的晶粒质量及荧光性能，可在步骤（1）的混合原料中添加原料总重量0.01-10%的助熔剂，所述的助熔剂为碱金属或碱土金属的卤化物、氟化铵、氯化铵、溴化铵、硼酸或三氧化二硼。

上述步骤（3）中所说的粉碎可采用物理破碎或气流粉碎，清洗包括酸洗、碱洗和水洗中的一种或几种。

本发明的特点是：

本发明合成的荧光粉可在300 nm~480 nm光激发下发出主发射峰在590 nm以上的红光，与绿色荧光粉配合使用，涂敷在蓝光LED芯片上，可制备出新型的白光LED；也可与紫光或紫外光LED配合，作为红色荧光粉部分用于白光LED的制备，能量转换效率高；还可与蓝光、紫光、紫外光LED配合，或再混合其它类型荧光粉，制备色彩鲜艳的彩色LED。本发明的荧光粉物理化学性能稳定。且本发明涉及的荧光粉合成方法简单、易于操作、无污染、成本低。

附图说明

图1为393 nm光激发Sr_2.8Li_0.1GeO₅: 0.1Eu³⁺得到的发射光谱图。