[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

本发明涉及一种红色荧光粉(phosphor)，具体而言涉及一种具有高的发射效率的红色荧光粉及其制备方法。

背景技术

发光二极管LED(Light Emitting Diode)是一种可将电能转换为光能的能量转换器件，具有工作电压低，耗电量少，性能稳定，寿命长，抗冲击，耐震动性强，重量轻，体积小，成本低，发光响应快等优点。因此在显示器件和短距离、低速率的光纤通信用光源等方面有广泛的应用，特别是近年来蓝色、紫色及紫外LED的迅速发展，使LED在照明领域取代白炽灯和荧光灯成为可能。

白色LED可以用红色、绿色和蓝色LED来制造。在这种情况下，白色LED需要高的制造成本，而且由于复杂的驱动线路而体积庞大。通过结合波长为450nm的InGaN基的蓝色LED和YAG:Ce荧光粉制造的白色LED已经被投入实际应用。该白色LED通过执行如下的步骤来运行。首先，蓝色LED发射蓝光，YAG:Ce荧光粉被一部分的蓝光激发，发射出黄绿色荧光。然后蓝光和黄绿色荧光合并形成白光。然而，这种白光仅具有可见光光谱的一部分，这导致小的显色指数(color rendering index)和差的色彩还原。另外，由于在这种情况下被用作光源的蓝色LED的波长为450nm，芯片效率低，因而白色LED的发射效率劣化。

为了解决上述问题，UV LED被用作激发光源，并且红色荧光粉、绿色荧光粉和蓝色荧光粉的组合被用于白色LED的制造工艺中以获得接近自然的白光。然而，最重要的是，当由约410nm的激发光源激发时，该波长处芯片效率最高，显示高发射效率的荧光粉是必要地前提。目前，常规的蓝色荧光粉和绿色荧光粉具有好的发射效率。然而，因为红色荧光粉发射效率差，因此必须尽快开发被紫外激发光源激发时显示出高发射效率的红色荧光粉。

发明内容

本发明提供一种LED用红色荧光粉，具有粒度小而均匀，红光发光亮度高、发射效率高、色纯度及热稳定性好的优点，可以在白色LED照明系统、等离子显示板、红色或其它彩色LED系统中广泛使用。

具体而言，本发明提供一种LED用红色荧光粉，它的化学式为M₂EuVO₆，其中M为钙离子Ca²⁺、锶离子Sr²⁺及锌离子Zn²⁺三者的组合，三者的摩尔比1：1：3。

本发明另一方面提供所述的LED用红色荧光粉的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）以含有金属M的盐、含有钒离子V⁵⁺的化合物以及Eu₂O₃为原料，按化学式M₂EuVO₆中元素的摩尔比称取原料，研磨并混合均匀；所述M为钙离子Ca²⁺、锶离子Sr²⁺及锌离子Zn²⁺三者的组合，三者的摩尔比1：1：3；

（2）将得到的混合物在空气气氛下煅烧，煅烧温度为250～380℃，煅烧时间为5～8小时，重复本步骤1～3次；

（3）将煅烧后的混合物自然冷却，研磨并混合均匀，在含有氧气的气氛中煅烧，煅烧温度为600～800℃，煅烧时间为6～9小时，得到一种LED用红色荧光粉。

在本发明一个具体的实施方式中，所述的含有金属M的盐包括碳酸盐、硝酸盐、草酸盐、硫酸盐中的一种。

在本发明一个具体的实施方式中，所述的含有钒离子V⁵⁺的化合物包括五氧化二钒、偏钒酸铵中的一种，或它们的组合。

在本发明一个具体的实施方式中，步骤（2）所述的煅烧温度为300～350℃，煅烧时间为7-8小时。

在本发明一个具体的实施方式中，步骤（3）所述的煅烧温度为650～750℃，煅烧时间为8～9小时。

在本发明一个具体的实施方式中，步骤（3）所述的煅烧气氛为空气、氧气和氮气的混合体、氧气和惰性气体的混合体。

本发明第三方面的目的在于提供所述LED用红色荧光粉的应用，将其配合适量的蓝色和绿色荧光粉，涂敷和封装于InGaN二极管外，制备白光LED照明器件；或者将其应用于等离子显示板、红色或其它彩色LED系统中。

具体实施方式