專利名稱：一種發光二極管用的熒光粉的制作方法
技術領域：
本發明屬于熒光粉材料技術，涉及一種發光二極管(LED)用的磷酸鹽基熒光粉， 特別是一種近紫外LED用的磷酸鹽基單一基質雙色熒光粉。
背景技術：
與傳統的照明技術相比，發光二極管(LED)具有節能高效(耗電量僅為普通白熾 燈的1/8-1/10)、綠色環保、壽命長(可達10萬小時)，響應快，安全性好等諸多優點。隨著 GaN基LED芯片生長技術和熒光粉研究的深入，它很有可能替代傳統的熒光燈、白熾燈等傳 統的照明工具，成為新一代的照明光源。 目前獲得白色發光二極管的主流方法是用熒光粉作為光轉換材料的光轉換法， 可分為兩類一種是利用藍色GaN基LED芯片+黃色熒光粉或者用藍光LED芯片+綠色 和紅色熒光粉得到白光，當前市場上的絕大部分白光LED產品是采用藍光LED+黃色熒光 粉(YAG:Ce)的技術來獲得的，但此法得到的白光LED色彩還原性較差，顯色指數通常低于 75，色溫通常高于5500K,具有高顯色性的暖光LED器件無法得到，這主要是其光譜中缺乏 紅光成分。為解決此問題，可以在YAG黃粉中加入紅色熒光粉或者用綠色和紅色粉來取代 黃色粉，但與藍色LED相匹配的紅粉和綠粉主要是堿土硫化物(如CaS:Eu2+， SrY2S4:Eu2+， SrGa^:Eu"等)而硫化物的穩定性很差，嚴重影響了 LED的壽命。第二種是利用近紫外光 (340-410nm)的InGaN基n_UV LED芯片+紅、綠、藍(RGB)三基色熒光粉來獲得白光，此法 得到的白光LED器件具有色彩還原性好，顏色穩定，顯色指數較高(Ra > 90)，色溫可調等優 點，此類白光LED是當前研究的熱點，被認為是新一代白光LED照明的主導；但是當前與近 紫外光LED芯片相匹配的熒光粉短缺，且白光熒光粉普遍采用混合紅、綠、藍三基色熒光粉 制得，常用的紅粉為Y202S:Eu3+，綠粉為ZnS:Cu+， Al3+，藍粉為BaMgAl^"Eu2、由于它們之間 存在顏色再吸收、能量損耗、配比調控及老化速率不同及穩定性等問題，導致白光LED器件 的流明效率和壽命較大影響，同時成本增加。研發非硫化物為基質的單一多色熒光粉將是 解決此間題的良方。

發明內容
本發明針對現有LED熒光粉的缺點，提供了一種發光二極管用的熒光粉，該熒光 粉同時具有紅藍雙發射峰，利用其可以分別得到適用于近紫外LED芯片的藍光和紅光。
本發明提供的發光二極管用的熒光粉，其結構通式為Sr2—mMg3—nP4015:mEu2+， nMn2+， 其中，m、 n分別為Eu2+、 Mn2+在結構通式所示的化合物中的摩爾百分數，0《m《20 % ， 0《n《25X，且m、n不同時為零。 作為上述技術方案的改進，IO《m《20%，12《n《20%。 本發明涉及的LED用熒光粉的基質組成是堿土金屬磷酸鹽，以Eu2+和/或Mn2+作 為激活劑，通過調節激活劑的量可以得到發光強度不同的藍光與紅光。選擇單一的激活劑 摻入時，可分別獲得發藍光(n = 0)和紅光(m = 0)的單色熒光粉；同時選擇兩種激活劑摻入(m > 0且n > 0)時，樣品的發射光譜同時具有紅色和藍色兩個發射峰；調整m和n的 值，藍光與紅光的發光強度可根據需要得到調節。


圖1為熒光粉Siy94Mg2.88P4015:6% Eu2+， 12 % Mn2+的粉末衍射圖譜(XRD)。 圖2為熒光粉Sri.99Mg3P4015:1% Eu2+的激發與發射光譜圖。 圖3為熒光粉Sr2Mg2.8。P4015:20% Mn2+的激發與發射光譜圖。 圖4為熒光粉Sr^Mg^PA^e^ Eu2+， 12% Mn2+的激發與發射光譜圖。
具體實施例方式本發明提供的發光二極管用的熒光粉的制備方法包括如下步驟 ①按一定的化學計量比稱取原料，堿土金屬的原料可以選擇其碳酸鹽、堿式碳酸
鹽、硝酸鹽等；磷酸根的原料可以選擇NH4H2P04，也可選擇SrHP04等以同時提供堿土金屬離
子和磷酸根；銪離子的原料可以采用相應的氧化物、硝酸鹽、草酸鹽等，錳離子的原料采用
其碳酸鹽。 ②向各種原料混合物中加入適量乙醇攪拌使其充分混合，然后烘干； ③將烘干后的原材料再次充分研磨，然后將它們移至剛玉坩堝中，在活性碳(或
氫氣、氨氣等)的還原氣氛下加熱到1000 IIO(TC，最佳溫度為107(TC，升溫速度為4°C /
min，并保溫2-8小時，隨后降至室溫，取出樣品研磨即可得到所需的熒光粉。 ④采用X射線衍射儀測量熒光粉的XRD圖譜以驗證其結構，用紫外燈來篩選和驗
證熒光粉的發光亮度和發光顏色，用熒光光譜儀測量熒光粉的發射和激發光譜。 下面舉例對本發明作進一步詳細的說明 實例1. LED用藍色熒光粉，化學式為Sr^Mg^O^lX Eu"，制備方法如下稱取SrC03 0.8814g、 (MgC03)4 Mg(OH)2 5H20 0. 8744g、 NH4H2P04 1. 38 04g、 Eu203 0. 0053g，加入適量乙
醇將各種原料充分混合，烘干后再充分研磨，然后將它們移至剛玉坩堝中，用高溫馬弗爐在 活性炭的還原條件下加熱到107(TC，并保溫2小時，隨后降至室溫，取出樣品研磨成粉末即 可得到LED用藍紫色熒光粉。圖2給出了此熒光粉的激發與發射光譜圖。
實例2.LED用紅色熒光粉，化學式為Sr2Mg2.8。P4015:20% Mn"，制備方法如下稱取Sr (N03) 2 1. 2698g、 MgC03 0 . 70 8 2g、 NH4H2P04 1. 38 04g、 MnC030 . 06 90g，加入適
量乙醇將各種原料充分混合，烘干后再充分研磨，然后將它們移至剛玉坩堝中，用高溫馬弗
爐在氨氣的還原條件下加熱到105(TC，并保溫4小時，隨后降至室溫，取出樣品研磨成粉末
即可得到LED用紅色熒光粉。圖3給出了此熒光粉的激發與發射光譜圖。 實例3. LED用單一多色熒光粉，化學式為SruMgusPA^eX Eu2+， 12% Mn2+，制備方法如 下稱取SrHP04 1. 06 86g、 Mg(N03)2 1. 2814g、 NH4H2P040 . 7 1 08g、 Eu(N03)3 0. 0608g， MnC03 0. 0414g，加入適量乙醇將各種原料充分混合，烘干后再充分研磨，然后將它們移至剛玉坩 堝中，用高溫馬弗爐在氫氣的還原條件下加熱到103(TC，并保溫6小時，隨后降至室溫，取出樣品研磨成粉末即可得到具有紅藍雙發射峰的LED用單一多色熒光粉熒光粉。圖4給出
了此熒光粉的激發與發射光譜圖。 實例4. LED用單一多色熒光粉，化學式為Sru。Mg^P4(^:20^ Eu2+，15% Mn"，制備方法 如下稱取SrC03 0 . 79 7 2g、 MgC03 0 . 7 2 09g、 NH4H2P04 1. 38 04g、 Eu2 (C204) 3 0. 1704g， MnC03 0. 0517g，加入適量乙醇將各種原料充分混合，烘干后再充分研磨，然后將它們移至剛玉坩 堝中，用高溫馬弗爐在活性碳的還原條件下加熱到100(TC，并保溫8小時，隨后降至室溫， 取出樣品研磨成粉末即可得到具有紅藍雙發射峰的LED用單一多色熒光粉熒光粉。
實例5. LED用單一多色熒光粉，化學式為SruMgu^O^lSX Eu2+，25% Mn"，制備方法 如下稱取SrC03 0 . 8 1 93g、 MgC03 0 . 69 56g、 NH4H2P04 1. 38 04g、 Eu2 (C204) 3 0. 1278g， MnC03 0. 0862g，加入適量乙醇將各種原料充分混合，烘干后再充分研磨，然后將它們移至剛玉坩 堝中，用高溫馬弗爐在活性碳的還原條件下加熱到105(TC，并保溫8小時，隨后降至室溫， 取出樣品研磨成粉末即可得到具有紅藍雙發射峰的LED用單一多色熒光粉熒光粉。
實例6 LED用單一多色熒光粉，化學式為Sr^Mg^PAs^X Eu2+， 6 % Mn2+，其制備方法 如下稱取SrC03 0 . 8 7 69g、 MgC03 0 . 7 2 30g、 NH4H2P04 1. 38 04g、 Eu2 (C204) 3 0. 0170g， MnC03 0. 0207，加入適量乙醇將各種原料充分混合，烘干后再充分研磨，然后將它們移至剛玉坩堝 中，用高溫馬弗爐在活性碳的還原條件下加到100(TC，并保溫6小時，隨后降至室溫，取出 樣品研磨成粉末即可得到具有紅藍雙發射峰的LED用單一多色熒光粉熒光粉。
實例7 LED用單一多色熒光粉，化學式為Sr^Mg^PA^lOX Eu2+，15% Mn"，其制備方 法如下稱取SrC03 0 . 84 1 4g、MgC03 0 . 7 2 0 9g、 NH4H2P04 1. 38 04g、 Eu2 (C204) 3 0. 0852g， MnC03 0. 0517g，加入適量乙醇將各種原料充分混合，烘干后再充分研磨，然后將它們移至剛玉坩 堝中，用高溫馬弗爐在活性碳的還原條件下加熱到103(TC，并保溫8小時，隨后降至室溫， 取出樣品研磨成粉末即可得到具有紅藍雙發射峰的LED用單一多色熒光粉熒光粉。
上面只是列舉了部分實施例，本領域一般技術人員根據本發明公開的內容，可以 采用其它多種具體實施方式
實現本發明的技術方案。
權利要求
一種發光二極管用的熒光粉，其特征在于該熒光粉的結構通式為Sr2-mMg3-nP4O15:mEu2+，nMn2+，其中，m、n分別為Eu2+、Mn2+在所述結構通式中的摩爾百分數，0≤m≤20％，0≤n≤25％，且m、n不同時為零。
2. 根據權利要求1所述的熒光粉，其特征在于10《m《20%， 12《n《20%。
全文摘要
本發明公開了一種發光二極管用的熒光粉，其結構通式為Sr2-mMg3-nP4O15:mEu2+，nMn2+，其中，m、n分別為激活劑Eu2+、Mn2+在化合物中的摩爾百分數，0≤m≤20％，0≤n≤25％，m、n不同時為零，其最佳值為10≤m≤20％，12≤n≤20％。本發明通過調節激活劑濃度，可分別獲得適用于藍紫光LED芯片的紅色熒光粉、適用于近紫外LED芯片的藍色熒光粉以及同時具有紅藍雙發射峰的單一多色熒光粉。
文檔編號C09K11/77GK101696357SQ20091027254
公開日2010年4月21日 申請日期2009年10月27日 優先權日2009年10月27日
發明者丁旭, 欒林, 郭崇峰 申請人:華中科技大學;