一種紅色熒光體及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及固體發(fā)光材料領(lǐng)域，具體來說設(shè)及一種紅色巧光體，還設(shè)及含有運種 紅色巧光體的發(fā)光元件及顏料。
【背景技術(shù)】
[0002] 巧光體被應(yīng)用于照明與顯示的各個領(lǐng)域，尤其是隨著半導(dǎo)體照明技術(shù)的發(fā)展，應(yīng) 用于白光LED中的巧光體受到了越來越廣泛的關(guān)注。白光LED光電轉(zhuǎn)換效率高、節(jié)能環(huán)保、 使用壽命長、安全可靠，被公認為下一代綠色照明光源。當前實現(xiàn)白光L邸主要有3種途 徑，第一種是通過紅、綠和藍色L邸忍片組合形成白光，但是通過運種方法實現(xiàn)白光比較困 難，因為要考慮到=個不同顏色忍片的驅(qū)動特性，電路設(shè)計上很復(fù)雜。第二種是運用量子效 應(yīng)，運用不同粒徑尺寸的同一種半導(dǎo)體制備L邸忍片W實現(xiàn)白光，運種方法實現(xiàn)的白光LED 具有較高的效率，但是成本較高，同時技術(shù)上也不成熟。第=種是使用發(fā)紫外光或者藍光的 L邸忍片加上巧光體來實現(xiàn)白光，運種方法是最簡單易行，同時也是最成熟的方法。
[0003] L邸作為新一代節(jié)能環(huán)保的綠色照明光源受到了世界各國的高度關(guān)注，利用紫外 或藍光LED激發(fā)巧光體而產(chǎn)生白光是目前白光LED發(fā)展的主流，巧光體的性能直接影響白 光LED的亮度、色溫、熱穩(wěn)定性及顯色性等。目前白光LED中實際使用的紅色巧光體只有 SrzSisNs:化紅粉和CaAlSiN3:化紅粉。運兩種氮化物紅粉合成困難，成本較高，且其發(fā)光效 率也有待于進一步提局。
[0004] 綜上所述，目前使用的氮化物紅色巧光體存在成本高、發(fā)光效率偏低的不足，因此 開發(fā)新型高效的L邸用紅色巧光體成為國內(nèi)外研究的熱點。 陽〇化]在紫外或藍光激發(fā)下，呈現(xiàn)紅色巧光的Mn4+離子激活的發(fā)光材料，具有合成溫度 低、發(fā)光亮度高和化學(xué)性能穩(wěn)定的優(yōu)點，且Mn4謂子的發(fā)光性質(zhì)如吸收和發(fā)射峰的位置、發(fā) 光效率、熱澤滅溫度等極大地取決于其所處的晶體環(huán)境，因此研究Mn4+離子激活的發(fā)光材 料是開發(fā)新型紅色巧光體的優(yōu)異選擇。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是針對上述問題，提供一種物理化學(xué)穩(wěn)定性良好的Mn4+離子激活的 紅色巧光體，其比現(xiàn)有紅色巧光體具有穩(wěn)定性好、成本低、光效高的特性。
[0007] 本發(fā)明的另一個目的是使用運種紅色巧光體提供成本低、光效高的發(fā)光元件。
[0008] 本發(fā)明的另一個目的是提供使用了運種紅色巧光體的顏料。
[0009] 為了解決上述課題，本發(fā)明的發(fā)明人對WMn4+為主要激活劑的各種巧光體進行了 深入研究，從而實現(xiàn)了本發(fā)明。
[0010] 本發(fā)明的目的是通過W下技術(shù)方案來實現(xiàn)的： W11] 第1發(fā)明是一種紅色巧光體，其特征在于：化學(xué)組成通式為：AARJ)正。BfAlA:Mn%，其中，A為一價元素Li、化、K、化、Cs中至少一種；M為二價元素化、Sr、Ba、Mg、化、 Cd、Ni、Pb中至少一種；R為S價元素Y、La、Ce、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、孔、Lu、 81中至少一種；0為5(3、6日、111、口、￥、佩、1日、51、66、511、513、2'、冊、1'1、化中至少一種出為F、Cl、Br、N中至少一種巧為棚；A1為侶；0為氧；Mn4+為四價儘；0《a《8,0《b《20， 0《c《8,0《d《4,0《e《4,0《f《6,6<x《50,0<y《2,0<a+e+f。
[0012] 第2發(fā)明是第1發(fā)明所設(shè)及的紅色巧光體，其特征在于：0<a《6,0.516， 0《c《6,0《d《3,0《e《2,0《f《4,6<x《40,0<y《l;優(yōu)選0. 1《a《4， 0. 7《b《12,0《c《3,0《d《2,0《e《1. 5,0《f《2,6 <X《30,0 <y《0. 8。
[0013] 第3發(fā)明是第1發(fā)明所設(shè)及的紅色巧光體，其特征在于：0《a《6,0.516， 0《c《6,0《d《3,0《e《2,0<f《4,6<x《40,0<y《l;優(yōu)選0《a《4， 0. 7《b《12,0《c《3,0《d《2,0《e《1. 5,0. 3《f《2,6 <x《30,0 <y《0. 8。
[0014] 第4發(fā)明是第1發(fā)明所設(shè)及的紅色巧光體，其特征在于：0《a《6,0.516， 0《c《6,0《d《3,0<e《2,0《f《4,6<x《40,0<y《l;優(yōu)選0《a《4， 0. 7《b《 12,0《c《3,0《d《2,0.l《e《 1.5,0《f《2,6<x《30,0<y《0. 8。
[0015] 第5發(fā)明是一種發(fā)光元件，其包括第1發(fā)光體和第2發(fā)光體，第1發(fā)光體發(fā)出具有 第1發(fā)光光譜的光，第2發(fā)光體吸收所述具有第1發(fā)光光譜的光的至少一部分，并發(fā)出具有 和所述第1發(fā)光光譜不同的第2發(fā)光光譜的光；其特征在于：作為第2發(fā)光體含有第1~4 任一項發(fā)明所述的紅色巧光體。
[0016] 第6發(fā)明是第5發(fā)明所設(shè)及的發(fā)光元件，其特征在于：作為第1發(fā)光體尤其使用發(fā) 光二極管或激光二極管，或者基于低壓或高壓的放電燈，或者電致發(fā)光燈。
[0017] 第7發(fā)明是一種顏料，其特征在于：含有第1~4任一項發(fā)明所述的紅色巧光體。
[0018] 本發(fā)明所述紅色巧光體還可W與其它紫外光源或藍光光源例如藍光0L邸相關(guān)聯(lián) 使用，或者與藍光化發(fā)光材料結(jié)合使用。化代表電致發(fā)光。
【附圖說明】
[0019] 圖1是本發(fā)明實施例1巧光體的激發(fā)光譜和460nm波長藍光激發(fā)下的發(fā)射光譜 圖。
【具體實施方式】
[0020] 本發(fā)明所述紅色巧光體可采用高溫固相合成法、共沉淀法、溶膠凝膠法、微波燒結(jié) 合成法等工藝制備，其高溫固相合成法的工藝過程是：按照化學(xué)式組分稱取相應(yīng)元素的單 質(zhì)或化合物，并添加棚酸、面化物、堿金屬碳酸鹽的至少一種作為助烙劑，助烙劑的添加量 為原料總質(zhì)量的0. 01~10%。研磨混合均勻后，在800°c~1400°C下燒結(jié)1~30小時即 得到產(chǎn)品。另外，為了得到晶相均勻的巧光體，也可W將得到的巧光體進行重復(fù)粉碎、再燒 制。
[0021] 下面通過實施例對本發(fā)明進行更具體地說明，但只要不超出本發(fā)明的宗旨，本發(fā) 明不受下述的實施例的任何限制。 陽0巧實施例1 :NaSrBAl4〇9.M:Mn。.。廣光體的合成： 陽02引在化學(xué)組成通式AgMbReD正。BfAl4〇x:Mn%中，設(shè)定A=化，M=Sr，稱量各種原料，W使構(gòu)成離子的摩爾比為化：Sr : B : A1:0:Mn=1:1 : 1:4:9. 04:0. 02(a =l、b = l、c = 0、d = 0、e = 0、f = l、x = 9. 04、y = 0. 02)。
[0024]稱取5. 3g化2〔〇3、14. 76拆rC〇3、6. 2邑&8〇3、20. 4gAl2〇3、〇. 23gMnC〇3,充分研磨混合 均勻后，裝入氧化侶相蝸在130(TC賠燒5小時，即得所述巧光體。其激發(fā)光譜和發(fā)射光譜見 圖1，其發(fā)射光譜位于630nm~680nm的紅光區(qū)域；激發(fā)光譜為一寬帶雙峰激發(fā)光譜，由峰 值位于390nm和455nm處的兩個譜帶構(gòu)成，與近紫外光LED及藍光L邸的發(fā)射光譜能夠很 好的匹配。 陽0巧]實施例2~15 :
[0026]在化學(xué)組成通式AaMbRcD正eBfAl4〇x:Mn%中，設(shè)定a=化i，化，K)，M= (Sr，Ca，Mg， Zn)，R=燈，Eu)，D= (Si,巧，E= (F，Cl)，按表1中各實施例具體的化學(xué)式組成稱取各種 原料，制備過程與實施例1相同，得到的巧光體的發(fā)光特性見表1。
[0027] 表1實施例1~15的化學(xué)式及其發(fā)光特性（激發(fā)波長為460nm)
[0028]
陽0巧]本發(fā)明的巧光體表現(xiàn)出比現(xiàn)有紅色巧光體更高輝度的發(fā)光，更優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性 能，原材料成本低，制備條件溫和，生產(chǎn)過程無污染，適合批量生產(chǎn)，可應(yīng)用于各種白光發(fā)光 裝置、照明器具、V抑、陽D、PDP、CRT等。
[0030] 雖然利用特定的方式詳細地說明了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚，可W在不脫 離本發(fā)明的意圖和范圍內(nèi)進行多種改變。
【主權(quán)項】
1. 一種紅色熒光體，其特征在于：所述熒光體的化學(xué)組成通式為： AaMbRcDdE eBfAl40x:Mn4+y，其中，A為一價元素 Li、Na、K、Rb、Cs中至少一種；M為二價元 素 Ca、Sr、Ba、Mg、Zn、Cd、Ni、Pb 中至少一種；R 為三價元素 Y、La、Ce、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、 Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Bi 中至少一種；D 為 Sc、Ga、In、P、V、Nb、Ta、Si、Ge、Sn、Sb、Zr、 Hf、Ti、Cr中至少一種；E為F、Cl、Br、N中至少一種；B為硼；Al為鋁；0為氧；Mn 4+為四價 錳；OS a <8,0<b <20,0<c <8,0< 4,0<e <4,0<f <6,6<X<50,0 < y 2,0 < a+e+f〇2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅色熒光體，其特征在于：0< a < 6,0. 5 < b < 16， 0彡c彡6,0彡d彡3,0彡e彡2,0彡f彡4,6<x彡40,0<y<l ;優(yōu)選0? 1彡a彡4， 0? 7 彡 b 彡 12,0 彡 c 彡 3,0 彡 d 彡 2,0 彡 e 彡 1. 5,0 彡 f彡 2,6 < X 彡 30,0 < y 彡 0? 8〇3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅色熒光體，其特征在于：0< a < 6,0. 5 < b < 16， 0彡c彡6,0彡d彡3,0彡e彡2,0<f彡4,6<x彡40,0<y<l ;優(yōu)選0彡a彡4， 0? 7 彡 b 彡 12,0 彡 c 彡 3,0 彡 d彡 2,0 彡 e 彡 I. 5,0. 3 彡 f彡 2,6 < X 彡 30,0 < y 彡 0? 8〇4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅色熒光體，其特征在于：0< a < 6,0. 5 < b < 16， 0彡 c 彡6,0 彡 d彡 3,0<e<2,0 彡 f彡 4,6<x彡 40,0<y<l ;優(yōu)選 0 彡 a 彡 4， 0. 12,0^ 3,0^ 2,0. 1.5,0^ 2,6 <x^ 30,0 <y^0.8〇5. -種發(fā)光元件，其包括第1發(fā)光體和第2發(fā)光體，第1發(fā)光體發(fā)出具有第1發(fā)光光 譜的光，第2發(fā)光體吸收所述具有第1發(fā)光光譜的光的至少一部分，并發(fā)出具有和所述第1 發(fā)光光譜不同的第2發(fā)光光譜的光；其特征在于：作為第2發(fā)光體含有根據(jù)權(quán)利要求1~4 任一項所述的紅色熒光體。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)光元件，其特征在于：作為第1發(fā)光體使用發(fā)光二極管或 激光二極管，或者基于低壓或高壓的放電燈，或者電致發(fā)光燈。7. -種顏料，其特征在于：所述顏料含有根據(jù)權(quán)利要求1~4任一項所述的紅色熒光 體。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種紅色熒光體及其應(yīng)用，該熒光體化學(xué)組成通式為：AaMbRcDdEeBfAl4Ox：Mn4+y，其中，A為一價元素Li、Na、K、Rb、Cs中至少一種；M為二價元素Ca、Sr、Ba、Mg、Zn、Cd、Ni、Pb中至少一種；R為三價元素Y、La、Ce、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Bi中至少一種；D為Sc、Ga、In、P、V、Nb、Ta、Si、Ge、Sn、Sb、Zr、Hf、Ti、Cr中至少一種；E為F、Cl、Br、N中至少一種；B為硼；Al為鋁；O為氧；Mn4+為四價錳；0≤a≤8，0≤b≤20，0≤c≤8，0≤d≤4，0≤e≤4，0≤f≤6，6＜x≤50，0＜y≤2，0＜a+e+f。本發(fā)明的熒光體具有優(yōu)異的紅光特性。
【IPC分類】C09K11/71, H01L33/50, C09K11/80, C09K11/64
【公開號】CN105001860
【申請?zhí)枴緾N201510487827
【發(fā)明人】王海容, 孫繼兵, 文會通
【申請人】王海容
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年8月11日