專利名稱：熒光轉換體、轉換體制備方法及熒光轉換體制成的led的制作方法
技術領域：
本發明涉及白光照明技術領域，尤其是涉及一種包括紅色氮化物熒光轉換體和綠色氮氧化物熒光轉換體的熒光轉換體、該種熒光轉換體的制備方法及由該種熒光轉換體制成的白光LED。
背景技術：
節能的白光LED和白熾燈、熒光燈等照明光源相比，具有綠色環保、壽命超長、高效節能、抗惡劣環境、結構簡單、體積小、重量輕、響應快、工作電壓低及安全性好等特點，受到包括中國在內的政府、科技界和企業界的高度重視。通過不懈的努力有望在短時間內達到照明要求，實現節能環保綠色照明這一目標，從而會產生巨大的經濟和社會效益。熒光轉換體和InGaN藍芯片組合的白光LED是當今世界實現白光LED的主流實用方案。在白光LED中，研發和選用優質熒光轉換體是極為重要的，因為熒光轉換體決定了白光LED的色溫、色坐標、顯示指數、光效和壽命等關鍵指標。LED采用熒光轉換體實現白光主要有三種方案。第一種方案是在藍色LED芯片上涂敷能被藍光激發的黃色熒光粉，芯片發出的藍光與熒光粉發出的黃光互補形成白光。該技術被日本Nichia公司壟斷，而且這種方案的一個原理性的缺點就是該熒光體中Ce3+離子的發射光譜不具連續光譜特性，顯色性較差，難以滿足低色溫照明的要求，同時發光效率還不夠高，需要通過開發新型的高效熒光粉來改善。第二種方案是藍色LED芯片上涂覆綠色和紅色熒光粉，通過芯片發出的藍光與熒光粉發出的綠光和紅光復合得到白光，顯色性較好。但是，這種方案所用熒光粉有效轉換效率較低，尤其是紅色熒光粉的效率需要較大幅度的提高，現有技術中綠色氮氧化物熒光轉換體的量子效率常溫下為50-80%之間，溫度猝滅效應較高(120°C時量子效率維持在70%以下)。第三種方案是在紫光或紫外光LED芯片上涂敷三基色或三種顏色的熒光轉換體，利用該芯片來激發熒光粉而實現白光發射，該方法顯色性更好，但同樣存在和第二種方案相似的問題，且目前轉換效率較高的紅色和綠色熒光粉多為硫化物體系，這類熒光粉發光穩定性差、光衰較大。基于上述討論，本發明采用第二種方案，采用新型的紅色氮化物熒光轉換體和新型的綠色氮氧化物熒光轉換體，與InGaN藍芯片組合實現白光發射。

發明內容
本發明的目的在于提供熒光轉換體、該種熒光轉換體的制備方法及由該種熒光轉換體制成的白光LED，熒光轉換體包括可被藍光高效激發的紅色氮化物熒光轉換體和綠色氮氧化物熒光轉換體，具有物化性質穩定、量子效率高等優點，采用的技術方案是一種熒光轉換體，其特征在于所述熒光轉換體包括紅色氮化物熒光轉換體和綠色氮氧化物熒光轉換體，所述紅色氮化物熒光轉換體峰值發射波長600 nm-650 nm，所述綠色氮氧化物熒光轉換體峰值發射波長530 nm-580 nm。本發明的技術特征還有所述紅色氮化物熒光轉換體化學式為=M5Si2N6:D，所述綠色氮氧化物熒光轉換體化學式為M3Si2O4N2 = D,其中M為Sr，Ba, Ca中的一種或幾種，D為
Eu2+ 或 Ce3+。本發明的技術特征還有所述熒光轉換體制備方法包括紅色氮化物熒光轉換體和綠色氮氧化物熒光轉換體制備方法，其中，所述紅色氮化物熒光轉換體制備方法步驟是
(11)以A3N2、Si3N4、Eu2O3為原料，按化學計量比取原料，然后均勻混料，真空干燥；
(12)將上述步驟后所得的原料在有助燃劑的情況下，在氮氣氛中進行高溫煅燒；
(13)將所述煅燒后的產物進行后處理，得到所述紅色氮化物熒光轉換體； 所述綠色氮氧化物熒光轉換體制備方法步驟是
(21)以AC03、Si3N4,SiO2, Eu2O3為原料，按化學計量比取原料，然后均勻混料，真空干
燥；
(22)將上述步驟后所得的原料在有助燃劑的情況下，在氮氣氛中進行高溫煅燒。(23)將所述煅燒后的產物進行后處理，得到所述綠色氮氧化物熒光轉換體；A為 Caλ Sr Ba0本發明的技術特征還有所述高溫煅燒煅燒溫度在1400°C -1600°c之間。本發明的技術特征還有所述后處理包括粉碎、除雜、烘干、分級。本發明的技術特征還有一種由熒光轉換體制成的LED，所述LED包括模具，設置在所述模具內的InGaN藍芯片和同樣設置在所述模具內的按照比例混合的環氧樹脂與發光材料，其中，環氧樹脂為80-90%，發光材料為10-20%，所述百分比為重量百分比。本發明的技術特征還有所述發光材料包括紅色氮化物熒光轉換體和綠色氮氧化物熒光轉換體。本發明的技術特征還有所述發光體中紅色氮化物熒光轉換體和綠色氮氧化物熒光轉換體混合比例與所述InGaN藍芯片波長和亮度，由混色公式計算決定。本發明的技術特征還有對封裝后的LED施以電流后，發光體和所述InGaN藍芯片發出的光混合后為白光，所述電流的大小以所述LED正常發光為準。本發明的技術特征還有所述InGaN藍芯片峰值發射波長為430 nm-500 nm。本發明的有益效果在于1)本熒光轉換體是一種復合熒光體，能被藍光高效激發， 因此可與InGaN藍芯片配合激發出白光，該復合熒光體包括了紅色氮化物熒光轉換體和綠色氮氧化物熒光轉換體，其中紅色氮化物熒光轉換體峰值發射波長600 nm-650 nm，綠色氮氧化物熒光轉換體峰值發射波長530 nm-580 nm，激發光譜范圍廣，物化質量穩定，轉換效率高，量子效率在常溫狀態下可到90%，溫度猝滅效應低，在120°C時量子效率維持在80%。2)本熒光轉換體制備方法簡單、無污染、易于操作、成本低廉。


附圖1是LED結構示意圖，其中1是紅色氮化物熒光轉換體，2是綠色氮氧化物熒光轉換體，3是環氧樹脂，4是藍光InGaN芯片，5是模具。
具體實施例方式下面結合附圖，對本發明的具體實施方式
進行說明。本發明公開了一種熒光轉換體，該熒光轉換體由紅色氮化物熒光轉換體1和綠色氮氧化物熒光轉換體2按照一定的比例混合而成，其中，紅色氮化物熒光轉換體1峰值發射波長600 nm-650 nm，化學式為M5Si2N6:D;所述綠色氮氧化物熒光轉換體2峰值發射波長530 nm-580 nm，化學式為 M3Si2O4N2 = D,其中M為Sr，Ba, Ca中的一種或幾種，D為Eu2+或Ce3+。上述熒光轉換體制備方法包括紅色氮化物熒光轉換體1和綠色氮氧化物熒光轉換體2制備方法，其中，紅色氮化物熒光轉換體1制備方法步驟是
(11)以A諷、Si3N4,Eu2O3為原料，按化學計量比取原料，然后均勻混料，真空干燥；
(12)將上述步驟后所得的原料在有助燃劑的情況下，在氮氣氛中進行高溫煅燒，高溫煅燒溫度在1400°C -1600°C之間；
(13)將所述煅燒后的產物進行后處理，后處理包括粉碎、除雜、烘干、分級，得到紅色氮化物熒光轉換體1 ；
綠色氮氧化物熒光轉換體2制備方法步驟是
(21)以AC03、Si3N4,SiO2, Eu2O3為原料，按化學計量比取原料，然后均勻混料，真空干
燥；
(22)將上述步驟后所得的原料在有助燃劑的情況下，在氮氣氛中進行高溫煅燒，高溫煅燒溫度在1400°C -1600°C之間。(23)將煅燒后的產物進行后處理，后處理包括粉碎、除雜、烘干、分級，得到綠色氮氧化物熒光轉換體2 ； A為Ca、Sr或Ba。一種由熒光轉換體制成的LED，LED包括模具5，設置在模具5內的InGaN藍芯片 4和同樣設置在模具5內的按照比例混合的環氧樹脂3與發光材料，其中，環氧樹脂3為 80-90%，發光材料為10-20%，該百分比為重量百分比。發光材料為紅色氮化物熒光轉換體1 和綠色氮氧化物熒光轉換體2的混合體，紅色氮化物熒光轉換體1與綠色氮氧化物熒光轉換體2重量百分比要依據所制作LED的色坐標、色溫及顯色指數來確定，可選InGaN藍芯片峰值發射波長為430 nm-500 nm。對封裝后的LED施以電流后，發光體和InGaN藍芯片4發出的光混合后為白光，電流的大小以LED正常發光為準。當然，上述說明并非對本發明的限制，本發明也不僅限于上述舉例，本技術領域的普通技術人員在本發明的實質范圍內所做出的變化、改型、添加或替換，也屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種熒光轉換體，其特征在于所述熒光轉換體包括紅色氮化物熒光轉換體和綠色氮氧化物熒光轉換體，所述紅色氮化物熒光轉換體峰值發射波長600 nm-650 nm，所述綠色氮氧化物熒光轉換體峰值發射波長530 nm-580 nm。
2.按照權利要求1所述的熒光轉換體，其特征在于所述紅色氮化物熒光轉換體化學式為M5Si2N6:D，所述綠色氮氧化物熒光轉換體化學式為M3Si2O4N2 = D,其中M為Sr，Ba, Ca 中的一種或幾種，D為Eu2+或Ce3+。
3.按照權利要求1或2所述的熒光轉換體制備方法，其特征在于所述熒光轉換體制備方法包括紅色氮化物熒光轉換體和綠色氮氧化物熒光轉換體制備方法，其中，所述紅色氮化物熒光轉換體制備方法步驟是(11)以A諷、Si3N4,Eu2O3為原料，按化學計量比取原料，然后均勻混料，真空干燥；(12)將上述步驟后所得的原料在有助燃劑的情況下，在氮氣氛中進行高溫煅燒；(13)將所述煅燒后的產物進行后處理，得到所述紅色氮化物熒光轉換體；所述綠色氮氧化物熒光轉換體制備方法步驟是(21)以AC03、Si3N4,SiO2, Eu2O3為原料，按化學計量比取原料，然后均勻混料，真空干燥；(22)將上述步驟后所得的原料在有助燃劑的情況下，在氮氣氛中進行高溫煅燒；(23)將所述煅燒后的產物進行后處理，得到所述綠色氮氧化物熒光轉換體；A為Ca、Sr 或Ba。
4.按照權利要求3所述的熒光轉換體制備方法，其特征在于所述高溫煅燒煅燒溫度在 14000C -1600°C之間。
5.按照權利要求2所述的熒光轉換體制備方法，其特征在于所述后處理包括粉碎、除雜、烘干、分級。
6.一種由熒光轉換體制成的LED，其特征在于所述LED包括模具，設置在所述模具內的InGaN藍芯片和同樣設置在所述模具內的按照比例混合的環氧樹脂與發光材料，其中， 環氧樹脂為80-90%，發光材料為10-20%，所述百分比為重量百分比。
7.按照權利要求5所述的熒光轉換體制成的LED，其特征在于所述發光材料包括紅色氮化物熒光轉換體和綠色氮氧化物熒光轉換體。
8.按照權利要求6或7所述的熒光轉換體制成的LED，其特征在于所述發光體中紅色氮化物熒光轉換體和綠色氮氧化物熒光轉換體混合比例與所述InGaN藍芯片波長和亮度， 由混色公式計算決定。
9.按照權利要求8所述的熒光轉換體制成的LED，其特征在于對封裝后的LED施以電流后，發光體和所述^GaN藍芯片發出的光混合后為白光，所述電流的大小以所述LED正常發光為準。
10.按照權利要求6或7所述的熒光轉換體制成的LED，其特征在于所述InGaN藍芯片峰值發射波長為430 nm-500 nm。
全文摘要
本發明公開了一種熒光轉換體，轉換體的制備方法及由該種熒光轉換體制成的白光LED，采用技術方案是所述熒光轉換體包括紅色氮化物熒光轉換體和綠色氮氧化物熒光轉換體，所述紅色氮化物熒光轉換體峰值發射波長600nm-650nm，所述綠色氮氧化物熒光轉換體峰值發射波長530nm-580nm。有益效果在于本熒光轉換體是一種復合熒光體，能被藍光高效激發，因此可與InGaN藍芯片配合激發出白光，該復合熒光體包括了紅色氮化物熒光轉換體和綠色氮氧化物熒光轉換體，激發光譜范圍廣，物化質量穩定，轉換效率高，量子效率在常溫狀態下可到90%，溫度猝滅效應低，在120℃時量子效率維持在80%。本熒光轉換體制備方法簡單、無污染、易于操作。
文檔編號H01L33/50GK102559176SQ20121000717
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月11日 優先權日2012年1月11日
發明者徐錫金, 梁偉, 邵明輝, 黃金昭 申請人:濟南大學