Led红色荧光粉及其组合物的制备方法以及产品和应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种巧光粉的制备方法，具体设及一种L邸红色巧光粉的制备方法， 含有该L邸红色巧光粉的组合物的制备方法，使用上述制备方法制得的L邸红色巧光粉或 含有该L邸红色巧光粉的组合物，W及该L邸红色巧光粉或含有其的组合物在L邸背光元 件或设备中的用途。
【背景技术】
[0002] 发光二极管化i曲t-EmittingDiode,简称为LED)是一种将电能转化为光能的半 导体电子元件。运种电子元件早在1962年出现，早期只能发出低光度的红光，之后发展出 其他单色光的版本，时至今日能发出的光已遍及可见光、红外线及紫外线，广度也被提升到 较高的水平，被称为"第四代光源"。由于其具有节能、环保、安全、寿命长等优点，现已被广 泛应用于产业和生活中的各个方面，包括指示、显示、装饰、背光源、普通照明等领域。
[0003] 对于应用较广泛的白光L邸灯而言，目前实现白光L邸的方法主要有=种：（1)在 蓝光忍片上面涂敷黄色巧光粉，主要是YAG:Ce，利用蓝光和黄光混合成白光；（2)将红、绿、 蓝=种颜色的忍片组合封装，忍片所发光直接混合成白光；（3)用近紫外光忍片激发红、 绿、蓝=种颜色的巧光粉混合成白光。在运=种方法中，第1种方法是当前最为成熟也是主 流的方法，但该方法的产品显色指数偏低，一般在70左右，色溫偏高，普遍在5500KW上，与 人眼的最佳视觉要求存在一定偏差，因此需要渗入一定量的红色巧光粉。而其他两种方法 也需要使用红色巧光粉，W发出所需的红光。除此之外，在许多其他种类的L邸光源或装置 中也会使用红色巧光粉。因此，L邸行业对于红色巧光粉存在较大的市场需求。
[0004] 目前市场上性能较好、应用较为成熟的红色巧光粉主要为稀±渗杂氮化物或氮氧 化物巧光粉。但是，运种巧光粉需要稀上渗杂，原料要求较为特殊，通常需高溫高压制备，审U 备条件苛刻。不仅能耗高，成品率也偏低，因而其生产成本高、价格非常昂贵。因此，开发新 组分的红色巧光粉，W及改进现阶段红色巧光粉的合成方法受到了人们的广泛关注。
【发明内容】
阳〇化]因此，本发明的目的是改善现有技术中生产红色巧光粉的不足之处，提供了一种 在常溫下较短时间内制备L邸红色巧光粉的方法，其工艺简单、不需高溫高压等苛刻条件， 适合工业化生产，并且制得的L邸红色巧光粉色域宽、性能良好，应用前景广阔。本发明还 提供了含有该L邸红色巧光粉的组合物的制备方法，使用上述制备方法制得的L邸红色巧 光粉或含有该L邸红色巧光粉的组合物，W及该L邸红色巧光粉或含有其的组合物在LED 背光元件或设备中的用途。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供了一种L邸红色巧光粉的制备方法，所述L邸红色巧 光粉由通式I表示：
[0007]A2M1 (I) 阳00引其中，A选自K和化中的一种或两种，M选自Si和Ti中的一种或两种，X= 0.02~ 0. 3,优选地，X= 0. 02~0. 15,例如可W为0. 02~0. 07 ;
[0009] 所述制备方法包括W下步骤：
[0010] (1)将AzMnFe溶于氨氣酸中，得到含Mn溶液； 阳0川 似将AzMiyj日入到步骤（1)得到的含Mn溶液中，加入适量分散剂，充分加热揽拌 后降溫陈化，过滤得到固体，然后依次用少量纯水和有机溶剂洗涂所述固体，烘干，得到所 述L邸红色巧光粉；
[0012] 其中，步骤（1)中的AzMnFe与步骤似中的间的摩尔比为0.02~0.3:1， 优选为0.02~0. 15:1，例如0.02~0.07:1 ;步骤（1)中的氨氣酸的浓度为60~SOwt%， 优选为75~SOwt%，更优选为SOwt%。本发明人发现，如下文的实施例1~4所展示的， 在其他条件不变的情况下，氨氣酸浓度为80wt%时所制得的巧光粉的光效率最高。
[0013] 根据本发明的制备方法，其中，在步骤（1)中，所述AzMnFe与氨氣酸的质量比为 1:10 ~100。
[0014] 根据本发明的制备方法，其中，在步骤（2)中，所述分散剂可W是位阻型的聚合物 分散剂，如PVP、聚乙締醇和聚乙二醇等，或者是长链分散剂，如油酸、十二烷基苯横酸钢等 中的一种或多种，但不局限于举例出的几种分散剂；优选地，所述分散剂与的质量比 为1:100~300,优选为1:200~250。本发明人发现，制备时未添加分散剂（例如PVP-K30) 的巧光粉颗粒不均匀，碎粒子多，封装亮度偏低。
[0015] 根据本发明的制备方法，其中，在步骤似中，所述揽拌是在1~80°C下，优选为 10~80°C下，更优选在60°C下进行的，揽拌的时间为5~60min，优选为20~60min。优 选地，所述陈化是在1~80°C下，优选在5°C下进行的，陈化的时间为5~300min，优选为 60 ~90min。
[0016] 根据本发明的制备方法，其中，在步骤（2)中，所述有机溶剂选自乙醇、异丙醇和 丙酬中的一种或多种。优选地，所述烘干的溫度为50~150°C，优选为80~100°C。
[0017] 根据本发明的制备方法，其中，步骤（1)中的AzM证e是按照步骤（la)制备的：
[0018] (Ia)将AMn〇4与KF溶于氨氣酸中，逐滴加入双氧水，反应后抽滤、洗涂、烘干，得到 AzMnFe。其中，可W使用有机溶剂进行洗涂，运些有机溶剂可W为醇类溶剂、酬类溶剂和酸类 溶剂中的一种或多种，优选为乙醇、异丙醇、丙酬等。烘干可W在50~100°C，优选为60~ 80°C，例如70°C下进行。
[0019] 根据本发明的制备方法，其中，在步骤（Ia)中，AMn〇4与氨氣酸之间的质量比为 1:10~15,优选地，所述氨氣酸的浓度为35~45wt%，优选为38wt%。
[0020] 根据本发明的制备方法，其中，在步骤（Ia)中，所述双氧水的浓度为20~40wt%， 优选为30wt% ;优选地，所述AMn〇4与双氧水的质量比为1:1~2. 5,优选为1:1. 2~1. 5。
[0021] 本发明还提供了一种含巧光粉的组合物的制备方法，所述组合物包含使用本发明 的上述制备方法制得的L邸红色巧光粉；所述制备方法包括：使用本发明的上述方法制备 L邸红色巧光粉，W及将所述L邸红色巧光粉与固体或液体介质相混合。
[0022] 本发明中的固体或液体介质，只要不在实现目的范围内损害该巧光粉的性能，贝U 没有特别限定。例如可W使用固化性材料。固化性材料是一种流体状（例如液态或凝胶 态）材料，其因某种固化处理而固化。固化性材料可W仅使用一种，W可WW任意组合和比 例使用两种或两种W上。该固化性材料还可W提供额外的作用，例如将发光元件（如激发 源）发出的光引导至巧光粉。该固化性材料可W为无机系材料，例如金属醇盐、通过溶胶凝 胶法将含有陶瓷前体聚合物或金属醇盐的溶液水解缩聚而成的溶液，上述组合固化后的无 机系材料（例如具有硅氧烷键的无机系材料）等；也可W为有机系材料，例如热塑性树脂、 热固性树脂、光固化树脂，具体可W为聚（甲基）丙締酸甲醋等丙締酸类树脂、聚苯乙締、苯 乙締-丙締腊共聚物等苯乙締树脂、聚碳酸醋树脂、聚醋树脂、苯氧树脂、下缩醒树脂、聚乙 締醇、乙基纤维素、乙酸纤维素、乙酸下酸纤维素等纤维素系树脂、环氧树脂、酪树脂、有机 娃树脂等。
[0023] 本发明还提供了使用本发明的上述制备方法制得的L邸红色巧光粉或含巧光粉 的组合物，所述L邸红色巧光粉在610~650nm的波长范围内有发射峰，优选在636nm处有 发射峰。
[0024] 本发明还提供了使用本发明的上述制备方法制得的L邸红色巧光粉、使用本发明 的上述制备方法制得的含巧光粉的组合物、或本发明提供的L邸红色巧光粉或本发明提供 的含巧光粉的组合物在L邸背光元件或装置中的用途。 阳0巧]本发明提供的技术方案可W在相对低的溫度下高效地合成L邸红色巧光粉，工艺 简单，制备条件溫和，操作简便，对生产设备要求较低。用Mn4+激发取代了稀±离子激发，原 材料廉价易得，与常规L邸氮化物巧光粉相比，其生产成本大幅降低，经济效果更高。所制 备的L邸红色巧光粉的分散性好、发射峰形尖锐、色域宽、色纯度高，可用于L邸背光领域。 此外，其物理化学性质稳定，易于长期保存。
【附图说明】
[0026]W下，结合附图来详细说明本发明的实施方案，其中：
[0027]图1示出了实施例1制得的L邸红色巧光粉的X射线衍射图及标准卡片。
[002引图2示出了实施例1制得的LED红色巧光粉的沈M(扫描电子显微镜）图片。
[0029]图3示出了实施例1制得的LED红色巧光粉的光谱图。其中，激发波长460皿，发 射波长636皿。636皿的发射峰为Mn4+的2Eg- 4Az转换，证明Mn4+是成功渗杂的。
[0030] 图4示出了对比例