专利名称：一种发400nm蓝紫光InGaN芯片用稀土红色发光荧光粉及其制备方法
技术领域：
本发明涉及白光二极管领域，具体的说，涉及一种发约400nm蓝紫光InGaN芯片用稀土红色发光材料及其制备方法。
背景技术：
白光二极管(W-LED，white-light-emitting diode)固体照明相对于传统的照明技术具有很多明显的优点，例如低能耗、发光效率高、无污染等，目前已经成为人们的研究热点。目前白光LED主要通过两种途径实现白光一种是荧光转换型，即用单个LED芯片和荧光粉组合发光；另一种方法是采用红、绿、蓝三色LED芯片组合发光，即多芯片白光LED。
现在世界各国研究比较活跃的还是第一种方法荧光转换型。最早商业化的白光LED是日本的Nichia公司运用GaN基LED芯片所发的蓝光(约450nm)来激发稀土荧光粉YAG:Ce3+发黄光，但这类白光LED由于其缺少红光区域的光谱，导致其显色指数不好，而且其发光效率低。当前InGaN芯片的发射波长已经蓝移到近紫外区，能够为荧光粉提供更高的激发能量。
目前应用于400nm左右紫管InGaN芯片上三基色荧光粉主要还是传统的荧光粉如蓝粉为BaMgAl10O17:Eu2+，绿粉为ZnS:(Cu+，Al3+)，红粉则是Y2O2S:Eu3+等。这些荧光粉在近紫外区激发不强，效率不高，这当中又以红色荧光粉发光效率最低，并且不稳定，使得白光LED发光效率不能提升上去。因此研究能合适于400nm左右近紫外光激发光转换型LED用的稀土红色荧光粉具有很重要的意义。
发明内容
本发明的目的是针对现有发400nm左右蓝紫光的InGaN芯片用红色荧光粉存在的不足，提供一种发光效率高、稳定性好，适合于发400nm左右蓝紫光的InGaN芯片用的稀土红色发光荧光粉。
本发明的另一个目的是提供上述稀土红色发光荧光粉的制备方法。
为了实现上述目的，本发明的发400nm左右蓝紫光的InGaN芯片用稀土红色发光荧光粉，其化学组成为MI5MIII1-x-y[MVIO4]4:xEu3+，yRIII其中MI5MIII1-x-y[MVIO4]4为基质；MI为碱金属离子Li+、Na+、K+中的一种或几种；MIII为稀土离子La3+、Ce3+、Pr3+、Sm3+、Gd3+、Y3+、Tb3+、Dy3+中的一种或两种；MVI为Mo6+、W6+中的一种或两种；Eu3+为激活离子；RIII为辅助激活离子，为La3+、Ce3+、Pr3+、Sm3+、Gd3+、Y3+、Tb3+、Bi3+中的一种；x、y为相应掺杂离子相对MIII离子所占的摩尔百分比系数，0.0＝x＝1.0，0.0≤y≤0.20。
本发明所述的发400nm左右蓝紫光，一般是指发380～410nm的蓝紫光。
上述稀土红色发光荧光粉的制备方法，采用高温固相法，包括如下步骤将各种原料按比例于玛瑙研钵中混合均匀，在400～500℃下预烧3～6小时，冷至室温，取出再次研磨均匀，于600～8000℃烧结4～10小时，将所得烧结物磨细得最终产品。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果本发明的稀土红色荧光粉在400nm左右有很强的激发，发光效率高，稳定性好；以618nm的红光发射为主，红光发射的色纯度很好。
图1(a)为本发明荧光粉在395nm光激发下的发射光谱，图1(b)为现有红粉Y2O2S:Eu3+的发射光谱图；图2为涂布本发明红色荧光粉的InGaN LED在20mA电流激发下的发光光谱图。
具体实施例方式
实施例1称取碳酸氢纳(NaHCO3)1.47g、钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]2.47g、三氧化二镧(La2O3)0.29g、三氧化二铕(Eu2O3)0.31g，于玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀后，在500℃下预烧4小时，冷至室温，取出再次研磨均匀，于600℃烧结4小时，将所得烧结物磨细得最终产品。
此荧光粉在395nm光激发下的发射光谱如图1(a)所示，样品的发射是以红光发射为主，其CIE(Commission Internationale del’Eclairage)坐标值为x＝0.65，y＝0.34。为了作对比，目前应用于400nm左右紫管InGaN芯片用红粉Y2O2S:Eu3+的发射光谱如图1(b)所示。其两个最强发射峰分别位于627nm和616nm处，光谱CIE坐标值为x＝0.63，y＝0.35。我们的样品CIE值更接近于红光NTSC(NationalTelevision Standard Committee)标准值(x＝0.67，y＝0.33)，并且我们样品的红光发射强度要比Y2O2S:Eu3+强。
涂布有本发明红色荧光粉的InGaN LED在20mA电流激发下的发光光谱如图2所示。图中380nm到410nm之间的发射峰为InGaN芯片所发出而未被荧光粉吸收的蓝紫光，荧光粉的发射位于618nm和702nm处。此发光光谱的CIE坐标值为x＝0.46，y＝0.23。此LED的红光发射非常强。
实施例2称取碳酸氢纳(NaHCO3)1.47g、钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]2.47g、三氧化二钆(Gd2O3)0.32g、三氧化二铕(Eu2O3)0.31g，于玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀后，在500℃下预烧4小时，冷至室温，取出再次研磨均匀，于600℃烧结4小时，将所得烧结物磨细得最终产品。
实施例3称取碳酸氢纳(NaHCO3)1.47g、钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]2.47g、三氧化二钇(Y2O3)0.20g、三氧化二铕(Eu2O3)0.31g，于玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀后，在500℃下预烧4小时，冷至室温，取出再次研磨均匀，于600℃烧结4小时，将所得烧结物磨细得最终产品。
实施例4称取碳酸氢纳(NaHCO3)1.47g、钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]2.47g、三氧化二钐(Sm2O3)0.31g、三氧化二铕(Eu2O3)0.31g，于玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀后，在500℃下预烧4小时，冷至室温，取出再次研磨均匀，于600℃烧结4小时，将所得烧结物磨细得最终产品。
实施例5称取碳酸氢纳(NaHCO3)1.47g、钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]2.47g、二氧化铈(CeO2)0.31g、三氧化二铕(Eu2O3)0.31g，于玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀后，在500℃下预烧4小时，冷至室温，取出再次研磨均匀，于600℃烧结4小时，将所得烧结物磨细得最终产品。
实施例6称取碳酸氢纳(NaHCO3)1.47g、钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]2.47g、三氧化二镝(Dy2O3)0.31g、三氧化二铕(Eu2O3)0.31g，于玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀后，在500℃下预烧4小时，冷至室温，取出再次研磨均匀，于600℃烧结4小时，将所得烧结物磨细得最终产品。
实施例7称取碳酸锂(Li2CO3)0.65g、钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]2.47g、三氧化二镧(La2O3)0.29g、三氧化二铕(Eu2O3)0.31g，于玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀后，在500℃下预烧4小时，冷至室温，取出再次研磨均匀，于600℃烧结4小时，将所得烧结物磨细得最终产品。
实施例8称取碳酸锂(Li2CO3)0.65g、钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]2.47g、三氧化二钆(Gd2O3)0.32g、三氧化二铕(Eu2O3)0.31g，于玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀后，在500℃下预烧4小时，冷至室温，取出再次研磨均匀，于600℃烧结4小时，将所得烧结物磨细得最终产品。
实施例9称取碳酸锂(Li2CO3)0.65g、钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]2.47g、三氧化二钇(Y2O3)0.20g、三氧化二铕(Eu2O3)0.31g，于玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀后，在500℃下预烧4小时，冷至室温，取出再次研磨均匀，于600℃烧结4小时，将所得烧结物磨细得最终产品。
实施例10称取碳酸钾(K2CO3)1.21g、钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]2.47g、三氧化二镧(La2O3)0.29g、三氧化二铕(Eu2O3)0.31g，于玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀后，在500℃下预烧4小时，冷至室温，取出再次研磨均匀，于600℃烧结4小时，将所得烧结物磨细得最终产品。
实施例11称取碳酸钾(K2CO3)1.21g、钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]2.47g、三氧化二钆(Gd2O3)0.32g、三氧化二铕(Eu2O3)0.31g，于玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀后，在500℃下预烧4小时，冷至室温，取出再次研磨均匀，于600℃烧结4小时，将所得烧结物磨细得最终产品。
实施例12称取碳酸钾(K2CO3)1.21g、钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]2.47g、三氧化二钇(Y2O3)0.20g、三氧化二铕(Eu2O3)0.31g，于玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀后，在500℃下预烧4小时，冷至室温，取出再次研磨均匀，于600℃烧结4小时，将所得烧结物磨细得最终产品。
实施例13称取碳酸氢纳(NaHCO3)1.47g、钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]2.47g、三氧化二镧(La2O3)0.15g、三氧化二钇(Y2O3)0.10g、三氧化二铕(Eu2O3)0.31g，于玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀后，在500℃下预烧4小时，冷至室温，取出再次研磨均匀，于600℃烧结4小时，将所得烧结物磨细得最终产品。
实施例14称取碳酸氢纳(NaHCO3)1.47g、钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]2.47g、三氧化二镧(La2O3)0.15g、三氧化二钆(Gd2O3)0.16g、三氧化二铕(Eu2O3)0.31g，于玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀后，在500℃下预烧4小时，冷至室温，取出再次研磨均匀，于600℃烧结4小时，将所得烧结物磨细得最终产品。
实施例15称取碳酸氢纳(NaHCO3)1.47g、钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]2.47g、三氧化二钇(Y2O3)0.10g、三氧化二钆(Gd2O3)0.16g、三氧化二铕(Eu2O3)0.31g，于玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀后，在500℃下预烧4小时，冷至室温，取出再次研磨均匀，于600℃烧结4小时，将所得烧结物磨细得最终产品。
实施例16称取碳酸氢纳(NaHCO3)1.47g、钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]2.47g、三氧化二铕(Eu2O3)0.62g，于玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀后，在500℃下预烧4小时，冷至室温，取出再次研磨均匀，于600℃烧结4小时，将所得烧结物磨细得最终产品。
实施例17
称取碳酸锂(Li2CO3)0.65g、钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]2.47g、三氧化二铕(Eu2O3)0.62g，于玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀后，在500℃下预烧4小时，冷至室温，取出再次研磨均匀，于600℃烧结4小时，将所得烧结物磨细得最终产品。
实施例18称取碳酸钾(K2CO3)1.21g、钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]2.47g、三氧化二铕(Eu2O3)0.62g，于玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀后，在500℃下预烧4小时，冷至室温，取出再次研磨均匀，于600℃烧结4小时，将所得烧结物磨细得最终产品。
实施例19称取碳酸氢纳(NaHCO3)1.18g、碳酸钾(K2CO3)0.26g、钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]2.47g、三氧化二铕(Eu2O3)0.62g，于玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀后，在500℃下预烧4小时，冷至室温，取出再次研磨均匀，于600℃烧结4小时，将所得烧结物磨细得最终产品。
实施例20称取碳酸氢纳(NaHCO3)0.88g、碳酸钾(K2CO3)0.52g、钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]2.47g、三氧化二铕(Eu2O3)0.62g，于玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀后，在500℃下预烧4小时，冷至室温，取出再次研磨均匀，于600℃烧结4小时，将所得烧结物磨细得最终产品。
实施例21称取碳酸氢纳(NaHCO3)0.59g、碳酸钾(K2CO3)0.77g、钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]2.47g、三氧化二铕(Eu2O3)0.62g，于玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀后，在500℃下预烧4小时，冷至室温，取出再次研磨均匀，于600℃烧结4小时，将所得烧结物磨细得最终产品。
实施例22称取碳酸氢纳(NaHCO3)0.29g、碳酸钾(K2CO3)1.03g、钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]2.47g、三氧化二铕(Eu2O3)0.62g，于玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀后，在500℃下预烧4小时，冷至室温，取出再次研磨均匀，于600℃烧结4小时，将所得烧结物磨细得最终产品。
实施例23称取碳酸氢纳(NaHCO3)1.47g、钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]2.47g、三氧化二铋(Bi2O3)0.08g、三氧化二铕(Eu2O3)0.55g，于玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀后，在500℃下预烧4小时，冷至室温，取出再次研磨均匀，于600℃烧结4小时，将所得烧结物磨细得最终产品。
实施例24称取碳酸氢纳(NaHCO3)1.47g、钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]2.47g、三氧化二铋(Bi2O3)0.16g、三氧化二铕(Eu2O3)0.49g，于玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀后，在500℃下预烧4小时，冷至室温，取出再次研磨均匀，于600℃烧结4小时，将所得烧结物磨细得最终产品。
实施例25称取碳酸氢纳(NaHCO3)1.47g、钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]1.236g、三氧化钨(WO3)1.623g、三氧化二铕(Eu2O3)0.62g，于玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀后，在500℃下预烧4小时，冷至室温，取出再次研磨均匀，于600℃烧结4小时，将所得烧结物磨细得最终产品。
实施例26称取碳酸锂(Li2CO3)0.65g、钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]1.236g、三氧化钨(WO3)1.623g、三氧化二铕(Eu2O3)0.62g，于玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀后，在500℃下预烧4小时，冷至室温，取出再次研磨均匀，于600℃烧结4小时，将所得烧结物磨细得最终产品。
实施例27称取碳酸钾(K2CO3)1.21g、钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]1.236g、三氧化钨(WO3)1.623g、三氧化二铕(Eu2O3)0.62g，于玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀后，在500℃下预烧4小时，冷至室温，取出再次研磨均匀，于600℃烧结4小时，将所得烧结物磨细得最终产品。
实施例28称取碳酸氢纳(NaHCO3)1.47g、三氧化钨(WO3)3.246g、三氧化二铕(Eu2O3)0.62g，于玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀后，在500℃下预烧4小时，冷至室温，取出再次研磨均匀，于600℃烧结4小时，将所得烧结物磨细得最终产品。
实施例29称取碳酸锂(Li2CO3)0.65g、三氧化钨(WO3)3.246g、三氧化二铕(Eu2O3)0.62g，于玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀后，在500℃下预烧4小时，冷至室温，取出再次研磨均匀，于600℃烧结4小时，将所得烧结物磨细得最终产品。
实施例30称取碳酸钾(K2CO3)1.21g、三氧化钨(WO3)3.246g、三氧化二铕(Eu2O3)0.62g，于玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀后，在500℃下预烧4小时，冷至室温，取出再次研磨均匀，于600℃烧结4小时，将所得烧结物磨细得最终产品。
实施例31称取碳酸氢纳(NaHCO3)1.47g、三氧化钨(WO3)3.246g、三氧化二铋(Bi2O3)0.08g、三氧化二铕(Eu2O3)0.55g，于玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀后，在500℃下预烧4小时，冷至室温，取出再次研磨均匀，于600℃烧结4小时，将所得烧结物磨细得最终产品。
实施例32称取碳酸氢纳(NaHCO3)1.47g、三氧化钨(WO3)3.246g、三氧化二铋(Bi2O3)0.16g、三氧化二铕(Eu2O3)0.49g，于玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀后，在500℃下预烧4小时，冷至室温，取出再次研磨均匀，于600℃烧结4小时，将所得烧结物磨细得最终产品。
权利要求
1.一种发400nm左右蓝紫光InGaN芯片用稀土红色发光荧光粉，其化学组成为MI5MIII1-x-y[MVIO4]4:xEu3+，yRIII其中MI5MIII1-x-y[MVIO4]4为基质；MI为碱金属离子Li+、Na+、K+中的一种或几种；MIII为稀土离子La3+、Ce3+、Pr3+、Sm3+、Gd3+、Y3+、Tb3+、Dy3+中的一种或两种；MVI为Mo6+、W6+中的一种或两种；RIII为La3+、Ce3+、Pr3+、Sm3+、Gd3+、Y3+、Tb3+、Bi3+中的一种；x、y为相应掺杂离子相对MIII离子所占的摩尔百分比系数，0.0＝x＝1.0，0.0≤y≤0.20。
2.如权利要求1所述的发400nm左右蓝紫光InGaN芯片用稀土红色发光荧光粉，其特征在于所述400nm左右是指380～410nm。
3.权利要求1所述稀土红色发光荧光粉的制备方法，其特征在于采用高温固相法。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述高温固相法包括如下步骤将各种原料按比例于玛瑙研钵中混合均匀，在400～500℃下预烧3～6小时，冷至室温，取出再次研磨均匀，于600～8000℃烧结4～10小时，将所得烧结物磨细得最终产品。
全文摘要
本发明涉及白光二极管领域，公开了一种发400nm左右蓝紫光InGaN芯片用稀土红色发光材料及其制备方法。本发明的稀土红色发光荧光粉的化学组成为M
文档编号H01L51/50GK1876754SQ200610036399
公开日2006年12月13日 申请日期2006年7月7日 优先权日2006年7月7日
发明者梁宏斌, 汪正良, 龚孟濂, 王静, 苏锵 申请人:中山大学