CN101118045A - 发射白光的发光二极管 - Google Patents
发射白光的发光二极管 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101118045A CN101118045A CNA2007100560376A CN200710056037A CN101118045A CN 101118045 A CN101118045 A CN 101118045A CN A2007100560376 A CNA2007100560376 A CN A2007100560376A CN 200710056037 A CN200710056037 A CN 200710056037A CN 101118045 A CN101118045 A CN 101118045A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- xeu
- sio
- blue
- white light
- phosphor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 28
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000005284 excitation Effects 0.000 abstract description 5
- 108010043121 Green Fluorescent Proteins Proteins 0.000 abstract description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 15
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 8
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000012856 weighed raw material Substances 0.000 description 5
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 4
- 238000000695 excitation spectrum Methods 0.000 description 4
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 4
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 4
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 3
- 101100513612 Microdochium nivale MnCO gene Proteins 0.000 description 3
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- GALOTNBSUVEISR-UHFFFAOYSA-N molybdenum;silicon Chemical compound [Mo]#[Si] GALOTNBSUVEISR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010532 solid phase synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- FZTPSPNAZCIDGO-UHFFFAOYSA-N barium(2+);silicate Chemical group [Ba+2].[Ba+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] FZTPSPNAZCIDGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- JUNWLZAGQLJVLR-UHFFFAOYSA-J calcium diphosphate Chemical group [Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O JUNWLZAGQLJVLR-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- FUFJGUQYACFECW-UHFFFAOYSA-L calcium hydrogenphosphate Chemical compound [Ca+2].OP([O-])([O-])=O FUFJGUQYACFECW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229940043256 calcium pyrophosphate Drugs 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000006184 cosolvent Substances 0.000 description 1
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000388 diammonium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019838 diammonium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 235000019821 dicalcium diphosphate Nutrition 0.000 description 1
- 235000019700 dicalcium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 229910001940 europium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- AEBZCFFCDTZXHP-UHFFFAOYSA-N europium(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Eu+3].[Eu+3] AEBZCFFCDTZXHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 239000011656 manganese carbonate Substances 0.000 description 1
- 229940093474 manganese carbonate Drugs 0.000 description 1
- 235000006748 manganese carbonate Nutrition 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000016 manganese(II) carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- XMWCXZJXESXBBY-UHFFFAOYSA-L manganese(ii) carbonate Chemical compound [Mn+2].[O-]C([O-])=O XMWCXZJXESXBBY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
Landscapes
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
本发明涉及一种发光二极管，特别是一种适于紫外光激发的发射白光的发光二极管。是将化学式为Ba2SiO4:xEu2+的绿光荧光粉和化学式为Ca2P2O7:xEu2+，yMn2+的蓝橙光荧光粉的混合物涂敷在紫外光GaN芯片上而制得，该混合物按绿光荧光粉∶蓝橙光荧光粉＝1∶1～3重量比组成；所述Ba2SiO4:xEu2+式中x＝1～4mol％，所述Ca2P2O7:xEu2+，yMn2+式中x＝1～10mol％，y＝4～16mol％。
Description
技术领域
本发明涉及一种发光二极管，特别是一种适于紫外光激发的发射白光的发光二极管。
背景技术
白光发光二极管(LED)具有无毒、寿命超长(10万小时)、高效节能、全固态、工作电压低、抗震性及安全性好等诸多优点，可广泛用于各种照明设施上，包括室内用灯、交通指示灯、路灯、汽车用尾灯、方向灯、刹车灯、户外用超大型屏幕、显示屏和广告板等，是一种环保、节能的绿色照明光源，被普遍认为是21世纪替代传统照明器件的新光源。
目前实现白光LED主要有两种方案：①蓝色LED芯片和可被蓝光有效激发的黄光荧光粉有机结合组成白光LED。其发射的白光由荧光粉发射的黄光和管芯发射的蓝光混合而成。②近紫外光LED芯片和可被紫外光有效激发而发射红、绿、蓝三基色的荧光粉有机结合组成白光LED。但是由于方案①中的白光是由荧光粉的黄色荧光与管芯的蓝光混合而成，器件的发光颜色会随驱动电压和荧光粉涂层厚度的变化而变化，色彩还原性差，显色指数较低。
另外，这种方法制成的白光发光二极管发光效率较低，一般为60％-80％，并且色温可调范围小，满足不了实际照明需求。近年来，方案②所述的利用近紫外光LED芯片和可被紫外光有效激发而发射红、绿、蓝三基色荧光粉结合的白光LED发展迅速。这一方案具有许多优点，特别是表现在色品质及随意选择性、高显色指数Ra＞90、光效高以及选用高效荧光体种类繁多等方面。
2006年，我国研究人员报道了一种适于近紫外光激发的绿光荧光粉(Mei Zhang，JingWang，Qiuhong Zhang，Weijia Ding，Qiang Su，in press，Mater.Res.Bull.材料研究简报，42卷(1)期，33-39页，2006年)，其化学式为Ba2SiO4:Eu2+，并制成了绿光LED。还有一种适于近紫外光激发的蓝橙光荧光粉(W.M.Yen and M.J.Weber，Inorganic Phosphor，(CRC，New York，2004)，Section 4，P.94.)，其化学式为Ca2P2O7:Eu2+，Mn2+。
发明内容
本发明的目的是为克服现有白光LED存在的缺点，提供一种低色温高显色指数的新型白光发光二极管。
本发明白光发光二极管，是将化学式为Ba2SiO4:xEu2+的绿光荧光粉和化学式为Ca2P2O7:xEu2+，yMn2+的蓝橙光荧光粉的混合物涂敷在紫外光GaN芯片上而制得，该混合物按绿光荧光粉∶蓝橙光荧光粉＝1∶1～3重量比组成；所述Ba2SiO4:xEu2+式中x＝1～4mol％，所述Ca2P2O7:xEu2+，yMn2+式中x＝1～10mol％，y＝4～16mol％。
本发明所涉及的荧光粉混合物的制备方法如下：
1)用高温固相法制备绿光荧光粉
绿光荧光粉为二价铕激活的正硅酸钡，化学式为Ba2SiO4:xEu2+，其中x＝1～4mol％；按该化学式计量比，称取碳酸钡、二氧化硅、氧化铕，占化学式0.5～1mol％的KCl做助溶剂，充分混匀，放入到硅钼棒马弗炉中，还原气氛下，培烧温度为1200℃-1300℃，培烧时间为3-4小时。
2)用高温固相法制备蓝橙光荧光粉
蓝橙光荧光粉是二价铕和二价锰共激活的焦磷酸钙，化学式为Ca2P2O7:xEu2+，yMn2+，其中x＝1～10mol％，y＝4～16mol％；按该化学式计量比，称取碳酸钙或磷酸氢钙、磷酸氢二氨、碳酸锰和氧化铕，充分混匀，放入到硅钼棒马弗炉中，还原气氛下，培烧温度为1200℃-1300℃，培烧时间为1-2小时。
3)把上述制得的绿光荧光粉和蓝橙光荧光粉按重量比为1∶1～3混合。
本发明制成的白光LED，当正向驱动电流为20mA时，色温为3797K优于目前商用白光LED的5000～6500K；发光色坐标为x＝0.39，y＝0.40；白光的光效和平均显色指数分别为91m/W和84％。
附图说明
图1为实施例2绿粉Ba2SiO4:0.03Eu2+的激发光谱(1)和发射光谱(2)，激发光谱是一个很宽的谱带，与LED紫光匹配。
图2为实施例5蓝橙粉Ca2P2O7:0.04Eu2+，0.12Mn2+的激发光谱(1、2)和发射光谱(3)，两个激发光谱均为很宽的谱带，与LED紫光匹配。
图3为实施例6～8中绿粉Ba2SiO4:0.03Eu2+和蓝橙粉Ca2P2O7:0.04Eu2+，0.12Mn2+的重量比为1∶1～3的混合荧光粉的发射光谱(400nm激发)(a)。实施例9中用绿粉和蓝橙粉以重量比为1∶3的混合荧光粉与GaN近紫外光封装，制成白光LED的发射光谱(b)。
具体实施方式
实施例1：制备Ba2SiO4:xEu2+，其中x＝1mol％，具体表达式为：Ba2SiO4:0.01Eu2+。按化学计量比称取392.7066g BaCO3，60.08g SiO2，1.76g Eu2O3，0.7456g KCl做助溶剂，将称取的原料充分研细混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温炉中。在CO或H2和N2还原气氛条件下，在1300℃加热4小时即得到绿光荧光粉Ba2SiO4:0.01Eu2+。
实施例2：制备Ba2SiO4:xEu2+，其中x＝3mol％，具体表达式为：Ba2SiO4:0.03Eu2+。按化学计量比称取388.7598g BaCO3，60.08g SiO2，5.28g Eu2O3，0.7456g KCl做助溶剂，将称取的原料充分研细混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温炉中。在CO或H2和N2还原气氛条件下，在1300℃加热4小时即得到绿光荧光粉Ba2SiO4:0.03Eu2+。
实施例3：制备Ca2P2O7:xEu2+，yMn2+，其中x＝4mol％，y＝4mol％。按化学计量比称取261.12g CaHPO4，10.56g(NH4)2HPO4，4.598g MnCO3，7.04g Eu2O3，将称取的原料充分研细混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温炉中。在CO或H2和N2还原气氛条件下，在1250℃加热2小时即得到橙光荧光粉Ca2P2O7:0.04Eu2+，0.04Mn2+。
实施例4：制备Ca2P2O7:xEu2+，yMn2+，其中x＝4mol％，y＝8mol％。按化学计量比称取255.68g CaHPO4，15.84g(NH4)2HPO4，9.196g MnCO3，7.04g Eu2O3，将称取的原料充分研细混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温炉中。在CO或H2和N2还原气氛条件下，在1250℃加热2小时即得到橙光荧光粉Ca2P2O7:0.04Eu2+，0.08Mn2+。
实施例5：制备Ca2P2O7:xEu2+，yMn2+，其中x＝4mol％，y＝12mol％。按化学计量比称取250.24g CaHPO4，21.12g(NH4)2HPO4，13.794g MnCO3，7.04g Eu2O3，将称取的原料充分研细混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温炉中。在CO或H2和N2还原气氛条件下，在1250℃加热2小时即得到橙光荧光粉Ca2P2O7:0.04Eu2+，0.12Mn2+。
实施例6：将绿粉(Ba2SiO4:0.03Eu2+)和蓝橙粉(Ca2P2O7:0.04Eu2+，0.12Mn2+)以质量比为1∶1均匀混合，可以得到与紫外光LED管芯匹配的白色荧光粉。
实施例7：将绿粉(Ba2SiO4:0.03Eu2+)和蓝橙粉(Ca2P2O7:0.04Eu2+，0.12Mn2+)以质量比为1∶2均匀混合，可以得到与紫外光LED管芯匹配的白色荧光粉。
实施例8：将绿粉(Ba2SiO4:0.03Eu2+)和蓝橙粉(Ca2P2O7:0.04Eu2+，0.12Mn2+)以质量比为1∶3均匀混合，可以得到与紫外光LED管芯匹配的白色荧光粉。
实施例9：将实施例8的白色荧光粉与GaN紫光管芯封装成白光LED，正向驱动电流为20mA时，色温为3797K；发光色坐标为x＝0.39，y＝0.40；白光的光效和平均显色指数分别为91m/W和84％。
Claims (1)
1.一种发射白光的发光二极管，其特征在于是将化学式为Ba2SiO4:xEu2+的绿光荧光粉和化学式为Ca2P2O7:xEu2+，yMn2+的蓝橙光荧光粉的混合物涂敷在紫外光GaN芯片上而制得，该混合物按绿光荧光粉∶蓝橙光荧光粉＝1∶1～3重量比组成；所述Ba2SiO4:xEu2+式中x＝1～4mol％，所述Ca2P2O7:xEu2+，yMn2+式中x＝1～10mol％，y＝4～16mol％。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2007100560376A CN100462621C (zh) | 2007-09-07 | 2007-09-07 | 发射白光的发光二极管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2007100560376A CN100462621C (zh) | 2007-09-07 | 2007-09-07 | 发射白光的发光二极管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101118045A true CN101118045A (zh) | 2008-02-06 |
| CN100462621C CN100462621C (zh) | 2009-02-18 |
Family
ID=39054261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2007100560376A Expired - Fee Related CN100462621C (zh) | 2007-09-07 | 2007-09-07 | 发射白光的发光二极管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100462621C (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102720967A (zh) * | 2012-06-08 | 2012-10-10 | 佛山市中昊光电科技有限公司 | 一种可调色温的高显色性光源模组 |
| CN105026827A (zh) * | 2013-03-04 | 2015-11-04 | 信越化学工业株式会社 | 车辆用方向指示器 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6501100B1 (en) * | 2000-05-15 | 2002-12-31 | General Electric Company | White light emitting phosphor blend for LED devices |
| US6621211B1 (en) * | 2000-05-15 | 2003-09-16 | General Electric Company | White light emitting phosphor blends for LED devices |
| DE10147040A1 (de) * | 2001-09-25 | 2003-04-24 | Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh | Beleuchtungseinheit mit mindestens einer LED als Lichtquelle |
| US7862906B2 (en) * | 2003-04-09 | 2011-01-04 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electroluminescent element and light-emitting device |
| CN1705141A (zh) * | 2004-05-25 | 2005-12-07 | 光宝科技股份有限公司 | 白光发光装置与制作方法 |
| US7554257B2 (en) * | 2005-03-02 | 2009-06-30 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Method to generate high efficient devices which emit high quality light for illumination |
-
2007
- 2007-09-07 CN CNB2007100560376A patent/CN100462621C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102720967A (zh) * | 2012-06-08 | 2012-10-10 | 佛山市中昊光电科技有限公司 | 一种可调色温的高显色性光源模组 |
| CN105026827A (zh) * | 2013-03-04 | 2015-11-04 | 信越化学工业株式会社 | 车辆用方向指示器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN100462621C (zh) | 2009-02-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102250616B (zh) | 一种双钙钛矿结构红色荧光粉、制备方法及应用 | |
| WO2008022552A1 (en) | Silicate-base luminescent material with muti-emission peak, a method of manufacturing the same and a lighting apparatus using the same | |
| US20090214893A1 (en) | Borate phosphor and white light illumination device utilizing the same | |
| CN101475802B (zh) | 用于白光led的多种锑酸盐荧光材料及其制备方法 | |
| CN102051176A (zh) | 一种荧光材料、其制造方法及包含该荧光材料的发光装置 | |
| CN101475801B (zh) | 用于白光led的锑酸盐系列荧光材料及其制备方法 | |
| CN101525535B (zh) | 硼酸盐荧光材料与白光发光装置 | |
| CN101824321A (zh) | 一种基于蓝光激发的白光led用荧光粉及其制备方法 | |
| CN103242830B (zh) | 一种氟硅酸盐基蓝绿色荧光粉、制备方法及应用 | |
| CN101486910B (zh) | 一种白光led用绿色荧光粉及其制备方法 | |
| CN100462621C (zh) | 发射白光的发光二极管 | |
| CN102373062B (zh) | 一种适于白光led应用的氟硅酸盐红色荧光粉及其制备方法 | |
| CN101168670A (zh) | 一种白光led用橙光荧光粉及其制备方法 | |
| CN105131953A (zh) | 一种近紫外激发白光led用稀土离子掺杂的新型多硅酸盐绿色荧光粉及其制备方法 | |
| CN105062479B (zh) | 一种黄橙光型钙硅石结构的氮氧化物荧光材料及其制备方法 | |
| CN107474841B (zh) | 一种红色铋磷酸盐荧光材料及其制备方法和应用 | |
| CN102660262A (zh) | 一种Eu2+激活的氯硅酸钙荧光粉、制备方法及应用 | |
| CN100415849C (zh) | 稀土红色荧光粉及其制造方法 | |
| CN102191062B (zh) | 一种白光led用的红光荧光粉及其制备方法 | |
| CN102181284A (zh) | 一种紫外或近紫外激发的硼酸盐荧光粉及其制备方法 | |
| CN102618265A (zh) | 一种用于ac-led的绿色荧光材料及其制备方法 | |
| WO2016065725A1 (zh) | 荧光材料及其制造方法和包含该荧光材料的组合物 | |
| CN117343729A (zh) | 一种Eu2+掺杂高量子效率青色荧光粉及其制备方法 | |
| CN102531387B (zh) | 一种白光led用硼酸盐发光玻璃及其制备方法 | |
| CN101519591B (zh) | 适合蓝光激发的白光led用绿色荧光粉及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20090218 Termination date: 20100907 |