CN109742219A - 一种红色发光体、led器件及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种红色发光体、LED器件及其制作方法，属于LED技术领域。一种红色发光体，由SrLiAl3N4:Eu2+、CaLiAl3N4:Eu2+、Sr4LiAl11N14:Eu2+、和Li2Ca2(Mg2Si2N6):Eu2+中的一种或多种组成。一种LED器件包括上述红色发光体。一种上述LED器件的制作方法，包括以下步骤：S1：准备载体；S2：将蓝光发光二极体安装于载体上；S3：混合红色发光体和透明密封体，形成混合物；S4：将上述混合物点涂于所述蓝光发光二极体上和载体内；S5：将点涂有S3中混合物的蓝光发光二极体和载体加热固化。本发明的红色发光体在600nm‑750nm有连续光辐射，最大发射峰处于650nm‑680nm之间，且半峰宽不大于90nm，730nm处的发射强度不小于最大发射峰强度的30％，在长波区能量损失少、光辐射功率大，与植物照明光敏素相匹配。
Description
技术领域
本发明涉及LED技术领域，特别是涉及一种红色发光体、LED器件及其制作方法。
背景技术
植物中的光敏素的作用是接收红光和远红光信号，对植物的成花诱导影响重大，为了人工控制植物的引种、育种，人们通过调节红光照射植物控制植物开花时间。LED红光半导体芯片是植物照明LED器件的重要部件，是利用AlInGaP体系四元化合物制成。LED红光半导体芯片将发射峰值波长调节至660nm和730nm，恰好满足植物在该波长的吸收，可以促进植物生长。该LED红光半导体芯片是使用导电银胶、金线及透明密封胶等封装而成的光电器件，其制作工艺复杂、成本高，因此常利用蓝光LED芯片组合红色荧光粉代替使用LED红光半导体芯片。其中蓝光LED的制备工艺成熟，制造成本低廉，热稳定性强、颜色漂移小、兼容匹配性好，然而红色荧光粉的选择还主要限制于为氮化物红粉体系，其半峰宽大，长波区(大于670nm)有较多能量损失，光辐射功率低，最大发射强度同植物照明光敏素不匹配。因此，总体上蓝光LED芯片组合红色荧光粉照射效率较低，植物利用率低。
发明内容
基于此，有必要针对现有的LED红光半导体芯片成本昂贵，而氮化物红色荧光粉在长波区能量损失多、光辐射功率低、最大发射强度同植物照明光敏素不匹配的技术问题，提供一种红色发光体。
一种红色发光体，由SrLiAl3N4:Eu2+、CaLiAl3N4:Eu2+、Sr4LiAl11N14:Eu2+和Li2Ca2(Mg2Si2N6):Eu2+中的一种或多种组成。
上述红色发光体，Eu2+稀土发光离子进入无机化合物晶体晶格中，由于Eu2+受到外界的光激发后，具有5d-4f跃迁，发生光辐射产生红光，在600nm-750nm有连续光辐射，最大发射峰处于650nm-680nm之间，能够满足植物在660nm的吸收，且半峰宽不大于90nm，730nm处的发射强度不小于最大发射峰强度的30％，能够满足植物在730nm的吸收，与植物照明光敏素相匹配，在长波区能量损失少、光辐射功率大。
一种含有上述红色发光体的LED器件。
该LED器件中包括SrLiAl3N4:Eu2+、CaLiAl3N4:Eu2+、Sr4LiAl11N14:Eu2+和Li2Ca2(Mg2Si2N6):Eu2+中的一种或多种红色发光体，在600nm-750nm有连续光辐射，最大发射峰处于650nm-680nm之间，能够满足植物在660nm的吸收，且半峰宽不大于90nm，730nm处的发射强度不小于最大发射峰强度的30％，能够满足植物在730nm的吸收，与植物照明光敏素相匹配，在长波区能量损失少、光辐射功率大。本发明的LED器件不仅能够达到LED红光半导体芯片的同等效果，而且相对于蓝光LED芯片组合红色荧光粉的制备成本更低、照射效率更高。
在其中一个实施例中，所述LED器件包括载体、蓝光发光二极体、红色发光体、透明密封体，电连接引线；所述红色发光体分散于所述透明密封体中，所述透明密封体覆盖于所述蓝光发光二极体上；所述电连接引线连接所述蓝光发光二极体和所述载体。蓝光发光二极体所发出的蓝光，能够被红色发光体吸收，并发出600-750nm的红色光，应用于植物照明中，对应的光能够被植物所吸收，促进植物的生长。
在其中一个实施例中，所述载体为金属基载体和陶瓷基载体中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述金属基载体为金属基塑封引脚式载体和/或金属基无引脚式载体。
在其中一个实施例中，所述蓝光发光二极体是包含Ⅲ-Ⅵ族元素的半导体发光二极管，所述蓝光发光二极体的发射波长为400nm-460nm。
在其中一个实施例中，所述透明密封体为有机硅胶、环氧胶和丙烯酸树脂中的一种或多种。
在其中一个实施例中，所述电连接引线是金线、银线和铜线中的一种或多种。
一种上述LED器件的制作方法，包括以下步骤：
S1：准备载体；
S2：将蓝光发光二极体安装于载体上；
S3：混合红色发光体和透明密封体，形成混合物；
S4：将上述混合物涂覆于所述蓝光发光二极体上和载体内；
S5：将点涂有S3中混合物的蓝光发光二极体和载体加热固化。
该制备方法将红色发光体采用红色荧光体代替现有技术中的LED红光半导体芯片，减少了LED芯片的制作，操作简单，大大降低了LED器件的制作成本；而且本方法中采用的红色发光体，为SrLiAl3N4:Eu2+、CaLiAl3N4:Eu2+、Sr4LiAl11N14:Eu2+、和Li2Ca2(Mg2Si2N6):Eu2+中的一种或多种。在600nm-750nm有连续光辐射，最大发射峰处于650nm-680nm之间，能够满足植物在660nm的吸收，且半峰宽不大于90nm，730nm处的发射强度不小于最大发射峰强度的30％，能够满足植物在730nm的吸收，与植物照明光敏素相匹配，在长波区能量损失少、光辐射功率大。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的红色发光体，在600nm-750nm有连续光辐射，最大发射峰处于650nm-680nm之间，能够满足植物在660nm的吸收，且半峰宽不大于90nm，730nm处的发射强度不小于最大发射峰强度的30％，能够满足植物在730nm的吸收，与植物照明光敏素相匹配，在长波区能量损失少、光辐射功率大。
本发明的LED器件中包括SrLiAl3N4:Eu2+、CaLiAl3N4:Eu2+、Sr4LiAl11N14:Eu2+和Li2Ca2(Mg2Si2N6):Eu2+中的一种或多种红色发光体。在600nm-750nm有连续光辐射，最大发射峰处于650nm-680nm之间，能够满足植物在660nm的吸收，且半峰宽不大于90nm，730nm处的发射强度不小于最大发射峰强度的30％，能够满足植物在730nm的吸收，与植物照明光敏素相匹配，在长波区能量损失少、光辐射功率大。本发明的LED器件不仅能够达到LED红光半导体芯片的同等效果，而且相对于蓝光LED芯片组合红色荧光粉的制备成本更低、照射效率更高。
本发明的制备方法将红色发光体采用红色荧光体代替现有技术中的LED红光半导体芯片，减少了LED芯片的制作，操作简单，大大降低了LED器件的制作成本；而且本方法中采用的红色发光体，为SrLiAl3N4:Eu2+、CaLiAl3N4:Eu2+、Sr4LiAl11N14:Eu2+和Li2Ca2(Mg2Si2N6):Eu2+中的一种或多种，在600nm-750nm有连续光辐射，最大发射峰处于650nm-680nm之间，能够满足植物在660nm的吸收，且半峰宽不大于90nm，730nm处的发射强度不小于最大发射峰强度的30％，能够满足植物在730nm的吸收，与植物照明光敏素相匹配，在长波区能量损失少、光辐射功率大。
附图说明
图1为实施例1中的红色发光体的发光光谱图；
图2为实施例2中的红色发光体的发光光谱图；
图3为实施例3中的红色发光体的发光光谱图；
图4为LED器件的结构示意图。
图中：1、载体；2、蓝光发光二极体；3、红色发光体；4、透明密封体；5、反射杯。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
本发明的红色发光体，用Li3N、Sr3N2、EuN、AlN、Ca3N2作为原料，将原料按一定比例混合后，放入BN坩埚容器，在1000℃、1000Mpa条件的高温高压炉中煅烧，并通入还原性气体含5％H2的氮气，煅烧4小时后冷却至室温，从而得到上述红色发光体。
实施例1
一种LED器件，包括载体、蓝光发光二极体、红色发光体、透明密封体、电连接引线；红色发光体分散于透明密封体中，透明密封体覆盖于蓝光发光二极体上；电连接引线连接蓝光发光二极体和载体。其中，载体为陶瓷基载体，红色发光体为SrLiAl3N4:Eu2+和CaLiAl3N4:Eu2+的组合物，透明密封体为环氧胶，电连接引线是铜线。
实施例2
一种LED器件，包括载体、蓝光发光二极体、红色发光体、透明密封体、电连接引线；红色发光体分散于透明密封体中，透明密封体覆盖于蓝光发光二极体上；电连接引线连接蓝光发光二极体和载体。其中，载体为金属基无引脚式载体，红色发光体为SrLiAl3N4:Eu2+和Sr4LiAl11N14:Eu2+的组合物，透明密封体为丙烯酸树脂，电连接引线是银线。
实施例3
一种LED器件，包括载体、蓝光发光二极体、红色发光体、透明密封体、电连接引线；红色发光体分散于透明密封体中，透明密封体覆盖于蓝光发光二极体上；电连接引线连接蓝光发光二极体和载体。其中，载体为金属基无引脚式载体，红色发光体为Sr4LiAl11N14:Eu2 +和Li2Ca2(Mg2Si2N6)]:Eu2+的组合物，透明密封体为丙烯酸树脂，电连接引线是铜线。
实施例4
一种LED器件的制作方法，包括以下步骤：
S1：准备载体；
S2：将蓝光发光二极体安装于载体上；
S3：将红色发光体SrLiAl3N4:Eu2+和Sr4LiAl11N14:Eu2+的组合物以及透明密封体混合，形成混合物；
S4：将上述混合物点涂于所述蓝光发光二极体上方和载体内；
S5：将点涂有S3中混合物的蓝光发光二极体和载体加热固化。
实验例1：
对实施例1-3的红光荧光分别进行发光光谱测试，使用荧光光谱仪测试，设定激发光源发射波段450nm，扫描测试500nm-780nm之间的发射光强度。测试结果如图1-4所示。
从图1以得到，实施例2的红色发光体SrLiAl3N4:Eu2+和CaLiAl3N4:Eu2+的组合物的发射光谱的波峰为667nm，半峰宽为72m；
从图2以得到，实施例3的红色发光体SrLiAl3N4:Eu2+和Sr4LiAl11N14:Eu2+的发射光谱的波峰为660nm，半峰宽为68nm；
从图3以得到，实施例4的红色发光体Sr4LiAl11N14:Eu2+和Li2Ca2(Mg2Si2N6)]:Eu2+的发射光谱的波峰653nm，半峰宽80nm。
以上测试结果表明本发明的红色荧光体在600nm-750nm有连续光辐射，最大发射峰处于650nm-680nm之间，且半峰宽不大于90nm，730nm处的发射强度不小于最大发射峰强度的30％，能够满足植物光敏素在660nm和730nm处的吸收。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种红色发光体，其特征在于，由SrLiAl3N4:Eu2+、CaLiAl3N4:Eu2+、Sr4LiAl11N14:Eu2+和Li2Ca2(Mg2Si2N6):Eu2+中的一种或多种组成。
2.根据权利要求1所述的红色发光体，其特征在于，所述红色发光体的发射波长为600nm-750nm，最大发射峰为650nm-680nm。
3.一种包括权利要求1或2所述的红色发光体的LED器件。
4.根据权利要求3所述的LED器件，其特征在于，所述LED器件包括载体、蓝光发光二极体、红色发光体、透明密封体，电连接引线；所述红色发光体分散于所述透明密封体中，所述透明密封体覆盖于所述蓝光发光二极体上；所述电连接引线连接所述蓝光发光二极体和所述载体。
5.根据权利要求4所述的LED器件，其特征在于，所述载体为金属基载体和陶瓷基载体中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的LED器件，其特征在于，所述金属基载体为金属基塑封引脚式载体和/或金属基无引脚式载体。
7.根据权利要求4所述的LED器件，其特征在于，所述蓝光发光二极体是包含Ⅲ-Ⅵ族元素的半导体发光二极管，所述蓝光发光二极体的发射波长为400nm-460nm。
8.根据权利要求4所述的LED器件，其特征在于，所述透明密封体为有机硅胶、环氧胶和丙烯酸树脂中的一种或多种。
9.根据权利要求4所述的LED器件，其特征在于，所述电连接引线是金线、银线和铜线中的一种或多种。
10.一种权利要求3-9任一项所述LED器件的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：准备载体；
S2：将蓝光发光二极体安装于载体上；
S3：混合红色发光体和透明密封体，形成混合物；
S4：将上述混合物涂覆于所述蓝光发光二极体上和载体内；
S5：将点涂有S3中混合物的蓝光发光二极体和载体加热固化。
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