CN1185323C - 用紫光二极管将发光材料变换成白色发光的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于发光与显示技术领域，涉及一种用紫外光二极管通过波长变换组合成能发射出白色光的发光方法。本发明的采用紫光二极管照射的发光材料上克服了背景技术由三个单独的红、蓝、绿二极管混合光后形成白光的缺点，提供一种用于显示器件、辅助光源、照明光源使其体积小、成本较低、发光效率高的白色光发光方法。用Y3Al5O12:Ce3+·Mn2+和Ca8Zn(SiO4)Cl2:Ce3+两种荧光粉混合后的发射光谱，在380nm光激发下可产生380-700nm的可见白光。可将发黄光、蓝光材料混合后涂布在发紫外光二极管芯上并转换成白光，用本发明涂制的发白光二极管转换效率高、显色性好，是新一代固体节能、无汞毒害的绿色照明光源。

Description

用紫光二极管将发光材料变换成白色发光的方法
技术领域：本发明属于发光与显示技术领域，涉及一种用紫外光二极管通过波长变换组合成能发射出白色光的发光方法。
背景技术：目前由于半导体技术的快速发展，能够发红、蓝、绿光的二极管已商品化，并且产品成本、价格在不断下降。目前白色LED器件多是由发红、蓝、绿三色二极管组成，并在三只三色二极管的外部由三只单独的红、蓝、绿光混合形成白光，用于显示器件辅助光源、照明光源其体积大、成本较高，发光效率低。
中国专利97191656X报道了一类波长变换浇注材料，该发明利用发光材料和透明环氧树脂制成波长变换的浇注材料，它用紫光、蓝光、绿光的发光体制成电致发光器件，这个专利公开的背景技术部分还引述了日本特许JP-07176794-A中描述的一种白光平面光源。对于EL器件及LED器件的波长变换技术而言，它叙述了浇注涂布等器件制造工艺，还叙述了波长变换材料或者说可产生波长变换的材料。
发明内容：本发明为了克服背景技术山红、蓝、绿三色二极管形成白光光源的缺点，本发明提供结构式(1)为Y3-xMaAl5-aO12Rex-b·Nb和结构式(2)为Ca8Zn(SiO1)Cl2∶Ce3+组份的物料，在结构式(1)中选择x、a、b的范围为：0.1≥x≥0，0.5≥a≥0.05，0.05≥b≥0；共激活剂N为Mn，Sn，Se，Bi或Cd；M为Ga，Ge，W，V，B或P；分别按上述两种物料组成组配原料经研磨、混合后装入各自的Al2O3坩埚，结构式(1)的原料在氮氢或碳气氛中以1250℃-1500℃高温烧结1-3小时，结构式(2)的原料在氮氢或碳气氛中以800℃-1250℃高温烧结1-3小时，分别取出结构式(1)及结构式(2)合成的发光材料后冷却，并分别粉碎、过筛即得到的发黄光和发蓝光的晶体粉末，将上述发蓝光的晶体粉末以5％-50％的比例与发黄光的晶体粉末混合成两种晶体粉末的混合材料，混匀后可于树脂类的添加剂混均后涂布在紫光二极管芯上，紫光二极管管芯照射在混合的晶体粉末上并将混合晶体粉末变换成白色发光。结构式(2)中的激活剂Ce选择的范围为：0.001≥Ce≥0.05。
本发明采用紫光二极管照射的发光材料克服了背景技术由三个单独的红、蓝、绿二极管混合后形成白光的缺点，提供了一种用紫光二极管将发光材料变换成用于显示器件、辅助光源、照明光源使其体积小、成本较低、发光效率高的白色发光方法。从图1中可以看出两种发黄光和发蓝光的晶体粉末料混合后的发光材料在380nm光激发下可产生380-700nm可见白光。可将发黄光和发蓝光的晶体粉末料混合后涂布在发紫外光二极管的芯上并转换成白光，使用该发光材料涂制的发白光二极管转换效率高，显色性好，是新一代固体节能、无汞毒害的绿色照明光源。
附图说明：图1示出了发黄光和发蓝光的晶体粉末料混合后，在380nm紫外光的发射下的发射光谱。
具体实施方式：
本发明采用的结构式(1)为：Y3-xMaAl5-aO12Rex-b·Nb和结构式(2)为：Ca8Zn(SiO1)Cl2∶Ce3+。结构式(1)中M可取代部分Al，共激活剂N可取代部分激活剂Re，并且选择0.1≥X≥0，0.5≥a≥0.05，0.05≥b≥0，激活剂Re可以选用Ce，Dy，Tb，Sn，Rr，Pm等，激活剂Ce的选择取值为：0.001≥Ce≥0.05；共激活剂N可以是Mn，Sn，Se，Bi，Cd等；Y可以被La，Gd，Lu等稀土元素部分取代；M可以是Ga，Ge，W，V，B，P等可以部分置换Al的元素，在制备上述结构物料的原料中也可加入电荷补偿剂即碱金属或碱土金属氟、氯化物。
本发明的实施例如下：
第一部分结构式(1)Y3-xMaAl5-aO12∶Rex-b·Nb是发黄光晶体粉末的制备，按下列计量称取试剂物料：
实施例1：Y2O3(4N)325.84克；Al2O3(光谱纯)127.45克；
         CeO2(4N)8.66克；  MnCO3(AR)    2.30克；
         NaF2(AR)0.84克；
将上述称取的物料经研磨混匀后，装入Al2O3坩埚，在氮氢或碳气氛中1250℃-1500℃烧结1-3小时，取出后冷却，粉碎过筛即可得到外观呈黄色的晶体粉末。
实施例2：Y2O3(4N)     319.60克；  Gd2O3(4N)18.13克；
         Al2O3(光谱纯)127.45克；  CeO2(4N)   6.93克；
         MnCO3(AR)     1.15克      NaF2(AR)   0.84克；
烧结步骤同实施例1。
实施例3：Y2O3(4N) 333.06克；  Al2O3(光谱纯)122.35克；
         Ga2O3(4N)9.37克；    CeO2(4N)       5.19克；
         MnCO3(AR) 1.15克；     NaF2(AR)      0.42克；
烧结步骤同实施例1。
实施例4：Y2O3(4N) 327.41克；  Al2O3光谱纯)122.35克；
         Gd2O3(4N)18.13克；   Ga2O3(4N)    9.37克；
         CeO2(4N)   8.66克；    MnCO3(AR)     2.30克；
         NaF2(AR)   0.84克；    烧结步骤同实施例1。
第二部分为结构式(2)Ca8Zn(SiO4)Cl2∶Ce3+发蓝光的晶体粉末的制备，按下列计量称取试剂物料
实施例1-1：SiO2(GR) 60.3克；    CaCO3(AR)100.09克；
           CaCl2(AR)110.90克；  ZnO(GR)  81.39克；
           CeCl2(5N)1.752克；
将上述称取的物料经研磨混匀后，装入Al2O3坩埚，在氮氢或碳气氛中800℃-1250℃烧结1-3小时，取出后冷却，粉碎过筛即可得到发蓝光的晶体粉末。
实施例2-2：SiO2(GR) 60.3克；    CaCO3(AR)100.09克；
           CaCl2(AR)110.90克；  ZnO(GR)  81.39克；
           CeCl2(5N)3.504克；烧制步骤条件同实施例1-1。
实施例3-3：SiO2(GR) 60.3克；    CaCO3(AR)100.09克；
           CaCl2(AR)110.90克；  ZnO(GR)  81.39克；
           CeCl2(5N)5.240克；烧制步骤条件同实施例1-1。
最后将上述发蓝光的晶体粉末以5％-50％的比例与发黄光的晶体粉末混合成两种晶体粉末的混合材料，混匀后可于树脂类的添加剂混均后涂布在紫光二极管芯上，紫光二极管管芯照射在混合的晶体粉末上并将混合晶体粉末变换成白色发光。

Claims (2)

1、用紫光二极管将发光材料变换成白色发光的方法，其特征在于：采用结构式(1)为Y3-xMaAl5-aO12Rexb·Nb和结构式(2)为Ca8Zn(SiO4)Cl2∶Ce3+组份的物料，结构式(1)中x、a、b的选值范围为：0.1≥x≥0，0.5≥a≥0.05，0.05≥b≥0；共激活剂N为Mn，Sn，Se，Bi或Cd；M为Ga，Ge，W，V，B或P；分别按上述两种物料组成组配原料经研磨、混合后装入各自的Al2O3坩埚，结构式(1)的原料在氮氢或碳气氛中以1250℃-1500℃高温烧结1-3小时，结构式(2)的原料在氮氢或碳气氛中以800℃-1250℃高温烧结1-3小时，分别取出结构式(1)及结构式(2)合成的发光材料后冷却，并分别粉碎、过筛即得到的发黄光和发蓝光的晶体粉末，将上述发蓝光的晶体粉末以5％-50％的比例与发黄光的晶体粉末混合成两种晶体粉末的混合材料，混匀后可于树脂类的添加剂混均后涂布在紫光二极管芯上，紫光二极管管芯照射在混合的晶体粉末上并将混合晶体粉末变换成白色发光。
2、根据权利要求1所述的成白色发光的方法，其特征在于：采用在结构式(2)中的激活剂Ce的选值范围为：0.001≥Ce≥0.05。
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