一種白光led用鹵磷酸鹽藍色熒光粉及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及稀土發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種白光LED用鹵磷酸鹽藍色熒光粉及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]白光LED是一種將電能轉(zhuǎn)換為白光的固態(tài)半導(dǎo)體器件，又稱半導(dǎo)體照明，具有效率高、體積小、壽命長、安全、低電壓、節(jié)能、環(huán)保等諸多優(yōu)點，被人們看成是繼白熾燈、熒光燈、高壓氣體放電燈之后第四代照明光源，是未來照明市場上的主流產(chǎn)品。
[0003]目前出現(xiàn)了各種各樣的白光LED制備方法，其中藍光LED芯片與黃色熒光材料組合、藍光LED芯片與紅色和色熒光材料組合、紫光LED芯片與三基色熒光材料組合這三種方法以價格低、制備簡單成為制備白光LED的主要方法。藍光LED芯片與黃色熒光材料組合是研宄最早也是最成熟的方法，制備的白光LED發(fā)光效率已經(jīng)遠遠超過白熾燈，但是顯色指數(shù)低，色溫高，不能作為室內(nèi)照明使用。為了提高白光LED的顯色性，各國科學(xué)家研發(fā)了藍光LED芯片與紅、色熒光材料組合和紫光LED芯片與紅、、藍三基色熒光材料組合另外兩種實現(xiàn)白光LED的方法。
[0004]目前InGaN芯片的發(fā)射波長已經(jīng)移至近紫外區(qū)域，能為熒光粉提供更高的激發(fā)能量，進一步提高白光LED的光強。由于紫外光不可見，紫外激發(fā)白光LED的顏色只能由熒光粉決定，因此顏色穩(wěn)定，顯色指數(shù)高，使用近紫外InGaN芯片和藍、黃熒光粉或者與三基色熒光粉組合來實現(xiàn)白光的方案成為目前白光LED行業(yè)發(fā)展的重點。藍色熒光粉是該方案中不可缺少的成分。
[0005]LED用藍色熒光粉主要分為幾大體系:硫化物熒光粉、鋁酸鹽熒光粉、硅酸鹽熒光粉、磷酸鹽熒光粉和硅基氮(氧)化物熒光粉。硫化物藍色熒光粉如CaLaGa3S6O:Eu2+。鋁酸鹽藍色熒光粉如BaMgAl1(l017:Eu 2+。硅酸鹽藍色熒光粉如:MSi04:Eu 2+(M = Ca、Sr、Ba)、Y2Si05:Ce 3+、SrAl2Si2O8-Eu 2+、M3MgSi2O8-Eu 2+(M = Ba、Sr)等。磷酸鹽熒光粉如 LiSrPO4:Eu2+、KSrP04:Eu 2+和 SrMg 2 (PO4)2:Eu 2+等。娃基氮(氧)化物藍色焚光粉如 BaSi 2O2N2:Eu 2+、Ca2Si5N8-Ce 3+和 Ba 2Si5N8:Ce 3+等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種白光LED用鹵磷酸鹽藍色熒光粉及其制備方法。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:其白光LED用鹵磷酸鹽藍色熒光粉具有如下化學(xué)表示式:Na2Ba6_xGd2 (PO4) 6C12:xEu 2+，式中，x為0.001?0.10。
[0008]本發(fā)明鹵磷酸鹽藍色熒光粉的制備方法包括如下步驟:
[0009]按化學(xué)式Na2Ba6_xGd2 (PO4) 6C12:xEu 2+的化學(xué)計量比稱取相應(yīng)的原料，所述原料分別為氯化鈉、碳酸鋇、氧化釓、磷酸二氫銨和氧化銪，其中X為0.001?0.1 ;研磨混勻得到混合物；將該混合物裝入坩禍，在高溫爐內(nèi)于還原氣氛和1150?1250°C條件下燒結(jié)3?7小時，后冷卻到室溫得到所述鹵磷酸鹽藍色熒光粉。
[0010]進一步地，本發(fā)明所述還原氣氛為氮氫混合氣或CO氣氛。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0012](I)本發(fā)明的熒光粉以鹵磷酸鹽為基質(zhì)材料，具有化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性良好，原料價廉、易得，燒結(jié)溫度低等優(yōu)點。相比硫化物藍色熒光粉，本發(fā)明熱穩(wěn)定性好。相比鋁酸鹽藍色熒光粉，本發(fā)明制備溫度比鋁酸鹽低，顆粒比鋁酸鹽細，發(fā)光亮度高和發(fā)光效率高。相比硅酸鹽藍色熒光粉，本發(fā)明顆粒粒度均勻，燒結(jié)溫度低。相比硅基氮(氧)化物藍色熒光粉，本發(fā)明燒結(jié)溫度低，合成工藝簡單及原料價廉易得。
[0013](2)本發(fā)明相比其他磷酸鹽藍色熒光粉(如LiSrP04:Eu2+、KSrP04:Eu2+)，避免用分解溫度高、暴露空氣中易潮解的堿金屬碳酸鹽。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明提供的實施例1制備的熒光粉體激發(fā)光譜圖(監(jiān)控波長480納米)；
[0015]圖2是本發(fā)明提供的實施例1制備的熒光粉體發(fā)射光譜圖(激發(fā)波長470納米)；
[0016]圖3是本發(fā)明提供的實施例1制備的熒光粉體XRD圖譜和Na2Ba6Eu2(PO4)6Cl2CJCPDF 29-1172)標(biāo)準(zhǔn)圖譜；
[0017]圖4是本發(fā)明提供的實施例1制備的熒光粉體TEM圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實施例對本專利做進一步的解釋。
[0019]實施例1:
[0020]一種白光LED用鹵磷酸鹽藍色熒光粉，按照Na2Ba5.995Gd2 (PO4) 6C12:0.005Eu 2+稱取NaCl'BaCO3'Gd2O3'NH3H2PO4和 Eu 203，它們之間的摩爾比為 2:5.995:1:6:0.0025，充分研磨混合均勻后，放置剛玉坩禍中，再放入高溫爐中于CO氣氛下在1150°C焙燒3小時，后冷卻到室溫，得到鹵磷酸鹽藍色熒光粉。
[0021]從圖1中可以看出，本實施例的熒光粉激發(fā)譜為一寬譜，覆蓋了紫外、紫光和藍光區(qū)，激發(fā)峰位于370nm附近，說明本實施例的熒光粉可以被藍光或者紫光芯片有效激發(fā)。當(dāng)發(fā)射光譜的激發(fā)波長為370nm，從圖2中可以看出，本實施例的熒光粉的發(fā)射為二價銪的寬帶藍光發(fā)射，發(fā)射峰位于470nm附近，說明本實施例的熒光粉適合做紫外、紫光或藍光激發(fā)的藍色熒光粉。從圖3中可以看出，本實施例的粉體X射線衍射峰與Na2Ba6Eu2 (P04)6C12(JCPDF 29-1172)標(biāo)準(zhǔn)圖譜吻合較好，說明本實施例的粉體物相較純。從圖4中可以看出，本實施例的粉體粒徑在10微米左右，具有較好的分散性。
[0022]實施例2:
[0023]一種白光LED用鹵磷酸鹽藍色熒光粉，按照Na2Ba5.999Gd2 (PO4) 6C12:0.0OlEu 2+，稱取NaCl'BaCO3'Gd2O3'NH3H2PO4和 Eu 203，它們之間的摩爾比為 2:5.999:1:6:0.0005，充分研磨混合均勻后，放置剛玉坩禍中，再放入高溫爐中于CO氣氛下在1250°C焙燒7小時，后冷卻到室溫，得到鹵磷酸鹽藍色熒光粉。
[0024]本實施例的熒光粉激發(fā)譜為一寬譜，覆蓋了紫外、紫光和藍光區(qū)，激發(fā)峰位于370nm附近，說明本實施例的熒光粉可以被藍光或者紫光芯片有效激發(fā)。當(dāng)發(fā)射光譜的激發(fā)波長為370nm，本實施的熒光粉的發(fā)射為二價銪的寬帶藍光發(fā)射，發(fā)射峰位于475nm附近，說明本實施例的熒光粉適合做紫外、紫光或藍光激發(fā)的藍色熒光粉。本實施例的粉體粒徑在15微米左右，具有較好的分散性。
[0025]實施例3:
[0026]—種白光LED用鹵磷酸鹽藍色熒光粉，按照Na2Ba5.99Gd2 (PO4)6Cl2:0.0lEu2+稱取NaCl'BaCO3'Gd2O3'NH3H2PO4和 Eu 203，它們之間的摩爾比為 2:5.99:1:6:0.005，充分研磨混合均勻后，放置剛玉坩禍中，再放入高溫爐中于CO氣氛下在1150 °C焙燒7小時，后冷卻到室溫，得到鹵磷酸鹽藍色熒光粉。
[0027]本實施例的熒光粉激發(fā)譜為一寬譜，覆蓋了紫外、紫光和藍光區(qū)，激發(fā)峰位于370nm附近，說明本實施例的熒光粉可以被藍光或者紫光芯片有效激發(fā)。當(dāng)發(fā)射光譜的激發(fā)波長為370nm，本實施的熒光粉的發(fā)射為二價銪的寬帶藍光發(fā)射，發(fā)射峰位于478nm附近，說明本實施例的熒光粉適合做紫外、紫光或藍光激發(fā)的藍色熒光粉。本實施例的粉體粒徑在10微米左右，具有較好的分散性。
[0028]實施例4:
[0029]一種白光LED用鹵磷酸鹽藍色熒光粉，按照Na2Ba5.95Gd2(P04)6Cl2:0.05Eu2+稱取NaCl'BaCO3'Gd2O3'NH3H2PO4和 Eu 203，它們之間的摩爾比為 2:5.95:1:6:0.025，充分研磨混合均勻后，放置剛玉坩禍中，再放入高溫爐中于5% H2+95% N2(體積比)的氮氫混合氣氛下在1200°C焙燒2小時，后冷卻到室溫，得到鹵磷酸鹽藍色熒光粉。
[0030]本實施例的熒光粉激發(fā)譜為一寬譜，覆蓋了紫外、紫光和藍光區(qū)，激發(fā)峰位于370nm附近，說明本實施例的熒光粉可以被藍光或者紫光芯片有效激發(fā)。當(dāng)發(fā)射光譜的激發(fā)波長為370nm，本實施的熒光粉的發(fā)射為二價銪的寬帶藍光發(fā)射，發(fā)射峰位于480nm附近，說明本實施例的熒光粉適合做紫外、紫光或藍光激發(fā)的藍色熒光粉。本實施例的粉體粒徑在12微米左右，具有較好的分散性。
[0031]實施例5:
[0032]一種白光LED用鹵磷酸鹽藍色熒光粉，按照Na2Ba5.9Gd2 (PO4)6Cl2:0.1Eu2+稱取NaCl'BaCO3'Gd2O3'NH3H2PO4和Eu 203，它們之間的摩爾比為2:5.9:1:6:0.05，充分研磨混合均勻后，放置剛玉坩禍中，再放入高溫爐中于5 % H2+95 % N2 (體積比)的氮氫混合氣氛下在1250°C焙燒3小時，后冷卻到室溫，得到鹵磷酸鹽藍色熒光粉。
[0033]本實施例的熒光粉激發(fā)譜為一寬譜，覆蓋了紫外、紫光和藍光區(qū)，激發(fā)峰位于370nm附近，說明本實施例的熒光粉可以被藍光或者紫光芯片有效激發(fā)。當(dāng)發(fā)射光譜的激發(fā)波長為370nm，本實施的熒光粉的發(fā)射為二價銪的寬帶藍光發(fā)射，發(fā)射峰位于480nm附近，說明本實施例的熒光粉適合做紫外、紫光或藍光激發(fā)的藍色熒光粉。本實施例的粉體粒徑在15微米左右，具有較好的分散性。
[0034]上述實施例用來解釋說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)，對本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種白光LED用鹵磷酸鹽藍色熒光粉，其特征在于，該熒光粉具有如下化學(xué)表示式:Na2Ba6_xGd2 (P04)6C12:xEu 2+，其中，x 為 0.001 ?0.1。2.一種權(quán)利要求1所述的鹵磷酸鹽藍色熒光粉的制備方法，其特征在于包括如下步驟: 按化學(xué)式Na2Ba6_xGd2 (PO4) 6C12:xEu 2+的化學(xué)計量比稱取相應(yīng)的原料，所述原料分別為氯化鈉、碳酸鋇、氧化釓、磷酸二氫銨和氧化銪，其中X為0.001?0.1 ;研磨混勻得到混合物；將該混合物裝入坩禍，在高溫爐內(nèi)于還原氣氛和1150?1250°C條件下燒結(jié)3?7小時，后冷卻到室溫得到所述鹵磷酸鹽藍色熒光粉。3.如權(quán)利要求2所述的鹵磷酸鹽藍色熒光粉的制備方法，其特征在于:所述還原氣氛為氮氫混合氣或CO氣氛。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種白光LED用鹵磷酸鹽藍色熒光粉及其制備方法。該熒光粉的化學(xué)表達式為：Na2Ba6-xGd2(PO4)6Cl2：xEu2+，式中，x＝0.001～0.1。其制備方法是按上述化學(xué)式的化學(xué)計量比稱取相應(yīng)的原料氯化鈉、碳酸鋇、氧化釓、磷酸二氫銨和氧化銪，后將各原料研磨混勻得到混合物，將該混合物裝入坩堝，在高溫爐內(nèi)于還原氣氛和1150～1250℃條件下燒結(jié)3～7小時，后冷卻到室溫得到所述鹵磷酸鹽藍色熒光粉。所得藍色熒光粉在紫外和紫光芯片激發(fā)下發(fā)射藍光，發(fā)射峰值位于480nm附近。該熒光粉分散性好、顆粒度均勻、化學(xué)穩(wěn)定性好和發(fā)光效率高，其激發(fā)帶覆蓋紫外和紫光區(qū)域，適合作為紫外LED用藍色熒光粉。
【IPC分類】C09K11/86
【公開號】CN104927865
【申請?zhí)枴緾N201510298979
【發(fā)明人】鄧德剛, 戴劍, 黃君, 徐時清, 王煥平, 華有杰, 黃立輝, 李晨霞
【申請人】中國計量學(xué)院
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年6月3日