專利名稱：一種白光led熒光粉及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熒光粉領(lǐng)域，具體涉及一種白光LED熒光粉及其制備方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管作為新一代綠色環(huán)保的固體照明綠色光源，其能耗低、壽命長(zhǎng)，體積小，結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)固，出光指向性好、響應(yīng)迅速，無輻射，適合惡劣環(huán)境。目前發(fā)光二極管 (LED)主要制得白光的手段是藍(lán)光芯片激發(fā)YAG:Ce熒光粉。但YAG:Ce熒光粉發(fā)射光譜在 550nm-560nm之間，不能與藍(lán)光芯片配合制備成正白光(x，0. 333y，0. 333)和低色溫暖色調(diào) (CCT彡5000K)的LED器件。此外YAG: Ce熒光粉的半峰寬較窄，一般在IlOnm左右，導(dǎo)致器件演色指數(shù)很難達(dá)到80以上。以上諸多缺陷阻礙了白光LED發(fā)光器件的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種白光LED熒光粉及其制備方法。該熒光粉發(fā)射峰較傳統(tǒng) YAG熒光粉更長(zhǎng)，色品坐標(biāo)更適于與藍(lán)光芯片搭配制備正白以及低色溫的暖白光。熒光粉的發(fā)射波譜顯色指數(shù)達(dá)到47，可以大大提升LED器件的演色指數(shù)。同時(shí)該熒光粉合成原料低廉，方法簡(jiǎn)便，有很好的推廣前景。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種白光LED熒光粉，所述白色LED熒光粉的化學(xué)式為Sr3-xMgSi07:xTb3+，其中 0. 01 彡 χ 彡 0. 25。優(yōu)選的，所述白色LED熒光粉在377nm紫外光激發(fā)下色坐標(biāo)為(0. 432,0. 432)，在 450-480nm藍(lán)光激發(fā)下色坐標(biāo)是(0. 477,0. 508)，發(fā)射峰波譜范圍在550nm_620nm。本發(fā)明還提供一種白光LED熒光粉的制備方法，所述的制備方法按照以下步驟進(jìn)行步驟1 稱取原料按照化學(xué)式Sr3-xMgSi07:xTb3+中各元素的摩爾質(zhì)量比稱取二氧化硅、氧化鎂、碳酸鍶、七氧化四鋱，并加入占前述二氧化硅、氧化鎂、碳酸鍶、七氧化四鋱的總質(zhì)量2%的電荷補(bǔ)償劑和占前述二氧化硅、氧化鎂、碳酸鍶、七氧化四鋱的總質(zhì)量的 0. 05%的助熔劑；步驟2 焙燒將上述原料在強(qiáng)制混料機(jī)內(nèi)混合研磨，裝入焙燒的坩堝中，再放入高溫爐內(nèi)加熱，通入還原氣氛，在1000°c保溫2小時(shí)后，再升溫至1400°C -1650°c焙燒5_10 小時(shí)；步驟3 冷卻后經(jīng)破碎、洗滌、過篩得到的白光LED熒光粉。優(yōu)選的，所述助熔劑為氟化鈉，所述電荷補(bǔ)償劑為硝酸鋰或者氫氧化鋰。
優(yōu)選的，所述還原氣氛為氮?dú)浠旌蠚?、純氫氣或一氧化碳。?yōu)選的，所述氮?dú)浠旌蠚庵械獨(dú)夂蜌錃獾捏w積比為3 1。優(yōu)選的，所述步驟2中混合研磨的時(shí)間為30分鐘。優(yōu)選的，所述步驟3具體為保持還原氣氛至自然冷卻后，用氣流磨破碎后，將碎粉浸泡在PH= 1的稀硝酸中加攪拌洗滌半小時(shí)。再用純凈水洗滌數(shù)次，烘干后即得白光LED熒光粉。本發(fā)明所述的白光LED熒光粉燒結(jié)完成后疏松易碎，團(tuán)聚顆粒很小，可根據(jù)不同粒徑需求選擇破碎強(qiáng)度，易于得到所需粒徑分布的產(chǎn)品。此熒光粉的外觀形貌呈規(guī)則的球狀，易均勻的分散在熒光膠中，改善LED的光斑，提高光源的指向性。隨著鋱摻雜量的不同， 本發(fā)明的熒光粉色坐標(biāo)略有變化，但熒光粉均能充分吸收InGaN芯片發(fā)射的440-460nm藍(lán)光。隨著激發(fā)光源的變化，在377nm紫外光激發(fā)下色坐標(biāo)為(0. 432，0. 432)，在450-480nm 藍(lán)光激發(fā)下色坐標(biāo)是(0. 477,0. 508)，發(fā)射峰波譜范圍在550nm-620nm之間。


圖1、圖2是Sr3_xMgSi07:XTb3+(X = 0. 01-0. 25)熒光粉的一種典型發(fā)射光譜，其在 530nm-610nm均有明顯發(fā)射光譜，色坐標(biāo)是x，0. 477 y，0.508 (CIE 1931)；圖3 是典型 YAG:Ce 熒光粉色坐標(biāo)(X，0. 43y，0. 54)與 Sr3_xMgSi07:xTb3+(x = 0.01-0.25)熒光粉色坐標(biāo)對(duì)比圖(x,0. 48y,0. 50)；圖4是Sr3_xMgSi07:xTb3+(χ = 0. 01-0. 25)熒光粉的微觀形貌。顆粒細(xì)小，粒徑分
布窄，易于應(yīng)用。
具體實(shí)施例實(shí)施例1 本實(shí)施例中，白色LED熒光粉的化學(xué)式為Si~2.9MgSi07:0. 1Tb3+，其可以使用如下方法制得稱取碳酸鍶Sr2O3 214. 06g, MgO 40. 30g, SiO2 60. 08g，Tb40718. 69g。另外按照 Sr2O3, MgO, SiO2, Tb4O7的總質(zhì)量的2%加入氟化鈉NaF作為助熔劑，按照Sr2O3> MgO, SiO2, Tb4O7總質(zhì)量的0. 05%加入LiNO3作為電荷補(bǔ)償劑。將上述原料在強(qiáng)制混料機(jī)內(nèi)混合研磨 30min后，放入焙燒的氧化鋁坩堝內(nèi)，再放入高溫爐內(nèi)加熱。通入體積比隊(duì)H2 = 3 1的還原氣氛，在100(TC保溫2小時(shí)候，再升溫至1400°C焙燒10小時(shí)。保持該還原氣氛至自然冷卻后，用氣流磨破碎后，將碎粉浸泡在PH= 1的稀硝酸中加攪拌洗滌半小時(shí)。再用純凈水洗滌數(shù)次，100°C烘干，即可得到Sil9MgSiO7:0. ITb3+熒光粉。實(shí)施例2 本實(shí)施例中，白色LED熒光粉的化學(xué)式為Si^MgSi07:0. 2Tb3+，其可以使用如下方法制得稱取碳酸鍶Sr2O3 206. 68g, MgO 40. 30g, SiO2 60. 08g，Tb40728. 04g。另外按照前述Sr203、MgO, SiO2, Tb4O7的總質(zhì)量的2%加入氟化鈉NaF作為助熔劑，按照前述Sr203、 MgO、SiO2, Tb4O7的總質(zhì)量的0. 05%加入LiNO3作為電荷補(bǔ)償劑。混合研磨30min后放入氧化鋁坩堝內(nèi)，再放入高溫爐內(nèi)加熱。通入純氫氣作為還原氣氛，在1000°C保溫2小時(shí)后， 再升溫至1650°C焙燒5小時(shí)。保持該還原氣氛至自然冷卻后，用氣流磨破碎后，將碎粉浸泡在PH= 1的稀硝酸中加攪拌洗滌半小時(shí)。再用純凈水洗滌數(shù)次，90°C烘干，即可得到 Sr2 8MgSi07:0. 2Tb3+ 熒光粉。實(shí)施例3 本實(shí)施例中，白色LED熒光粉的化學(xué)式為Si~2.75MgSi07:0. 25Tb3+，其可以使用如下方法制得稱取碳酸鍶Sr2O3 202. 98g，MgO 40. 30g, SiO2 60. 08g, Tb40746. 73g。另外按照前述Sr203、Mg0、SiO2、Tb4O7的總質(zhì)量的2%加入氟化鈉NaF作為助熔劑，按照前述Sr203、Mg0、 SiO2, Tb4O7的總質(zhì)量的0. 05%加入LiNO3作為電荷補(bǔ)償劑。混合研磨30min后放入氧化鋁坩堝內(nèi)，再放入高溫爐內(nèi)加熱。通入純一氧化碳作還原氣氛，在1000保溫2小時(shí)后，再升溫至1640°C焙燒8-10小時(shí)。保持該還原氣氛至自然冷卻后，用氣流磨粉碎后，將碎粉浸泡在PH= 1的稀硝酸中加攪拌洗滌半小時(shí)。再用純凈水洗滌數(shù)次，100°C烘干，即可得到 Sr2 75MgSiO7 = O. 25Tb3+ 熒光粉。以上所述非本發(fā)明全部或唯一的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀本發(fā)明說明書而對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種白光LED熒光粉，其特征在于所述白色LED熒光粉的化學(xué)式為 Sr3_xMgSi07:xTb3+，其中 0. 01 彡 χ 彡 0. 25。
2.如權(quán)利要求1所述的白光LED熒光粉，其特征在于所述白色LED熒光粉在377nm 紫外光激發(fā)下色坐標(biāo)為P(0.432，0.432)，在450-480Π m藍(lán)光激發(fā)下色坐標(biāo)是(0.477， 0. 508)，發(fā)射峰波譜范圍在550nm-620nm。
3.—種如權(quán)利要求1所述白光LED熒光粉的制備方法，其特征在于所述的制備方法按照以下步驟進(jìn)行步驟1 稱取原料按照化學(xué)式SivxMgSiO7:xTb3+中各元素的摩爾質(zhì)量比稱取二氧化硅、氧化鎂、碳酸鍶、七氧化四鋱，并加入占前述二氧化硅、氧化鎂、碳酸鍶、七氧化四鋱的總質(zhì)量2%的電荷補(bǔ)償劑和占前述二氧化硅、氧化鎂、碳酸鍶、七氧化四鋱的總質(zhì)量的0. 05% 的助熔劑；步驟2 焙燒將上述原料在強(qiáng)制混料機(jī)內(nèi)混合研磨，裝入焙燒的坩堝中，再放入高溫爐內(nèi)加熱，通入還原氣氛，在1000°C保溫2小時(shí)后，再升溫至1400°C -1650°C焙燒5_10小時(shí)；步驟3 冷卻后經(jīng)破碎、洗滌、過篩得到的白光LED熒光粉。
4.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于所述助熔劑為氟化鈉，所述電荷補(bǔ)償劑為硝酸鋰或者氫氧化鋰。
5.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于所述還原氣氛為氮?dú)浠旌蠚狻⒓儦錃饣蛞谎趸肌?br> 6.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于所述氮?dú)浠旌蠚庵械獨(dú)夂蜌錃獾捏w積比為3 1。
7.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于所述步驟2中混合研磨的時(shí)間為30分鐘。
8.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于所述步驟3具體為保持還原氣氛至自然冷卻后，用氣流磨破碎后，將碎粉浸泡在PH= 1的稀硝酸中加攪拌洗滌半小時(shí)。再用純凈水洗滌數(shù)次，烘干后即得白光LED熒光粉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種白光LED熒光粉，所述白色LED熒光粉的化學(xué)式為Sr3-xMgSiO7:xTb3+，其中0.01≤x≤0.25。本發(fā)明還提供一種白光LED熒光粉的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行稱取二氧化硅、氧化鎂、碳酸鍶、七氧化四鋱，并加入電荷補(bǔ)償劑和助熔劑；將上述原料混合研磨，裝入焙燒的坩堝中進(jìn)行焙燒；冷卻后經(jīng)破碎、洗滌、過篩得到的白光LED熒光粉。本發(fā)明白光LED熒光粉具有原材料低廉、合成方法簡(jiǎn)單、設(shè)備損耗低、無需特殊高溫設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C09K11/79GK102344809SQ20111020402
公開日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月20日
發(fā)明者畢自貴 申請(qǐng)人:彩虹集團(tuán)公司