一種黃綠色熒光粉及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種可用于改善LED頻閃問(wèn)題的黃綠色熒光粉，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下(Lu1?x?yCexPry)3(Al5?wTw)O12，其中T為Mg，Si或Ga中的一種，x為0.005~0.015，y為0.001~0.005，w為0~5；本發(fā)明還涉及該熒光粉的制備方法，所涉及的高壓制備法優(yōu)于傳統(tǒng)的高溫?zé)Y(jié)；其激發(fā)光譜范圍較寬，在400~500nm處有強(qiáng)吸收，與藍(lán)光芯片的發(fā)射光譜具有較高的匹配度；尤其是具有的長(zhǎng)余輝性能可用于改善LED頻閃問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】
一種黃綠色熒光粉及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于固體材料發(fā)光技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可被藍(lán)光有效激發(fā)的有效改善 LED頻閃問(wèn)題的黃綠色熒光粉及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 白光LED作為一種新型的固體光源，以其節(jié)能，綠色環(huán)保，壽命長(zhǎng)，體積小等諸多優(yōu) 點(diǎn)，在照明和顯示領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用前景，從第一顆藍(lán)光芯片誕生到現(xiàn)在的十多年間，白 光LED的發(fā)展異常迅猛，國(guó)內(nèi)基本實(shí)現(xiàn)了從外延，芯片，熒光粉，封裝到應(yīng)用的較完整的產(chǎn)業(yè) 鏈，世界各國(guó)也都在關(guān)注并且投入巨資發(fā)展這一產(chǎn)業(yè)。
[0003] 一般，LED驅(qū)動(dòng)電路都是采用恒流驅(qū)動(dòng)LED負(fù)載工作。傳統(tǒng)的LED驅(qū)動(dòng)電路包括LED 驅(qū)動(dòng)器和輸出電容Cciut，LED驅(qū)動(dòng)器將交流市電（工作頻率為50Hz)轉(zhuǎn)換為直流電提供給 LED負(fù)載，具體的，LED驅(qū)動(dòng)器將交流市電Vin經(jīng)過(guò)整流后，再轉(zhuǎn)換為直流電提供給LED負(fù)載。 但是，由于LED驅(qū)動(dòng)器輸出給LED負(fù)載的驅(qū)動(dòng)電流包含有100Hz左右的交流分量，從而導(dǎo)致 LED發(fā)光時(shí)會(huì)出現(xiàn)人眼能夠感知到的頻閃現(xiàn)象。目前，研究人員主要通過(guò)對(duì)電路和電路元件 進(jìn)行優(yōu)化，消除交流分量，來(lái)解決頻閃問(wèn)題，在申請(qǐng)公布號(hào)CN 204119610 U中，其采用初級(jí) 側(cè)調(diào)節(jié)架構(gòu)與隔離式變壓器，有效的的改善了LED頻閃問(wèn)題。在申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)CN103281838B 中，采用了一種消除LED頻閃的電路，包括濾波電路和具有恒流特性的可控器件。
[0004] 到目前為止，這種對(duì)電路及其器件優(yōu)化消除頻閃仍從在以下問(wèn)題：?這類方法所 涉及的復(fù)雜電路，限制了工業(yè)化生產(chǎn)。@在通用照明領(lǐng)域，不能完全消除頻閃現(xiàn)象。因此， 對(duì)于白光LED，能夠發(fā)現(xiàn)一種簡(jiǎn)單易行，改善LED頻閃問(wèn)題是目前的一個(gè)重要工作，對(duì)白光 LED產(chǎn)業(yè)和大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)具有重要意義。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)現(xiàn)有白光LED存在的頻閃問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種可用于改善LED頻閃問(wèn)題的 黃綠色熒光粉及其制備方法。
[0007]為此，所采用的技術(shù)方案為： 一種黃綠色熒光粉，化學(xué)式如下： (Lui-X-yCexPry)3(Al5-wTw)〇i2 其中T為Mg、Si或Ga中的一種； 0.005^x^0.015,0.001^y^0.005,0^w^5〇
[0008] 進(jìn)一步的： X 為 0.011; y為0.003; w為3〇
[0009] -種黃綠色熒光粉的制備方法，包括如下步驟： (1)以1^^1、6&、1%、31&和?4勺氧化物為原料，并按化學(xué)結(jié)構(gòu)式的組成和化學(xué)計(jì)量比 稱取原料并混合，加入混合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的H3B〇3助熔劑，在空氣中研磨均勻； (2 )在1550 °C高溫，0.7~0.9MPa高壓的氮?dú)鈿夥障?，進(jìn)行燒結(jié)，保溫時(shí)間9h; (3)將步驟2所得的物料破碎、酸洗除雜、過(guò)篩、烘干，即可制成用于改善LED頻閃問(wèn)題的 黃綠色熒光粉。
[0010] 所述步驟(1)中采用Ce、Pr、Ga共摻雜。
[0011] 本發(fā)明所涉及到的黃綠色熒光粉具有如下優(yōu)點(diǎn)： 1) 在450~460nm的左右的藍(lán)光激發(fā)下，發(fā)射以500~540nm為主峰的黃綠光，熒光粉的色 純度好： 2) 所制備的熒光粉具有余輝性能，能用于改善LED頻閃問(wèn)題： 3) 其中共摻雜Ce、Ga、Pr具有高的發(fā)光強(qiáng)度，具有良好的余輝性能： 4) 該熒光粉的物理、化學(xué)性能十分穩(wěn)定，并且無(wú)毒無(wú)公害： 5) 制備方法簡(jiǎn)單，生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)污染產(chǎn)生，原料易得，且成本廉價(jià)。
[0012]
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為實(shí)施例1、2、3的焚光粉XRD圖譜;各角度衍射峰強(qiáng)度高，表明結(jié)晶性好，形成 了良好的單相； 圖2為實(shí)施例1、2、3的激發(fā)光譜;可以看出實(shí)施例2的激發(fā)光譜強(qiáng)度最高，Ce3+的最佳摻 雜濃度為0.011; 圖3為實(shí)施例1、2、3的發(fā)射光譜;可以看出實(shí)施例2的發(fā)射光譜強(qiáng)度最高，Ce3+的最佳摻 雜濃度為0.011; 圖4為實(shí)施例3、4、5的發(fā)射光譜;可以看出實(shí)施例4的發(fā)射光譜強(qiáng)度最高，制備黃綠色熒 光粉的最佳合成壓強(qiáng)為0.9MPa; 圖5為實(shí)施例4、6、7的長(zhǎng)余輝衰減圖譜;可以看出實(shí)施例6的余輝時(shí)間最長(zhǎng)，表明配比為 LU2.967Ce〇.Q33Al2Ga3〇12的黃綠色焚光粉余輝時(shí)間最長(zhǎng)； 圖6為實(shí)施例6、8、9的長(zhǎng)余輝衰減圖譜;可以看出Ga、Mg、Si取代A1的熒光粉，其中Ga取 代余輝時(shí)間最長(zhǎng)； 圖7為實(shí)施例4、10的SEM圖譜，從圖中可以看出配比為L(zhǎng)u2.958CeQ.() 33Pr().(x)9Al2Ga3〇12的熒 光粉顆粒分布均勻，呈球形，粒徑在20um左右； 圖8為實(shí)施例6、1 0、1 1的余輝衰減圖譜，從圖中可以看出配比 LU2.958Ce〇.Q33Pr().(X)9Al2Ga3〇12 焚光粉的余輝時(shí)間最長(zhǎng)。
[0014]
【具體實(shí)施方式】
[0015]本發(fā)明涉及的LED用石植石結(jié)構(gòu)黃綠色焚光粉的化學(xué)式：（Lm-x-yCe xPry)3(Al5-wTw) 〇12〇 其中T為Mg，Si和Ga中的一種;且 0.005^x^0.015,0.001^y^0.005,0^w^5〇
[0016] T代表的元素為Ga時(shí)，此時(shí)制備的黃綠色熒光粉相對(duì)于其他元素?fù)诫s(Mg，Si)具有 更長(zhǎng)的余輝衰減時(shí)間。
[0017] X取值為0.011時(shí)，使熒光粉不產(chǎn)生相變，保持晶體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，熒光粉具有良好 的發(fā)光強(qiáng)度和余輝性能。
[0018] 7取值為0.003時(shí)，使熒光粉不產(chǎn)生相變，保持晶體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，熒光粉具有良好 的發(fā)光強(qiáng)度和余輝性能。
[0019] W取值為3時(shí)，使熒光粉不產(chǎn)生相變，保持晶體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，熒光粉具有良好的發(fā) 光強(qiáng)度和余輝性能。
[0020] 當(dāng)制備本發(fā)明所述黃綠色熒光粉時(shí)，采用Ce、Pr和Ga共摻雜的方法，可使制備的黃 綠色熒光粉有更強(qiáng)的發(fā)光強(qiáng)度，具有更長(zhǎng)的余輝衰減時(shí)間。
[0021] 以下從具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0022] 實(shí)施例1 稱取Lu2〇3 (4N) 1.491mol、Ce〇2 (4N) 0.015mol、Pr60ii (4N) 0.0005 mol、Ah〇3 (4N) 2.5mol;將上述原料在空氣中混和均勻以后放入碳坩堝中，再將其迅速轉(zhuǎn)入高溫高壓爐中， 在犯氣氛，壓強(qiáng)為O.SMPa中保溫9小時(shí)，將上述所得的物料破碎、酸洗除雜、過(guò)篩、烘干，即得 (Luo.imCeo.oosPro.otnhAhOu焚光粉，實(shí)施例1的XRD圖譜見(jiàn)圖1，從圖1可以得出，未出現(xiàn)雜 相，具有較好的結(jié)晶性，形成了良好的單相。
[0023] 實(shí)施例2 稱取Lu2〇3 (4N) 1.4805mol、Ce〇2 (4N) 0.033mol、Pr60ii (4N) 0.001 mol、Ah〇3 (4N) 2.5mol;將上述原料在空氣中混和均勻以后放入碳坩堝中，再將其迅速轉(zhuǎn)入高溫高壓爐中， 在犯氣氛，壓強(qiáng)為O.SMPa中保溫9小時(shí)，將上述所得的物料破碎、酸洗除雜、過(guò)篩、烘干，即得 (Luo.imCeo.mPro.ooAAhOu焚光粉，實(shí)施例2的XRD圖譜見(jiàn)圖1，從圖1可以得出，未出現(xiàn)雜 相，具有較好的結(jié)晶性，形成了良好的單相。
[0024] 實(shí)施例3 稱取Lu2〇3 (4N)1.473mol、Ce〇2 (4N) 0.045mol、Pr60ii (4N) 0.0015 mol、Al2〇3 (4N) 2.5mol;將上述原料在空氣中混和均勻以后放入碳坩堝中，再將其迅速轉(zhuǎn)入高溫高壓爐中， 在犯氣氛，壓強(qiáng)為O.SMPa中保溫9小時(shí)，將上述所得的物料破碎、酸洗除雜、過(guò)篩、烘干，即得 (Lu Q.982Ce().()15Pr().()()3) 3Al5〇12焚光粉，實(shí)施例3的XRD圖譜見(jiàn)圖1，從圖1可以得出，未出現(xiàn)雜 相，具有較好的結(jié)晶性，形成了良好的單相，實(shí)施例1、2、3的激發(fā)光譜見(jiàn)圖2,從圖中可以看 出最佳摻雜濃度0.011Ce 3+激發(fā)光譜強(qiáng)度最高，實(shí)施例1、2、3的發(fā)射光譜見(jiàn)圖3,從圖中可以 看出最佳摻雜濃度0.01 lCe3+發(fā)射光譜強(qiáng)度最高。
[0025] 實(shí)施例4 稱取Lu2〇3 (4N) 1.4775mol、Ce〇2 (4N) 0.033mol、Pr60ii (4N) 0.002 mol、Ah〇3 (4N) 2.5mol;將上述原料在空氣中混和均勻以后放入碳坩堝中，再將其迅速轉(zhuǎn)入高溫高壓爐中， 在犯氣氛，壓強(qiáng)為0.9MPa中保溫9小時(shí)，將上述所得的物料破碎、酸洗除雜、過(guò)篩、烘干，即得 (Lu〇.985Ce〇.01lPr〇.004)3Al5〇12 焚光粉。
[0026] 實(shí)施例5 稱取Lu2〇3 (4N) 1.476mol、Ce〇2 (4N) 0.033mol、Pr60ii (4N) 0.0045 mol、Al2〇3 (4N) 2.5mol;將上述原料在空氣中混和均勻以后放入碳坩堝中，再將其迅速轉(zhuǎn)入高溫高壓爐中， 在犯氣氛，壓強(qiáng)為l.OMPa中保溫9小時(shí)，將上述所得的物料破碎、酸洗除雜、過(guò)篩、烘干，即得 (Lu〇.984Ceo.()iiPr().()()5)3Al5〇i2焚光粉，實(shí)施例2、4、5的發(fā)射光譜見(jiàn)圖4，其中在最佳壓強(qiáng) 0.9MPa合成條件下，發(fā)光強(qiáng)度最高。
[0027] 實(shí)施例6 稱取Lu2〇3 (4N) 1.482mol、Ce〇2 (4N) 0.033mol、Pr60ii (4N) 0.0005 mol、Ah〇3 (4N) lmol、Ga2〇3 (4N) 1.5mol;將上述原料在空氣中混和均勻以后放入碳坩堝中，再將其迅速轉(zhuǎn) 入高溫高壓爐中，在N2氣氛，壓強(qiáng)為0.9MPa中保溫9小時(shí)，將上述所得的物料破碎、酸洗除 雜、過(guò)篩、烘干，即得(Lu〇.988Ceo.oiiPr〇.ooi)3(Al2Ga3)Oi2 焚光粉。
[0028] 實(shí)施例7 稱取Lu2〇3 (4N) 1.476mol、Ce〇2 (4N) 0.033mol、Pr60ii (4N) 0.0005mol、Ga2〇3 (4N) 2.5mol;將上述原料在空氣中混和均勻以后放入碳坩堝中，再將其迅速轉(zhuǎn)入高溫高壓爐中， 在犯氣氛，壓強(qiáng)為0.9MPa中保溫9小時(shí)，將上述所得的物料破碎、酸洗除雜、過(guò)篩、烘干，即得 (Luo.imCeo.onPro.otnhGasOu熒光粉。實(shí)施例4、6、7的長(zhǎng)余輝衰減圖譜見(jiàn)圖5。其中 (Lu〇.988Ceo.QiiPr().(X)i)3(Al2Ga3)Oi2 配比焚光粉，余輝時(shí)間最長(zhǎng)。
[0029] 實(shí)施例8 稱取Lu2〇3 (4N) 1.476mol、Ce〇2 (4N) 0.033mol、Al2〇3 (4N) lmol、Pr60ii (4N) 0.0025mol、Mg0 (4N) 3mol;將上述原料在空氣中混和均勻以后放入碳坩堝中，再將其迅速 轉(zhuǎn)入高溫高壓爐中，在N2氣氛，壓強(qiáng)為0.9MPa中保溫9小時(shí)，將上述所得的物料破碎、酸洗除 雜、過(guò)篩、烘干，即得(Lu〇.984Ce〇.01lPr〇.005)3(Al2Mg3)012焚光粉。
[0030] 實(shí)施例9 稱取Lu2〇3 (4N) 1.476mol、Ce〇2 (4N) 0.033mol、Pr60ii (4N) 0.0005 mol、Ah〇3 (4N) lmol、Si02(4N) 3mol;將上述原料在空氣中混和均勻以后放入碳坩堝中，再將其迅速轉(zhuǎn)入 高溫高壓爐中，在N2氣氛，壓強(qiáng)為0.9MPa中保溫9小時(shí)，將上述所得的物料破碎、酸洗除雜、 過(guò)篩、烘干，即得auo.gssCeo.mPro.txnhUhSidOu熒光粉。實(shí)施例6、8、9的長(zhǎng)余輝衰減圖譜 見(jiàn)圖6。從圖中可以看出配比（Lu〇.984Ceo.()iiPr().(X)i)3(Al2Ga3)Oi2焚光粉的余輝時(shí)間最長(zhǎng)。
[0031] 實(shí)施例10 稱取Lu2〇3 (4N) 1.479mol、Ce〇2 (4N) 0.033mol、Al2〇3 (4N) lmol、Ga2〇3 (4N) 1.5mol、Pr60n (4N) 0.0015 mol;將上述原料在空氣中混和均勻以后放入碳坩堝中，再將 其迅速轉(zhuǎn)入高溫高壓爐中，在N2氣氛，壓強(qiáng)為0.9MPa中保溫9小時(shí)，將上述所得的物料破碎、 酸洗除雜、過(guò)篩、烘干，即得(Lu Q.986Ce().(mPr().(X)3)3(Al 2Ga3)012焚光，實(shí)施例4和實(shí)施例11的 SEM圖譜如圖7，從圖中可以看出配比為(Luo. 986Ceo. mPro. QQ3) 3 (Al2Ga3) 012的熒光粉顆粒分布 均勻，呈球形，粒徑在20um左右。
[0032] 實(shí)施例11 稱取Lu2〇3 (4N) 1.476mol、Ce〇2 (4N) 0.033mol、Al2〇3 (4N) lmol、Ga2〇3 (4N) 1.5mol、Pr60n (4N) 0.0025 mol;將上述原料在空氣中混和均勻以后放入碳坩堝中，再將 其迅速轉(zhuǎn)入高溫高壓爐中，在N2氣氛，壓強(qiáng)為0.9MPa中保溫9小時(shí)，將上述所得的物料破碎、 酸洗除雜、過(guò)篩、烘干，即得(Luo.mCeo.onPro.msMAhGadOu熒光粉。實(shí)施例6、10、11的余輝 衰減圖譜如圖8,從圖中可以看出配比（Luo.mCeo.mPro.ooAUhGadOu焚光粉的余輝時(shí)間 最長(zhǎng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種黃綠色熒光粉，其特征在于:化學(xué)式如下： (Lupx-yCexPry)3(Al5-wTw)0i2 其中T為Mg、Si或Ga中的一種； 0.005彡x彡0.015，0.001彡y 彡0.005，0彡w彡 5。2. 如權(quán)利要求1所述的黃綠色熒光粉，其特征在于:X為0.011。3. 如權(quán)利要求1所述的黃綠色熒光粉，其特征在于:y為0.003。4. 如權(quán)利要求1所述的黃綠色熒光粉，其特征在于為3。5. 權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的黃綠色熒光粉的制備方法，其特征在于:包括如下步驟： (1)以1^1^1、6&、1%、31、(^和?4勺氧化物為原料，并按化學(xué)結(jié)構(gòu)式的組成和化學(xué)計(jì)量比 稱取原料并混合，加入混合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的H3B〇3助熔劑，在空氣中研磨均勻； (2 )在1550 °C高溫，0.7~0.9MPa高壓的氮?dú)鈿夥障拢M(jìn)行燒結(jié)，保溫時(shí)間9h; (3)將步驟2所得的物料破碎、酸洗除雜、過(guò)篩、烘干，即可制成用于改善LED頻閃問(wèn)題的 黃綠色熒光粉。6. 如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(1)中采用Ce、Pr、Ga共摻雜。
【文檔編號(hào)】C09K11/80GK105969355SQ201610305548
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月10日
【發(fā)明人】張尚虎, 王育華, 周宏亮, 王振斌, 方中心, 張加馳, 李樹勝, 孟玉琴, 唐東梅, 許有喆
【申請(qǐng)人】甘肅稀土新材料股份有限公司