[發明專利]一種稀土熒光粉及其制造方法

有效

• 申請號: 201010140917.3
• 申請日: 2010-04-07
• 公開（公告）號: CN101838535A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 梁超;何錦華;符義兵
• 申請（專利權）人: 江蘇博睿光電有限公司
• 主分類號: C09K11/79
• 分類號: C09K11/79
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

技術領域

本發明屬于熒光材料的制造方法，特別涉及一種硅酸鹽基質和以銪作為激活劑的橙紅色稀土熒光粉及其制造方法。

背景技術

近年來，白光LED技術的發展迅速，以GaN藍光和Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺(YAG:Ce)或Tb₃Al₅O₁₂:Ce³⁺(TAG)黃光發射熒光粉作為光轉換材料構成的白光LED技術方案已經在眾多照明領域得到應用。由于其在外形尺寸、壽命、環保特性以及節能等方面較傳統光源所具有的顯著優勢，因而有望成為取代緊湊型節能燈的第四代綠色照明光源。美國專利5998925對YAG:Ce在Y/Gd比和Al/Ga比方面進行了調整和優化。據最新的技術報道，以藍色LED與YAG熒光粉組合的白光LED的發光效率已經超過了1761m/W，已經超過了熒光燈的發光效率。

通過對YAG:Ce熒光粉成分的調節，可以獲得565～579nm，顏色從黃綠光至橙色光發射。因此與GaN藍色LED配合，可以實現暖色調白光，色溫Tc為3000～4000K，這進一步促進了白光LED向普通照明領域的拓展。但是YAG熒光粉的光轉換效率受其結構的限制，在實現橙色光發射的同時，發光效率大幅下降，降幅高達30％以上，由此導致暖色調的LED光源在普通照明領域難以獲得更大范圍應用。

通過向高光效的570nm黃光發射YAG:Ce熒光粉中添加橙紅色熒光粉，也是一種卵白光的解決方案。但是縱觀目前的各類橙紅色熒光粉，從早期的硫化物橙紅色熒光粉(Cal-xSrxS:Eu)【WO01/24229A2】，到鎢鉬酸鹽紅粉【申請號為200410103373.8】，再到近期備受關注的硅基氮化物紅粉【EP1609839A2，EP1614738A2】，盡管在色調控制方面均較采用單一的橙色光發射的YAG:Ce具有明顯優勢，而且，最新的氮化物紅粉在發光效率和化學穩定性均較早期的硫化物紅粉和鎢鉬酸鹽紅粉有顯著提升。但是在光衰方面的不足始終是研究人員面臨的重要難題之一。采用該方案制作的暖白光LED光源，在使用過程中，隨著時間的延長，色溫發生顯著飄移，色坐標x值減小，y值增大，原先的暖白光向正白光逐漸轉變。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有良好的發光性能、化學穩定性和溫度猝滅特性的稀土熒光粉及其制造方法。

為實現上述目的，本發明所述稀土熒光粉以堿土硅酸鹽為基質，以二價銪為主激活劑，同時通過微量元素及共激活劑摻雜，對熒光粉晶體場進行調節，從而得到一種新型高效橙紅色稀土熒光粉，該熒光粉的化學結構式為：

Sr_(3-x-y-z)Ba_xMe_pSi_qO_(3+2q+p/2):Eu_y，R_z????(1)

其中，Me為Li、Na、K中的至少一種；

R為La、Gd、Lu中的至少一種；

0.001≤x≤0.2；0.001≤y＜0.12；0.0001≤z＜0.08；0.001≤p＜0.05；0.65≤q＜1。

本發明所述橙紅色稀土熒光粉的制造方法，包括下述步驟：

1)選用硝酸鍶、硝酸鋇、硝酸釓、硝酸鑭或硝酸镥及SiO₂粉體按照結構式(1)所述各元素的化學計量比和水配制成質量百分比為0.5～20％的懸浮液。

2)選用碳酸氫氨和/或碳酸氨配制成質量百分比濃度為5～30％水溶液作為沉淀劑溶液，其中酸氫氨和/或碳酸氨的摩爾數為步驟(1)所有硝酸鹽的總摩爾數的1.2～3倍。

3)將步驟2)配制好的沉淀劑溶液加熱至35～90℃，邊攪拌，邊將步驟1)配置好的懸浮液緩慢的全部加入沉淀劑溶液中。

4)懸浮液全部加入后，繼續保溫攪拌30～200min，再將懸浮液水粉分離，將分離出的粉餅用水洗滌至中性，再用水將粉餅配制成質量百分比為30～50％懸浮液。

5)以Li、Na、K的鹵化物為原料，加入到步驟4)配置好的懸浮液中，超聲分散3～10min，再攪拌15～60min，將懸浮液烘干，將烘干的粉餅分散處理后，及得到熒光粉的反應前驅體；前述Li、Na、K的鹵化物根據結構式(1)來計算；

6)將步驟5)制得的反應前驅體置于還原氣氛爐內進行灼燒，溫度為1400～1500℃，保溫時間3～12h后，隨爐冷卻至室溫。