[發明專利]一種白光LED用硅酸鹽綠色熒光粉及制備方法

無效

• 申請號: 201110336956.5
• 申請日: 2011-10-25
• 公開（公告）號: CN102533259A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 曹仕秀;韓濤;趙聰;馬明星;涂銘旌
• 申請（專利權）人: 重慶文理學院
• 主分類號: C09K11/59
• 分類號: C09K11/59
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術領域

本發明屬于發光材料技術領域，具體涉及一種白光LED用硅酸鹽綠色熒光粉及制備方法

二、背景技術

白光LED以其節能、環保(無污染、可回收)、體積小(顆粒小、易組合)、發熱量低(無熱輻射)、耗電少、壽命長(大于10000小時)、反應快等優點，廣泛用于手機、液晶顯示器的背光源、指示燈、戶外照明、室內照明、景觀照明、廣告牌、交通指示燈等，被譽為第四代21世紀綠色環保照明光源，在全球半導體和照明領域掀起了一股白光LED熱潮。目前，白光LED主要是利用發光二極管(LED)的發射光去激發熒光粉而實現白光發射。美國專利5998925公開了一種黃色熒光粉(Y，Gd)₃(Al，Ga)₅O₁₂:Ce，將其作為光轉換材料與藍光LED管芯相匹配復合成白光。該體系發光效率高，但由于光譜成分中缺少紅光，造成色溫偏高和顯色性較差。

近年來，人們開始嘗試采用近紫外-紫外(350～410nm)發射的InGaN管芯激發三基色熒光粉以實現白光LED，或是以藍光LED芯片加上綠色和紅色熒光粉，獲得高顯色性、低色溫的白光LED。中國專利公開了CN01029230A一種氮氧化物綠色熒光粉，與紅色氮化物熒光粉Sr₂Si₅N₈匹配制造出高顯色性低色溫的白光LED。但氮氧化物熒光粉發光效率較低，且制備方法需要采用高溫、高壓固相法，目前作為白光LED材料還有很大局限性。因此，研究適合近紫外-藍光高效激發的LED用綠色熒光粉顯得非常重要。

綠色熒光粉的制備方法，目前主要以高溫固相法為主，如：中國專利CN101948689A，CN101948687A，該方法具有操作簡便、工藝簡單、成本低等優點。但高溫固相法合成溫度高、煅燒保溫時間長，物相雜且顆粒粗大，形貌不規則。后續的粉碎工藝會引起熒光粉發光性能和使用性能的大幅下降。

三、發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種白光LED用硅酸鹽綠色熒光粉及制備方法。此方法以堿土金屬化合物、硅酸和固體稀土鹽、配體為原料，在室溫球磨過程中發生固相化學反應，利用球磨過程中產生的機械力(剪切力、沖擊力)可破碎固相反應物，增加反應物的比表面積，提高反應物接觸面和反應速率，因此提高了成核速率和長大速率的比值，制備出微細、均勻的前驅物，反應生成的前驅物經洗滌、干燥、熱分解得到均勻摻雜的目標產物。

本發明提出的白光LED用硅酸鹽綠色熒光粉的制備方法包括以下步驟：

(1)根據化學式Ca_2-xMgSi₂O₇:xEu²⁺分別稱取所需堿土金屬的化合物、硅酸和硝酸銪；再分別稱取以上藥品總質量的0.1wt％～0.2wt％的表面活性劑和助熔劑；

(2)將稱取的堿土金屬化合物、硅酸、硝酸銪、表面活性劑和適量配體充分混合，反應物與配體的摩爾比1∶3～6，然后進行球磨，球磨時加入潤滑劑，潤滑劑的加入量以被球磨體系保持分散為限，直至反應物與配體完全反應為止；

(3)將上述產物抽濾，洗滌，烘干，得到前驅物粉末；

(4)將前軀體粉末和助溶劑混合均勻后，在還原性氣氛下煅燒，煅燒溫度為1000℃～1300℃，煅燒時間為2～5小時，得到目標產物。

本發明中，步驟(1)中所述堿土金屬化合物為Ca(NO₃)₂·4H₂O、Mg(NO₃)₂·6H₂O或CaCl₂·6H₂O、MgCl₂·6H₂O；所述的表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉或聚乙二醇；所述助熔劑為H₃BO₃、CaCl₂、Li₂CO₃中的一種或多種。

本發明中，步驟(2)中所述配體為NH₄HCO₃、(NH₄)₂CO₃、NH₃·H₂O中的一種；所述潤滑劑為乙醇或丙酮。

本發明中，步驟(4)中所述還原性氣氛由活性碳粉燃燒法提供，或使用氮/氫混合氣體。