[發明專利]一種白光LED用磷酸鹽橙色熒光粉及其制備方法

有效

• 申請號: 201410690661.1
• 申請日: 2014-11-26
• 公開（公告）號: CN104388085A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 鄧德剛;徐時清;王煥平;黃立輝;華有杰;夾國華;戴劍;黃君
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: C09K11/71
• 分類號: C09K11/71
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務所有限公司 33214
• 代理人: 柯奇君

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技術領域

本發明涉及稀土發光材料技術領域，尤其是涉及一種白光LED用磷酸鹽橙色熒光粉及其制備方法。

背景技術

白光LED是一種將電能轉換為白光的固態半導體器件，又稱半導體照明，具有效率高、體積小、壽命長、安全、低電壓、節能、環保等諸多優點，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品。

目前出現了各種各樣的白光LED制備方法，其中藍光LED芯片與黃色熒光材料組合、藍光LED芯片與紅色和綠色熒光材料組合、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究最早也是最成熟的方法，制備的白光LED發光效率已經遠遠超過白熾燈，但是顯色指數低，色溫高，不能作為室內照明使用。為了提高白光LED的顯色性，各國科學家研發了藍光LED芯片與紅、綠色熒光材料組合和紫光LED芯片與紅、綠、藍三基色熒光材料組合另外兩種實現白光LED的方法。

目前InGaN芯片的發射波長已經移至近紫外區域,?能為熒光粉提供更高的激發能量，進一步提高白光LED的光強。由于紫外光不可見,?紫外激發白光LED的顏色只能由熒光粉決定，?因此顏色穩定，顯色指數高，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白光的方案成為目前白光LED行業發展的重點。紅色熒光粉是該方案中不可缺少的成分。

近年來，一些其它體系的（橙）紅色熒光粉被開發。莊衛東等人報道了Eu²⁺激活硫化物(Sr,?Ca)S：Eu²⁺在460nm激發下，發射峰波長為600nm，當SrS中的Sr²⁺被Ca²⁺逐漸被取代后，發射峰由600紅移到647nm。但這種熒光粉穩定性差、容易潮解。Xie?R等人報道了在10atm?N₂和1800℃保溫2h的條件下獲得CaAlSiN₃：Eu²⁺紅色熒光粉；Hoppe等人報道了報道了先讓金屬與N₂在550~800℃反應制備堿土、稀土氮化物，然后在1500~1600℃及1atm?N₂的保護下與Si₃N₄反應下制備(Ba_2-xEu_x)₂Si₅N₈紅色熒光粉；總的來說，氮化物、氮氧化物這類紅色熒光粉合成工藝都比較復雜，合成條件比較苛刻。

發明內容

本發明的目的是提供一種白光LED用磷酸鹽橙色熒光粉及其制備方法。

為實現上述目的，本發明所采取的技術方案是：一種白光LED用磷酸鹽橙色熒光粉，具有如下化學表示式：

Ba7-xZr(PO4)6：xEu2+

式中，x為0.001～0.10。

本發明磷酸鹽橙色熒光粉的制備方法包括如下步驟：

按化學式Ba7-xZr(PO4)6：xEu2+的化學計量比稱取相應的原料，所述原料分別為碳酸鋇、磷酸二氫銨、氧化鋯和氧化銪，其中x為0.001～0.10；研磨混勻得到混合物；將該混合物裝入坩堝，在高溫爐內于還原氣氛和1350～1450℃條件下燒結2～7小時，后冷卻到室溫得到所述磷酸鹽橙色熒光粉。

進一步地，本發明所述還原氣氛為氮氫混合氣或CO氣氛。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

（1）本發明的熒光粉以磷酸鹽為基質材料，磷酸鹽熒光粉具有良好的化學穩定性和熱穩定性，而且所用的原料價廉、易得，燒結溫度低等優點。相比氮（氧）化物紅色熒光粉[如(Ca,?Sr)2Si5N8：Eu2+、CaAlSiN3：Eu2+和(Y,?Ca)-α-SiAlON：Eu2+]，本發明具有反應溫度低、合成工藝簡單及原料價廉易得的優點；相比硅酸鹽紅色熒光粉[如?(Sr,?Ba)3SiO5：Eu2+]，本發明磷酸鹽紅色熒光粉的最佳激發位于紫外區域，能被LED紫外芯片最有效激發；相比硫化物紅色熒光粉[如(Sr,?Ca)S：Eu2+]，本發明具有化學穩定性和熱穩定性優良的優點。

（2）本發明以Eu2+為激活劑制備了一種紅色熒光粉，相比其他基質紅色熒光粉，其發射帶更寬（半高寬約為165nm）；此外該熒光粉具有寬的激發帶寬，覆蓋紫外、紫光和藍光區域，激發峰位于360nm附近，與紫外芯片的發射峰重疊很好，能夠有效被激發。

附圖說明