一种高显色白光led用绿色荧光粉的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种高显色白光LED用绿色荧光粉，化学表达式为（Y3-x-2/3y-zLaxMy）(Al5-a-bGaaBb)O12-1/2cClc:Ce3+z，其中M为Sr、Ba中的一种或两种，0.01≤x≤0.2，0.05≤y≤0.2，0.01≤z≤0.10，0.2≤a≤3，b=4y，16c≤b≤40c。该荧光粉的制备方法：按化学剂量比称取La2O3、Y2O3、Al2O3、Ga2O3、MB4O7、NH4Cl和CeO2，混合均匀后置于还原气氛炉中于1500-1550℃烧结2-8h，最后将烧结后的产物球磨、烘干、过筛即得。该荧光粉发光性能好，物相纯度高，非常适用于显色指数≥85的白光LED的封装。
【专利说明】—种高显色白光LED用绿色荧光粉
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高显色白光LED用绿色荧光粉，属于固体发光材料【技术领域】。
【背景技术】
[0002]LED照明作为新一代照明技术受到了广泛的关注。已经快速进入通用照明领域，相比于LED的其他应用领域，通用照明对LED的光色、显色指数等都方面提出了更高的要求，通常要求显色指数达到80以上，有些场所对显色指数的要求更是达到了 85以上，而普通的LED由于采用蓝光芯片和YAG黄色荧光粉进行组合，显色指数一般只能达到70，即使荧光粉的组合模式为YAG黄色荧光粉和氮化物红色荧光粉，LED的显色指数也难以达到80，为了实现80以上显色指数的LED，需要采用YAG系黄绿色荧光粉和氮化物红色荧光粉。
[0003]目前LED用YAG体系绿色荧光粉主要有用Lu取代Y产生的LAG黄绿色荧光粉和用Ga取代Al产生的YGG黄绿荧光粉，对于前者，由于Lu2O3价格很高，而且荧光粉密度很大导致与氮化物红粉共同使用时易分层从而导致LED间的颜色不均一，所以LAG荧光粉应用受到了限制。而YGG黄绿色荧光粉由于当发射峰小于530nm时发光效率显著下降从而难以应用到更高显
[0004]色指数的LED封装中。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种高显色LED用绿色荧光粉，使其发光性能好，物相纯度高，非常适用于显色指数> 85的白光LED的封装，发光效率较使用LAG或YGG黄绿粉搭配峰波长> 635nm的氮化物红粉获得的相同显指的白光LED高，并且制备方法简单，易于操作，生产过程无污染物产生，原料易得且成本低廉。
[0006]技术方案
[0007]本发明的高显色白光LED用绿色荧光粉，化学表达式为:
[0008](Y3_x_2/3y_zLaxMy) (Al5_a_bGaaBb) O12-l/2cClc: Ce3+ z
[0009]其中，M为Sr, Ba中的一种或两种，
[0010]0.01 ≤ X≤ 0.2,0.05 ≤ y ≤ 0.2,0.01 ≤ z ≤ 0.10,0.2 ≤ a ≤ 3，b=4y,16c ≤ b ≤ 40c。
[0011]激活剂的加入量即Z取值可以在0.01-0.10范围内变化，随着激活剂的加入量逐渐增加，荧光粉发射波长逐渐增加，为了保证较好的发光性能，Z取值范围优选为
0.03-0.07mol。
[0012]作为优选，b=20c，此时，荧光粉具有最佳的发光效率。
[0013]上述高显色白光LED用绿色荧光粉的制备方法如下:
[0014]按化学剂量比称取La203、Y2O3> A1203> Ga203> MB4O7, NH4Cl和CeO2,混合均匀后置于还原气氛炉中于1500-1550°C烧结2-8h,最后将烧结后的产物球磨、烘干、过筛，即得。
[0015]合成该荧光粉时，MB4O7和NH4Cl既作为原料之一提供化学式中所需要的元素，同时由于它们的熔点较低从而为合成的原料提供一种半流动环境促进合成过程中元素的迅速扩散，所以MB4O7和NH4Cl又作为合成该荧光粉时的组合助熔剂。MB4O7和NH4Cl在使用过程中的用量遵从MB4O7的摩尔数为NH4Cl摩尔数的4-10倍(即16c≤b≤40c)，大于或小于该比例合成的荧光粉都难以获得较好的效果，当MB4O7的摩尔数为NH4Cl摩尔数的5倍合成的荧光粉具有最佳的发光效率(即b=20c)。
[0016]合成该绿色荧光粉时会掺杂部分La和Ga元素，其中La用于取代部分Y，而Ga用于取代部分Al。它们的掺入都有利于使合成的荧光粉发射峰波长向短波移动。但La元素的掺杂量不宜超过0.2mol (即必须X < 0.2)，否则会在荧光粉合成中引入杂相从而降低荧光粉的发光性能，当Ga:Al的比值超过3/2(即a>3)时，荧光粉的激发主峰波长向短波迅速移动从不利于突光粉被450-460nm的蓝光有效激发也会导致发光性能急剧下降。
[0017]本发明的高显色白光LED用绿色荧光粉峰波长位于520-530nm，与峰波长位于大约630nm的氮化物红粉搭配可以封装色温2700K-4000K显色指数≥85的高显色白光LED，发光效率较使用LAG或YGG黄绿粉搭配峰波长> 635nm的氮化物红粉获得的相同显指的白光LED高3-5%。此外，本发明的高显色白光LED用绿色荧光粉还具有如下优点:荧光粉发光性能好，物相纯度高；激发光谱宽，可以被440-470nm波段的蓝光芯片有效激发；荧光粉发光峰值波长在520nm-530nm可调，绿光色纯度高；制备方法简单，易于操作，生产过程无污染物产生，原料易得且成本低廉。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明实施例1-2所得的高显色白光LED用绿色荧光粉的激发光谱图；
[0019]图2为本发明实施例3-4所得的高显色白光LED用绿色荧光粉的发射光谱图；
[0020]图3为本发明实施例3所得的高显色白光LED用绿色荧光粉的扫描电镜图。
【具体实施方式】
[0021]实施例1
[0022]称取1.34mol Y2O3, 0.075mol La2O3, 0.84mol Al2O3, 1.2mol Ga2O3, 0.05molCeO2, 0.18molSrB407以及0.03mol NH4Cl并混合均匀，将上述混合物置于还原气氛炉中于于1520°C烧结6h,将合成物球磨、烘干以及过筛即得。该突光粉表达式为(Y2.68Laa 15SrQ.18)(Al1.68Ga2 4B0.72) O11 985C1Q.03: Ce3+。.05,该突光粉的发射主峰位于 522nm。
[0023]实施例2
[0024]称取1.414mol Y2O3, 0.005mol La2O3, 2.004mol Al2O3, 0.1mol Ga2O3,0.03molCeO2, 0.198mol BaB4O7以及0.02mol NH4Cl并混合均匀，将上述混合物置于还原气氛炉中于于1550°C烧结2h,将合成物球磨、烘干以及过筛即得。该突光粉表达式为(YimLaatllBaai98)(Al4.008Ga0.2B0 792) O11 99C10.02: Ce3+。.03，该突光粉的发射主峰位于 529nm。
[0025]本发明实施例1-2所得的白光LED用绿色荧光粉的激发光谱图见图1，从图1可以看出，荧光粉的主激发峰位于420-460nm之间，覆盖了现在主流蓝光芯片的发射波段。
[0026]实施例3
[0027]称取1.352mol Y2O3, 0.1mol La2O3, 0.802mol Al2O3, 1.5mol Ga2O3, 0.03molCeO2, 0.06moIBaB4O7, 0.039mol SrB4O7 以及 0.024mol NH4Cl 并混合均匀，将上述混合物置于还原气氛炉中于于1510°C烧结5.5h，将合成物球磨、烘干以及过筛即得。该荧光粉表达式为(Y2.TO4La0.2Ba0.06Sr0.039) (Al1604Ga3B0 396)O11988Cl0.024:Ce3+0.03,该荧光粉的发射主峰位于520nmo
[0028]本实施例的白光LED用绿色荧光粉的扫描电镜图见图3，从图3可以看出，荧光粉大小均一，分布均匀。
[0029]实施例4 [0030]称取1.319mol Y2O3, 0.08mol La2O3, 0.904mol Al2O3, 1.2mol Ga2O3, 0.07mol CeO2, 0.198molSrB407以及0.(Mmol NH4Cl并混合均匀，将上述混合物置于还原气氛 炉中于于1530 °C烧结4.5h,将合成物球磨、烘干以及过筛即得。该突光粉表达式为 (Y2J8Laai6Srai98) (AIl 808Ga2.4B0.792) O11.98C10.04: Ce3+0.07,该荧光粉的发射主峰位于 525nm。 [0031 ] 本发明实施例3-4所得的白光LED用绿色荧光粉的发射光谱图见图2，从图2可以 看出，荧光粉的发射主峰位于520-530nm之间。
[0032]将实施例所得的白光LED用绿色荧光粉与市售的LUG绿粉、市售YGG绿粉分别与市售红粉搭配后进行光通量和显色指数的测试，测试结果见下表:
【权利要求】
1.一种高显色白光LED用绿色荧光粉，其特征在于，化学表达式为:(Y3_x_2/3y_zLaxMy)(Al5_a_bGaaBb)012_1/2cClc:Ce3+z,其中 M 为 Sr、Ba 中的一种或两种，0.01 ≤ x ≤ 0.2，0.05 ≤ y ≤ 0.2，0.01 ≤ z ≤ 0.10,0.2 ≤a ≤ 3，b=4y, 16c ≤ b ≤ 40c。
2.如权利要求1所述的高显色白光LED用绿色荧光粉，其特征在于，0.03 ≤ z ≤ 0.07。
3.如权利要求1或2所述的高显色白光LED用绿色荧光粉，其特征在于，b=20c。
4.权利要求1或2或3所述的高显色白光LED用绿色荧光粉的制备方法，其特征在于，按权利要求1中化学表达式的化学剂量比称取La203、Y203、Al203、Ga203、MB407、NH4Cl和CeO2,混合均匀后置于还原气氛炉中于1500-1550°C烧结2-8h，最后将烧结后的产物球磨、烘干、过筛，即得 。
【文档编号】C09K11/86GK103881722SQ201410124100
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月28日 优先权日:2014年3月28日
【发明者】何锦华, 符义兵, 梁超, 吴斌, 滕晓明 申请人:江苏博睿光电有限公司