一种白光led用磷酸盐蓝色荧光粉及其制备方法
【专利摘要】本发明公开一种白光LED用磷酸盐蓝色荧光粉及其制备方法。该荧光粉具有如下化学表示式Ca8-xLa2(PO4)5O2：xEu2+；x为0.001～0.10。方法是按化学式Ca8-xLa2(PO4)5O2：xEu2+的化学计量比称取原料碳酸钙、磷酸氢钙或磷酸二氢铵、氧化镧、氧化铕；将上述原料研磨混匀后装入坩埚，置于高温炉内，于还原气氛、1250～1350℃条件下烧结3～7小时冷却至常温即得。本发明蓝色荧光粉在紫外和紫光芯片激发下发射蓝光，发射峰值位于450nm附近。该荧光粉分散性好、颗粒度均匀、化学稳定性好和发光效率高，其激发带覆盖紫外和紫光区域，能作为近紫外LED用蓝色荧光粉。
【专利说明】—种白光[￡0用磷酸盐蓝色荧光粉及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及稀土发光材料【技术领域】，尤其是涉及一种白光120用磷酸盐蓝色荧光粉及其制备方法。
【背景技术】
[0002]白光120是一种将电能转换为白光的固态半导体器件，又称半导体照明，具有效率高、体积小、寿命长、安全、低电压、节能、环保等诸多优点，被人们看成是继白炽灯、荧光灯、高压气体放电灯之后第四代照明光源，是未来照明市场上的主流产品。
[0003]目前出现了各种各样的白光120制备方法，其中蓝光120芯片与黄色荧光材料组合、蓝光[￡0芯片与红色和绿色荧光材料组合、紫光[￡0芯片与三基色荧光材料组合这三种方法以价格低、制备简单成为制备白光120的主要方法。蓝光120芯片与黄色荧光材料组合是研究最早也是最成熟的方法，制备的白光120发光效率已经远远超过白炽灯，但是显色指数低，色温高，不能作为室内照明使用。为了提高白光120的显色性，各国科学家研发了蓝光1^0芯片与红、绿色荧光材料组合和紫光1^0芯片与红、绿、蓝三基色荧光材料组合另外两种实现白光120的方法。
[0004]目前匕芯片的发射波长已经移至近紫外区域，能为荧光粉提供更高的激发能量，进一步提高白光120的光强。由于紫外光不可见，紫外激发白光120的颜色只能由荧光粉决定，因此颜色稳定，显色指数高，使用近紫外1成抓芯片和蓝、黄荧光粉或者与三基色荧光粉组合来实现白光的方案成为目前白光120行业发展的重点。蓝色荧光粉是该方案中不可缺少的成分。
[0005]1^0用蓝色荧光粉主要分为几大体系:硫化物荧光粉、铝酸盐荧光粉、硅酸盐荧光粉、磷酸盐荧光粉和硅基氮(氧)化物荧光粉。硫化物蓝色荧光粉如:21^+。铝酸盐蓝色荧光粉如8通#110017:2112\硅酸盐蓝色荧光粉如:13104:^(1=08^81-,88)^28105:063\8^1281208:2112\131妨1208 咖2.(1=?、&0等。磷酸盐荧光粉如[1&'?04:211^,1(8^04:￡,和31-- (^0^) 2:2,等。硅基氮(氧)化物蓝色荧光粉如8必1202%:2112\032815^8心3.和8--?:(?3.等。
【发明内容】
[0006]本发明的一个目的是提供一种白光120用磷酸盐蓝色荧光粉。
[0007]为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是:其白光用磷酸盐蓝色荧光粉具有如下化学表示式:
(卩。》502
式中，X为0.001?0.10。
[0008]本发明的另一个目的是提供上述白光120用磷酸盐蓝色荧光粉的制备方法，包括如下步骤:
步骤⑴.按化学式(?)? $01(?旧,的化学计量比称取相应的原料，所述的原料分别为碳酸钙、磷酸盐、氧化镧、氧化铕，其中X为0.001?0.10 ；
所述的磷酸盐为磷酸氢钙或磷酸二氢铵；
步骤(2).将上述原料研磨混匀得到混合物；将该混合物装入坩埚，置于高温炉内，于还原气氛、1250?13501条件下烧结3?7小时，最后冷却到常温得到本发明白光[￡0用磷酸盐蓝色突光粉。
[0009]所述的还原气氛为氮氢混合气或(1)气氛，其中氮氢混合气氛中氢气与氮气的体积比为1: 19。
[0010]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
(1)本发明的荧光粉以磷酸盐为基质材料，具有化学稳定性和热稳定性良好，原料价廉、易得，烧结温度低等优点。相比硫化物蓝色荧光粉，本发明热稳定性好。相比铝酸盐蓝色荧光粉，本发明制备温度比铝酸盐低，颗粒比铝酸盐细，发光亮度高、发光效率高和物理化学性能稳定。相比硅酸盐蓝色荧光粉，本发明颗粒粒度均匀，烧结温度低。相比硅基氮(氧)化物蓝色荧光粉，本发明烧结温度低，合成工艺简单及原料价廉易得。
[0011](2)本发明相比其他磷酸盐蓝色荧光粉(如[1&'?04:2112\ 1(&'?04疋,)，避免用分解温度高、暴露空气中易潮解的碱金属碳酸盐。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明提供的实施例1制备的荧光粉体激发光谱图；
图2是本发明提供的实施例1制备的荧光粉体发射光谱图；
图3是本发明提供的实施例1制备的荧光粉体乂即图谱；
图4是本发明提供的实施例2制备的荧光粉体发射光谱图；
图5是本发明提供的实施例3制备的荧光粉体发射光谱图；
图6是本发明提供的实施例4制备的荧光粉体发射光谱图；
图1是本发明提供的实施例5制备的荧光粉体发射光谱图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合具体实施例对本发明做进一步的分析。
[0014]实施例1:
称取原 14 0^04(511101), ￠￡1003(2.99911101), 1^03(111101)和 ￡1^()3(0.000511101),即摩尔比为7.999:2:5:0.001 ；将上述原料充分研磨混合均匀后，放置刚玉坩埚中，再放入高温炉中于⑶气氛下在13501焙烧7小时，后冷却到常温，得到磷酸盐蓝色荧光粉 0^ 999182 (^0^) 502:0.0012,。
[0015]从图1中可以看出，本实施例的荧光粉激发谱为一宽谱，覆盖了紫外和紫光区域，激发峰位于360=0附近，光谱峰值高，说明本实施例的荧光粉可以被紫外和紫光芯片有效激发。当发射光谱的激发波长为360=%从图2中可以看出，本实施例的荧光粉的发射为二价铕的宽带蓝光发射，发射峰位于450=0附近，说明本实施例的荧光粉适合做紫外和紫光激发的蓝色荧光粉。从图3中可以看出，本实施例的荧光粉乂即图谱显示产物的(1值和相对强度变化趋势与标准的502标准卡片(兀?0？:380257) 一致，说明本实施例合成的荧光粉纯度较高。
[0016]实施例2:
称取原料咖？04 (5001)、03003 (2.99 5001)、1^03(111101)和 211203 (0.0025001)，即摩尔比为7.995:2:5:0.005 ；将上述原料充分研磨混合均匀后，放置刚玉坩埚中，再放入高温炉中于⑶气氛下在13501焙烧3小时，后冷却到常温，得到磷酸盐蓝色荧光粉 0^ 995182 (^0^) 502: 0.00 52112\
[0017]本实施例的荧光粉激发谱为一宽谱，覆盖了紫外和紫光区域，激发峰位于360！^附近，光谱峰值高，说明本实施例的荧光粉可以被紫外和紫光芯片有效激发。当发射光谱的激发波长为360=%从图4中可以看出，本实施例的荧光粉的发射为二价铕的宽带蓝光发射，发射峰位于455=0附近，说明本实施例的荧光粉适合做紫外和紫光激发的蓝色荧光粉。本实施例的荧光粉乂即图谱显示产物的(1值和相对强度变化趋势与标准的标准卡片(兀?0？:380257) 一致，说明本实施例合成的荧光粉纯度较高。
[0018]实施例3:
称取原料順4只2？04 (511101)、9911101)、1^03(111101)和 211203 (0.00511101),即摩尔比为7.99:2:5:0.01 ；将上述原料充分研磨混合均匀后，放置刚玉坩埚中，再放入高温炉中于⑶气氛下在12501焙烧7小时，后冷却到常温，得到磷酸盐蓝色荧光粉 0^99182 (^0^) 502:0.012112.。
[0019]本实施例的荧光粉激发谱为一宽谱，覆盖了紫外和紫光区域，激发峰位于360=0附近，光谱峰值高，说明本实施例的荧光粉可以被紫外和紫光芯片有效激发。当发射光谱的激发波长为360=%从图5中可以看出，本实施例的荧光粉的发射为二价铕的宽带蓝光发射，发射峰位于458=0附近，说明本实施例的荧光粉适合做紫外和紫光激发的蓝色荧光粉。本实施例的荧光粉乂即图谱显示产物的(1值和相对强度变化趋势与标准的标准卡片(兀?0？:380257) 一致，说明本实施例合成的荧光粉纯度较高。
[0020]实施例4:
称取原料順4只2？04 (511101)、9511101)、1^03(111101)和 211203 (0.02511101),即摩尔比为7.95:2:5:0.05 ；将上述原料充分研磨混合均匀后，放置刚玉坩埚中，再放入高温炉中于氮氢混合气氛(氮氢混合气氛中氢气与氮气的体积比为1:19)下在13001焙烧5小时，后冷却到常温，得到磷酸盐蓝色荧光粉:0.052112\
[0021]本实施例的荧光粉激发谱为一宽谱，覆盖了紫外和紫光区域，激发峰位于360！^附近，光谱峰值高，说明本实施例的荧光粉可以被紫外和紫光芯片有效激发。当发射光谱的激发波长为360=%从图6中可以看出，本实施例的荧光粉的发射为二价铕的宽带蓝光发射，发射峰位于450=0附近，说明本实施例的荧光粉适合做紫外和紫光激发的蓝色荧光粉。本实施例的荧光粉乂即图谱显示产物的(1值和相对强度变化趋势与标准的标准卡片(兀?0？:380257) 一致，说明本实施例合成的荧光粉纯度较高。
[0022]实施例5:
称取原料(^1^04(511101)、01(:03(2.911101)、1^03(111101)和 211203 (0.0511101)，即0^丄一:？042—:21^+摩尔比为7.9:2:5:0.1 ；将上述原料充分研磨混合均匀后，放置刚玉坩埚中，，再放入高温炉中于氮氢混合气氛(氮氢混合气氛中氢气与氮气的体积比为1:19)下在12501焙烧3小时，后冷却到常温，得到磷酸盐蓝色荧光:0.12,。
[0023]本实施例的荧光粉激发谱为一宽谱，覆盖了紫外和紫光区域，激发峰位于360！^附近，光谱峰值高，说明本实施例的荧光粉可以被紫外和紫光芯片有效激发。当发射光谱的激发波长为360=%从图7中可以看出，本实施例的荧光粉的发射为二价铕的宽带蓝光发射，发射峰位于450=0附近，说明本实施例的荧光粉适合做紫外和紫光激发的蓝色荧光粉。本实施例的荧光粉乂即图谱显示产物的(1值和相对强度变化趋势与标准的标准卡片(兀?0？:380257) 一致，说明本实施例合成的荧光粉纯度较高。
[0024] 上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种白光LED用磷酸盐蓝色荧光粉，其特征在于该白光LED用磷酸盐蓝色荧光粉具有如下化学表示式 Ca8^xLa2 (PO4) 502:xEu2+ ；x 为 0.001 ?0.10。
2.制备如权利要求1所述的一种白光LED用磷酸盐蓝色荧光粉的方法，其特征在于该方法包括以下步骤: 步骤(I).按化学式Ca8_xLa2 (PO4)5O2=XEu2+的化学计量比称取相应的原料，所述的原料分别为碳酸钙、磷酸盐、氧化镧、氧化铕，其中X为0.001?0.10 ; 所述的磷酸盐为磷酸氢钙或磷酸二氢铵； 步骤(2).将上述原料研磨混匀得到混合物；将该混合物装入坩埚，置于高温炉内，于还原气氛、1250?1350°C条件下烧结3?7小时后，冷却至常温，得到白光LED用磷酸盐蓝色荧光粉。
3.如权利要求2所述的一种白光LED用磷酸盐蓝色荧光粉的制备方法，其特征在于所述的还原气氛为氮氢混合气或CO气氛，其中氮氢混合气氛中氢气与氮气的体积比为1:19。
【文档编号】C09K11/81GK104293352SQ201410522279
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月30日 优先权日:2014年9月30日
【发明者】余华, 季振国, 陈大钦, 陈雷锋, 钟家松, 赵红挺 申请人:杭州电子科技大学