一种白光led用氮氧化物黄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LED用氮氧化物黄色荧光粉及其制备方法。
【背景技术】
[0002]白光LED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]目前实现白光LED普遍采用的是在蓝光LED芯片上涂覆高效的可被蓝光激发而发射黄光的荧光粉，其原理是蓝光LED激发荧光材料产生与蓝光芯片互补的黄光，在利用透镜原理将蓝光、黄光予以混合，使人眼产生白光的视觉。目前此种荧光粉主要是以Ce3+激活的YAG钇铝石榴石，其化学式为Y3Al5O12,激发光谱在460?470nm附近，能有效吸收氮化镓GaN发光二极管的蓝光，石榴石结构的荧光粉有化学性质稳定、亮度高、寿命长及发光效率高等特点。这种荧光粉制作的白光LED具有很高的流明效率，但是由于其发射光谱的红光成分较少而其显色指数偏低。
[0004]近年来，一些其他体系的黄色荧光粉被开发。以Eu2+激活的碱金属氮氧化物和硅酸盐荧光粉，如Ca-α-SiAlON，CaSi2O2N2和Sr 2Si04。这些已报道的黄色荧光粉中，氮氧化物Ca- a -SiAlON:Eu2+和CaSi 202N2:Eu 2+—般需要高温高压条件，合成条件较苛刻，硅酸盐Sr2S14=Eu 2+最佳激发峰在紫光区域，制作的白光LED器件的流明效率较低。以Ce 3+激活的铝酸盐和硅酸盐荧光粉，如LaSr2AlO5和(Ca 3 xLux) (Sc2 zMgz) Si3Oms。铝酸盐LaSr2AlO5:Ce3+, Li+最佳激发峰在激光区域，(Ca 3 xLux) (Sc2 zMgz) Si3012+5:Ce 3+中使用了价格较为昂贵的 Sc2O3。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种白光LED用氮氧化物黄色荧光粉及其制备方法。
[0006]为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是:其白光LED用氮氧化物黄色荧光粉具有如下化学表示式:
[0007]Li4Sra x)Ca (BO2N) 2:xEu 2+
[0008]式中，X为 0.001 ?0.10。
[0009]本发明氮氧化物黄色荧光粉的制备方法包括如下步骤:
[0010]按化学式Li4SrUx)Ca(B02N)2:XEU2+的化学计量比称取相应的原料，所述原料分别为碳酸锂、碳酸锶、碳酸钙、氮化硼和氧化铕；研磨混匀得到混合物；将该混合物装入坩祸，在高温炉内于还原气氛和1200?1350°C条件下烧结3?7小时，后冷却到室温得到所述氮氧化物黄色荧光粉。
[0011]进一步地，本发明原料优选摩尔比的比例为Li2CO3=SrCO 3:CaC03:BN =Eu2O3= 2:(0.999 ?0.9):1:2: (0.0005 ?0.05)。
[0012]进一步地，本发明所述还原气氛为氮氢混合气或CO气氛。
[0013]与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明的荧光粉以氮氧化物为基质材料，具有化学稳定性和热稳定性良好，原料价廉、易得等优点。相比其他氮氧化物黄色荧光粉，由于本发明加入碱金属碳酸盐，降低了烧结温度。
【附图说明】
[0014]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(激发波长370nm);
[0015]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(监控波长575nm);
[0016]图3是本发明提供的实施例2制备的荧光粉体发射光谱图(激发波长370nm);
[0017]图4是本发明提供的实施例3制备的荧光粉体发射光谱图(激发波长370nm);
[0018]图5是本发明提供的实施例4制备的荧光粉体发射光谱图(激发波长370nm);
[0019]图6是本发明提供的实施例5制备的荧光粉体发射光谱图(激发波长370nm)。
【具体实施方式】
[0020]实施例1
[0021]按照Li4Sra 999Ca (BO2N) 2:0.0OlEu 2+称取 Li 2C03、SrC03、CaC03、BN 和 Eu2O3,它们之间的摩尔比为2:0.999:1:2:0.0005，充分研磨混合均匀后，放置刚玉坩祸中，再放入高温炉中于CO气氛下在1200°C焙烧7小时，后冷却到室温，得到氮氧化物黄色荧光粉。
[0022]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370nm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370nm，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575nm附近，说明本实施例的荧光粉适合做紫外和紫光激发的黄色荧光粉。
[0023]实施例2
[0024]按照Li4Sra 995Ca (BO2N)2:0.005Eu 2+称取 Li 2C03、SrC03、CaC03、BN 和 Eu2O3,它们之间的摩尔比为2:0.995:1:2:0.0025，充分研磨混合均匀后，放置刚玉坩祸中，再放入高温炉中于CO气氛下在1250°C焙烧5小时，后冷却到室温，得到氮氧化物黄色荧光粉。
[0025]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370nm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370nm，从图3中可以看出，本实施例的荧光粉的发射为二价铕的宽带黄光发射，发射峰位于577nm附近，说明本实施例的荧光粉适合做紫外和紫光激发的黄色荧光粉。
[0026]实施例3
[0027]按照Li4Sr0.99Ca (BO2N) 2:0.0lEu 2+称取 Li 2C03、SrC03、CaC03、BN 和 Eu2O3,它们之间的摩尔比为2:0.99:1:2:0.005，充分研磨混合均匀后，放置刚玉坩祸中，再放入高温炉中于CO气氛下在1300°C焙烧3小时，后冷却到室温，得到氮氧化物黄色荧光粉。
[0028]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370nm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370nm，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579nm附近，说明本实施例的荧光粉适合做紫外和紫光激发的黄色荧光粉。
[0029]实施例4
[0030]按照Li4Sr0.95Ca (BO2N) 2:0.05Eu 2+称取 Li 2C03、SrCO3、CaC03、BN 和 Eu2O3,它们之间的摩尔比为2:0.95:1:2:0.025，充分研磨混合均匀后，放置刚玉坩祸中，再放入高温炉中于CO气氛下在1350°C焙烧2小时，后冷却到室温，得到氮氧化物黄色荧光粉。
[0031]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370nm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370nm，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黄光发射，发射峰位于580nm附近，说明本实施例的荧光粉适合做紫外和紫光激发的黄色荧光粉。
[0032]实施例5
[0033]按照Li4Sra9Ca(BO2N)2:0.IEu 2+称取 Li 2C03、SrC03、CaC03、BN 和 Eu2O3,它们之间的摩尔比为2:0.9:1:2:0.05，充分研磨混合均匀后，放置刚玉坩祸中，再放入高温炉中于5% H2+95% N2 (体积比)的氮氢混合气氛下在1350°C焙烧2小时，后冷却到室温，得到氮氧化物黄色荧光粉。
[0034]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370nm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370nm，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黄光发射，发射峰位于582nm附近，说明本实施例的荧光粉适合做紫外和紫光激发的黄色荧光粉。
[0035]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。
【主权项】
1.一种白光LED用氮氧化物黄色荧光粉，其特征在于，该荧光粉具有如下化学表示式:Li4Sra x)Ca(B02N)2:xEu2+，其中，X 为 0.0Ol ?0.10。2.一种如权利要求1所述的白光LED用氮氧化物黄色荧光粉的制备方法，其特征在于包括如下步骤: 按化学式Li4Sru x)Ca(BO2N)2=XEu 2+的化学计量比称取相应的原料，所述原料分别为碳酸锂、碳酸锶、碳酸钙、氮化硼和氧化铕；研磨混匀得到混合物；将该混合物装入坩祸，在高温炉内于还原气氛和1200?1350°C条件下烧结3?7小时，后冷却到室温得到所述氮氧化物黄色荧光粉。3.如权利要求2所述的白光LED用氮氧化物黄色荧光粉的制备方法，其特征在于:所述原料优选摩尔比的比例为 Li2C03:SrC03:CaC03:BN:Eu 203= 2: (0.999 ?0.9):1:2:(0.0005 ?0.05) ο4.如权利要求2所述的白光LED用氮氧化物黄色荧光粉的制备方法，其特征在于:所述还原气氛为氮氢混合气或CO气氛。
【专利摘要】本发明涉及稀土发光材料技术领域。一种白光LED用氮氧化物黄色荧光粉，该荧光粉具有如下化学表示式：Li4Sr(1-x)Ca(BO2N)2：xEu2+，其中，x为0.001～0.10。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蓝光区域，能作为白光LED用黄色荧光粉。
【IPC分类】C09K11/63
【公开号】CN105131944
【申请号】CN201510582905
【发明人】邓德刚, 徐时清, 王焕平, 黄立辉, 华有杰, 柴文祥, 戴剑, 黄君
【申请人】中国计量学院
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月14日