一种白光led用橙黄色荧光粉及其制备方法
【专利摘要】本发明提供一种白光LED用橙黄色荧光粉及其制备方法，该荧光粉具有以下化学式：(LU1-xCex)2MMg2(Si3-yTiy)O12，M为碱土金属Ca、Sr、Ba中的一种或者几种；其中0＜X≤0.1，0.05＜y≤0.5。制备包括以下步骤：(1)取Lu2O3、CeO2、MCO3、MgO、SiO2、TiO2混合后球磨均匀，干燥，得到粉体混合物；(2)将粉体混合物经马弗炉固相烧结，研磨，得到初粉；(3)将初粉放入管式炉中，通入还原气氛，煅烧，研磨，得到白光LED用橙黄色荧光粉。本发明所制备出的橙黄色荧光粉粉体粒度均匀、结晶性能好、发光性能优。本方法操作简单，对设备要求低，适合工业化生产。
【专利说明】一种白光LED用橙黄色荧光粉及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于荧光粉及其制备领域，特别涉及一种白光LED用橙黄色荧光粉及其制备方法。
【背景技术】
[0002]LED照明相对于传统光源，具有体积小、低能耗、发光效率高、长寿命、低热辐射、无污染等方面的优点，成为21世纪最有前途的照明技术，荧光粉是荧光转换成白光LED中实现白光发射的核心部分。目前合成白光LED的方案主要有蓝光芯片复合黄色突光粉和近紫外芯片复合三基色荧光粉两种。其中荧光粉的光谱特性决定着LED器件产生的白光的质量，而目前所使用的商用粉存在以下问题:匹配蓝光芯片的黄色荧光粉是商业上最广泛使用的YAG: Ce，然而这种荧光粉光谱分布单一，尤其是缺乏红色可见光部分，显色指数很低，不适用于室内照明的白光。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种白光LED橙黄色荧光粉及其制备方法。与传统使用的YAG: Ce不同，其发射波长长，显色指数高，是潜在的LED室内照明用荧光粉。
[0004]本发明提供了一种白光LED用橙黄色荧光粉，化学分子式为(LUhCex)2MMg2(Si3VTiy)O12, M为碱土金属Ca、Sr、Ba中的一种或者它们的组合;其中O< X ≤ 0.1,0.05 < y ≤ 0.5。
[0005]上述橙黄色荧光粉的激发波长覆盖范围为420_520nm。
[0006]上述的橙黄色荧光粉的发射波长覆盖范围为570~620nm。
[0007]本发明还提供了一种白光LED用橙黄色荧光粉的制备方法，包括以下步骤:
[0008](I)取 Lu203、CeO2, MCO3> MgO、S12, T12 混合后球磨均匀，其中 M 为碱土金属 Ca、Sr,Ba中的一种或者几种，干燥，得到粉体混合物；其中，Lu203、Ce02、MC03、Mg0、Si02、Ti02的摩尔比为(2-2x): 2x: I: 2: (3-y): y，其中 0 < X ≤ 0.1，0.05 < y ≤ 0.5 ;
[0009](2)固相反应:将粉体混合物高温烧结，得到的产物研磨，得到橙黄色荧光初粉；
[0010](3)将初粉放入管式炉中，经高温煅烧，得到的产物研磨，得到白光LED用橙黄色荧光粉。
[0011]步骤(1)所述的Lu203、Ce02、MC03、MgO、Si02、T12 的摩尔比为(2-2x): 2x: I: 2: (3-y): y，其中 0 < X ≤ 0.1，0.05 < y ≤ 0.5。
[0012]步骤⑵所述的高温烧结的工艺条件为，以0.5~5°C /min的速率升温至200~300°C，保温0.5~3小时，再以2~5°C /min的速率升温至1300~1400°C，保温2~1h
后冷却。
[0013]步骤⑶中的管式炉通入还原气体，还原气体为H2、H2和N2、H2和Ar或H2和He的混合气。
[0014]步骤(3)所述的高温烧结的工艺条件为，以0.5~5°C /min的速率升温至200~300°C，再以2~5°C /min的速率升温至1100~1300°C，保温2~5h后冷却。
[0015]步骤⑵和(3)中所述的研磨为将产品研磨至D5tl在10~16微米之间。
[0016]有益效果
[0017]本发明所制备的橙黄色荧光粉粉体与商用粉相比，粒度均匀、结晶性能好、发光性能优。本方法操作简单，对设备要求低，适合工业化生产，是潜在的LED室内照明用荧光粉。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明实施例1所得荧光粉的X射线衍射图；
[0019]图2为本发明实施例1所得荧光粉的激发光谱，监测波长为605nm ；
[0020]图3为本发明实施例1所得荧光粉的发射光谱图，激发波长为467nm。
【具体实施方式】
[0021]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0022]实施例1
[0023]按照化学计量比1.96: 0.04: I: 2: 2.95: 0.05，称取 Lu203、Ce02、CaC03、MgO、S12, T12，将上述原料混合后置于盛有无水乙醇的刚玉球磨罐中球磨10小时后，放于110°c的烘箱中干燥获得干燥的混合粉料；将干燥的混合物置于马弗炉中，以0.5°C /min的速率升温至200°C，保温3小时，再以2°C /min的速率升温至1300°C，保温10小时后冷却，将烧结后的产物研磨至D50在10~16微米之间，得到初粉；将初粉放入管式炉中，通Λ5% Η2+95% Ν2混合气，以0.5°C /min的速率升温至200°C，再以2 V /min的速率升温至IlOO0C，保温5h后冷却，将煅烧后的产物研磨至D50在10~16微米之间，得到白光LED用橙黄色荧光粉(Lu0.98Ce0.02) 2CaMg2 (Si2.95Ti0.05) O12。
[0024]该荧光粉的激发波长范围为420-520nm，激发峰在467nm，发射波长范围为570-620nm,发射峰在 605nm。
[0025]实施例2
[0026]按照化学计量比1.8: 0.2: I: 2: 2.2: 0.5，称取 Lu203、Ce02、MgO、BaC03、S12, T12，将上述原料混合后置于盛有无水乙醇的刚玉球磨罐中球磨10小时后，放于110°c的烘箱中干燥获得干燥的混合粉料；将干燥的混合物置于马弗炉中，以5°C /min的速率升温至300°C，保温0.5小时，再以5°C /min的速率升温至1400°C，保温2小时后冷却；将烧结后的产物研磨至D5tl在10~16微米之间，得到初粉，将初粉放入管式炉中，通入5%H2+95%He的混合气，以3°C /min的速率升温至300°C，再以5°C /min的速率升温至1300°C，保温2h后冷却，将煅烧后的产物研磨至D5tl在10~16微米之间，得到白光LED用橙黄色荧光粉(Lu。.9Ce0.J 2BaMg2 (Si2.5Ti0.5) O12。
[0027]该荧光粉的激发波长范围为420-520nm，激发峰在463nm，发射波长范围为570-620nm,发射峰在 601nm。
[0028]实施例3[0029]按照化学计量比1.92: 0.08: 0.8: 0.2: 2: 2.8: 0.2，称取 Lu203、Ce02、CaCO3> SrCO3>MgO, S12^T12,将上述原料混合后置于盛有无水乙醇的刚玉球磨罐中球磨10小时后，放于110°C的烘箱中干燥获得干燥的混合粉料；将干燥的混合物置于马弗炉中，以50C /min的速率升温至300°C，保温0.5小时，再以5°C /min的速率升温至1400°C，保温2小时后冷却；将烧结后的产物研磨至D50在10~16微米之间，得到初粉，将初粉放入管式炉中，通入5% H2+95% Ar的混合气，以3°C /min的速率升温至300°C，再以5°C /min的速率升温至1300°C，保温5h后冷却，将煅烧后的产物研磨至D50在10~16微米之间，得到白光 LED 用橙黄色荧 光粉(Lu0.96Ce0.04) 2 (Ca0.8Sr0.2) Mg2 (Si2.8Ti0.2) O120
[0030]该荧光粉的激发波长范围为420-520nm，激发峰在465nm，发射波长范围为570-620nm,发射峰在 603nm。
【权利要求】
1.一种白光LED用橙黄色荧光粉，其特征在于:该荧光粉的化学式为(LU1-XCex)2MMg2(Si3VTiy)O12,M 为碱土金属 Ca、Sr、Ba 中的一种或者几种；其中 O < X ≤ 0.1，0.05 < y ^ 0.5。
2.按权利要求1所述的一种白光LED用橙黄色荧光粉，其特征在于:所述的橙黄色荧光粉的激发波长覆盖范围为420-520nm。
3.按权利要求1所述的一种白光LED用橙黄色荧光粉，其特征在于:所述的橙黄色荧光粉的发射波长覆盖范围为570~620nm。
4.一种白光LED用橙黄色荧光粉的制备方法，包括以下步骤: (1)取Lu203、Ce02、MC03、Mg0、S12、T12 混合后球磨均匀，其中 M 为碱土金属 Ca、Sr、Ba中的一种或者几种，干燥，得到粉体混合物；其中，Lu203、CeO2, MCO3> MgO、S12, T12的摩尔比为(2-2x): 2x: I: 2: (3-y): y，其中 0 < X≤ 0.1，0.05 < y ≤ 0.5 ; (2)固相反应:将粉体混合物高温烧结，得到的产物研磨，得到橙黄色荧光初粉； (3)将初粉放入管式炉中，经高温煅烧，得到的产物研磨，得到白光LED用橙黄色荧光粉。
5.按权利要求4所述的一种白光LED用橙黄色荧光粉的制备方法，其特征在于:步骤(2)所述的高温烧结的 工艺条件为，以0.5~5°C /min的速率升温至200~300°C，保温0.5~3小时，再以2~5°C /min的速率升温至1300~1400°C，保温2~1h后冷却。
6.按权利要求4所述的一种白光LED用橙黄色荧光粉的制备方法，其特征在于:步骤(3)所述的管式炉中有还原气体。
7.按权利要求7所述的一种白光LED用橙黄色荧光粉的制备方法，其特征在于:所述的还原气体为H2、H2和N2、H2和Ar或H2和He的混合气。
8.按权利要求4所述的一种白光LED用橙黄色荧光粉的制备方法，其特征在于:步骤(3)所述的高温煅烧的工艺条件为，以0.5~5°C /min的速率升温至200~300°C，再以2~50C /min的速率升温至1100~1300°C，保温2~5h后冷却。
9.按权利要求4所述的一种白光LED用橙黄色荧光粉的制备方法，其特征在于:步骤(2)和(3)中所述的研磨为将产品研磨至D5tl在10~16微米之间。
【文档编号】H01L33/50GK104031645SQ201410279997
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月20日 优先权日:2014年6月20日
【发明者】李耀刚, 储耀卿, 王宏志, 张青红 申请人:东华大学