一種白光led用藍(lán)色熒光粉及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種白光LED用藍(lán)色熒光粉及其制備方法，屬于LED熒光粉制備【技術(shù)領(lǐng)域】。該熒光粉的組成表達(dá)式為NaLaMgWO6:xTm3+，其中x=0.01～0.09。制備包括以下步驟：1）按照（0.5～2）:（0.5～2）:（0.5～2）：1：x的摩爾比，x=0.01～0.09，取Na2CO3、La2O3、Mg(NO3)2·6H2O、WO3和Tm2O3混合后研磨均勻，得到混合粉體；2）將混合粉體經(jīng)固相燒結(jié)，得到白光LED用藍(lán)色熒光粉。通過固相法所制備出的NaLaMgWO6:xTm3+藍(lán)色熒光粉粉體粒度均勻、結(jié)晶性能好、發(fā)光性能好，平均粒徑為1～3μm。本方法操作簡單，對設(shè)備要求低，環(huán)境友好，適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。
【專利說明】—種白光LED用藍(lán)色熒光粉及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于LED熒光粉制備【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種藍(lán)色熒光粉及其制備方法，具體涉及一種白光LED用藍(lán)色熒光粉及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]白光LED(Light Emitting Diode)具有無毒、高效節(jié)能、壽命長、全固態(tài)、工作電壓低、抗震性及安全性好等諸多特點(diǎn)，取代了現(xiàn)有的白熾燈和熒光燈成為了新一代照明光源，被廣泛應(yīng)用于照明和顯示領(lǐng)域。[0003]目前，商業(yè)化的白光LED的實(shí)現(xiàn)主要有兩種方案，一是用綠光和紅光熒光粉取代黃光熒光粉或者是在黃光熒光粉中加入紅色熒光粉以得到白光；二是用紫光或近紫外光LED芯片激發(fā)三基色(紅、綠、藍(lán))熒光粉而實(shí)現(xiàn)。由于視覺對紫外光的不敏感性，這種白光器件的顏色由熒光粉決定，因此顏色穩(wěn)定、色彩還原性和顯色指數(shù)較高、光效高，是新一代白光LED照明的主導(dǎo)。其中，三基色熒光粉中藍(lán)色熒光粉的制備主要以Eu2+摻雜熒光粉基質(zhì)得到，眾所周知，Eu離子的價態(tài)有3+和2+，而Eu2+需要在還原氣氛下才能得到，而還原氣氛需要在氣氛爐中實(shí)現(xiàn)。因此，研制一種在氧化氣氛下能夠制備得到藍(lán)色熒光粉具有重要意義。
[0004]近年來,有關(guān)突光粉的研究，已有大量文獻(xiàn)報道,涉及的基質(zhì)化合物范圍很寬,包括硅酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽、釩酸鹽、鋁酸鹽、鎢酸鹽等。其中，鎢酸鹽是典型的自激活的發(fā)光材料，發(fā)光光譜十分穩(wěn)定，本征發(fā)光譜帶很寬，占據(jù)可見光區(qū)域的大部分，鎢酸鹽中的陽離子強(qiáng)烈地影響發(fā)射帶的位置。鎢酸鹽可以由某些雜質(zhì)激活，這些雜質(zhì)被摻入鎢酸鹽點(diǎn)陣中之后，可使其具有特殊性質(zhì)的發(fā)光。因此，鎢酸鹽是一種發(fā)光性能優(yōu)異的基質(zhì)材料。
[0005]另外，隨著LED產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，對其發(fā)光材料合成方法的研究也成為了熱門。制備方法有高溫固相法、燃燒合成法、溶膠-凝膠法、噴霧熱解法、水熱合成法等。目前，諸如溶膠-凝膠法、噴霧熱解法、水熱合成法等濕化學(xué)方法合成的物質(zhì)雜相較多，發(fā)光效率較低。高溫固相法是合成發(fā)光材料中的一種傳統(tǒng)方法，這種方法工藝流程簡單、操作方便，合成所得材料的晶體結(jié)構(gòu)較完好，性能穩(wěn)，亮度高。迄今，大部分商業(yè)化的發(fā)光材料還是使用這一方法來制備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種白光LED用為NaLaMgWO6 = XTm3+藍(lán)色熒光粉及其制備方法，該方法采用高溫固相燒結(jié)，制得的產(chǎn)品粒度均勻、結(jié)晶性能和發(fā)光性能好。
[0007]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0008]一種白光LED用藍(lán)色熒光粉，該熒光粉的組成表達(dá)式為NaLaMgWO6:xTm3+，其中x=0.01 ~0.09。
[0009]所述藍(lán)色突光粉的平均粒徑為I~3 μ m。
[0010]所述藍(lán)色熒光粉的顯色指數(shù)為88.2。[0011]所述藍(lán)色熒光粉的發(fā)射波長覆蓋范圍為400~500nm。
[0012]一種LED用藍(lán)色熒光粉的制備方法，包括以下步驟:
[0013]I)按照(0.5 ~2): (0.5 ~2): (0.5 ~2):1:x 的摩爾比，x=0.01 ~0.09，取Na2CO3^ La203、Mg (NO3) 2.6H20、WO3和Tm2O3混合后研磨均勻，得到混合粉體；
[0014]2 )將混合粉體經(jīng)固相燒結(jié)，得到NaLaMgWO6: xTm3+藍(lán)色熒光粉，其中x=0.0I~
0.09 ；
[0015]所述的固相燒結(jié)制度為:將混合粉體自室溫起，以I~3°C /min速率升溫至100~300°C，再以2~4°C /min速率升溫至300~600°C，再以3~7°C /min速率升溫至1000~1250°C，保溫3~8h后冷卻。
[0016]所述的固相燒結(jié)是將混合粉體置于氧化鋁坩堝中，在電阻爐中進(jìn)行燒結(jié)。
[0017]所述的冷卻為隨爐冷卻。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果:
[0019]本發(fā)明以NaCO3、La2O3、Mg (NO3) 2.6Η20、TO3、Tm2O3為原料，經(jīng)固相燒結(jié)后，制得粒徑均勻的NaLaMgWO6: xTm3+藍(lán)色熒光粉。通過XRD、SEM、熒光光譜的測試與分析，可知通過固相法所制備出的NaLaMgWO6: xTm3+藍(lán)色熒光粉粉體粒度均勻、結(jié)晶性能好、發(fā)光性能好，平均粒徑為I~3μπι，顯色指數(shù)為88.2，發(fā)射波長覆蓋范圍為400~500nm。本方法操作簡單，對設(shè)備要求低，環(huán)境友好，適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制得的NaLaMgW06:xTm3+藍(lán)色熒光粉粉體的XRD圖；
[0021]圖2為本發(fā)明實(shí)施 例2制得的NaLaMgW06:xTm3+藍(lán)色熒光粉粉體的SEM圖；
[0022]圖3為本發(fā)明實(shí)施例3制得的NaLaMgW06:xTm3+藍(lán)色熒光粉的發(fā)射光譜圖；
[0023]圖4是本發(fā)明實(shí)施例4制得的NaLaMgW06:xTm3+藍(lán)色熒光粉粉體的CIE圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合具體的實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，所述是對本發(fā)明的解釋而不是限定。
[0025]本發(fā)明提供的白光LED用藍(lán)色熒光粉的制備方法，具體是以NaC03、La203、Mg(NO3)2.6H20、WO3> Tm2O3為原料，經(jīng)固相燒結(jié)后，制得粒徑均勻的NaLaMgWO6:xTm3+藍(lán)色熒光粉粉體。具體方法為:
[0026]按照(0.5 ~2): (0.5 ~2): (0.5 ~2):1:x 的摩爾比，其中，x=0.01 ~0.09 ;分別稱取Na2C03、La203、Mg(NO3)2.6H20、WO3> Tm2O3,并將以上原料進(jìn)行混合、研磨，獲得生粉體；
[0027]將生料粉體置于氧化鋁坩堝中，于電阻爐中進(jìn)行燒結(jié)。所述電阻爐中燒結(jié)制度為將混合粉體自室溫起，以I~3°C /min速率升溫至100~300°C，再以2~4°C /min速率升溫至300~600°C，再以3~7V /min速率升溫至1000~1250°C，保溫3~8h后冷卻。
[0028]實(shí)施例1
[0029]一種LED用藍(lán)色熒光粉的制備方法，包括以下步驟:
[0030]I)按照 0.5:0.5:1:1:X 的摩爾匕匕，其中，x=0.03，分別稱取 Na2CO3' La203、Mg(NO3)2.6H20、W03和Tm2O3，并將以上原料進(jìn)行混合、研磨，獲得混合粉體；
[0031]2)將混合粉體置于氧化鋁坩堝中，于電阻爐中進(jìn)行燒結(jié)。所述電阻爐中燒結(jié)制度為以1°C /min速率升溫至200°C，再以3°C /min速率升溫至500°C，再以5°C /min速率升溫至1100°C，保溫3h，最后隨爐冷卻，得到NaLaMgW06:xTm3+藍(lán)色熒光粉，其中x=0.03。
[0032]參見圖1，從圖1可以看出NaLaMgWO6: xTm3+粉體與NaLaMgWO6的標(biāo)準(zhǔn)卡片JCPDS#37-0243完全保持一致，且峰形尖銳，合成的樣品屬于AA’ BB’ X6型單斜晶系結(jié)構(gòu)，空間群為 P21 (4)，晶格常數(shù)為 a=5.524nm，b=5.525nm, c=7.894nm。這說明 NaLaMgTO6: xTm3+ 樣品的結(jié)晶程度高，而且少量的Tm3+的摻雜并沒有改變NaLaMgWO6的晶格結(jié)構(gòu)。
[0033]實(shí)施例2
[0034]一種LED用藍(lán)色熒光粉的制備方法，包括以下步驟:
[0035]I)按照 0.5:0.5:2:1:x 的摩爾匕匕，其中，x=0.05，分別稱取 Na2CO3' La203、Mg(NO3)2.6H20、W03和Tm2O3，并將以上原料進(jìn)行混合、研磨，獲得混合粉體；
[0036]2)將混合粉體置于氧化鋁坩堝中，于電阻爐中進(jìn)行燒結(jié)。所述電阻爐中燒結(jié)制度為以1°C /min速率升溫至100°C，再以2°C /min速率升溫至300°C，再以7V /min速率升溫至1200°C，保溫5h，最后隨爐冷卻，得到NaLaMgW06:xTm3+藍(lán)色熒光粉，其中x=0.05。
[0037]參見圖2，從圖2可以看出NaLaMgW06:xTm3+熒光粉顆粒分布均勻，且粒度相對較小，粒徑大約在I~3μπι之間，粉體的形貌規(guī)則，無明顯的團(tuán)聚現(xiàn)象存在。
[0038]實(shí)施例3
[0039]一種LED用藍(lán)色熒光粉的制備方法，包括以下步驟:
[0040]I)按照 1:2:0.5:1:χ 的摩爾比，其中，χ=0.07，分別稱取 Na2CO3' La203、Mg(NO3)2.6H20、W03和Tm2O3，并將以上原料進(jìn)行混合、研磨，獲得混合粉體；
[0041]2)將混合粉體置于氧化鋁坩堝中，于電阻爐中進(jìn)行燒結(jié)。所述電阻爐中燒結(jié)制度為以3°C /min速率升溫至300°C，再以4°C /min速率升溫至600°C，再以5°C /min速率升溫至1250°C，保溫3h，最后隨爐冷卻，得到NaLaMgW06:xTm3+藍(lán)色熒光粉，其中x=0.07。
[0042]參見圖3，從圖3可以看出熒光粉的發(fā)射帶分布在400nm~700nm范圍內(nèi)，發(fā)射光譜由多個發(fā)射峰組成，發(fā)射峰有5個弱峰，I個強(qiáng)峰，分別在405nm、435nm、485nm、545nm、655nm、680nm處,其中，485nm處峰值最強(qiáng)。一般認(rèn)為，發(fā)射峰源是由于Tm3+的電子能級躍遷導(dǎo)致，但鶴酸鹽屬于典型的自激活材料[11]，在405nm、435nm、545nm處是由于[WO6]6'結(jié)構(gòu)中的A位陽離子與B位陽離子實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償效應(yīng),發(fā)生能級躍遷所致。435nm、485nm、655nm和680nm 處分別對應(yīng)于 Tm3+ 的 1D2 — 3F4^1G4 — 3H6^1G4 — 3H4^1G4 — 3F4。其中 435nm 處，由于 Tm3+摻雜量較小，Tm3+的特征峰相對較弱，被[WO6]6 -寬的發(fā)射峰掩蓋，從而未能觀察到Tm3+的特征發(fā)射峰。在485nm處峰值最強(qiáng)，是由于1G4 — 3H6,的能級躍遷屬于電偶極矩和磁偶極允許躍遷。因此在近紫外激發(fā)下發(fā)射藍(lán)光。
[0043]實(shí)施例4
[0044]一種LED用藍(lán)色熒光粉的制備方法，包括以下步驟:
[0045]I)按照 2:1:2:1:x 的摩爾比，其中，χ=0.09 ；分別稱取 Na2CO3' La203、Mg(NO3)2.6H20、W03和Tm2O3，并將以上原料進(jìn)行混合、研磨，獲得混合粉體；
[0046]2)將混合粉體置于氧化鋁坩堝中，于電阻爐中進(jìn)行燒結(jié)。所述電阻爐中燒結(jié)制度為以2°C /min速率升溫至200°C，再以4°C /min速率升溫至600°C，再以3°C /min速率升溫至1100°C，保溫8h，最后隨爐冷卻，得到NaLaMgWO6 = XTm3+藍(lán)色熒光粉，其中x=0.09。
[0047]參見圖4，從圖4可以看出，NaLaMgW06:xTm3+熒光粉在近紫外光激發(fā)下發(fā)射藍(lán)光，這是由于發(fā)射主強(qiáng)峰位于藍(lán)光區(qū)域，而545nm、655nm、680nm處發(fā)射峰太弱，不足以改變色度。
[0048]實(shí)施例5
[0049]一種LED用藍(lán)色熒光粉的制備方法，包括以下步驟:
[0050]I)按照 0.5:0.5:1: l:x 的摩爾比，其中 x=0.01，分別稱取 Na2CO3' La203、Mg(NO3)2.6H20、W03和Tm2O3,并將以上原料進(jìn)行混合、研磨，獲得混合粉體
[0051]2)將混合粉體置于氧化鋁坩堝中，于電阻爐中進(jìn)行燒結(jié)。所述電阻爐中燒結(jié)制度為以2°C /min速率升溫至200°C，再以3°C /min速率升溫至500°C，再以5°C /min速率升溫至1000°C，保溫6h，最后隨爐冷卻，得到NaLaMgW06:xTm3+藍(lán)色熒光粉，其中x=0.01。
【權(quán)利要求】
1.一種白光LED用藍(lán)色突光粉，其特征在于:該突光粉的組成表達(dá)式為NaLaMgWO6: xTm3+，其中 x=0.01 ~0.09。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種白光用藍(lán)色熒光粉，其特征在于:所述藍(lán)色熒光粉的平均粒徑為I~3 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種白光用藍(lán)色熒光粉，其特征在于:所述藍(lán)色熒光粉的顯色指數(shù)為88.2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種白光用藍(lán)色熒光粉，其特征在于:所述藍(lán)色熒光粉的發(fā)射波長覆蓋范圍為400~500nm。
5.一種LED用藍(lán)色熒光粉的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
1)按照(0.5 ~2): (0.5 ~2): (0.5 ~2):1:x 的摩爾比，χ=0.01 ~0.09，取 Na2C03、La2O3^Mg(NO3)2.6H20、WO3和Tm2O3混合后研磨均勻，得到混合粉體； 2)將混合粉體經(jīng)固相燒結(jié)，得到NaLaMgW06:xTm3+藍(lán)色熒光粉，其中x=0.01~0.09 ; 所述的固相燒結(jié)制度為:將混合粉體自室溫起，以I~:TC /min速率升溫至100~300°C，再以2~4°C /min速率升溫至300~600°C，再以3~7°C /min速率升溫至1000~1250°C，保溫3~8h后冷卻。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種白光LED用NaLaMgWO6:xTm3+藍(lán)色熒光粉的制備方法，其特征在于，所述的固相燒結(jié)是將混合粉體置于氧化鋁坩堝中，在電阻爐中進(jìn)行燒結(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種白光LED用NaLaMgWO6:XTm3+藍(lán)色熒光粉的制備方法，其特征在于，所述的冷卻為`隨爐冷卻。
【文檔編號】C09K11/78GK103602335SQ201310497677
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月21日
【發(fā)明者】寧青菊, 李向龍, 喬暢君, 劉波 申請人:陜西科技大學(xué)