一種白光led用氮氧化物黃色熒光粉及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及稀土發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種白光LED用氮氧化物黃色熒光粉及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]白光LED是一種將電能轉(zhuǎn)換為白光的固態(tài)半導體器件，又稱半導體照明，具有效率高、體積小、壽命長、安全、低電壓、節(jié)能、環(huán)保等諸多優(yōu)點，被人們看成是繼白熾燈、熒光燈、高壓氣體放電燈之后第四代照明光源，是未來照明市場上的主流產(chǎn)品。
[0003]目前實現(xiàn)白光LED普遍采用的是在藍光LED芯片上涂覆高效的可被藍光激發(fā)而發(fā)射黃光的熒光粉，其原理是藍光LED激發(fā)熒光材料產(chǎn)生與藍光芯片互補的黃光，在利用透鏡原理將藍光、黃光予以混合，使人眼產(chǎn)生白光的視覺。目前此種熒光粉主要是以Ce3+激活的YAG釔鋁石榴石，其化學式為Y3Al5O12,激發(fā)光譜在460?470nm附近，能有效吸收氮化鎵GaN發(fā)光二極管的藍光，石榴石結(jié)構(gòu)的熒光粉有化學性質(zhì)穩(wěn)定、亮度高、壽命長及發(fā)光效率高等特點。這種熒光粉制作的白光LED具有很高的流明效率，但是由于其發(fā)射光譜的紅光成分較少而其顯色指數(shù)偏低。
[0004]近年來，一些其他體系的黃色熒光粉被開發(fā)。以Eu2+激活的堿金屬氮氧化物和硅酸鹽熒光粉，如Ca-α-SiAlON，CaSi2O2N2和Sr 2Si04。這些已報道的黃色熒光粉中，氮氧化物Ca- a -SiAlON:Eu2+和CaSi 202N2:Eu 2+—般需要高溫高壓條件，合成條件較苛刻，硅酸鹽Sr2S14=Eu 2+最佳激發(fā)峰在紫光區(qū)域，制作的白光LED器件的流明效率較低。以Ce 3+激活的鋁酸鹽和硅酸鹽熒光粉，如LaSr2AlO5和(Ca 3 xLux) (Sc2 zMgz) Si3Oms。鋁酸鹽LaSr2AlO5:Ce3+, Li+最佳激發(fā)峰在激光區(qū)域，(Ca 3 xLux) (Sc2 zMgz) Si3012+5:Ce 3+中使用了價格較為昂貴的 Sc2O3。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種白光LED用氮氧化物黃色熒光粉及其制備方法。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:其白光LED用氮氧化物黃色熒光粉具有如下化學表示式:
[0007]Li4Sra x)Ca (BO2N) 2:xEu 2+
[0008]式中，X為 0.001 ?0.10。
[0009]本發(fā)明氮氧化物黃色熒光粉的制備方法包括如下步驟:
[0010]按化學式Li4SrUx)Ca(B02N)2:XEU2+的化學計量比稱取相應(yīng)的原料，所述原料分別為碳酸鋰、碳酸鍶、碳酸鈣、氮化硼和氧化銪；研磨混勻得到混合物；將該混合物裝入坩禍，在高溫爐內(nèi)于還原氣氛和1200?1350°C條件下燒結(jié)3?7小時，后冷卻到室溫得到所述氮氧化物黃色熒光粉。
[0011]進一步地，本發(fā)明原料優(yōu)選摩爾比的比例為Li2CO3=SrCO 3:CaC03:BN =Eu2O3= 2:(0.999 ?0.9):1:2: (0.0005 ?0.05)。
[0012]進一步地，本發(fā)明所述還原氣氛為氮氫混合氣或CO氣氛。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的熒光粉以氮氧化物為基質(zhì)材料，具有化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性良好，原料價廉、易得等優(yōu)點。相比其他氮氧化物黃色熒光粉，由于本發(fā)明加入堿金屬碳酸鹽，降低了燒結(jié)溫度。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明提供的實施例1制備的熒光粉體激發(fā)光譜圖(激發(fā)波長370nm);
[0015]圖2是本發(fā)明提供的實施例1制備的熒光粉體發(fā)射光譜圖(監(jiān)控波長575nm);
[0016]圖3是本發(fā)明提供的實施例2制備的熒光粉體發(fā)射光譜圖(激發(fā)波長370nm);
[0017]圖4是本發(fā)明提供的實施例3制備的熒光粉體發(fā)射光譜圖(激發(fā)波長370nm);
[0018]圖5是本發(fā)明提供的實施例4制備的熒光粉體發(fā)射光譜圖(激發(fā)波長370nm);
[0019]圖6是本發(fā)明提供的實施例5制備的熒光粉體發(fā)射光譜圖(激發(fā)波長370nm)。
【具體實施方式】
[0020]實施例1
[0021]按照Li4Sra 999Ca (BO2N) 2:0.0OlEu 2+稱取 Li 2C03、SrC03、CaC03、BN 和 Eu2O3,它們之間的摩爾比為2:0.999:1:2:0.0005，充分研磨混合均勻后，放置剛玉坩禍中，再放入高溫爐中于CO氣氛下在1200°C焙燒7小時，后冷卻到室溫，得到氮氧化物黃色熒光粉。
[0022]從圖1中可以看出，本實施例的熒光粉激發(fā)譜為一寬譜，覆蓋了紫外和紫光區(qū)域，激發(fā)峰位于370nm附近，光譜峰值高，說明本實施例的熒光粉可以被紫外和紫光芯片有效激發(fā)。當發(fā)射光譜的激發(fā)波長為370nm，從圖2中可以看出，本實施例的熒光粉的發(fā)射為二價銪的寬帶藍光發(fā)射，發(fā)射峰位于575nm附近，說明本實施例的熒光粉適合做紫外和紫光激發(fā)的黃色熒光粉。
[0023]實施例2
[0024]按照Li4Sra 995Ca (BO2N)2:0.005Eu 2+稱取 Li 2C03、SrC03、CaC03、BN 和 Eu2O3,它們之間的摩爾比為2:0.995:1:2:0.0025，充分研磨混合均勻后，放置剛玉坩禍中，再放入高溫爐中于CO氣氛下在1250°C焙燒5小時，后冷卻到室溫，得到氮氧化物黃色熒光粉。
[0025]本實施例的熒光粉激發(fā)譜為一寬譜，覆蓋了紫外和紫光區(qū)域，激發(fā)峰位于370nm附近，光譜峰值高，說明本實施例的熒光粉可以被紫外和紫光芯片有效激發(fā)。當發(fā)射光譜的激發(fā)波長為370nm，從圖3中可以看出，本實施例的熒光粉的發(fā)射為二價銪的寬帶黃光發(fā)射，發(fā)射峰位于577nm附近，說明本實施例的熒光粉適合做紫外和紫光激發(fā)的黃色熒光粉。
[0026]實施例3
[0027]按照Li4Sr0.99Ca (BO2N) 2:0.0lEu 2+稱取 Li 2C03、SrC03、CaC03、BN 和 Eu2O3,它們之間的摩爾比為2:0.99:1:2:0.005，充分研磨混合均勻后，放置剛玉坩禍中，再放入高溫爐中于CO氣氛下在1300°C焙燒3小時，后冷卻到室溫，得到氮氧化物黃色熒光粉。
[0028]本實施例的熒光粉激發(fā)譜為一寬譜，覆蓋了紫外和紫光區(qū)域，激發(fā)峰位于370nm附近，光譜峰值高，說明本實施例的熒光粉可以被紫外和紫光芯片有效激發(fā)。當發(fā)射光譜的激發(fā)波長為370nm，從圖4中可以看出，本實施例的熒光粉的發(fā)射為二價銪的寬帶藍光發(fā)射，發(fā)射峰位于579nm附近，說明本實施例的熒光粉適合做紫外和紫光激發(fā)的黃色熒光粉。
[0029]實施例4
[0030]按照Li4Sr0.95Ca (BO2N) 2:0.05Eu 2+稱取 Li 2C03、SrCO3、CaC03、BN 和 Eu2O3,它們之間的摩爾比為2:0.95:1:2:0.025，充分研磨混合均勻后，放置剛玉坩禍中，再放入高溫爐中于CO氣氛下在1350°C焙燒2小時，后冷卻到室溫，得到氮氧化物黃色熒光粉。
[0031]本實施例的熒光粉激發(fā)譜為一寬譜，覆蓋了紫外和紫光區(qū)域，激發(fā)峰位于370nm附近，光譜峰值高，說明本實施例的熒光粉可以被紫外和紫光芯片有效激發(fā)。當發(fā)射光譜的激發(fā)波長為370nm，從圖5中可以看出，本實施例的熒光粉的發(fā)射為二價銪的寬帶黃光發(fā)射，發(fā)射峰位于580nm附近，說明本實施例的熒光粉適合做紫外和紫光激發(fā)的黃色熒光粉。
[0032]實施例5
[0033]按照Li4Sra9Ca(BO2N)2:0.IEu 2+稱取 Li 2C03、SrC03、CaC03、BN 和 Eu2O3,它們之間的摩爾比為2:0.9:1:2:0.05，充分研磨混合均勻后，放置剛玉坩禍中，再放入高溫爐中于5% H2+95% N2 (體積比)的氮氫混合氣氛下在1350°C焙燒2小時，后冷卻到室溫，得到氮氧化物黃色熒光粉。
[0034]本實施例的熒光粉激發(fā)譜為一寬譜，覆蓋了紫外和紫光區(qū)域，激發(fā)峰位于370nm附近，光譜峰值高，說明本實施例的熒光粉可以被紫外和紫光芯片有效激發(fā)。當發(fā)射光譜的激發(fā)波長為370nm，從圖6中可以看出，本實施例的熒光粉的發(fā)射為二價銪的寬帶黃光發(fā)射，發(fā)射峰位于582nm附近，說明本實施例的熒光粉適合做紫外和紫光激發(fā)的黃色熒光粉。
[0035]上述實施例用來解釋說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)，對本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種白光LED用氮氧化物黃色熒光粉，其特征在于，該熒光粉具有如下化學表示式:Li4Sra x)Ca(B02N)2:xEu2+，其中，X 為 0.0Ol ?0.10。2.一種如權(quán)利要求1所述的白光LED用氮氧化物黃色熒光粉的制備方法，其特征在于包括如下步驟: 按化學式Li4Sru x)Ca(BO2N)2=XEu 2+的化學計量比稱取相應(yīng)的原料，所述原料分別為碳酸鋰、碳酸鍶、碳酸鈣、氮化硼和氧化銪；研磨混勻得到混合物；將該混合物裝入坩禍，在高溫爐內(nèi)于還原氣氛和1200?1350°C條件下燒結(jié)3?7小時，后冷卻到室溫得到所述氮氧化物黃色熒光粉。3.如權(quán)利要求2所述的白光LED用氮氧化物黃色熒光粉的制備方法，其特征在于:所述原料優(yōu)選摩爾比的比例為 Li2C03:SrC03:CaC03:BN:Eu 203= 2: (0.999 ?0.9):1:2:(0.0005 ?0.05) ο4.如權(quán)利要求2所述的白光LED用氮氧化物黃色熒光粉的制備方法，其特征在于:所述還原氣氛為氮氫混合氣或CO氣氛。
【專利摘要】本發(fā)明涉及稀土發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域。一種白光LED用氮氧化物黃色熒光粉，該熒光粉具有如下化學表示式：Li4Sr(1-x)Ca(BO2N)2：xEu2+，其中，x為0.001～0.10。該熒光粉分散性好、顆粒度均勻、化學穩(wěn)定性好和發(fā)光效率高，其激發(fā)帶覆蓋紫外和藍光區(qū)域，能作為白光LED用黃色熒光粉。
【IPC分類】C09K11/63
【公開號】CN105131944
【申請?zhí)枴緾N201510582905
【發(fā)明人】鄧德剛, 徐時清, 王煥平, 黃立輝, 華有杰, 柴文祥, 戴劍, 黃君
【申請人】中國計量學院
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年9月14日