一种led用蓝光发射的磷灰石结构荧光粉及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及发光材料技术领域，具体地，本发明涉及一种LED用蓝光发射的磷灰石结构荧光粉及其制备方法。
【背景技术】
[0002]1996年用YAG黄光荧光粉和蓝光Ga(In)N封装得到白光发光二极管(LED)后，白光LED的发展受到许多研宄者的高度关注。在实现白光LED的各种方法中，荧光粉转换法(phosphor converted w_LED，pc-LED)是已经得到应用并且具有潜力的方法。pc-LED的发光原理是:在低压直流电的激发下，Ga(In)N芯片发射蓝光(?460nm)或近紫外光(?395nm)，激发涂覆在芯片上面的荧光粉发射出可见光，并混合组成白光。用Ga(In)N基蓝光发光二极管和发射黄光的YAG:Ce3+制成的白光二极管，目前已经商品化并成功应用于人们的实际生活中。这种方法实现的白光LED具有成本低和容易生产的优点，但是光效较低，且发光的均匀度不好，光谱成分中缺少红光，造成色温偏高，因此需寻求新的荧光粉来满足白光LED应用是十分必要的。
【发明内容】
[0003]本发明目的之一是提供一种发光强度高、激发和发射范围较宽的白光LED用可激发蓝色光的荧光材料Ba3_xNaLn (PO4)3F:xEu2+，其中Ln为稀土金属元素Y、Gd中的一种，x为掺入Eu2+的摩尔百分比，0.005彡X彡0.3。
[0004]本发明的另一目的是提供制备上述白光LED用蓝色发光材料的制备方法。该制备方法简单、易于操作、设备成本低且无污染。
[0005]本发明所提供的荧光材料Ba3_xNaLn (PO4) 3F:xEu2+的制备方法包括:
[0006]I)按通式Ba3_xNaLn(PO4)3F:xEu2+化学计量比称取碳酸钡、磷酸氢二铵、氧化钇、氧化钆、氧化铕、氟源以及钠源，并充分研细混匀；
[0007]2)将步骤I)得到的混合体置入坩祸，在还原气氛的高温炉中于1000°C?1300°C温度下煅烧2小时?10小时，从而得到烧成的烧结体；
[0008]3)将步骤2)得到的烧结体研磨成为粉末。
[0009]上述的一种用于LED的蓝光荧光粉是一种具有良好发光特性、稳定性光转换材料，其激发光谱在紫外和紫光波段有较宽的强激发，并可与紫外芯片及红色荧光粉组装成白光LED器件。同时，本发明提供的荧光体制备方法简单、易于操作、无污染，制备的荧光粉纯度高。
【附图说明】
[0010]图1 (a)和(b)分别是实施例1所制备的荧光材料Ba2.995NaY (PO4)3F:0.005Eu2+及实施例 2 所制备的 Ba2.97NaY (PO4)3F:0.03Eu2+的粉末 X 射线衍射(XRD)图。Ba 3NaY (PO4)3F标准物质的XRD图也给出在图1中作为参考。
[0011]图2为实施例1所制备的荧光材料Ba2.97NaY(PO4)3F:0.03Eu2+的激发光谱(监测光谱Xem为501nm))和发射光谱(激发光谱λ 6!￡为365nm)曲线不意图。
[0012]图3为实施例2所制备的荧光材料Ba2.97NaGd (PO4)3F:0.03Eu2+的激发光谱(监测光谱Aem为503nm))和发射光谱(激发光谱λ 6!￡为365nm)曲线示意图。
【具体实施方式】
[0013]参考以下具体实施例进一步详细描述本发明，但是本发明的保护范围不限于以下具体实施例。
[0014]实施例1:材料组成为 Ba2.995NaY(P04)3F:0.005Eu2+
[0015]按Ba2.995NaY(P04)3F:0.005Eu2+中各元素计量比，准确称取 1.0OOgBaCO 3，0.089gNa2C03，0.191gY203，0.670g(NH4)2ΗΡ04，0.048gNH4HF2，0.002gEu203，高纯度粉末原料，置于玛瑙研钵中研磨30分钟左右，使原料充分混合均匀。将混合原料转移到氧化铝坩祸中，加并把刚玉小坩祸嵌套在装有碳粉的大坩祸中，加盖置于高温反应炉中于1080°C烧结5小时，自然冷却后取出，再次研磨15分钟左右，即得单一相Ba2.995NaY (PO4)3F:0.005Eu2+荧光粉。
[0016]实施例2:材料组成为 Ba2.985NaY (PO4)3F:0.015Eu2+
[0017]按Ba2.995NaY(P04)3F:0.005Eu2+中各元素计量比，准确称取 1.0OOgBaCO 3，0.090gNa2C03，0.192gY203，0.673g(NH4)2ΗΡ04，0.048gNH4HF2，0.005gEu203，高纯度粉末原料，置于玛瑙研钵中研磨30分钟左右，使原料充分混合均匀。将混合原料转移到氧化铝坩祸中，加并把刚玉小坩祸嵌套在装有碳粉的大坩祸中，加盖置于高温反应炉中于1080°C烧结5小时，自然冷却后取出，再次研磨15分钟左右，即得单一相Ba2.985NaY (PO4)3F:0.015Eu2+荧光粉。
[0018]实施例3:材料组成为 Ba2.85NaY (PO4)3F:0.15Eu2+
[0019]按Ba2.995NaY(P04)3F:0.005Eu2+中各元素计量比，准确称取 1.0OOgBaCO 3，0.094gNa2C03，0.201gY203，0.704g(NH4)2ΗΡ04，0.051gNH4HF2，0.047gEu203，高纯度粉末原料，置于玛瑙研钵中研磨30分钟左右，使原料充分混合均匀。将混合原料转移到氧化铝坩祸中，加并把刚玉小坩祸嵌套在装有碳粉的大坩祸中，加盖置于高温反应炉中于1080°C烧结5小时，自然冷却后取出，再次研磨15分钟左右，即得单一相Ba2.985NaY(PO4)3F:0.15Eu2+焚光粉。
[0020]实施例4:材料组成为 Ba2.985NaGd (PO4)3F:0.015Eu2+
[0021]按Ba2.995NaGd(P04)3F:0.005Eu2+中各元素计量比，准确称取 1.0OOgBaCO 3，0.090gNa2C03,0.308gGd203，0.673g (NH4) 2ΗΡ04，0.048gNH4HF2,0.005gEu203,高纯度粉末原料，置于玛瑙研钵中研磨30分钟左右，使原料充分混合均匀。将混合原料转移到氧化铝坩祸中，加并把刚玉小坩祸嵌套在装有碳粉的大坩祸中，加盖置于高温反应炉中于1080°C烧结5小时，自然冷却后取出，再次研磨15分钟左右，即得单一相Ba2.995NaGd(PO4)3F:0.005Eu2+荧光粉。
[0022]实施例5:材料组成为 Ba2.9QNaGd (PO4) 3F:0.1OEu2+
[0023]按Ba2.995NaGd(P04)3F:0.005Eu2+中各元素计量比，准确称取 1.0OOgBaCO 3，
0.093gNa2C03，0.317gGd203，0.692g (NH4) 2ΗΡ04，0.050gNH4HF2，0.031gEu203，高纯度粉末原料，置于玛瑙研钵中研磨30分钟左右，使原料充分混合均匀。将混合原料转移到氧化铝坩祸中，加并把刚玉小坩祸嵌套在装有碳粉的大坩祸中，加盖置于高温反应炉中于1080°C烧结5小时，自然冷却后取出，再次研磨15分钟左右，即得单一相Ba2.995NaGd(PO4)3F:0.005Eu2+荧光粉。
【主权项】
1.一种白光LED用可激发蓝光的荧光材料，其特征在于，该荧光材料的化学组成式为Ba3_xNaLn (PO4) 3F:xEu2+，其中Ln为稀土金属Y、Gd中的一种，x为掺入的Eu2+摩尔百分比，0.005 各Ξ X 各Ξ 0.3。
2.一种制备权利要求1所述的白光LED用可激发蓝光的荧光材料的方法，包括: 1)按化学组成式Ba3_xNaLn(PO4)3F:xEu2+化学计量比称取碳酸钡、磷酸氢二铵、氧化镧、氧化钆、氧化铕、氟源以及钠源，并充分研细混匀； 2)将步骤I)得到的混合体置入坩祸，在还原气氛的高温炉中于1000°C?1300°C温度下煅烧2小时?10小时，从而得到烧成的烧结体； 3)将步骤2)得到的烧结体研磨成为粉末。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述钠源是碳酸钡、氢氧化钡或氧化钡中的一种或多种。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述钠源是碳酸钠、氢氧化钠或碳酸氢钠中的一种或多种。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述氟源是氟化铵、或氟化氢铵中的一种或多种。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，通过在高温炉中放置固体碳，使得高温炉内处于还原气氛下。
【专利摘要】本发明涉及一种白光LED用可激发蓝光的荧光材料及其制备方法。所述荧光材料的化学组成式为Ba3-xNaLn(PO4)3F:xEu2+(其中Ln为Y、Gd中的一种，0.005≤x≤0.3)，其可以通过氧化物经高温煅烧合成制得。本发明的荧光材料能有效吸收250～450nm的近紫外光，并可与紫外芯片及红色荧光粉组装成白光LED器件。
【IPC分类】C09K11-86
【公开号】CN104774617
【申请号】CN201510188075
【发明人】廖立兵, 刘海坤, 梅乐夫, 郭庆丰
【申请人】中国地质大学（北京）
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年4月21日