一种白光led用卤磷酸盐蓝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用卤磷酸盐蓝色荧光粉及其制造方法。
【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]目前出现了各种各样的白光LED制备方法，其中蓝光LED芯片与黄色荧光材料组合、蓝光LED芯片与红色和色荧光材料组合、紫光LED芯片与三基色荧光材料组合这三种方法以价格低、制备简单成为制备白光LED的主要方法。蓝光LED芯片与黄色荧光材料组合是研宄最早也是最成熟的方法，制备的白光LED发光效率已经远远超过白炽灯，但是显色指数低，色温高，不能作为室内照明使用。为了提高白光LED的显色性，各国科学家研发了蓝光LED芯片与红、色荧光材料组合和紫光LED芯片与红、、蓝三基色荧光材料组合另外两种实现白光LED的方法。
[0004]目前InGaN芯片的发射波长已经移至近紫外区域，能为荧光粉提供更高的激发能量，进一步提高白光LED的光强。由于紫外光不可见，紫外激发白光LED的颜色只能由荧光粉决定，因此颜色稳定，显色指数高，使用近紫外InGaN芯片和蓝、黄荧光粉或者与三基色荧光粉组合来实现白光的方案成为目前白光LED行业发展的重点。蓝色荧光粉是该方案中不可缺少的成分。
[0005]LED用蓝色荧光粉主要分为几大体系:硫化物荧光粉、铝酸盐荧光粉、硅酸盐荧光粉、磷酸盐荧光粉和硅基氮(氧)化物荧光粉。硫化物蓝色荧光粉如CaLaGa3S6O:Eu2+。铝酸盐蓝色荧光粉如BaMgAl1(l017:Eu 2+。硅酸盐蓝色荧光粉如:MSi04:Eu 2+(M = Ca、Sr、Ba)、Y2Si05:Ce 3+、SrAl2Si2O8-Eu 2+、M3MgSi2O8-Eu 2+(M = Ba、Sr)等。磷酸盐荧光粉如 LiSrPO4:Eu2+、KSrP04:Eu 2+和 SrMg 2 (PO4)2:Eu 2+等。娃基氮(氧)化物蓝色焚光粉如 BaSi 2O2N2:Eu 2+、Ca2Si5N8-Ce 3+和 Ba 2Si5N8:Ce 3+等。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种白光LED用卤磷酸盐蓝色荧光粉及其制备方法。
[0007]为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是:其白光LED用卤磷酸盐蓝色荧光粉具有如下化学表示式:Na2Ba6_xGd2 (PO4) 6C12:xEu 2+，式中，x为0.001?0.10。
[0008]本发明卤磷酸盐蓝色荧光粉的制备方法包括如下步骤:
[0009]按化学式Na2Ba6_xGd2 (PO4) 6C12:xEu 2+的化学计量比称取相应的原料，所述原料分别为氯化钠、碳酸钡、氧化钆、磷酸二氢铵和氧化铕，其中X为0.001?0.1 ;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1150?1250°C条件下烧结3?7小时，后冷却到室温得到所述卤磷酸盐蓝色荧光粉。
[0010]进一步地，本发明所述还原气氛为氮氢混合气或CO气氛。
[0011]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0012](I)本发明的荧光粉以卤磷酸盐为基质材料，具有化学稳定性和热稳定性良好，原料价廉、易得，烧结温度低等优点。相比硫化物蓝色荧光粉，本发明热稳定性好。相比铝酸盐蓝色荧光粉，本发明制备温度比铝酸盐低，颗粒比铝酸盐细，发光亮度高和发光效率高。相比硅酸盐蓝色荧光粉，本发明颗粒粒度均匀，烧结温度低。相比硅基氮(氧)化物蓝色荧光粉，本发明烧结温度低，合成工艺简单及原料价廉易得。
[0013](2)本发明相比其他磷酸盐蓝色荧光粉(如LiSrP04:Eu2+、KSrP04:Eu2+)，避免用分解温度高、暴露空气中易潮解的碱金属碳酸盐。
【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(监控波长480纳米)；
[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(激发波长470纳米)；
[0016]图3是本发明提供的实施例1制备的荧光粉体XRD图谱和Na2Ba6Eu2(PO4)6Cl2CJCPDF 29-1172)标准图谱；
[0017]图4是本发明提供的实施例1制备的荧光粉体TEM图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和实施例对本专利做进一步的解释。
[0019]实施例1:
[0020]一种白光LED用卤磷酸盐蓝色荧光粉，按照Na2Ba5.995Gd2 (PO4) 6C12:0.005Eu 2+称取NaCl'BaCO3'Gd2O3'NH3H2PO4和 Eu 203，它们之间的摩尔比为 2:5.995:1:6:0.0025，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1150°C焙烧3小时，后冷却到室温，得到卤磷酸盐蓝色荧光粉。
[0021]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、紫光和蓝光区，激发峰位于370nm附近，说明本实施例的荧光粉可以被蓝光或者紫光芯片有效激发。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470nm附近，说明本实施例的荧光粉适合做紫外、紫光或蓝光激发的蓝色荧光粉。从图3中可以看出，本实施例的粉体X射线衍射峰与Na2Ba6Eu2 (P04)6C12(JCPDF 29-1172)标准图谱吻合较好，说明本实施例的粉体物相较纯。从图4中可以看出，本实施例的粉体粒径在10微米左右，具有较好的分散性。
[0022]实施例2:
[0023]一种白光LED用卤磷酸盐蓝色荧光粉，按照Na2Ba5.999Gd2 (PO4) 6C12:0.0OlEu 2+，称取NaCl'BaCO3'Gd2O3'NH3H2PO4和 Eu 203，它们之间的摩尔比为 2:5.999:1:6:0.0005，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1250°C焙烧7小时，后冷却到室温，得到卤磷酸盐蓝色荧光粉。
[0024]本实施例的荧光粉激发谱为一宽谱，覆盖了紫外、紫光和蓝光区，激发峰位于370nm附近，说明本实施例的荧光粉可以被蓝光或者紫光芯片有效激发。当发射光谱的激发波长为370nm，本实施的荧光粉的发射为二价铕的宽带蓝光发射，发射峰位于475nm附近，说明本实施例的荧光粉适合做紫外、紫光或蓝光激发的蓝色荧光粉。本实施例的粉体粒径在15微米左右，具有较好的分散性。
[0025]实施例3:
[0026]—种白光LED用卤磷酸盐蓝色荧光粉，按照Na2Ba5.99Gd2 (PO4)6Cl2:0.0lEu2+称取NaCl'BaCO3'Gd2O3'NH3H2PO4和 Eu 203，它们之间的摩尔比为 2:5.99:1:6:0.005，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1150 °C焙烧7小时，后冷却到室温，得到卤磷酸盐蓝色荧光粉。
[0027]本实施例的荧光粉激发谱为一宽谱，覆盖了紫外、紫光和蓝光区，激发峰位于370nm附近，说明本实施例的荧光粉可以被蓝光或者紫光芯片有效激发。当发射光谱的激发波长为370nm，本实施的荧光粉的发射为二价铕的宽带蓝光发射，发射峰位于478nm附近，说明本实施例的荧光粉适合做紫外、紫光或蓝光激发的蓝色荧光粉。本实施例的粉体粒径在10微米左右，具有较好的分散性。
[0028]实施例4:
[0029]一种白光LED用卤磷酸盐蓝色荧光粉，按照Na2Ba5.95Gd2(P04)6Cl2:0.05Eu2+称取NaCl'BaCO3'Gd2O3'NH3H2PO4和 Eu 203，它们之间的摩尔比为 2:5.95:1:6:0.025，充分研磨混合均匀后，放置刚玉坩祸中，再放入高温炉中于5% H2+95% N2(体积比)的氮氢混合气氛下在1200°C焙烧2小时，后冷却到室温，得到卤磷酸盐蓝色荧光粉。
[0030]本实施例的荧光粉激发谱为一宽谱，覆盖了紫外、紫光和蓝光区，激发峰位于370nm附近，说明本实施例的荧光粉可以被蓝光或者紫光芯片有效激发。当发射光谱的激发波长为370nm，本实施的荧光粉的发射为二价铕的宽带蓝光发射，发射峰位于480nm附近，说明本实施例的荧光粉适合做紫外、紫光或蓝光激发的蓝色荧光粉。本实施例的粉体粒径在12微米左右，具有较好的分散性。
[0031]实施例5:
[0032]一种白光LED用卤磷酸盐蓝色荧光粉，按照Na2Ba5.9Gd2 (PO4)6Cl2:0.1Eu2+称取NaCl'BaCO3'Gd2O3'NH3H2PO4和Eu 203，它们之间的摩尔比为2:5.9:1:6:0.05，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1250°C焙烧3小时，后冷却到室温，得到卤磷酸盐蓝色荧光粉。
[0033]本实施例的荧光粉激发谱为一宽谱，覆盖了紫外、紫光和蓝光区，激发峰位于370nm附近，说明本实施例的荧光粉可以被蓝光或者紫光芯片有效激发。当发射光谱的激发波长为370nm，本实施的荧光粉的发射为二价铕的宽带蓝光发射，发射峰位于480nm附近，说明本实施例的荧光粉适合做紫外、紫光或蓝光激发的蓝色荧光粉。本实施例的粉体粒径在15微米左右，具有较好的分散性。
[0034]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用卤磷酸盐蓝色荧光粉，其特征在于，该荧光粉具有如下化学表示式:Na2Ba6_xGd2 (P04)6C12:xEu 2+，其中，x 为 0.001 ?0.1。2.一种权利要求1所述的卤磷酸盐蓝色荧光粉的制备方法，其特征在于包括如下步骤: 按化学式Na2Ba6_xGd2 (PO4) 6C12:xEu 2+的化学计量比称取相应的原料，所述原料分别为氯化钠、碳酸钡、氧化钆、磷酸二氢铵和氧化铕，其中X为0.001?0.1 ;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1150?1250°C条件下烧结3?7小时，后冷却到室温得到所述卤磷酸盐蓝色荧光粉。3.如权利要求2所述的卤磷酸盐蓝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】本发明公开了一种白光LED用卤磷酸盐蓝色荧光粉及其制备方法。该荧光粉的化学表达式为：Na2Ba6-xGd2(PO4)6Cl2：xEu2+，式中，x＝0.001～0.1。其制备方法是按上述化学式的化学计量比称取相应的原料氯化钠、碳酸钡、氧化钆、磷酸二氢铵和氧化铕，后将各原料研磨混匀得到混合物，将该混合物装入坩埚，在高温炉内于还原气氛和1150～1250℃条件下烧结3～7小时，后冷却到室温得到所述卤磷酸盐蓝色荧光粉。所得蓝色荧光粉在紫外和紫光芯片激发下发射蓝光，发射峰值位于480nm附近。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紫光区域，适合作为紫外LED用蓝色荧光粉。
【IPC分类】C09K11/86
【公开号】CN104927865
【申请号】CN201510298979
【发明人】邓德刚, 戴剑, 黄君, 徐时清, 王焕平, 华有杰, 黄立辉, 李晨霞
【申请人】中国计量学院
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月3日