黄色荧光粉及其制备方法和使用该荧光粉的发光器件的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种黄色荧光粉、其制备方法及由该荧光粉制成的发光器件。该荧光粉的化学式为AxZyCe3-x-yEmD5-mO12，其中A为La、Y、Lu和Tb中的一种或一种以上元素，Z为Zn、Mg、Ca、Sr和Ba中的一种或一种以上元素，E为Al、In和Ga中的一种或一种以上元素，D为Si和Ge的一种或两种，0<x<3，0<y≤0.2，x+y<3，4.8≤m<5，y+m=5。本发明的黄色荧光粉制作成本低、工艺简单，并且发光强度较高。
【专利说明】黄色荧光粉及其制备方法和使用该荧光粉的发光器件
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种黄色荧光粉，本发明还涉及该荧光粉的制备方法和该荧光粉制成的发光器件，为无机发光材料【技术领域】。
【背景技术】
[0002]LED (Light emitting d1de)是一种能将电能转化为光能的半导体器件。由于白光LED具有高效、节能、环保、结构坚固、使用寿命长及响应时间短等优点，目前已广泛应用于指示、背光源及照明领域。常见的白光LED多依靠荧光粉转换实现白光输出，较为普遍的方式包括以下两种:
[0003]①三基色荧光粉转换LED。利用紫外光(UV) LED激发一组可被紫外光有效激发而发出红、绿、蓝三种颜色的荧光粉。该白光LED的特点为光源器件中光谱的可见光部分完全由荧光粉产生。不过，此类白光LED的电光转化效率较低；精确地混合粉体较困难；封装材料在紫外光照射下容易老化，寿命较短；存在紫外线泄露的隐患；高效的、能发出紫外线的LED芯片不易制备。
[0004]②蓝光芯片激发黄色荧光粉。该类型的白光LED中，芯片发出的蓝色光激发了黄色荧光粉得到黄色光，未被吸收的蓝光和黄光复合得到白光。该类型的白光LED是实用化程度最普遍的白光LED，所使用的黄色荧光粉的主要成分为YAG:Ce (Y3Al5O12 = Ce3+)。
[0005]YAGiCe的发光性质早在1967年出版的非专利文献一《彩电飞点阴极射线管用黄色突光粉 Y3Al5O12: Ce3+》(A new phosphor for flying spot cathode ray tubes forcolor televis1n: ye I low emitting Y3Al5O12: Ce3+, Applied Physics Letters, Volumel I,Issue2,1967) 一文里已有报道。1996年，日亚化学公司申请了使用YAG: Ce黄色荧光粉结合蓝光芯片获得白光的美国专利US5998925，之后日亚化学公司在美国专利US6069440专利中，公开了通过GcUSm及Lu等稀土元素部分取代Y，或使用Ga部分取代Al，可使得YAG:Ce的发射光谱在530-570nm之间变化。非专利文献二《Ca和Si共掺杂对Y3Al5O12: Ce3+结构和发光性能的影响》(Effect of the Co-substitut1n of Ca2+and Si4+on the Structureand Luminescence Properties of Y3Al5O12:Ce3+, Advanced Materials Research,Vol.233-235,2011)中报道了采用Ca与Si共掺杂可实现对YAG:Ce发射光谱的调控，但其发光强度明显下降；非专利文献三《Si取代对Y3Al5O12 = Ce3+温度特性的影响》(Influenceof Si4+substitut1n on the temperature-dependent characteristics of Y3Al5O12:Ce3+,Chinese.Physics.B, Vol.20,2011)报道了使用Si取代Al后，可使YAG:Ce的发射光谱向蓝光方向移动，但Si单独取代Al会造成化学式的电荷不平衡，使得荧光粉的结构中产生大量用来平衡电荷的缺陷，最终使得YAG:Ce的发光强度明显降低；非专利文献四《喷雾热解法制备的 Y3Al^2y(Mg, Si)y012:Ce3+ 的发光性质》(Luminescence Characteristicsof Y3Al5-2y (Mg? Si)y012:Ce3+ Phosphor Prepared by Spray Pyrolysis, Journal of TheElectrochemical Society, Vol.157, 2010) 一文中指出，当 Mg 和 Si 同时取代 Al 时，可使得YAG = Ce的发射光谱向红光方向移动；非专利文献五《Sr2+对白光LED用荧光粉YAG = Ce3+的增红研究》(发光学报，2011年11期)报道了 Sr取代Y，可使得YAG:Ce的发射光谱向红光方向移动，但Sr单独取代Y会造成化学式的电荷不平衡，使得荧光粉的结构中产生大量用来平衡电荷的缺陷，最终使得YAG:Ce的发光强度明显降低。
[0006]YAG: Ce通常采用一次还原烧成工艺。即依据YAG: Ce的组成进行配料，混合均匀后在高温炉内、还原气氛下烧结而成，之后将烧结好的荧光粉破碎、清洗及分级后即可使用。上述后处理工艺会使得YAG:Ce的表面缺陷较多，导致荧光粉的发光强度下降。
[0007]总之，YAGiCe是一种性能优良黄色荧光粉，但YAG = Ce的发射光谱中缺乏绿光成分，而通过适当的方法调控YAG:Ce的发射光谱，使得在YAG:Ce的发光强度降低较小的情况下、其发射光谱中能包含更多的绿光成分，同时通过改进生产工艺，提高荧光粉的亮度，则用YAG = Ce制造的白光LED的光效有进一步提升的可能性。
【发明内容】
[0008]本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种发光强度高的黄色荧光粉。
[0009]本发明所要解决的又一个技术问题是提供一种发光强度高的黄色荧光粉的制备方法。
[0010]本发明所要解决的又一个技术问题是提供一种发光强度高的黄色荧光粉制成的发光器件。
[0011]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种黄色荧光粉，其特征在于:其化学式为AxZyCe3_x_yEmD5_m012，其中A为La、Y、Lu和Tb中的一种或一种以上元素，Z为Zn、Mg、Ca、Sr和Ba中的一种或一种以上兀素，E为Al、In和Ga中的一种或一种以上兀素，D为Si 和 Ge 的一种或两种，0〈x〈3, x+y<3,4.8 ^ m<5, y+m=5。
[0012]所述化学式中，0〈y彡0.2。
[0013]所述化学式表示物质由化学组成为A3Al5O12与Z3Al2D3O12两者形成的固溶体系。
[0014]所述化学式表示物质为Ce3+激活的Y3Al5O12与Ce3+激活的Sr3Al2Si3O12形成的有限固溶体，其中，Ce3+激活的Y3Al5O12与Ce3+激活的Sr3Al2Si3O12的摩尔比范围是大于10而小于300。
[0015]所述化学式表示物质的平均粒径为I?100 μ m。
[0016]所述化学式表示物质在紫外线、可见光及电子射线中的任何一种光的激发下的荧光范围为500?600nm。
[0017]一种黄色荧光粉的制备方法，其特征在于包括如下步骤:
[0018]根据化学式按照化学计量比称取含有A、Z、E、D及Ce元素的氧化物、碳酸盐、或氢氧化物作为原料，混合均匀后于1000?1600°C下烧结2?10h，选择粉碎、分级和酸处理方法中的一种或多种方法处理烧结后的粉体，以调整粉体的平均粒径至I?100 μ m，用蒸馏水洗涤至中性；之后于1000?1400°C下还原2?10h，即得到黄色荧光粉。
[0019]—种由黄色突光粉制成的发光器件，其特征在于:包括上述黄色突光粉及发光光源，所述发光光源为能发出300?490nm波长光的发光二极管、激光二极管或有机EL发光兀件，发光器件的色温大于6000K,显色指数大于75。
[0020]一种由黄色荧光粉制成的发光器件，其特征在于:还包含有其他荧光粉，发光器件的色温小于4800K，显色指数大于85。
[0021]—种由黄色突光粉制成的发光器件,其特征在于所述其他突光粉为下列突光粉中的一种或一种以上:(Ca，Sr，Ba)2Si5N8:Eu、(Ca, Sr)AlSiN3:Eu、β -SiA10N:Eu, (Ba, Sr)Y2Si2Al2O2N5:Eu、Ca2AlSi3O2N5:Eu、Ba3Si6O12N2:Eu、(Ca, Sr, Ba) Si2O2N2: Eu> Li2Ca2Si2O7:Eu、Cs2MgSi5O12:Eu、(Ca, Sr, Ba)2Si04:Eu> (Ca, Sr, Ba)2MgSi207:Eu> (Ca, Sr, Ba)3MgSi208:Eu>BaSi2O5:Eu> Ba2Zn3Si3O11:Eu、(Ca, Sr, Ba) 2Al2Si07:Eu> CaZrSi2O7:Eu> (Ca, Sr, Ba) Al2O4:Eu、Sr4Al14O25:Eu、Lu3Al5O12: Ce、Ca3Sc2Si3O12: Ce、SrAl2B2O7: Eu、Sr2B2O5:Eu> Ca2Al3O6F: Eu、Na2SiF6: Mn。
[0022]与现有技术相比，本发明的优点在于:黄色荧光粉所用稀土用量明显减少，可降低制作成本；本黄色荧光粉为固溶体荧光粉，其结构克服了因非平衡取代而引起的缺陷，使得本黄色荧光粉的发光强度较高；最后，通过改进黄色荧光粉的合成工艺，进一步提高了其发光强度。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为比较例I黄色荧光粉的激发和发射光谱；
[0024]图2为比较例I黄色荧光粉的X射线衍射光谱；
[0025]图3为比较例2黄色荧光粉的激发和发射光谱；
[0026]图4为实施例1黄色荧光粉的激发和发射光谱；
[0027]图5为实施例2黄色荧光粉的激发和发射光谱；
[0028]图6为实施例3黄色荧光粉的激发和发射光谱；
[0029]图7为实施例3黄色荧光粉的X射线衍射光谱；
[0030]图8为实施例4黄色荧光粉的激发和发射光谱；
[0031]图9为实施例5黄色荧光粉的激发和发射光谱；
[0032]图10为实施例5黄色荧光粉的X射线衍射光谱；
[0033]图11为实施例6黄色荧光粉的激发和发射光谱；
[0034]图12为实施例7黄色荧光粉的激发和发射光谱；
[0035]图13为实施例8黄色荧光粉的激发和发射光谱；
[0036]图14为实施例9黄色荧光粉的激发和发射光谱；
[0037]图15为实施例9黄色荧光粉的X射线衍射光谱；
[0038]图16为实施例14发光器件结构示意图；
[0039]图17为实施例14发光器件的光谱图；
[0040]图18为实施例15发光器件结构示意图；
[0041]图19为实施例15发光器件的光谱图；
[0042]图20为实施例21黄色荧光粉的激发和发射光谱。
【具体实施方式】
[0043]以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0044]比较例I荧光粉的化学式为Y2.91CeQ.Q9Al5012
[0045]原料为Y2O3 (分析纯)、CeO2 (分析纯)和Al2O3 (分析纯)。摩尔比是1.455:0.09:2.5，将原料研磨混匀后置于氧化铝(也可为氧化锆或氮化硼)容器中，在1550°C的温度下烧结4小时，烧结气氛为氮气氢气混合气(也可以为氢气、氨气和一氧化碳中的一种或多种)，把烧结后的粉体从容器中取出，选择粉碎、分级并用摩尔浓度为3摩尔每升的盐酸(也可选用硫酸、硝酸、磷酸、氢氟酸和有机酸的纯净物或混合物)处理，将所合成荧光粉的平均粒径调整到15 μ m，之后将荧光粉用蒸馏水反复洗涤至中性，然后再将荧光粉放到氧化铝容器中，1400°C的温度下还原4小时，还原气氛为氢气(也可为氢气氮气混合气、氨气和一氧化碳中的一种或多种)，即可得到所需的荧光粉。图1为制得的黄色荧光粉的激发和发射光谱；图2为黄色荧光粉的X射线衍射光谱。
[0046]比较例2 荧光粉的化学式为 Y2.89Ce0.09Sr0.02Al4.98Si0.02O12
[0047]原料为Y2O3 (分析纯)、Ce02 (分析纯)、SrCO3 (分析纯)、Al2O3 (分析纯)和S12 (分析纯)。摩尔比是1.445:0.09:0.02:2.49:0.02，将原料研磨混匀后置于氧化铝容器中，在1550°C的温度下烧结4小时，烧结气氛为氮气氢气混合气，把烧结后的粉体从容器中取出，选择粉碎、分级并用摩尔浓度为3摩尔每升的盐酸处理，即可得到所需的荧光粉。此实施例中Ce3+激活的Y3Al5O12与Ce3+激活的Sr3Al2Si3O12的摩尔比大约为144.5，图3为比较例2黄色荧光粉的激发和发射光谱。
[0048]实施例1 突光粉的化学式为 Y2^Ceaci9SracilAl499SiatllO12
[0049]原料为Y2O3 (分析纯)、Ce02 (分析纯)、SrCO3 (分析纯)、Al2O3 (分析纯)和S12 (分析纯)。摩尔比是1.45:0.09:0.01:2.495:0.01，将原料研磨混匀后置于氧化铝容器中，在1550°C的温度下烧结4小时，烧结气氛为氮气氢气混合气，把烧结后的粉体从容器中取出，选择粉碎、分级并用摩尔浓度为3摩尔每升的盐酸处理，将所合成荧光粉的平均粒径调整到15 μ m，之后将荧光粉用蒸馏水反复洗涤至中性，然后再将荧光粉放到氧化铝容器中，1400°C的温度下还原4小时，还原气氛为氢气，即可得到所需的荧光粉。此实施例中Ce3+激活的Y3Al5O12与Ce3+激活的Sr3Al2Si3O12的摩尔比大约为290，图4为得到的黄色荧光粉的激发和发射光谱。
[0050]实施例2 突光粉的化学式为 Y2.SgCe0.09Sr0.02Al4.98Si0.02012
[0051]原料为Y2O3 (分析纯)、Ce02 (分析纯)、SrCO3 (分析纯)、Al2O3 (分析纯)和S12 (分析纯)。摩尔比是1.445:0.09:0.02:2.49:0.02，将原料研磨混匀后置于氧化锆容器中，在1550°C的温度下烧结4小时，烧结气氛为氮气氢气混合气，把烧结后的粉体从容器中取出，选择粉碎、分级并用摩尔浓度为3摩尔每升的盐酸处理，将所合成荧光粉的平均粒径调整到15 μ m，之后将荧光粉用蒸馏水反复洗涤至中性，然后再将荧光粉放到氧化铝容器中，1350°C的温度下还原4小时，还原气氛为氢气，即可得到所需的荧光粉。此实施例中Ce3+激活的Y3Al5O12与Ce3+激活的Sr3Al2Si3O12的摩尔比大约为144.5，图5为黄色荧光粉的激发和发射光谱。由该图可看出，在化学成分与比较例2相同的情况下，通过二次还原的工艺，使得荧光粉的发光强度有明显提高。
[0052]实施例3 荧光粉的化学式为 Y2.88Ce0.09Sr0.03Al4.97Si0.03O12
[0053]原料为Y2O3 (分析纯)、Ce02 (分析纯)、SrCO3 (分析纯)、Al2O3 (分析纯)和S12 (分析纯)。摩尔比是1.44:0.09:0.03:2.485:0.03，将原料研磨混匀后置于氧化铝容器中，在1500°C的温度下烧结4小时，烧结气氛为氮气氢气混合气，把烧结后的粉体从容器中取出，选择粉碎、分级并用摩尔浓度为3摩尔每升的盐酸处理，将所合成荧光粉的平均粒径调整到15 μ m，之后将荧光粉用蒸馏水反复洗涤至中性，然后再将荧光粉放到氧化铝容器中，1400°C的温度下还原4小时，还原气氛为氢气，即可得到所需的荧光粉。此实施例中Ce3+激活的Y3Al5O12与Ce3+激活的Sr3Al2Si3O12的摩尔比大约为96，图6为得到的黄色荧光粉的激发和发射光谱；图7为黄色荧光粉的X射线衍射光谱。
[0054]实施例4 荧光粉的化学式为 Y2.86Ce0.09Sr0.05Al4.95Si0.05012
[0055]原料为Y2O3 (分析纯)、Ce02 (分析纯)、SrCO3 (分析纯)、Al2O3 (分析纯)和S12 (分析纯)。摩尔比是1.43:0.09:0.05:2.475:0.05，将原料研磨混匀后置于氧化锆容器中，在1490°C的温度下烧结4小时，烧结气氛为氮气氢气混合气，把烧结后的粉体从容器中取出，选择粉碎、分级并用摩尔浓度为3摩尔每升的盐酸处理，将所合成荧光粉的平均粒径调整到15 μ m，之后将荧光粉用蒸馏水反复洗涤至中性，然后再将荧光粉放到氧化铝容器中，1400°C的温度下还原4小时，还原气氛为氢气，即可得到所需的荧光粉。此实施例中Ce3+激活的Y3Al5O12与Ce3+激活的Sr3Al2Si3O12的摩尔比大约为57.2，图8为得到的黄色荧光粉的激发和发射光谱。
[0056]实施例5 突光粉的化学式为 Y2.84Ce0.09Sr0.07Al4.93Si0.07012
[0057]原料为Y2O3 (分析纯)、Ce02 (分析纯)、SrCO3 (分析纯)、Al2O3 (分析纯)和S12 (分析纯)。摩尔比是1.42:0.09:0.07:2.465:0.07，将原料研磨混匀后置于氧化锆容器中，在1480°C的温度下烧结4小时，烧结气氛为氮气氢气混合气，把烧结后的粉体从容器中取出，选择粉碎、分级并用摩尔浓度为3摩尔每升的盐酸处理，将所合成荧光粉的平均粒径调整到15μπι，之后将荧光粉用蒸馏水反复洗涤至中性，然后再将荧光粉放到氧化铝容器中，1350°C的温度下还原4小时，还原气氛为氢气，即可得到所需的荧光粉。此实施例中Ce3+激活的Y3Al5O12与Ce3+激活的Sr3Al2Si3O12的摩尔比大约为41，图9为得到的黄色荧光粉的激发和发射光谱；图10为得到的黄色荧光粉的X射线衍射光谱。
[0058]实施例6 突光粉的化学式为 Y2JCe0.09Sr0.09Al4.91Si0.09012
[0059]原料为Y2O3 (分析纯)、Ce02 (分析纯)、SrCO3 (分析纯)、Al2O3 (分析纯)和S12 (分析纯)。摩尔比是1.41:0.09:0.09:2.455:0.09，将原料研磨混匀后置于氧化锆容器中，在1480°C的温度下烧结4小时，烧结气氛为氮气氢气混合气，把烧结后的粉体从容器中取出，选择粉碎、分级并用摩尔浓度为3摩尔每升的盐酸处理，将所合成荧光粉的平均粒径调整到20 μ m，之后将荧光粉用蒸馏水反复洗涤至中性，然后再将荧光粉放到氧化铝容器中，1350°C的温度下还原4小时，还原气氛为氢气，即可得到所需的荧光粉。此实施例中Ce3+激活的Y3Al5O12与Ce3+激活的Sr3Al2Si3O12的摩尔比大约为31，图11为得到的黄色荧光粉的激发和发射光谱。
[0060]实施例7 突光粉的化学式为 Y2.79CeQ.09Sr0.12A14.88SiQ.12012
[0061]原料为Y2O3 (分析纯)、Ce02 (分析纯)、SrCO3 (分析纯)、Al2O3 (分析纯)和S12 (分析纯)。摩尔比是1.395:0.09:0.12:2.44:0.12，将原料研磨混匀后置于氧化锆容器中，在1470°C的温度下烧结4小时，烧结气氛为氮气氢气混合气，把烧结后的粉体从容器中取出，选择粉碎、分级并用摩尔浓度为3摩尔每升的盐酸处理，将所合成荧光粉的平均粒径调整到20 μ m，之后将荧光粉用蒸馏水反复洗涤至中性，然后再将荧光粉放到氧化铝容器中，1350°C的温度下还原4小时，还原气氛为氢气，即可得到所需的荧光粉。此实施例中Ce3+激活的Y3Al5O12与Ce3+激活的Sr3Al2Si3O12的摩尔比大约为23，图12为得到的黄色荧光粉的激发和发射光谱。
[0062]实施例8 荧光粉的化学式为 Y2.76Ce0.09Sr0.15A14.85Si0.15012
[0063]原料为Y2O3 (分析纯)、Ce02 (分析纯)、SrCO3 (分析纯)、Al2O3 (分析纯)和S12 (分析纯)。摩尔比是1.38:0.09:0.15:2.425:0.15，将原料研磨混匀后置于氧化锆容器中，在1460°C的温度下烧结4小时，烧结气氛为氮气氢气混合气，把烧结后的粉体从容器中取出，选择粉碎、分级并用摩尔浓度为3摩尔每升的盐酸处理，将所合成荧光粉的平均粒径调整到20 μ m，之后将荧光粉用蒸馏水反复洗涤至中性，然后再将荧光粉放到氧化铝容器中，1350°C的温度下还原4小时，还原气氛为氢气，即可得到所需的荧光粉。此实施例中Ce3+激活的Y3Al5O12与Ce3+激活的Sr3Al2Si3O12的摩尔比大约为18.4，图13为得到的黄色荧光粉的激发和发射光谱。
[0064]实施例9突光粉的化学式为Y2^iCeaci9Sra2Al48Sia2O12
[0065]原料为Y2O3 (分析纯)、Ce02 (分析纯)、SrCO3 (分析纯)、Al2O3 (分析纯)和S12 (分析纯)。摩尔比是1.355:0.09:0.2:2.4:0.2，将原料研磨混匀后置于氧化锆容器中，在1450°C的温度下烧结4小时，烧结气氛为氮气氢气混合气，把烧结后的粉体从容器中取出，选择粉碎、分级并用摩尔浓度为3摩尔每升的盐酸处理，将所合成荧光粉的平均粒径调整到20 μ m，之后将荧光粉用蒸馏水反复洗涤至中性，然后再将荧光粉放到氧化铝容器中，1350°C的温度下还原4小时，还原气氛为氢气，即可得到所需的荧光粉。此实施例中Ce3+激活的Y3Al5O12与Ce3+激活的Sr3Al2Si3O12的摩尔比大约为14，图14为得到的黄色荧光粉的激发和发射光谱；图15为黄色荧光粉的X射线衍射光谱。
[0066]实施例10 突光粉的化学式为 Y2.71Ce0.09Sr0.!Ba0.!Al4.8Si0.2012
[0067]原料为Y2O3 (分析纯)、Ce02 (分析纯)、SrC03 (分析纯)、BaC03 (分析纯)、A1203 (分析纯)和S12 (分析纯)。摩尔比是1.355:0.09:0.1:0.1:2.4:0.2，将原料研磨混匀后置于氧化锆容器中，在1480°C的温度下烧结4小时，烧结气氛为氮气氢气混合气，把烧结后的粉体从容器中取出，选择粉碎、分级并用摩尔浓度为3摩尔每升的盐酸处理，将所合成荧光粉的平均粒径调整到20 μ m，之后将荧光粉用蒸馏水反复洗涤至中性，然后再将荧光粉放到氧化铝容器中，1350°C的温度下还原4小时，还原气氛为氢气，即可得到所需的荧光粉。此实施例中Ce3+激活的Y3Al5O12与Ce3+激活的Sr3Al2Si3O12 (Ba以Sr计算)的摩尔比大约为14。
[0068]实施例11 荧光粉的化学式为 Y2.46Lu0.4Ce0.09Sr0.05Al4.95Si0.05012
[0069]原料为Y2O3 (分析纯)、Lu2O3 (分析纯)、Ce02 (分析纯)、SrCO3 (分析纯)、Al2O3 (分析纯)和S12 (分析纯)。摩尔比是1.23:0.2:0.09:0.05:2.475:0.05，将原料研磨混匀后置于氧化锆容器中，在1450°C的温度下烧结4小时，烧结气氛为氮气氢气混合气，把烧结后的粉体从容器中取出，选择粉碎、分级并用摩尔浓度为3摩尔每升的盐酸处理，将所合成荧光粉的平均粒径调整到20 μ m，之后将荧光粉用蒸馏水反复洗涤至中性，然后再将荧光粉放到氧化铝容器中，1350°C的温度下还原4小时，还原气氛为氢气，即可得到所需的荧光粉。此实施例中Ce3+激活的Y3A15012(Lu以Y计算)与Ce3+激活的Sr3Al2Si3O12的摩尔比大约为57.2。
[0070]实施例12 荧光粉的化学式为 Y2J1Ceatl9Sra2Al44Gaa4Sia2O12
[0071]原料为Y2O3(分析纯)、Ce02(分析纯)、SrC03(分析纯)、A1203 (分析纯)、Ga203(分析纯)和S12 (分析纯)。摩尔比是1.355:0.09:0.2:2.2:0.2:0.2，将原料研磨混匀后置于氧化锆容器中，在1500°C的温度下烧结4小时，烧结气氛为氮气氢气混合气，把烧结后的粉体从容器中取出，选择粉碎、分级并用摩尔浓度为3摩尔每升的盐酸处理，将所合成荧光粉的平均粒径调整到20 μ m，之后将荧光粉用蒸馏水反复洗涤至中性，然后再将荧光粉放到氧化铝容器中，1380°C的温度下还原4小时，还原气氛为氢气，即可得到所需的荧光粉。此实施例中Ce3+激活的Y3Al5O12与Ce3+激活的Sr3Al2Si3O12 (Ga以Al计算)的摩尔比大约为14。
[0072]实施例13 荧光粉的化学式为 Y2^GdaiCeaci9BaaiSraiAl46Gaa2Sia2O12
[0073]原料为Y2O3 (分析纯)、Gd2O3 (分析纯)、Ce02 (分析纯)、BaCO3 (分析纯)、SrCO3 (分析纯)、Al2O3 (分析纯)、Ga2O3 (分析纯)和S12 (分析纯)。摩尔比是1.305:0.05:0.09:0.1:0.1:2.3:0.1:0.2，将原料研磨混匀后置于氧化锆容器中，在1450°C的温度下烧结4小时，烧结气氛为氮气氢气混合气，把烧结后的粉体从容器中取出，选择粉碎、分级并用摩尔浓度为3摩尔每升的盐酸处理，将所合成荧光粉的平均粒径调整到20 μ m，之后将荧光粉用蒸馏水反复洗涤至中性，然后再将荧光粉放到氧化铝容器中，1350°C的温度下还原4小时，还原气氛为氢气，即可得到所需的荧光粉。此实施例中Ce3+激活的Y3Al5O12(Gd以Y计算)与Ce3+激活的Sr3Al2Si3O12 (Ba以Sr计算，Ga以Al计算)的摩尔比大约为14。
[0074]实施例14
[0075]制作了图16所示的白光LED发光器件I。有两条引线，在第一引线2上的凹槽部位放置了发蓝光的芯片4，芯片4的下部电极和凹槽的底面用导电胶连接，上部电极和第二引线3用细金线5连接。
[0076]将实施例6中的荧光粉与Sr2Si具:Eu荧光粉按照6:1的比例混合，将混合好的粉末以15%质量浓度混合到环氧树脂中，用点胶机将混合好的荧光粉7与环氧树脂6涂覆于第一引线2上方的凹槽部位。本实施例中的发光光源可选择能发出300?490nm波长光的发光二极管、激光二极管或有机EL发光元件。图17为发光器件的光谱图，照明器件的显色指数为78，色温为3008K。
[0077]实施例15
[0078]制作了图18所示的白光LED发光器件11。EMC基板19上固定有两条引线，这些引线的一端位于基板的中央部位，另一端引出到外部做安装到电路板时的焊接电极。在第三引线12的一端放置了发蓝光的芯片14，芯片14的下部电极和下方引线的底面用导电胶连接，上部电极和第四引线13用细金线15连接。
[0079]将实施例6中的荧光粉与Sr2Si具:Eu荧光粉按照6:1的比例混合，将混合好的粉末以15%质量浓度混合到硅胶或环氧树脂中，用点胶机将混合好的荧光粉17与硅胶或环氧树脂16涂覆于芯片14的上方，硅胶或环氧树脂18用来固定芯片14和荧光粉17，部件20的作用是将芯片14和荧光粉17发出的光反射出去。本实施例发光器件11所用发光光源为发出390?490nm波长光的LED，通和根据390?490nm的激发光激发发出的530?590nm之间波长光的黄色荧光粉及其他发光材料，从而发出白光。图19为发光器件的光谱图，照明器件的显色指数为79，色温为2988K。
[0080]实施例16
[0081]将实施例3中的荧光粉以10%质量浓度混合到环氧树脂中，然后封装到图16所示的照明器件中。所得器件的色坐标为(0.3206，0.3265)，色温为6089K，显色指数为76.1。
[0082]实施例17
[0083]将实施例6中的荧光粉与SrSi2O2N2: Eu荧光粉按照1:2的比例混合，将混合好的粉末以10%质量浓度混合到硅胶或环氧树脂中，用点胶机将混合好的荧光粉封装到图18所示的照明器件中。所得器件的色坐标为(0.3112,0.3356)，色温为6546K，显色指数为75.1。
[0084]实施例18
[0085]将实施例12中的荧光粉与SrSi2O2N2: Eu荧光粉按照1:2的比例混合，将混合好的粉末以8%质量浓度混合到硅胶或环氧树脂中，用点胶机将混合好的荧光粉封装到图18所示的照明器件中。所得器件的色坐标为(0.3101，0.3391)，色温为6581K，显色指数为76.9。
[0086]实施例19
[0087]将实施例11中的荧光粉与Sr2Si5N8 = Eu荧光粉按照6:1的比例混合，将混合好的粉末以15%质量浓度混合到硅胶或环氧树脂中，用点胶机将混合好的荧光粉封装到图18所示的照明器件中。所得器件的色坐标为(0.4322，0.395)，色温为2928K，显色指数为90.3。
[0088]实施例20
[0089]将实施例12中的荧光粉与SrSi2O2N2IEu及Sr2Si5N8 = Eu荧光粉按照7:1:2的比例混合，将混合好的粉末以12%质量浓度混合到硅胶或环氧树脂中，用点胶机将混合好的荧光粉封装到图18所示的照明器件中。所得器件的色坐标为(0.3633，0.3302)，色温为4148K，显色指数为93.8。
[0090]实施例21荧光粉的化学式为UeaiSra5Al45Sia5O12
[0091 ] 原料为Y2O3 (分析纯)、CeO2 (分析纯)、SrCO3 (分析纯)、Al2O3 (分析纯)和S12 (分析纯)。摩尔比是1.2:0.1:0.5:2.25:0.5，将原料研磨混匀后置于氧化铝容器中，在1550°C的温度下烧结4小时，烧结气氛为氮气氢气混合气，把烧结后的粉体从容器中取出，选择粉碎、分级并用摩尔浓度为3摩尔每升的盐酸处理，将所合成荧光粉的平均粒径调整到15 μ m，之后将荧光粉用蒸馏水反复洗涤至中性，然后再将荧光粉放到氧化铝容器中，1400°C的温度下还原4小时，还原气氛为氢气，即可得到所需的荧光粉。此实施例中Ce3+激活的Y3Al5O12与Ce3+激活的Sr3Al2Si3O12的摩尔比大约为5，图20为得到的黄色荧光粉的激发和发射光谱。由该图可看出，相对于其他满足Ce3+激活的Y3Al5O12与Ce3+激活的Sr3Al2Si3O12的摩尔比范围是大于14而小于300实施例，本实施例中荧光粉的发光强度明显降低。
【权利要求】
1.一种黄色荧光粉，其特征在于:其化学式为AxZyCe3_x_yEmD5_m012，其中A为La、Y、Lu和Tb中的一种或一种以上兀素，Z为Zn、Mg、Ca、Sr和Ba中的一种或一种以上兀素，E为A1、In和Ga中的一种或一种以上兀素，D为Si和Ge的一种或两种,0〈x〈3, x+y<3,4.8 ^ m<5,y+m=5ο
2.根据权利要求1所述的黄色荧光粉，其特征在于:所述化学式中，0〈y( 0.2。
3.根据权利要求1所述的黄色荧光粉，其特征在于:所述化学式表示物质由化学组成为A3A15012与Z3A12D3012两者形成的固溶体系。
4.根据权利要求3所述的黄色荧光粉，其特征在于:所述化学式表示物质为Ce3+激活的Y3A15012与Ce3+激活的Sr3Al2Si3012形成的有限固溶体，其中，Ce3+激活的Y3A15012与Ce3+激活的Sr3Al2Si3012的摩尔比范围是大于10而小于300。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的黄色荧光粉，其特征在于:所述化学式表示物质的平均粒径为1?100 μ m。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的黄色荧光粉，其特征在于:所述化学式表示物质在紫外线、可见光及电子射线中的任何一种光的激发下的荧光范围为500?600nm。
7.—种权利要求1至4中任意一项所述的黄色突光粉的制备方法，其特征在于包括如下步骤: 根据化学式按照化学计量比称取含有A、Z、E、D及Ce元素的氧化物、碳酸盐、或氢氧化物作为原料，混合均匀后于1000?1600°C下烧结2?10h，选择粉碎、分级和酸处理方法中的一种或多种方法处理烧结后的粉体，以调整粉体的平均粒径至1?100 μ m，用蒸馏水洗涤至中性；之后于1000?1400°C下还原2?10h，即得到黄色荧光粉。
8.一种由权利要求1至4中任一项所述的黄色突光粉制成的发光器件，其特征在于:包括上述黄色突光粉及发光光源，所述发光光源为能发出300?490nm波长光的发光二极管、激光二极管或有机EL发光兀件,发光器件的色温大于6000K,显色指数大于75。
9.根据权利要求8所述的发光器件，其特征在于:还包含有其他荧光粉，发光器件的色温小于4800K，显色指数大于85。
10.根据权利要求9所述的发光器件，其特征在于所述其他荧光粉为下列荧光粉中的一种或一种以上:(Ca, Sr，Ba)2Si5N8:Eu、(Ca, Sr)AlSiN3:Eu、β -SiA10N:Eu, (Ba, Sr)Y2Si2Al202N5:Eu、Ca2AlSi302N5:Eu、Ba3Si6012N2:Eu、(Ca, Sr, Ba) Si202N2:Eu> Li2Ca2Si207:Eu、Cs2MgSi5012: Eu、(Ca, Sr, Ba)2Si04:Eu> (Ca, Sr, Ba)2MgSi207:Eu> (Ca, Sr, Ba)3MgSi208:Eu>BaSi205:Eu、Ba2Zn3Si30n:Eu、(Ca, Sr, Ba)2Al2Si07:Eu> CaZrSi207:Eu、(Ca, Sr, Ba)Al204:Eu、Sr4Al14025:Eu> Lu3A15012: Ce、Ca3Sc2Si3012: Ce、SrAl2B207: Eu> Sr2B205:Eu> Ca2Al306F: Eu、Na2SiF6:Mn。
【文档编号】C09K11/80GK104250555SQ201310262528
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2013年6月27日 优先权日:2013年6月27日
【发明者】张日光, 周天亮, 朱小清, 林胜, 王义飞 申请人:宁波升谱光电半导体有限公司