一种白光LED用荧光粉及其制造方法和所制成的电光源技术

一种白光ＬＥＤ用荧光粉，其特征在于：该材料的结构式为：Ａ↓［ｘ］Ｍ（ＳｉＯ↓［４］）↓［４］Ｘ↓［２］∶Ｅｕ↓［ｙ］Ｒ↓［ｚ］　　　　其中：Ａ为Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ中至少一种；　　　　Ｍ为Ｍｇ，Ｚｎ，Ｔｉ，Ｃｄ中至少一种；　　　　Ｘ为Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ中至少一种；　　　　Ｒ为Ｄｙ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｔｂ中至少一种；　　　　７＜ｘ＜１２；０．００１＜ｙ＜０．５；０≤ｚ＜０．５。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种白光LED用荧光粉及其制造方法和所制成的电光源。
技术介绍
目前，LED对创造高效率、低成本固态光源来替代现有的照明方式具有极其重要意义，其特点是具有小电流，在室温下即可得到足够的强度，发光响应快，性能稳定，寿命长，体积小，经久耐用，抗冲击等优点，因此在普通照明、指示灯、信号灯等领域有广泛应用目前，LED实现白光的方法主要是在蓝光LED芯片上涂敷高效的，能被蓝光激发的黄色荧光粉，蓝光和黄光混合形成白光；或者是在蓝光LED芯片上涂敷被蓝光激发而发射绿光和红光的荧光粉，红光、蓝光、绿光混合形成白光；或者是在紫光或紫外LED芯片上涂敷高效的三基色荧光粉而制成白光LED。美国专利6255670报道了Ba2(Mg，Zn)Si2O7:Eu荧光粉及其制备方法，以及Mg，Zn比例对量子效率与合成温度的影响。这种荧光粉是以紫外光激发的绿色荧光粉，化学性质稳定，但发光强度还有待于进一步提高。美国专利6294800报道一种以紫外光激发的氯硅酸盐荧光粉，它的结构式为Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu，Mn，是一种绿色LED用荧光粉。这种荧光粉化学稳定性好，发射主峰在540nm左右，但它的发光强度仍不能满足实际应用的要求。因此，化学稳定性好，发光性能好的LED用荧光粉是亟待研究的。本专利技术通过在卤硅酸盐中添加激活剂和敏化剂，提高发光强度，得到了一种性能优异、可以广泛应用的白光LED用荧光粉。与美国专利6294800报道的Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu，Mn荧光粉相比，它在540nm左右处无发射峰，强度比它高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种化学性质稳定、发光性能好的白光LED用荧光粉。本专利技术的另一目的是提供一种制造该荧光粉的方法，该荧光粉制造方法简单、易于操作、无污染、成本低。本专利技术的再一目的是提供一种由该白光LED用荧光粉所制成的电光源。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案本专利技术的一种白光LED用荧光粉的结构式为AxM(SiO4)4X2:EuyRz。其中，A为Ca，Sr，Ba中至少一种；M为Mg，Zn，Ti，Cd中至少一种；X为F，Cl，Br，I中至少一种；R为Dy，Ce，Pr，Tb中至少一种；7＜x＜12；0.001＜y＜0.5；0≤z＜0.5。制造所述的一种白光LED用荧光粉的方法包括下述步骤(1)、以Ca，Sr，Ba，Mg，Zn，Ti，Cd，Si，F，Cl，Br，I，Eu，Dy，Ce，Pr，Tb的单质、氧化物或相应盐类为原料，并按上述材料的结构式组成及化学计量称取所述原料；(2)、在上述原料中添加一定量的反应助熔剂，并将原料与反应助熔剂充分混匀；(3)、将上述混合物料进行还原焙烧；(4)、再经后处理过程，即制成一种白光LED用荧光粉。在所述步骤(2)中，以MX2(M为Ca，Sr，Ba，Mg中至少一种，X为F，Cl，Br，I中至少一种)为反应助熔剂。在所述步骤(2)中，助溶剂的用量为合成材料摩尔数的10％～300％。在所述步骤(3)中，还原焙烧次数可以是一次也可以是多次。在所述步骤(3)中，还原焙烧温度为900～1500℃。在所述步骤(3)中，单次还原焙烧时间0.5～15小时。在所述步骤(4)中，后处理过程为常规过程，即将二次还原焙烧产物洗3～5次，过滤，烘干的过程。在所述步骤(4)中，烘干温度为90～160℃。本专利技术所得的荧光粉可用于制造白光LED。该白光LED用荧光粉在以下两种方法上都能得到很好的应用。即，在蓝光LED芯片上涂敷被蓝光激发而发射绿光和红光的荧光粉，红光、蓝光、绿光混合形成白光；或者是在紫光或紫外LED芯片上涂敷高效的三基色荧光粉而制成白光LED。因此，采用本专利技术的一种白光LED用荧光粉可以制成下述白光LED的电光源。一种电光源，含有紫外光、或紫光、或蓝光LED芯片和本专利技术的白光LED用荧光粉AxM(SiO4)4X2:EuyRz其中A为Ca，Sr，Ba中至少一种；M为Mg，Zn，Ti，Cd中至少一种；X为F，Cl，Br，I中至少一种；R为Dy，Ce，Pr，Tb中至少一种；7＜x＜12；0.001＜y＜0.5；0≤z＜0.5。本专利技术的特点是 1、专利技术的材料基质非常稳定，它经过水泡，高温加热等处理荧光粉的强度基本不改变。2、本专利技术的材料的激发光谱非常宽，从300nm-460nm范围的激发效果都非常好。(见图1)3、该荧光粉制造方法简单、易于操作。与美国专利6294800报道的结构式为Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu，Mn荧光粉相比，本专利技术有如下特点1、本专利技术的荧光粉AxM(SiO4)4X2:Euy，Rz中，A为Ca，Sr，Ba中至少一种，M为Mg，Zn，Ti，Cd中至少一种，X为F，Cl，Br，I中至少一种，共激活剂中除含Eu外，还含Dy，Ce，Pr，Tb中至少一种，但不含Mn；2、本专利技术所得的荧光粉在450nm至530nm处只有一个发射峰，且在540nm处无发射峰；3、本专利技术所得的荧光粉发光强度更高。附图说明图1为Ca8Mg0.6Zn0.4(SiO4)4Cl2:Eu0.1，Dy0.05的激发光谱2为Ca8Mg0.6Zn0.4(SiO4)4Cl2:Eu0.1，Dy0.05的发射光谱图具体实施方式实施例1.称取CaCO38.426g，MgO 0.291g，ZnO 0.391g，SiO22.893g，CaCl22.672g，Eu2O3.2118g，Dy2O30.1122g，其中CaCl2过量100％作为助熔剂，以上原料均为分析纯，将以上原料混磨均匀后，在1100℃还原条件下焙烧2小时，将焙烧产物水洗3遍，过滤，120℃条件下烘干，即得分子组成为Ca8Mg0.6Zn0.4(SiO4)4Cl2:Eu0.1Dy0.05的样品，其激发光谱见图1，监测波长505nm。从图1上看出，该激发光谱激发峰较宽，从300nm-460nm范围的激发效果都非常好，在460nm激发时与同一波长激发的YAG荧光粉发光强度相当，它可用于紫外光、紫光或者蓝光LED芯片激发，具有广泛的用途。其发射光谱见图2，激发波长400nm，从图2上可以看出，它的发射强度较高，发射主峰在505nm，在540nm处无发射峰。并且其强度明显高于比较例。其发光强度见表1。实施例2CaCO38.565g，MgO O.493g，SiO22.942g，CaCl22.716g，Eu2O30.2153g，Dy2O30.0684g其制造方法与实施例1相同。得到分子式为Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu0.1Dy0.03。其发光强度见表1，其强度也明显高于比较例。实施例3称取SrCO39.402g，MgO 0.367g，SiO22.187g，SrCl22.884g，Eu2O30.1601g，其制造方法与实施例1相同。得到分子式为Sr8Mg(SiO4)4Cl2:Eu0.1，其发光强度见表1，其强度也明显高于比较例。实施例4-实施例58 除按表1中的各实施例的分子式组成及化学计量称取原料外，其余的制造步骤均与实施例1相同，得到分子组成及其发光强度见表1，其强度都明显高于比较例。比较例称取CaCO38.564g，MgO 0.493g，SiO22.941g CaCl22.716g，Eu2O30.215g，MnCO30.0703g，其制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：庄卫东，黄小卫，方英，何华强，赵春雷，张书生，
申请(专利权)人：北京有色金属研究总院，有研稀土新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：