一种近紫外光激发的磷酸盐蓝色荧光粉及其制备方法和白光LED发光装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及发光材料领域，公开了一种近紫外光激发的磷酸盐蓝色荧光粉及其制备方法和白光LED发光装置，该荧光粉化学通式为Na3‑

【技术实现步骤摘要】
一种近紫外光激发的磷酸盐蓝色荧光粉及其制备方法和白光LED发光装置


[0001]本专利技术属于发光材料
；涉及一种近紫外光激发的磷酸盐蓝色荧光粉及其制备方法和白光LED发光装置。

技术介绍

[0002]白光LED(Light Emitting Diode：发光二极管)作为下一代主流固态照明光源，具有高效、环保、节能、寿命长等优势，被广泛应用于照明设施。近年来，随着人们对高质量固态光源的需求越来越大，健康照明受到广泛的关注。当前，典型的商用白色LED是通过蓝色InGaN芯片和Y3Al5O
12
:Ce
3+
(YAG:Ce
3+
)黄色荧光粉结合获得的。然而，蓝色InGaN芯片较强的蓝光发射会带来“蓝光危害”。由于蓝色芯片的强蓝光发射会抑制褪黑素的分泌，持续暴露在蓝光下会导致白内障的形成、昼夜节律紊乱和情绪障碍等健康问题。解决这一问题的有效方法是通过近紫外光LED芯片替代蓝光芯片，降低人造光源中的蓝光发射强度。
[0003]开发近紫外光LED芯片驱动的健康照明人造光源的关键在于合成在近紫外区有较强吸收的蓝光荧光粉。现有最为广泛适用于紫光激发的蓝光荧光粉是具有较高发光效率的BaMgAl
10
O
17
:Eu
2+
(BAM)。然而，BAM荧光粉在近紫外区的吸收较弱，且容易被水解。这导致了BAM荧光粉不能被近紫外光LED芯片有效地激发，严重影响光源的效率。因此，制备具有化学性质稳定、在近紫外区有较强吸收的高效蓝光荧光粉具有重要的现实意义。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种近紫外光激发的磷酸盐蓝色荧光粉及其制备方法和白光LED发光装置，本专利技术近紫外光激发的磷酸盐蓝色荧光粉具有化学性质稳定、在近紫外区有较强吸收的特点。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种近紫外光激发的磷酸盐蓝色荧光粉，其化学式如下：Na3‑
x
KMg7(PO4)6:xEu
2+
，其中x为Eu
2+
取代Na
+
的摩尔比，取值范围为0<x≤0.06。
[0007]本专利技术如上所述近紫外光激发的磷酸盐蓝色荧光粉的制备方法，包括如下过程：
[0008]将所述近紫外光激发的磷酸盐蓝色荧光粉原料粉末混匀，得到混合物；
[0009]将所述混合物于200
‑
600℃下预烧2～8h，得到中间体；
[0010]将所述中间体制成粉末后再压制成型，得到成型体；
[0011]将所述成型体在还原气氛中、于800～1000℃煅烧3～12h，并重复进行2～3次该煅烧工艺，之后冷却得到烧结体；
[0012]将所述烧结体制成粉末，得到所述近紫外光激发的磷酸盐蓝色荧光粉。
[0013]优选的，制备所述中间体时，预烧温度为498
‑
502℃，预烧时间为235
‑
245min。
[0014]优选的，所述还原气氛采用体积分数为5％～10％的H2和90％～95％的N2的混合气体。
[0015]优选的，制备所述烧结体时，煅烧温度为998
‑
1002℃、时间为235
‑
245min。
[0016]优选的，制备所述烧结体时在管式炉中进行，最后一次煅烧结束后，冷却至室温。
[0017]优选的，压制得到成型体时，压制成圆片，成型压力为14～18Mpa。
[0018]优选的，所述近紫外光激发的磷酸盐蓝色荧光粉中金属元素来源于为相应金属元素的氧化物、氢氧化物或碳酸盐类，磷源为磷酸铵、磷酸一氢铵或磷酸二氢铵。
[0019]本专利技术还提供了一种白光LED发光装置，包括近紫外光LED芯片和设置于近紫外光LED芯片上的蓝、绿、红三基色荧光粉；其中，蓝光荧光粉采用本专利技术如上所述的近紫外光激发的磷酸盐蓝色荧光粉。
[0020]优选的，绿光荧光粉采用β
‑
SiAlON:Eu
2+
，红光荧光粉采用Sr2Si5N8:Eu
2+
，近紫外光LED芯片采用发光波长为400nm的GaN半导体LED芯片。
[0021]本专利技术具有如下有益效果：
[0022]本专利技术近紫外光激发的磷酸盐蓝色荧光粉在360nm～430nm激发区域有很强的吸收，能够被近紫外光有效激发，发出主波长在446nm的蓝光，色纯度高(95％)，适用于近紫外光转换照明和显示；同时该近紫外光激发的磷酸盐蓝色荧光粉发光强度高、热稳定性和化学稳定性好(150℃时的发射强度可以达到室温发射强度的94％以上，泡水21天以后的发射强度依然高达原始样品的93％，该蓝色荧光粉在400nm波长激发下的内量子效率能达到89％，泡水21天以后，样品的内量子效率基本不变)，适用于稳定的高功率近紫外光转换照明和显示。
[0023]本专利技术的制备方法中，制备温度较低，节省能源；制备原料廉价易得，成本低；环境友好，产物容易收集；适合工业化生产。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例1制备的近紫外光激发的磷酸盐蓝色荧光粉的XRD谱图。
[0025]图2为本专利技术实施例1制备的近紫外光激发的磷酸盐蓝色荧光粉的激发和发射光谱图。
[0026]图3为本专利技术实施例1制备的近紫外光激发的磷酸盐蓝色荧光粉的发射强度随温度的变化图，激发波长为370nm。
[0027]图4为本专利技术实施例1制备的近紫外光激发的磷酸盐蓝色荧光粉泡水后的XRD谱图。
[0028]图5为本专利技术实施例1制备的近紫外光激发的磷酸盐蓝色荧光粉的发射强度(λ
ex
＝370nm)和量子效率(λ
ex
＝400nm)随荧光粉泡水时间的变化图。
[0029]图6为本专利技术实施例1制作的白光LED装置的电致发光光谱图。
[0030]图7为本专利技术实施例2制备的近紫外光激发的磷酸盐蓝色荧光粉的激发和发射光谱图。
[0031]图8为本专利技术实施例3制备的近紫外光激发的磷酸盐蓝色荧光粉的激发和发射光谱图。
[0032]图9为本专利技术实施例4制备的近紫外光激发的磷酸盐蓝色荧光粉的激发和发射光谱图。
[0033]图10为本专利技术实施例5制备的近紫外光激发的磷酸盐蓝色荧光粉的激发和发射光
谱图。
[0034]图11为本专利技术实施例6制备的近紫外光激发的磷酸盐蓝色荧光粉的激发和发射光谱图。
具体实施方式
[0035]下面将结合实施例和附图对本专利技术进行详细描述，所述仅用于解释本专利技术，不视为限制本专利技术。所述实施例中未注明具体条件的，可按照制造商建议所进行。所述方案中未注明商家的试剂或仪器均可购买市售常规产品。
[0036]本专利技术提供一种适用于近紫外光激发的磷酸盐蓝光荧光粉，其化学通式如下：Na3‑
x...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种近紫外光激发的磷酸盐蓝色荧光粉，其特征在于，其化学式如下：Na3‑
x
KMg7(PO4)6:xEu
2+
，其中x为Eu
2+
取代Na
+
的摩尔比，取值范围为0<x≤0.06。2.权利要求1所述近紫外光激发的磷酸盐蓝色荧光粉的制备方法，其特征在于，包括如下过程：将所述近紫外光激发的磷酸盐蓝色荧光粉原料粉末混匀，得到混合物；将所述混合物于200
‑
600℃下预烧2～8h，得到中间体；将所述中间体制成粉末后再压制成型，得到成型体；将所述成型体在还原气氛中、于800～1000℃煅烧3～12h，并重复进行2～3次该煅烧工艺，之后冷却得到烧结体；将所述烧结体制成粉末，得到所述近紫外光激发的磷酸盐蓝色荧光粉。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，制备所述中间体时，预烧温度为498
‑
502℃，预烧时间为235
‑
245min。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述还原气氛采用体积分数为5％～10％的H2和90％～95％的N2的混合气体。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：冷稚华，白皓，卿青，何洪波，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：