一种基于蓝光激发的白光LED用红色荧光粉及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种基于蓝光激发的白光ＬＥＤ用红色荧光粉及其制备方法。该荧光粉的化学表达式为：（Ｒ↑［１］↓［３－ｘ－１．５ｙ］Ｒ↑［２］↓［ｙ］）（Ｒ↑［３］）↓［２］Ｏ↓［６］：Ｅｕ↓［ｘ］。其中Ｒ↑［１］为Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ中的至少一种；Ｒ↑［２］为Ｌａ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｅｒ，Ｈｏ，Ｌｕ中任意一种；Ｒ↑［３］为Ａｌ和Ｇａ中的至少一种；ｘ为０．００５～０．２５；ｙ为０～０．２。其制备方法是：将含有Ｒ↑［１］、Ｒ↑［２］、Ｒ↑［３］以及Ｅｕ的原料并加入助熔剂混合均匀，放入还原气氛炉中烧结，然后进行后处理即得。本发明专利技术的红色荧光粉可被蓝光有效激发、光热稳定性好且红色发光强度高、色纯度理想。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于稀土发光材料
，具体涉及一种可被蓝光有效激发的二价铕激活 的白光LED用红色荧光粉的制备方法.
技术介绍
发光二极管(light emitting diode ,简写为LED)是一种将电能转变为光能的半导 体发光器件。白光LED具有光效高、节能(比同光效的白炽灯减少80%)、寿命长(万小 时)、抗震、环保等众多优点，被视为"第四代照明光源"而取代目前主流的白炽灯泡及 荧光灯。使用蓝光芯片外涂荧光粉是制造白光LED的主流，其发光效率高，成本相对较低， 制作简单，作为较为成熟的产品，是目前能商业化的最可靠、最有效的技术方案。它是 将发射主峰在45(T470rni！波长范围内的蓝光LED表面涂敷黄色荧光粉，利用部分透射蓝 光与荧光粉受蓝光激发后发出的黄光混合形成白光。但是，这种组合形成的白光还存在一 定程度的缺点，由于这种白光LED发射光谱中缺少红色的光谱成分(600nm以上)，所以 光源的显色性不好。因此，需要一个单独的红色光源来弥补LED中缺失的红色光谱成分。 目前，白光LED商用红色荧光粉有稀土激活硫化物(如SrS:Eu20和稀土激活氮化物 (如Sr2Si美:Eu2+， SrSiA.4N2.4:Eu2+)等。硫化物荧光粉化学稳定性差易分解，特别是硫 元素的析出极易会对芯片造成腐蚀，从而导致整个白光LED器件的失效。稀土激活氮化物 红色荧光粉以EiT为激活离子，因为氮化物材料形成的晶场较强而发射出红光，并具有较 高的发光效率和化学稳定性，但需要在高温高压(1600°C， IO个大气压以上)下方能合 成出基质，对生产设备要求太过苛刻，而国内窑炉厂家尚无法制造出此类生产设备。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可被蓝光有效激发的二价铕激活的白光LED用红色荧光 粉的制备方法。本专利技术涉及的荧光粉的化学式(R、x-i.5yR^)(R"206:EUx其中R1为Sr, Ca, Ba， Mg中的至少一种；R2为La, Pr, Nd,Gd, Dy, Er, Ho, Lu中任意一种；R3为Al和Ga中的至少一种；x为0.005 0.25。y为0 0.2。R1的构成摩尔比优选以下两种1) Sr60 80%: Bal0 30%: Ca5-15%2) Sr60~80%: Bal0~30%: Mg5-15%。 R3的构成为摩尔比优选A170 99%: Gal~30%。 X的优选值是0.03 0.15。 本专利技术的制备方法包括以下制备步骤1) 以R1、 R2、 R3以及Eu的碳酸盐、硝酸盐或氧化物为原料,按照化学表达式中的 摩尔比取相应的原料，并加入助熔剂，混合均匀；2) 将步骤l)得到的混合物置于坩埚中，然后放入还原气氛炉中，在1200。C 1600 'C温度下烧结2-12h;3) 将步骤2)得到的粉块粉碎后用后处理液进行洗涤，用离心机进行水粉分离后再 洗至中性；4) 将步骤3)得到的粉浆用离心机进行水粉分离后得到粉饼，然后将粉体烘干并过 筛即得红色荧光粉。步骤l)中的助熔剂H3B03， NH4F， BaF2， Na2C03中的任意一种，也可是由下列物 质按质量百分比组成H3BO350~60%: AlCl3*6H2O40~50%。步骤l)原料混合时加入蒸馏水、乙醇中的至少一种，同时采用时蒸馏水和乙醇溶液 可以任意比例混合。步骤2)中的还原气氛为H2气、H2气和N2气以任意比例的混合气体或活性碳燃烧产生的CO气中的一种。步骤2)中的烧结温度优选1300°C-1500°C，烧结时间优选4-8小时。步骤3)中所述的后处理液由下列物质按摩尔比配制而成盐酸5 20%:硝酸75 90%:氢氟酸5~10%溶液，浓度为0.02 5M。步骤3)中采用去离子水洗至中性。步骤3)和步骤4)采用离心机进行水粉分离，此分离方法系常规技术。 步骤4)过至少200目的筛。 本专利技术具有如下优点1) 在350-500nm范围内有很强的激发峰，激发主峰位于450nm附近，激发波长与蓝 光LED芯片的光输出波长匹配的很好；2) 在460nm左右的蓝光激发下，发射以620nm为主峰的红光，红色荧光粉的色纯度 很好，在高显色性LED照明器件上有很大的应用价值；3) 粉物理、化学性能十分稳定，并且无毒，无公害；4) 制备方法简单，易于操作，生产过程无污染物产生，原料易得且成本低廉。 附图说明图1为本专利技术实施例1所得的红色荧光粉的扫描电镜图，可见荧光粉颗粒分布十分 均匀。图2为本专利技术实施例1所得的红色荧光粉的发射光谱图，可见发射的是色纯度很好 的红光。具体实施例 实施例1.1. 称取43. 85gSrC03， 10. 2gAl203, 0. 53gEu203以及0. 31gH3B03,其中ELb03的纯度为 99.99%，其他为分析纯。2. 将上述原料置于8(TC的烘箱中烘干水份，将烘干的粉末原料混合均匀。3. 将混合物装入坩埚中并放入还原气氛炉中，充入H2气以保证将Eu'3+还原为Eu2、在 130(TC下烧结8小时。4. 将步骤3得到的粉块粉碎后用0. 2mol/L的后处理液进行洗涤，然后用去离子水洗至中性。前述后处理液由下列物质按摩尔比配制而成盐酸5%:硝酸90%:氢氟酸5%5. 将步骤4得到的粉浆用离心机进行水粉分离，然后将粉体烘干并过200目筛，即 得约41g红色荧光粉，化学式为Sr2.97Al206:Eu2+。.。3。实施例2.1. 称取28. 62gCaC03， 0. 98gLa203， 18. 74gGa20:i, 0. 88gEu203以及O. 37gNH4F，其中Eu2。3 的纯度为99. 99%，其他为分析纯。2. 将上述原料加入装有500ml去离子的烧杯中并搅拌，然后置于8(TC的烘箱中烘干 水份，将烘干的粉末原料混合均匀。3. 将混合物装入坩埚中，之后将该坩埚放入一装有活性碳粒的更大的坩埚中并加盖。 然后放入高温炉中于1425'C下烧结6小时。4. 将步骤3得到的粉块粉碎后用0. 5mol/L的后处理液进行洗涤，然后用去离子水洗 至中性。前述后处理液由下列物质按摩尔比配制而成盐酸5%:硝酸85%:氢氟 酸10%。5. 将步骤4得到的粉浆用离心机进行水粉分离，然后将粉体烘干并过200目筛，即 得约35g红色荧光粉，化学式为(Ca2.86La。. 6)Ga206:Eu2+。.。5。实施例3.1. 称取53. 68gBaC03， 2. 04gPr60 ， 10. 09gAl203， 0. 19gGaA, 1. 76gEu203以及 0. 54gNa2C0:,，其中EuA的纯度为99. 99%，其他为分析纯。2. 将上述原料加入装有400ml去离子水和100ml乙醇的混合溶液的烧杯中并搅拌， 然后置于8(TC的烘箱中烘干乙醇和水份，将烘干的粉末原料混合均匀。3. 将混合物装入坩埚中并放入还原气氛炉中，充入95%&+5%&的混合气体，在1375 'C下烧结4小时。4. 将步骤3得到的粉块粉碎后用lmol/L的后处理液进行洗涤，然后用去离子水洗至中性。前述后处理液由下列物质按摩尔比配制而成盐酸10%:硝酸85%:氢氟酸5%。5. 将步骤4得到的粉浆用离心机进行水粉分离，然后将粉体烘干并过200目筛，即 得约54g本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于蓝光激发的白光ＬＥＤ用红色荧光粉，其特征在于其化学表达式为：　（Ｒ↑［１］↓［３－ｘ－１．５ｙ］Ｒ↑［２］↓［ｙ］）（Ｒ↑［３］）↓［２］Ｏ↓［６］∶Ｅｕ↓［ｘ］　其中Ｒ↑［１］为Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ中的至少一种；　 　Ｒ↑［２］为Ｌａ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｅｒ，Ｈｏ，Ｌｕ中任意一种；　Ｒ↑［３］为Ａｌ和Ｇａ中的至少一种；　ｘ为０．００５～０．２５；　ｙ为０～０．２。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：符义兵，何锦华，梁超，
申请(专利权)人：江苏苏博特新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]