一种白光ＬＥＤ用蓝色荧光粉及其制备方法技术

一种白光ＬＥＤ用蓝色荧光粉，属于稀土发光材料技术领域，其化学式为：Ｃａ１－ｘＳｉＯ３：ｘＥｕ２＋，其中０＜ｘ＜０．２，具体步骤：按化学式计量比分别称取钙盐、硅酸、硝酸铕和适量的表面活性剂、助熔剂；将称好的反应物、表面活性剂和适量的配体充分混合后球磨，球磨时加入润滑剂；抽滤，洗涤，烘干，得到前驱体；将前驱体和助熔剂混合均匀后，在还原性气氛下煅烧，即得所需荧光粉。本发明专利技术采用机械力固相化学反应法制备ＬＥＤ用蓝色荧光粉，利用球磨产生的剪切力、冲击力增加反应物的比表面积，提高反应物的接触面和扩散速度，缩短化学反应所需时间。本发明专利技术制备出的荧光粉发光强度高、显色性和稳定性好，适于用作紫外、近紫外激发的ＬＥＤ用蓝色荧光粉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于稀土发光材料
，具体涉及一种白光LED用蓝色荧光粉及其制 备方法。二
技术介绍
稀土元素因其特殊的电子层结构，使含有稀土元素的化合物表现出许多独特的化 学性质和物理性质，因而在光、电、磁领域得到广泛的应用。稀土发光材料由于发射光谱带 窄，色纯度高，光转换效率高，荧光寿命从纳秒跨越到毫秒达6个数量级，物理化学性质稳 定等优点，广泛应用在显示、照明、显像、辐射场、医学放射学图像、涂料和防伪标识等领域。 在照明领域，白光LED以其节能、环保等优点，被认为是最有发展前景的高科技产 业之一。目前，白光LED用蓝色荧光粉通常采用二价铕离子(Eu2+)作为发光中心。如商用 的蓝色荧光粉BaMgAh。O^Ei^，由于其发光效率低，蓝光易于被红色和绿色荧光粉吸收等， 影响紫外_近紫外激发的三基色荧光粉发光性能，从而使白光LED性能降低。 目前，制备荧光粉的方法很多，如高温固相法专利CN1480511A， CN1415695A， CN101270286A ;溶胶凝胶法专利CN1363643A， CN1888011A ;燃烧法专利CN101280189A， CN1730606A ;喷雾热解法专利CN101050362A等等。但由于溶胶凝胶法成本高，难以实现规 模化生产；燃烧法制备的荧光粉纯度和发光性能低；喷雾热解法工艺复杂，对设备要求高， 难以工业化生产。因此，工业上常采用高温固相法，虽然具有工艺简单、成本低等优点，但是 制备的荧光粉仍存在物相杂，发光性能较差，晶粒粗大等问题。三
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种白光LED用蓝色荧光粉及其制 备方法。 本专利技术采用室温机械力固相化学反应法制备白光LED用蓝色荧光粉，此种方法以 碱土金属的化合物、铝的化合物、硅酸和固体稀土盐、固相配体为原料，在室温球磨过程中 发生固相化学反应，利用球磨过程中产生的机械力(剪切力、冲击力)可破碎固相反应物， 增加反应物的比表面积，提高反应物接触面和反应速率，因此提高了成核速率和长大速率 的比值，可制备出微细、均匀的前驱物，反应生成的前驱物经洗涤、干燥、热分解得到均匀掺 杂的目标产物。 本专利技术提出的白光LED用蓝色荧光粉的制备方法包括以下步骤 (1)按化学式Ca卜,Si03:xEu"，其中0 < x < 0. 2，分别称取钙盐、硅酸和硝酸铕；再分别称取以上药品总质量的0. lwt% 2wt^的表面活性剂和助熔剂； (2)将称取好的钙盐、硅酸、硝酸铕、表面活性剂和适量的配体充分混合，反应物与配体的摩尔比为1 : 2 4，然后进行球磨，球磨时加入润滑剂，润滑剂的加入量以被球磨体系保持分散为限，直至反应物与配体完全反应为止； (3)将上述产物抽滤，洗涤，烘干，得到前驱体粉末； (4)将前驱体粉末和助熔剂混合均匀后，在还原性气氛下煅烧，煅烧温度为 1050 125(TC，煅烧时间为1. 5 3. 5小时，即得目标产物。 本专利技术中，步骤(1)中所述钙盐为Ca(N03)2 4H20或CaCl2 6H20 ;所述表面活性 剂为十二烷基苯磺酸钠或聚乙二醇；所述助熔剂为H3B03、MgF2、Li2C03中的一种或多种。 本专利技术中，步骤(2)中所述配体为C2H204、NH4HC03、 (NH4)2C03中的一种；所述润滑剂 为丙酮或乙醇。 本专利技术中，步骤(4)中所述还原性气氛由活性碳粉燃烧法提供，或使用氮/氢混合 气体。 与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果 1、本专利技术制备出的荧光粉能有效吸收240 400nm范围的激发波长，适合用作紫 外_近紫外激发的LED用蓝色荧光粉。 2、本专利技术制备出的荧光粉在紫外、近紫外光的激发下，发射主峰位于450nm附近， 发光强度高，显色性好。 3、本专利技术制备出的荧光粉结构疏松、颗粒细小，且具有良好的化学稳定性和热稳 定性。 4、本专利技术采用机械力固相化学反应法制备荧光粉，由于反应体系在球磨过程中产 生的剪切力、冲击力的作用下发生反应，可增加反应物的比表面积，提高反应物的接触面和 体系中粒子的扩散速度，因而化学反应速度加快，化学反应时间縮短。采用一次煅烧工艺， 在前驱物热分解的同时完成掺杂，与高温固相法相比，煅烧温度低、时间短。四附图说明 图1是本专利技术所提供的一种白光LED用蓝色荧光粉的其制备方法的一种工艺流程 图； 图2是蓝色荧光粉Ca。. 92Si03:0 . 08Eu2+监控波长为450nm的激发光谱； 图3是蓝色荧光粉Ca。.92Si03:0 . 08Eu2+激发波长为320nm的发射光谱； 图4是蓝色荧光粉Ca。.92Si03:0 . 08Eu2+激发波长为365nm的发射光谱。五具体实施方式 实施例1 按化学式Ca。.98Si03:0. 02Eu2+分别称取Ca(N03)2 4H20(A. R.) 0. 98mol、 H2Si03(A. R.) lmol和Eu(NO丄*6H20(A. R. )0. 02mol ;再分别称取以上药品总质量的0. lwt^的表面活 性剂十二烷基苯磺酸钠和助熔剂H3B03 ;将称取好的Ca(N03)2 4H20、H2Si03、Eu (N03) 3 6H20、 表面活性剂和配体^14110)3(反应物与配体比例为1 : 3)充分混合，然后进行球磨，球磨时 加入润滑剂丙酮，润滑剂的加入量以被球磨体系保持分散为限，直至反应物与配体完全反 应为止；抽滤，洗涤，烘干，得到前驱体粉末；将前驱体粉末和助熔剂混合均匀后，在活性碳 粉燃烧提供还原性气氛下煅烧，煅烧温度为125(TC，煅烧时间为1.5小时，即得目标产物。 实施例2 按化学式Ca。.96Si03:0 . 04Eu2+分别称取Ca(N03)2 4H20(A. R.) 0. 96mol、 H2Si03(A. R.) lmol和Eu(N03)3 6H20(A. R. )0. 04mol ;再分别称取以上药品总质量的0. 4wt^的表面4活性剂十二烷基苯磺酸钠和混合助熔剂4803和1%&(混合质量比为1 : 1);将称取好的 Ca(N03)2 4H20、H2Si03、Eu(N03)3 61120、表面活性剂和配体(NH4)2C03 (反应物与配体比例为 1 : 2)充分混合，然后进行球磨，球磨时加入润滑剂丙酮，润滑剂的加入量以被球磨体系保 持分散为限，直至反应物与配体完全反应为止；抽滤，洗涤，烘干，得到前驱体粉末；将前驱 体粉末和助熔剂混合均匀后，在活性碳粉燃烧提供还原性气氛下煅烧，煅烧温度为1250°C ， 煅烧时间为1.5小时，即得目标产物。 实施例3 按化学式Ca。.94Si03:0 . 06Eu2+分别称取Ca(N03)2 4H20(A. R.) 0. 94mol、 H2Si03(A. R.) lmol和Eu(N03)3 6H20(A. R. )0. 06mol ;再分别称取以上药品总质量的0. 7wt^的表面 活性剂十二烷基苯磺酸钠和混合助熔剂&803和1^20)3(混合质量比为1 : 1);将称取好 的Ca(N03)2 4H20、H2Si03、Eu(N03)3 61120、表面活性剂和配体C2H204本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种白光ＬＥＤ用蓝色荧光粉，其特征在于蓝色荧光粉的相结构为假硅灰石结构，其化学式为：Ｃａ↓［１－ｘ］ＳｉＯ↓［３］：ｘＥｕ↑［２＋］，其中０＜ｘ＜０．２。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱达川，马明星，涂铭旌，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]