一种用于三基色暖白光LED的蓝色荧光粉及其制备方法

摘要

本发明公开了一种用于三基色暖白光LED的蓝色荧光粉及其制备方法。以碳酸锶(SrCO3)、无水氯化铵(NH4Cl)、硼酸(H3BO3)、三氧化二铕(Eu2O3)和磷酸二氢铵(NH4H2PO4)为原料，在还原气氛中固相烧结法，得到化学式为Sr(2‑x)Eux(BO3)y(PO4)(1‑y)Cl，其中0.001≤x≤0.1、0.001≤y≤0.5的蓝色荧光粉。与CaAlSiN3：Eu2+红色荧光粉和(SrBa)2SiO4:Eu2+绿色荧光粉按一定比例配比可实现近紫外光激发高显指高光效的暖白光发射，具有非常广阔的应用前景。

说明书

技术领域

本发明涉及发光材料及其制备方法，具体地说是一种用于三基色暖白光LED的蓝色荧光粉及其制备方法。

背景技术

世界性的能源危机使得白光LED照明成为国家发展的战略计划。LED照明的提倡不仅自利于社会和环境的可持续性发展，还可以带动相关产业，提升我国照明产业的竞争力，并将发展一批具有自主知识产权的有国际竞争力的新兴产业，增加就业机会，是未来能够代替传统照明最具潜力的竞争者，对节约能源统照明产业升级，促进新型制造业发展意义。

目前实现高流明效率白光发射的一种方式是用蓝光芯片激发黄色荧光粉，其中最为成熟的黄色荧光粉主要是YAG:Ce3+，它能够被440-480nm的蓝光LED芯片有效激发，与蓝光互补形成白光；但是，这类发光方式存在色彩还原性差、显色指数低、很难配出暖色系等缺陷。近年来也出现了一些单一基质白光荧光粉作为白光LED的荧光粉材料的研究报道，但其大多为冷白光，即使有部分暖白光的荧光粉，也是在基质中掺杂了至少两种稀土离子或元素实现发光的，这不仅使得荧光粉的成本增加，而且这种间级联激发直接导致能量损耗比较严重，荧光粉最终的发光效率比较低。以近紫外光或紫光芯片激发三基色荧光粉，开发成本较低、发光效率高、性能更加优异的暖白光荧光粉，这对促进行业内暖白光LED的发展和推广使用具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于暖白光LED的蓝色荧光粉及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种用于暖白光LED的蓝色荧光粉，该荧光粉的化学通式为Sr_(2-x)Eu_x(BO₃)_y(PO₄)_(1-y)Cl，其中0.001≤x≤0.1、0.001≤y≤0.5。

本发明提供的用于暖白光LED的荧光粉的化学式优选为Sr_1.95Eu_0.05(BO₃)_0.25(PO₄)_0.75Cl。

在另一实施例中，本发明提供的荧光粉的化学式优选为Sr_1.99Eu_0.01(BO₃)_0.25(PO₄)_0.75Cl。

本发明还提供了一种用于暖白光LED的荧光粉的制备方法，包括以下步骤：

(a)按照荧光粉的化学通式Sr_(2-x)Eu_x(BO₃)_y(PO₄)_(1-y)Cl中各元素的摩尔比称取原料SrCO₃、>4Cl、H₃BO₃、Eu₂O₃和NH₄H₂PO₄，混合，研磨，得混合物，所述化学通式中0.001≤x≤0.1、0.001>

(b)将所述混合物置于还原气氛中，加热升温至900-1150℃焙烧3-5h，得烧结体；

(c)将所述烧结体冷却至室温后研磨，得用于三基色暖白光LED的蓝色荧光粉。

本发明提供的用于暖白光LED的荧光粉的制备方法中步骤(a)化学通式中优选x＝0.05， y＝0.25；在优选条件下制备的荧光粉蓝光强度高、与商业绿粉与红粉可混合出高效率高显指的暖白光。

本发明提供的用于暖白光LED的荧光粉的制备方法中步骤(a)的研磨时间为10-20min。

本发明提供的用于暖白光LED的荧光粉的制备方法中步骤(b)加热速率为3-7℃/min。

本发明提供的用于暖白光LED的荧光粉的制备方法中步骤(b)还原气氛是指碳粉包埋或 H₂、N₂混合气体形成的还原气氛。

本发明提供的用于暖白光LED的荧光粉的制备方法中步骤(b)加热升温至900-1150℃焙烧5h；优选1050℃焙烧5h。

本发明提供的用于暖白光LED的荧光粉的制备方法中步骤(a)称取原料SrCO₃(A.R.)、>4Cl(A.R.)、H₃BO₃(A.R.)、Eu₂O₃(99.99％)和NH₄H₂PO₄(A.R.)均为市售商品。

本发明的优点如下：

本发明所制备的发光材料经光学性能检测，显色指数在90以上的情况下，其光效高达 86.7lm/W。

附图说明

图1为实施例1和实施例2制备的蓝色荧光粉的X射线衍射图谱(XRD)。

图2为实施例1制备的蓝色荧光粉的激发光谱图和发射光谱图。其中，激发波长λex＝ 395nm，发射波长λem＝446nm。

图3为实施例1制备的三基色暖白光荧光粉的发射光谱图。激发波长为395nm。

图4为实施例1制备的三基色暖白光LED在紫外激发下的发光及色坐标图。

具体实施方式

下面实施例用于进一步详细说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。但不以任何形式限制本发明。

实施例1：

分别称取碳酸锶(SrCO₃)、无水氯化铵(NH₄Cl)、硼酸(H₃BO₃)、三氧化二铕(Eu₂O₃)和磷酸二氢铵(NH₄H₂PO₄)，置于玛瑙研钵中充分研磨30min并混合均匀后；将研磨后的粉末置于还原气氛中焙烧，以加热速率为5℃/min升温至1000℃，在该温度下烧结6h，自然冷却到室温；将样品取出研磨，得到化学式为Sr_1.95Eu_0.05(BO₃)_0.25(PO₄)_0.75Cl的荧光粉。其X射线衍射图谱(XRD)>

本发明的实施例中使用的原料SrCO₃(A.R.)、NH₄Cl(A.R.)、H₃BO₃(A.R.)、Eu₂O₃(99.99％)>4H₂PO₄(A.R.)均为市售商品。

所制备的Sr_1.95Eu_0.05(BO₃)_0.25(PO₄)_0.75Cl荧光粉，在紫光激发下与CaAlSiN₃：Eu²⁺红色荧光粉和(SrBa)₂SiO₄:Eu²⁺绿色荧光粉按一定比例混匀涂覆在工作电流为350mA的395InGaN>

结果见图2至图4。

实施例2

同实施例1基本相同，所不同的是，制得的荧光粉化学式不同。其X射线衍射图谱(XRD)>

分别称取碳酸锶(SrCO₃)、无水氯化铵(NH₄Cl)、硼酸(H₃BO₃)、三氧化二铕(Eu₂O₃)和磷酸二氢铵(NH₄H₂PO₄)，置于玛瑙研钵中充分研磨30min并混合均匀后；将研磨后的粉末置于还原气氛中焙烧，以加热速率为5℃/min升温至1000℃，在该温度下烧结6h，自然冷却到室温；将样品取出研磨，得到化学式为Sr_1.99Eu_0.01(BO₃)_0.25(PO₄)_0.75Cl的荧光粉。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。