專利名稱：一種白光led用熒光粉及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED熒光粉制備領(lǐng)域，具體是提供一種白光LED用熒光粉及其制備方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著發(fā)光二級管(LED)的半導(dǎo)體照明事業(yè)的全球興起，白光LED作為新一代光源引起人們極大的關(guān)注。半導(dǎo)體照明與白熾燈鎢絲燈泡及熒光燈相比，具有無毒、壽命長、發(fā)熱量低、體積小、高效節(jié)能、全固態(tài)、工作電壓低、安全性能好及環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)用做液晶顯示器的背光源、指示燈、普通照明，必將成為21世紀(jì)替代傳統(tǒng)照明器件的新型無污染綠色固態(tài)照明光源。目前市場上白光熒光粉一般由黃色YAG熒光粉與LED的藍(lán)光混合而成。這種LED 器件的發(fā)光顏色隨驅(qū)動(dòng)電壓和熒光粉涂層厚度的變化而變化，顯色指數(shù)低，色彩還原性差， 而且隨LED芯片溫度升高容易造成色漂移等問題。為解決上述問題，采用近紫外光InGaN 管芯激發(fā)三基色熒光粉實(shí)現(xiàn)白光LED燈已成為當(dāng)前國際上該領(lǐng)域研發(fā)的熱點(diǎn)之一。由于視覺對近紫外光的不敏感性，這類白光LED的顏色只由熒光粉決定。因此，顯色指數(shù)高、色彩還原性和顏色穩(wěn)定性的白光熒光粉被認(rèn)為是新一代白光LED照明的主導(dǎo)材料；
然而，至今市場上發(fā)白光的熒光粉缺乏，并且發(fā)光的性能不是很理想，基本上都是采用藍(lán)、綠、紅三種基色的熒光粉混合的辦法而制的得，但是次混合物普遍存在吸收及配比的控制問題，色彩還原性與流明效率都受到了比較大的影響，因此，研制高效發(fā)白光的LED燈用熒光粉具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有發(fā)白光熒光粉發(fā)光效率低、色純度不高的特點(diǎn)，提供一種白光LED燈用熒光粉及其制備方法，此方法制備工藝簡單，能耗低，易于操作。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
一種白光LED用熒光粉，其化學(xué)組成可以用以下通式表示Li2SrSiO4: xEu2+, yLa3+，其中0. 5% ^x^ 1% ；0. 5% ^y^ 3%。該熒光粉在近紫外與藍(lán)光的激發(fā)下可以有效地發(fā)出顯色性好的橙黃色光。更進(jìn)一步的說La3+摻雜使得Li2SrSiO4: xEu2+，yLa3+熒光粉在575nm 處發(fā)出寬帶的橙黃色光，其發(fā)光強(qiáng)度比沒有添加La3+的Li2SrSiO4 xEu2+熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度大4倍以上。一種白光LED燈用熒光粉的制備方法，包括以下步驟
⑴以目標(biāo)產(chǎn)品的化學(xué)結(jié)構(gòu)=Li2SrSiO4: xEU2+，yLa3+為計(jì)量依據(jù)，稱取相應(yīng)質(zhì)量的Li2CO3 (AR)、SrCO3 (AR)、SiO2 (AR)、Eu2O3 (4N), La2O3 (4N)，顆粒度為 8 15 μ m。⑵將反應(yīng)原材料置于球磨機(jī)中進(jìn)行球磨至4 6 μ m，隨后將得到的原料混合物與助熔劑進(jìn)行充分混合球磨至5 他。⑶將經(jīng)過充分均勻混合后的混合物置于剛玉坩堝中，并將其放入箱式高溫爐中，
3維持箱式高溫爐的加熱速率為200°C /h，在體積分?jǐn)?shù)為10%的吐與90%的隊(duì)的混合還原氣氛下，在900 1000°C焙燒4 乩，隨后以5°C /min的速率自然冷卻至室溫。⑷將冷卻好的混合物使用行星球磨機(jī)進(jìn)行破碎、球磨，并用1000目的篩網(wǎng)過篩。( 將過篩的產(chǎn)品以次進(jìn)行酸洗、堿洗、水洗三個(gè)步驟，其中酸洗使用3 5Ν的HNO3, 堿洗用濃度為3 5Ν的NH3 · H2O,水洗用蒸餾水或去離子水洗至電中性，達(dá)到除去殘留在粉體中的雜質(zhì)的目的。(6)將上述洗滌的樣品離心分層、過濾、并于80 150°C條件下烘干，得到該熒光粉。步驟⑵中所述的助溶劑為氟化鋰、氧化硼中的一種或兩種以上的混合物，并且助溶劑的添加量為原料混合物總質(zhì)量的1 3%。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明提供的一種白光LED燈用熒光粉，其具有發(fā)光亮度高， 熱穩(wěn)定性好、色純度高、粉末流動(dòng)性好、粒徑細(xì)小且分布均勻及粒子形態(tài)規(guī)則的特點(diǎn)；其加工方法則具備制備工藝簡單，原料價(jià)廉易得、無污染，易于操作的特點(diǎn)。


圖 ISLi2SrSiO,圖 2 為 Li2SrSiO,圖 3 為 Li2SrSiO,圖4為Li2SrSiO,
XEu2+熒光粉的光致激發(fā)與光致發(fā)射譜。 0. 005Eu2+，yLa3+熒光粉的光致激發(fā)譜。 0. 005Eu2+，yLa3+熒光粉的光致發(fā)光譜。 0. 005Eu2+，yLa3+熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度變化曲線。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明的一種白光LED燈用熒光粉及其制備方法作進(jìn)一步的描述。實(shí)例1 =Li2SrSiO4: 0. 005Eu2+
依次稱取 Li2CO3 (AR) 3. 93g、SrCO3 (AR) 7. 65g、SiO2 (4N) 3. lg、Eu2O3 (4N) 0. 045g。 將上述物料置于球磨機(jī)中球磨至4 μ m，隨后往其中添加0. 44g的助溶劑氟化鋰進(jìn)行充分混合球磨他。將經(jīng)過充分均勻混合后的混合物置于高純剛玉坩堝中，并將其放入真空箱式高溫爐中，通入體積分?jǐn)?shù)為95%的隊(duì)與5%的吐混合氣體，以200°C /h升溫速率加熱，在 1000°C保溫6小時(shí)，然后冷卻至室溫。將冷卻至室溫的混合物使用球磨機(jī)進(jìn)行破碎、球磨， 并用1000目的篩網(wǎng)過篩。再依次使用3N的HNO3酸洗、3N的NH3 · H2O堿洗、去離子水洗至電中性，將上述洗滌的樣品離心分層、過濾、并于100°C條件下烘干，得到該熒光粉。該樣品在發(fā)光光譜中發(fā)光強(qiáng)度為20，見附圖1，2，3，4。實(shí)例2 =Li2SrSiO4: 0. 005Eu2+，0. 005La3+
依次稱取 Li2CO3 (AR) 3. 93g、SrCO3 (AR) 7. 59g、SiO2 (4N) 3. lg、Eu2O3 (4N) 0. 045g、 La2O3 (4N) 0. 042g。將上述物料置于球磨機(jī)中球磨至4 μ m，隨后往其中添加0. 29g的助溶劑氟化鋰進(jìn)行充分混合球磨他。將經(jīng)過充分均勻混合后的混合物置于高純剛玉坩堝中，并將其放入真空箱式高溫爐中，通入體積分?jǐn)?shù)為95%的隊(duì)與5%的吐混合氣體，以200°C /h升溫速率加熱，在950°C保溫4小時(shí)，然后冷卻至室溫。將冷卻至室溫的混合物使用球磨機(jī)進(jìn)行破碎、球磨，并用1000目的篩網(wǎng)過篩。再依次使用3N的HNO3酸洗、4N的NH3 · H2O堿洗、去離子水洗至電中性，將上述洗滌的樣品離心分層、過濾、并于120°C條件下烘干，得到該熒光粉。該樣品在發(fā)光光譜中發(fā)光強(qiáng)度為95，見附圖2，3，4。實(shí)例3 =Li2SrSiO4: 0. 005Eu2+，0. OlLa3+
依次稱取 Li2CO3 (AR) 3. 93g,SrCO3 (AR) 7. 53g、Si02 (4N) 3. lg、Eu2O3 (4N) 0.045g、 La2O3 (4N) 0.084g。將上述物料置于球磨機(jī)中球磨至1 μ m，隨后往其中添加0. ^g的助溶劑氟化鋰和0. 14g氧化硼進(jìn)行充分混合球磨證左右。將經(jīng)過充分均勻混合后的混合物置于高純剛玉坩堝中，并將其放入真空箱式高溫爐中，通入體積分?jǐn)?shù)為95%的N2與5%的H2混合氣體，以200°C /h升溫速率加熱，在900°C保溫4小時(shí)，然后冷卻至室溫。將冷卻至室溫的混合物使用球磨機(jī)進(jìn)行破碎、球磨，并用1000目的篩網(wǎng)過篩。再依次使用3N的HNO3酸洗、 5N的NH3 -H2O堿洗、去離子水洗至電中性，將上述洗滌的樣品離心分層、過濾、并于150°C條件下烘干，得到該熒光粉。該樣品在發(fā)光光譜中發(fā)光強(qiáng)度為100，見附圖2，3，4。實(shí)例4 =Li2SrSiO4: 0. 005Eu2+，0. 02La3+
依次稱取 Li2CO3 (AR) 3. 93g,SrCO3 (AR) 7. 41g、Si02 (4N) 3. lg、Eu2O3 (4N) 0.045g、 La2O3 (4N)0. 17g。將上述物料置于球磨機(jī)中球磨至1 μ m,隨后往其中添加0. 29g的助溶劑氟化鋰和0. 14g氧化硼進(jìn)行充分混合球磨證左右。將經(jīng)過充分均勻混合后的混合物置于高純剛玉坩堝中，并將其放入真空箱式高溫爐中，通入體積分?jǐn)?shù)為95%的N2與5%的H2混合氣體，以200°C /h升溫速率加熱，在950°C保溫5小時(shí)，然后冷卻至室溫。將冷卻至室溫的混合物使用球磨機(jī)進(jìn)行破碎、球磨，并用1000目的篩網(wǎng)過篩。再依次使用5N的HNO3酸洗、 4N的NH3 · H2O堿洗、去離子水洗至電中性，將上述洗滌的樣品離心分層、過濾、并于80°C條件下烘干，得到該熒光粉。該樣品在發(fā)光光譜中發(fā)光強(qiáng)度為90，見附圖2，3，4。實(shí)例5 =Li2SrSiO4: 0. 005Eu2+，0. 03La3+
依次稱取 Li2CO3 (AR) 3. 92g,SrCO3 (AR) 7. 30g、Si02 (4N) 3. lg、Eu2O3 (4N) 0.045g、 La2O3 (4N)0. 25g。將上述物料置于球磨機(jī)中球磨至1 μ m,隨后往其中添加0. 14g的助溶劑氟化鋰和0. 14g氧化硼進(jìn)行充分混合球磨證左右。將經(jīng)過充分均勻混合后的混合物置于高純剛玉坩堝中，并將其放入真空箱式高溫爐中，通入體積分?jǐn)?shù)為95%的N2與5%的H2混合氣體，以200°C /h升溫速率加熱，在950°C保溫4小時(shí)，然后冷卻至室溫。將冷卻至室溫的混合物使用球磨機(jī)進(jìn)行破碎、球磨，并用1000目的篩網(wǎng)過篩。再依次使用5N的HNO3酸洗、 5N的NH3 -H2O堿洗、去離子水洗至電中性，將上述洗滌的樣品離心分層、過濾、并于100°C條件下烘干，得到該熒光粉。該樣品在發(fā)光光譜中發(fā)光強(qiáng)度為85，見附圖2，3，4。上述具體實(shí)施方式
用來解釋本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進(jìn)行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種白光LED用熒光粉，其特征在于其化學(xué)組成可以用以下通式表示=Li2SrSiO4: xEu2+, yLa3+，其中 0. 5% ≤ χ ≤ 1% ；0. 5% ≤ y ≤ 3%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種白光LED燈用黃色熒光粉，其特征在于La3+摻雜使得 Li2SrSiO4: xEU2+，yLa3+熒光粉在575nm處發(fā)出寬帶的橙黃色光，其發(fā)光強(qiáng)度比沒有添加La3+ 的Li2SrSiO4: XEu2+熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度大4倍以上。
3.一種白光LED用熒光粉的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟步驟⑴.以目標(biāo)產(chǎn)品的化學(xué)結(jié)構(gòu)Li2SrSiO4: xEu2+，yLa3+為計(jì)量依據(jù)，稱取相應(yīng)質(zhì)量的 Li2CO3 (AR)、SrCO3 (AR)、Si02 (AR)、Eu2O3 (4N), La2O3 (4N)，顆粒度為 8 15 μ m ；步驟⑵.將上述反應(yīng)原材料置于球磨機(jī)中進(jìn)行球磨至顆粒度為4 6 μ m，隨后將得到的原料混合物與助溶劑進(jìn)行充分混合球磨至5 他；步驟⑶.將經(jīng)過充分均勻混合后的混合物置于剛玉坩堝中，并將其放入箱式高溫爐中，維持箱式高溫爐的加熱速率為200°C /h，在體積分?jǐn)?shù)為10%的H2與90%的N2的混合還原氣氛下，在900 1000°C焙燒4 6h，隨后以5°C /min的速率自然冷卻至室溫； 步驟⑷.將冷卻好的混合物使用球磨機(jī)進(jìn)行破碎、球磨，并用1000目的篩網(wǎng)過篩； 步驟(5).將過篩的產(chǎn)品依次進(jìn)行酸洗、堿洗、水洗三個(gè)步驟，其中酸洗使用3 5N的 HNO3,堿洗用濃度為3 5N的NH3 · H2O,水洗用蒸餾水或去離子水洗至電中性，達(dá)到除去殘留在粉體中的雜質(zhì)的目的；步驟(6).將上述洗滌的樣品離心分層、過濾、并于80 150°C條件下烘干，得到該熒光粉。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種白光LED燈用熒光粉的制備方法，其特征在于，所述步驟 ⑵中所述的助溶劑為氟化鋰、氧化硼中的一種或兩種以上的混合物，并且助溶劑的添加量為原料混合物總質(zhì)量的1 3%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種白光LED用熒光粉及制備方法。該熒光粉化學(xué)結(jié)構(gòu)表達(dá)式為Li2SrSiO4:xEu2+，yLa3+，其中0.5%≤x≤1%；0.5%≤y≤3%。該熒光粉可以在近紫外或藍(lán)光下有效激發(fā)并發(fā)射出寬帶橙黃色光。它可作為藍(lán)光LED芯片或紫外芯片激發(fā)的白光LED用熒光粉。本發(fā)明的熒光粉與現(xiàn)有商用YAG:xCe3+黃色熒光粉相比，具有制備過程中能耗低、激發(fā)波長范圍寬、亮度高與顯色性好等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C09K11/59GK102295927SQ201110279518
公開日2011年12月28日 申請日期2011年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月20日
發(fā)明者宋開新, 李煒, 秦會(huì)斌, 蔣俊 申請人:杭州電子科技大學(xué)