一種白光led 用黃光熒光粉及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種白光LED用黃光熒光粉及其制備方法，屬于LED熒光粉制備【技術(shù)領(lǐng)域】。該熒光粉的組成表達(dá)式為NaLaMgWO6:xDy3+，其中x＝0.01～0.09。制備包括以下步驟：1)按照(0.5～2):(0.5～2):(0.5～2)：1：x的摩爾比，稱取原料Na2CO3、La2O3、MgCO3、WO3和Dy2O3，充分混勻后干燥，得到混合粉體；其中，x＝0.01～0.09；2)將混合粉體進(jìn)行固相燒結(jié)，得到NaLaMgWO6:xDy3+黃光熒光粉；本發(fā)明通過(guò)固相法所制備出的NaLaMgWO6:xDy3+黃光熒光粉粉體粒度均勻、結(jié)晶性能好、發(fā)光性能好，平均粒徑為1～5μm。本方法操作簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備要求低，環(huán)境友好，適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。
【專利說(shuō)明】一種白光LED用黃光焚光粉及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于LED熒光粉制備【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種黃光熒光粉及其制備方法，具體 涉及一種白光LED用黃熒光粉及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 自從上世紀(jì)60年代初到90年代末，紅、橙、黃、綠及藍(lán)等單色熒光粉以及白光 LED(White Light Emitting Diodes, WLED)的相繼問(wèn)世以來(lái)，由于具有無(wú)毒、高效節(jié)能、壽 命長(zhǎng)、全固態(tài)、工作電壓低、抗震性及安全性好等諸多特點(diǎn)，已發(fā)展成為信息顯示、照明光 源、光電器件等領(lǐng)域的關(guān)鍵支撐材料之一，為技術(shù)進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展發(fā)揮著日益重要的作用。
[0003] 目前，利用LED技術(shù)實(shí)現(xiàn)白光的方式主要有3種：（1)藍(lán)光芯片激發(fā)黃色熒光粉 發(fā)出的黃光與剩余的藍(lán)光復(fù)合成白光；（2)利用近紫外LED芯片激發(fā)紅、綠、藍(lán)三基色熒光 粉并有機(jī)結(jié)合組成白光；（3)通過(guò)紅光芯片、綠光芯片和藍(lán)光芯片一起組裝實(shí)現(xiàn)白光。目 前，市場(chǎng)上應(yīng)用最廣泛的仍然是第一種形式，這種較成熟的技術(shù)（即用釔鋁石榴石結(jié)構(gòu)的 YAG:Ce3+黃色熒光粉）雖然具有較高的照明效率，但其技術(shù)專利一直被日本日亞公司所壟 斷；并且目前制備黃光的多數(shù)以Ce 3+為摻雜離子，均能實(shí)現(xiàn)黃綠光發(fā)射，多數(shù)LED均發(fā)射 冷白光，這主要是因此黃光偏綠所導(dǎo)致的，如果黃光偏紅則會(huì)是的LED實(shí)現(xiàn)暖白光發(fā)射；另 夕卜，制備黃光熒光粉中還存在一些問(wèn)題，如制備條件苛刻、使用穩(wěn)定性差、顯色指數(shù)不高等。 因此研制一種能實(shí)現(xiàn)暖白光發(fā)射、制備條件簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、顯色指數(shù)高的黃光熒光粉具有 十分重要的意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種白光LED用黃光 熒光粉及其制備方法，該方法采用高溫固相燒結(jié)，操作簡(jiǎn)單，環(huán)境友好，制得的產(chǎn)品粒度均 勻、結(jié)晶性能和發(fā)光性能好。
[0005] 本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0006] -種白光LED用黃光熒光粉，該黃光熒光粉的組成表達(dá)式為NaLaMgW06:xDy 3+，其 中 X = 0· 01 ?0· 09。
[0007] 該黃光熒光粉的平均粒徑為1?5 μ m，激發(fā)波長(zhǎng)范圍為370?420nm，發(fā)射波長(zhǎng)覆 蓋范圍為450?680nm。
[0008] -種白光LED用黃光突光粉的制備方法，包括以下步驟：
[0009] 1)按照（0. 5 ?2) : (0. 5 ?2) : (0. 5 ?2) :1 :x 的摩爾比，稱取原料 Na2C03、La203、 MgC03、WO3和Dy2O3，充分混勻后干燥，得到混合粉體；其中，X = 0· 01?0· 09 ;
[0010] 2)將混合粉體進(jìn)行固相燒結(jié)，得到NaLaMgWO6: xDy3+黃光熒光粉；
[0011] 所述固相燒結(jié)的制度為：在氧化氣氛下，將混合粉體自室溫起，先以1?2°C /min 速率升溫至200?400°C，然后以3?5°C /min速率升溫至400?800°C，再以5?8°C / min速率升溫至1000?1200°C，保溫1?8h后，冷卻。
[0012] 固相燒結(jié)是將混合粉體置于氧化鋁坩堝中，在電阻爐中進(jìn)行燒結(jié)。
[0013] 所述的冷卻為隨爐冷卻。
[0014] 步驟1)所述的充分混勻是將各原料混合后，用酒精進(jìn)行濕法球磨10?30min。
[0015] 步驟1)所述的干燥是在溫度為60?80°C的烘箱中進(jìn)行。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：
[0017] 本發(fā)明以Na2C03、La20 3、MgC03、W03、Dy2O3為原料，經(jīng)固相燒結(jié)后，制得粒徑均勻的 NaLaMgWO6: xDy3+黃光熒光粉。通過(guò)XRD、SEM、熒光光譜的測(cè)試與分析，可知通過(guò)本發(fā)明方法 所制備出的NaLaMgWO 6: xDy3+黃光熒光粉粉體粒度均勻、結(jié)晶性能好、發(fā)光性能好，平均粒徑 為1?5μπι，激發(fā)波長(zhǎng)符合工業(yè)用近紫外激發(fā)，發(fā)射波長(zhǎng)覆蓋范圍為450?680nm。
[0018] 本發(fā)明采用固相燒結(jié)法制備目標(biāo)熒光粉，該方法工藝流程簡(jiǎn)單、操作方便，合成 所得材料的晶體結(jié)構(gòu)較完好，性能穩(wěn)，亮度高，且該方法對(duì)設(shè)備要求低，環(huán)境友好，適合工業(yè) 化大規(guī)模生產(chǎn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1為實(shí)施例1制得的NaLaMgWO6:XDy3+黃光熒光粉粉體的XRD圖；
[0020] 圖2為實(shí)施例2制得的NaLaMgWO6:xDy3+黃光熒光粉粉體的SEM圖；
[0021] 圖3為實(shí)施例3制得的NaLaMgWO6 = XDy3+黃光熒光粉的激發(fā)和發(fā)射光譜圖，其中， (a)為NaLaMgWO6 = O. 07Dy3+熒光粉激發(fā)光譜圖，圖3(b)為NaLaMgWO6 = O. 07Dy3+熒光粉發(fā)射 光譜圖；
[0022] 圖4是實(shí)施例4制得的NaLaMgWO6: xDy3+黃光熒光粉粉體的CIE圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，所述是對(duì)本發(fā)明的解釋而 不是限定。
[0024] 本發(fā)明提供的白光LED用黃光熒光粉的制備方法，具體是以Na2C03、La 203、MgC03、 W03、Dy2O3為原料，經(jīng)固相燒結(jié)后，制得粒徑均勻的NaLaMgW0 6:xDy3+藍(lán)色熒光粉粉體。具體 方法為：
[0025] 1)按照（0· 5 ?2) : (0· 5 ?2) : (0· 5 ?2) :1 :x 的摩爾比，其中，X = 0· 01 ?0· 09， 稱取原料Na2C03、La203、MgC0 3、WO3和Dy2O3 ;將各原料進(jìn)行混合，并在酒精下進(jìn)行濕法球磨 10?30min，球磨完畢后在已設(shè)定好溫度為60?80°C的烘箱中進(jìn)行干燥，干燥后得到混合 粉體；
[0026] 2)將步驟1)制得的混合粉體進(jìn)行固相燒結(jié)，得到NaLaMgWO6 = XDy3+黃光熒光粉，其 中 X = 0· 01 ?0· 09 ;
[0027] 所述的固相燒結(jié)制度為：在氧化氣氛下，將混合粉體自室溫起，以1?2°C /min速 率升溫至200?400°C，再以3?5°C /min速率升溫至400?800°C，再以5?8°C /min速 率升溫至1000?1200°C，保溫1?8h后隨爐冷卻。
[0028] 實(shí)施例1
[0029] -種LED用黃光熒光粉的制備方法，包括以下步驟：
[0030] 1)按照0.5:0.5:1:13的摩爾比，其中，1 = 0.03，分別稱取原料似2(：03、1^203、 MgCO3、WO3 和 Dy2O3 ;
[0031] 2)將步驟1)的各原料進(jìn)行混合，并在酒精下進(jìn)行濕法球磨30min，球磨完畢后在 已設(shè)定好溫度為80°C的烘箱中進(jìn)行干燥，干燥后得到混合粉體； 3)將步驟2)制得的混合粉體進(jìn)行固相燒結(jié)，得到NaLaMgWO6 = O. 03Dy3+黃光熒光粉；
[0032] 所述的固相燒結(jié)制度為：在氧化氣氛下，將混合粉體自室溫起，以2°C /min速率升 溫至400°C，再以4°C /min速率升溫至800°C，再以5°C /min速率升溫至1100°C，保溫5h后 隨爐冷卻。
[0033] 參見圖1，從圖1可以看出NaLaMgWO6 = O. 03Dy3+粉體與NaLaMgWO6 的標(biāo)準(zhǔn)卡片JCPDS#37-0243完全保持一致，且峰形尖銳，合成的樣品屬 于AA' BB' X6型單斜晶系結(jié)構(gòu)，空間點(diǎn)群為C2/m(No. 12)，晶格常數(shù)為 a=7.8074( 1)A，b=.7.8158(l)A，c=7.8977( 1)Α，β = 90.136⑴。；這說(shuō)明 NaLaMgWO6樣品的結(jié)晶程度商。
[0034] 實(shí)施例2
[0035] 一種LED用黃光熒光粉的制備方法，包括以下步驟：
[0036] 1)按照 0. 5:0. 5:2:l:x 的摩爾比，其中，X = 0. 05,分別稱取原料 Na2C03、La203、 MgCO3、WO3 和 Dy2O3 ;
[0037] 2)將步驟1)的原料進(jìn)行混合，并在酒精下進(jìn)行濕法球磨25min，球磨完畢后在已 設(shè)定好溫度為75°C的烘箱下進(jìn)行干燥，干燥后得到混合粉體，
[0038] 3)將步驟2)中混合粉體進(jìn)行固相燒結(jié)，得到NaLaMgWO6 = O. 05Dy3+黃光熒光粉；
[0039] 所述的固相燒結(jié)制度為：在氧化氣氛下，將混合粉體自室溫起，以2°C /min速率升 溫至300°C，再以3°C /min速率升溫至600°C，再以6°C /min速率升溫至1000°C，保溫6h 后隨爐冷卻。
[0040] 參見圖2,從圖2可以看出NaLaMgWO6 = XDy3+熒光粉顆粒分布均勻，且粒度相對(duì)較 小，粒徑大約在1?5μπι之間，粉體的形貌規(guī)則，無(wú)明顯的團(tuán)聚現(xiàn)象存在。
[0041] 實(shí)施例3
[0042] 一種LED用黃光熒光粉的制備方法，包括以下步驟：
[0043] 1)按照 1:2:0. 5:1 :x 的摩爾比，其中，X = 0· 07,稱取原料 Na2C03、La203、MgC03、W0 3 和 Dy2O3 ;
[0044] 2)將步驟1)的原料進(jìn)行混合，并在酒精下進(jìn)行濕法球磨20min，球磨完畢后在已 設(shè)定好溫度為70°C的烘箱下進(jìn)行干燥，干燥后得到混合粉體，
[0045] 3)將步驟2)中混合粉體進(jìn)行固相燒結(jié)，得到NaLaMgWO6 = O. 07Dy3+黃光熒光粉；
[0046] 所述的固相燒結(jié)制度為：在氧化氣氛下，將混合粉體自室溫起，以1°C /min速率升 溫至200°C，再以5°C /min速率升溫至400°C，再以8°C /min速率升溫至1200°C，保溫3h后 隨爐冷卻。
[0047] 參見圖3,圖3(a)為NaLaMgWO6 = O. 07Dy3+熒光粉激發(fā)光譜圖，圖3(b)為 NaLaMgWO6 = O. 07Dy3+熒光粉發(fā)射光譜圖，從圖3(a)可以看出激發(fā)光譜有三個(gè)峰，其中主峰 在399nm處，次峰位于383nm和488nm處，符合工業(yè)用近紫外激發(fā)波長(zhǎng)（315?400nm)。從圖 3(b)可以看出發(fā)射帶分布在400?700nm可見光的光譜范圍內(nèi)，其中有1個(gè)強(qiáng)峰和2個(gè)弱 峰組成。其峰值最強(qiáng)處位于580nm處，為黃光發(fā)射帶，Dy 3+離子發(fā)生的躍遷為4F9/2 - 6H13/2 ; 左邊的弱峰位于470nm處，為藍(lán)光發(fā)射帶，Dy3+離子發(fā)生的躍遷為4F9/2 -6H15/2 ;右邊的弱峰 位于660nm處，為紅光發(fā)射帶。兩個(gè)弱峰相比強(qiáng)峰而言相差太大，對(duì)Dy3+離子發(fā)光的影響是 相當(dāng)小的，故Dy 3+離子主要發(fā)射光偏黃光。
[0048] 實(shí)施例4
[0049] 一種LED用黃光熒光粉的制備方法，包括以下步驟：
[0050] 1)按照 2:1:2:1 :x 的摩爾比，其中，X = 0· 09,稱取原料 Na2C03、La203、MgC03、WO 3 和 Dy2O3 ;
[0051] 2)將步驟1)的原料進(jìn)行混合，并在酒精下進(jìn)行濕法球磨15min，球磨完畢后在已 設(shè)定好溫度為65°C的烘箱下進(jìn)行干燥，干燥后得到混合粉體，
[0052] 3)將步驟2)中混合粉體進(jìn)行固相燒結(jié)，得到NaLaMgWO6 = O. 09Dy3+黃光熒光粉；
[0053] 所述的固相燒結(jié)制度為：在氧化氣氛下，將混合粉體自室溫起，以1°C /min速率升 溫至200°C，再以3°C /min速率升溫至500°C，再以7°C /min速率升溫至1100°C，保溫8h后 隨爐冷卻。
[0054] 參見圖4,從圖4可以看出，NaLaMgW06:9Dy3+熒光粉在近紫外光激發(fā)下發(fā)射黃光， 這是由于發(fā)射主強(qiáng)峰位于黃光區(qū)域，而470nm、660nm處發(fā)射峰太弱，不足以改變色度。
[0055] 實(shí)施例5
[0056] -種LED用黃光熒光粉的制備方法，包括以下步驟：
[0057] 1)按照 0· 5:0. 5:l:l:x 的摩爾比，其中 X = 0· 01，稱取原料 Na2C03、La203、MgC03、 WO3 和 Dy2O3 ;
[0058] 2)將步驟1)的原料進(jìn)行混合，并在酒精下進(jìn)行濕法球磨lOmin，球磨完畢后在已 設(shè)定好溫度為60°C的烘箱下進(jìn)行干燥，干燥后得到混合粉體，
[0059] 3)將步驟2)中混合粉體進(jìn)行固相燒結(jié)，得到NaLaMgWO6 = O. OlDy3+黃光熒光粉；
[0060] 所述的固相燒結(jié)制度為：在氧化氣氛下，將混合粉體自室溫起，以2°C /min速率升 溫至400°C，再以3°C /min速率升溫至700°C，再以5°C /min速率升溫至1200°C，保溫4h后 隨爐冷卻。
[0061] 綜上所述，本發(fā)明的固相燒結(jié)合成方法工藝流程簡(jiǎn)單、操作方便，合成所得材料的 晶體結(jié)構(gòu)較完好，性能穩(wěn)，亮度高。鎢酸鹽是典型的自激活的發(fā)光材料，發(fā)光光譜十分穩(wěn)定， 本征發(fā)光譜帶很寬，占據(jù)可見光區(qū)域的大部分，鎢酸鹽中的陽(yáng)離子強(qiáng)烈地影響發(fā)射帶的位 置。鎢酸鹽可以由某些雜質(zhì)激活，這些雜質(zhì)被摻入鎢酸鹽點(diǎn)陣中之后，可使其具有特殊性 質(zhì)的發(fā)光。因此，鎢酸鹽是一種發(fā)光性能優(yōu)異的基質(zhì)材料。本發(fā)明以Na 2C03、La203、MgC03、 W03、Dy2O3為原料，采用固相燒結(jié)法制得NaLaMgW0 6:xDy3+黃光熒光粉。通過(guò)XRD、SEM、熒光 光譜的測(cè)試與分析，可知通過(guò)本發(fā)明方法所制備出的NaLaMgWO 6: xDy3+黃光熒光粉粉體粒度 均勻、結(jié)晶性能好、發(fā)光性能好。
【權(quán)利要求】
1. 一種白光LED用黃光熒光粉，其特征在于，該黃光熒光粉的組成表達(dá)式為 NaLaMgTO6:xDy3+，其中 X = 0· 01 ?0· 09。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種白光LED用黃光突光粉，其特征在于，該黃光突光粉的平 均粒徑為1?5 μ m，激發(fā)波長(zhǎng)范圍為370?420nm，發(fā)射波長(zhǎng)覆蓋范圍為450?680nm。
3. -種白光LED用黃光熒光粉的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 按照（〇. 5 ?2) : (0. 5 ?2) : (0. 5 ?2) :1 :x 的摩爾比，稱取原料 Na2C03、La203、MgC03、 W03和Dy203，充分混勻后干燥，得到混合粉體；其中，X = 0. 01?0. 09 ; 2) 將混合粉體進(jìn)行固相燒結(jié)，得到NaLaMgW06:xDy3+黃光熒光粉； 所述固相燒結(jié)的制度為：在氧化氣氛下，將混合粉體自室溫起，先以1?2°C /min速率 升溫至200?400°C，然后以3?5°C /min速率升溫至400?800°C，再以5?8°C /min速 率升溫至1000?1200°C，保溫1?8h后，冷卻。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種白光LED用黃光突光粉的制備方法，其特征在于，固相燒 結(jié)是將混合粉體置于氧化鋁坩堝中，在電阻爐中進(jìn)行燒結(jié)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種白光LED用黃光突光粉的制備方法，其特征在于，所述的 冷卻為隨爐冷卻。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種白光LED用黃光熒光粉的制備方法，其特征在于，步驟 1)所述的充分混勻是將各原料混合后，用酒精進(jìn)行濕法球磨10?30min。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種白光LED用黃光熒光粉的制備方法，其特征在于，步驟 1)所述的干燥是在溫度為60?80°C的烘箱中進(jìn)行。
【文檔編號(hào)】C09K11/78GK104277850SQ201410441107
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年9月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月1日
【發(fā)明者】寧青菊, 劉波, 李向龍, 史永勝, 曹舒堯 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)