專利名稱：Led用白光發(fā)射鏑摻雜七鋁酸十二鈣熒光粉及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及適用于制備LED用的熒光粉。
背景技術(shù)：
高亮度氮化鎵基發(fā)光二極管的成功研發(fā)以及由此實(shí)現(xiàn)的白光LED被 譽(yù)為繼愛迪 生發(fā)明白熾燈以來最大的光源革命。與傳統(tǒng)的白熾燈、熒光燈相比，白光LED具有高效節(jié) 能、壽命長、無(Hg、Pb等)污染、工作電壓低、不易損壞等優(yōu)點(diǎn)，因而具有廣闊的應(yīng)用價(jià)值和 前景。本發(fā)明目的是制備一種基于近紫外光激發(fā)的單相白光熒光粉，該熒光粉在近紫外 光激發(fā)下發(fā)出白光，可與近紫外光管芯組合制備白光LED，以克服目前紅、綠、藍(lán)三基色混合 熒光粉因存在的再吸收和配比調(diào)控問題而影響流明效率和色彩還原性能的缺陷。在可見光范圍內(nèi)，三價(jià)鏑離子有4F9/2 — 6H1372躍遷(575nm附近)的黃光和 卞9/2 — 6H15/2躍遷(484nm附近)的藍(lán)光兩個(gè)發(fā)射帶。通過改變鏑摻雜濃度及熱處理改性， 可調(diào)整黃/藍(lán)光強(qiáng)度比，優(yōu)化條件后，將得到白光。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是制備發(fā)白光的稀土發(fā)光材料，并提供一種更加簡單、有效的制備 方法。本發(fā)明采用寬帶隙氧化物七鋁酸十二鈣作為摻雜的基質(zhì)材料。由于其具有良好的 熱穩(wěn)定性及優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，適合做發(fā)光材料。本發(fā)明采用化學(xué)共沉淀法制備鏑(Dy3+)摻雜七鋁酸十二鈣(12Ca0 · 7A1203)白光 發(fā)射熒光粉。所得的白光發(fā)射源于Dy3+離子484nm和575nm兩個(gè)窄發(fā)射帶的疊加。本發(fā)明 制備方法的具體步驟如下a.按摩爾比 nCa nA1 nDy = (12-χ) 14 χ(0. 001 彡 χ 彡 0. 02)稱量高純 Ca(NO3)2 · 4Η20、Α1(Ν03)3 · 9H20、Dy2O3原料，溶于去離子水中，滴加0. 05_10ml硝酸，加熱至 30-70°C攪拌2-8個(gè)小時(shí)；b.向上述溶液滴加20_100ml沉淀劑NH3 · H2O,得到凝膠前驅(qū)體；c.將得到的凝膠前驅(qū)體在70-110°C的溫度下進(jìn)行烘干去水；d.將烘干的凝膠放到高溫爐中，在空氣氣氛下、1000-1200°C燒結(jié)5-8個(gè)小時(shí)，冷 卻，研磨；e.將得到的粉體在真空氣氛下700-1000°C熱處理改性，得到近紫外光激發(fā)的單 相白光發(fā)射鏑摻雜七鋁酸十二鈣熒光粉(12Ca0 · 7Al203:Dy)。本發(fā)明的有益效果是1.本發(fā)明采用的制備方法是化學(xué)共沉淀法，使煅燒溫度比傳統(tǒng)固態(tài)燒結(jié)制備方法 的煅燒溫度降低了 250°C。2.本發(fā)明制備的鏑摻雜七鋁酸十二鈣粉體的激發(fā)范圍主要集中在340-400nm，適合做近紫外激發(fā)的LED用白光發(fā)射熒光粉。3.本發(fā)明制備鏑摻雜七鋁酸十二鈣粉體所需原料量大易得，且價(jià)格低廉，制備方 法簡單可行、易于操作、易于大量生產(chǎn)，無污染。


圖1為12Ca0 WAl2O3 = Dy l%mol真空熱處理前后的XRD圖，a為熱處理改性前的 XRD, b為熱處理改性后的XRD。圖2為12Ca0 · 7Al203:Dy l%mol熱處理改性后的激發(fā)譜發(fā)射譜。從圖中可以看 出該熒光粉的有效激發(fā)范圍為340-400nm、最佳激發(fā)波長為351nm，發(fā)射光譜的發(fā)光主峰為 484nm 禾Π 575nm。
具體實(shí)施例方式按照發(fā)明內(nèi)容中所給出的步驟制得多種摻雜濃度的鏑摻雜七鋁酸十二鈣熒光粉。實(shí)例1(1).稱量 21. 0073g 純度為 99. 99% 的 Al(NO3)3 · 9H20、11. 3239g 純度為 99. 99% 的Ca(NO3)2 ·4Η20、0· 0090g純度為99. 99%的Dy2O3溶于去離子水中，滴力口 0. Iml硝酸，加熱 至40°C攪拌4小時(shí)；(1).向上述溶液滴加25ml的沉淀劑NH3 · H2O,得到凝膠前驅(qū)體；(3).將得到的凝膠前驅(qū)體在100°C的溫度下進(jìn)行烘干去水；(4).將烘干的凝膠放到高溫爐中，在空氣氣氛下、1080°C燒結(jié)8個(gè)小時(shí)，冷卻，研 磨；(5).將得到的粉體在真空氣氛下870°C熱處理改性，得到近紫外光激發(fā)的單相白 光發(fā)射鏑摻雜七鋁酸十二鈣熒光粉。實(shí)例2(1).稱量 21. 0073g 純度為 99. 99% 的 Al(NO3)3 · 9H20、11. 2785g 純度為 99. 99% 的Ca(NO3)2 ·4Η20、0. 0448g純度為99. 99%的Dy2O3溶于去離子水中，滴加Iml硝酸，加熱至 45°C攪拌適3. 5小時(shí);(2).向上述溶液滴加30ml的沉淀劑NH3 · H2O,得到凝膠前驅(qū)體；(3).將得到的凝膠前驅(qū)體在90°C的溫度下進(jìn)行烘干去水；(4).將烘干的凝膠放到高溫爐中，在空氣氣氛下、1120°C燒結(jié)6個(gè)小時(shí)，冷卻，研 磨；(5).將得到的粉體在真空氣氛下930°C熱處理改性，得到近紫外光激發(fā)的單相白 光發(fā)射鏑摻雜七鋁酸十二鈣熒光粉。實(shí)例3(1).稱量 21. 0073g 純度為 99. 99% 的 Al(NO3)3 · 9H20、11. 0430g 純度為99. 99% 的Ca(NO3)2 ·4Η20、0. 0895g純度為99. 99%的Dy2O3溶于去離子水中，滴加2ml硝酸，加熱至 50°C攪拌5小時(shí);(2).向上述溶液滴加35ml的沉淀劑NH3 · H2O,得到凝膠前驅(qū)體；(3).將得到的凝膠前驅(qū)體在80°C的溫度下進(jìn)行烘干去水；
(4).將烘干的凝膠放到高溫爐中，在空氣氣氛下、1100°C燒結(jié)6個(gè)小時(shí)，冷卻，研 磨；(5).將得到的粉體在真空氣氛下900°C熱處理改性，得到近紫外 光激發(fā)的單相白 光發(fā)射鏑摻雜七鋁酸十二鈣熒光粉。
權(quán)利要求
一種LED用白光發(fā)射鏑摻雜七鋁酸十二鈣熒光粉，其特征在于該材料的化學(xué)式是Ca12-xAl14O33:Dyx，0.001≤x≤0.02。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED用白光發(fā)射鏑摻雜七鋁酸十二鈣熒光粉的制備方法，其 特征在于采用化學(xué)共沉淀法制備鏑摻雜七鋁酸十二鈣前驅(qū)體，將鏑離子均勻地?fù)饺牖|(zhì) 材料中，具體步驟如下(1).按摩爾比nCa nA1 nDy = (12-χ) 14 χ (0. 001 ≤ χ ≤ 0. 02)稱量高純 Ca(NO3)2 · 4Η20、Α1(Ν03)3 · 9H20、Dy2O3原料，溶于去離子水中，滴加0. 05_10ml硝酸，加熱至 30-70°C攪拌2-8個(gè)小時(shí)；(2).向上述溶液滴加20-100ml沉淀劑NH3· H2O,得到凝膠前驅(qū)體；(3).將得到的凝膠前驅(qū)體在70-110°C的溫度下進(jìn)行烘干去水；(4).將烘干的凝膠放到高溫爐中，在空氣氣氛下、1000°C-1200°C燒結(jié)5-8個(gè)小時(shí)，冷 卻，研磨；(5).將得到的粉體在真空氣氛下700-1000°C熱處理改性，得到近紫外光激發(fā)的單相 白光發(fā)射鏑摻雜七鋁酸十二鈣熒光粉(12Ca0 · 7A1203 Dy)。
全文摘要
本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及適用于制備LED用的熒光粉，特別是涉及一種在近紫外光激發(fā)下白光發(fā)射的單相熒光粉及其制備方法。本發(fā)明采用化學(xué)共沉淀法制備鏑摻雜七鋁酸十二鈣凝膠前驅(qū)體，將高純Dy2O3、Al(NO3)3·9H2O和Ca(NO3)2·4H2O原料按比例溶于去離子水中，滴加適量硝酸，加熱攪拌均勻；加入適量沉淀劑NH3·H2O，將得到的凝膠前驅(qū)體進(jìn)行烘干去水、燒結(jié)得到鏑摻雜七鋁酸十二鈣熒光粉。七鋁酸十二鈣作為稀土鏑摻雜基質(zhì)材料，由于其帶隙寬達(dá)5.9eV，可減弱鏑發(fā)光的溫度淬滅效應(yīng)，有益于增強(qiáng)鏑的白光發(fā)射，結(jié)果表明鏑摻雜七鋁酸十二鈣粉體有望應(yīng)用于顯示、照明、光電器件等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C09K11/64GK101812294SQ201010130150
公開日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2010年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月23日
發(fā)明者劉春光, 劉玉學(xué), 劉益春, 夏彬, 徐長山, 祝漢成, 鐘殿強(qiáng) 申請(qǐng)人:東北師范大學(xué)