一種球形白光熒光粉及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熒光粉及其制備方法，特別是一種球形白光熒光粉及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]白光LED作為一種第四代新型固態(tài)照明光源，深受人們的廣泛重視。由于其節(jié)能環(huán)保、壽命長、低能耗、固體化、啟動(dòng)快等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。
[0003]目前，通過熒光粉轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)白光LED的方法主要有以下兩種:一種為藍(lán)光LED芯片搭配黃色熒光粉，該方法由雙色實(shí)現(xiàn)白光，由于缺乏紅光成分，使得得到的白光顯色性較差，色溫偏高，而且光色參數(shù)容易受到熒光粉涂覆厚度以及電壓電流的變化而發(fā)生波動(dòng)?’另一種為近紫外光LED芯片搭配三基色混合基質(zhì)熒光粉，該方法產(chǎn)生的白光具有較高的顯色指數(shù)及輸出效率，但是由于混合物之間存在光譜再吸收和配比調(diào)控難以及各種粉之間光衰不一致等問題，限制了這種方法實(shí)現(xiàn)白光LED的發(fā)展。
[0004]近來，為了解決上述第二種方法實(shí)現(xiàn)白光LED的缺陷，相繼出現(xiàn)了用單一基質(zhì)硅酸鹽白光突光粉去取代三基色混合基質(zhì)突光粉。此種突光粉是一種適合近紫外光LED芯片激發(fā)的單一基質(zhì)白光熒光粉，其傳統(tǒng)的制備方法為固相法。但固相法合成此類熒光粉存在粒度較大、粒徑分布不均勻、難以獲得球形顆粒、顆粒易團(tuán)聚等缺點(diǎn)。在封裝成白光LED后，由于熒光粉粒徑較大，顆粒不均勻，形狀不規(guī)則易造成近紫外光溢出以及發(fā)光效率較低。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種球形白光熒光粉組成及其制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有近紫外LED照明三基色混合基質(zhì)熒光粉存在光譜再吸收和配比調(diào)控難以及各種粉之間光衰不一致等問題，提供一種制備簡單、發(fā)光效果好的球形白光突光粉。
[0007]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種球形白光熒光粉，化學(xué)組成為Bah31Ca0.69_x_ySi04:xEu2+, yMn2+，其中 0.01 彡 x 彡 0.15,0.01 ^ y ^ 0.15。
[0008]本發(fā)明的另一個(gè)目的在于克服現(xiàn)有單一基質(zhì)白光熒光粉的制備方法所獲得熒光粉顆粒大、粒徑不均勻、形狀不規(guī)則等缺陷，提供一種制備方法簡單、所獲得的產(chǎn)品顆粒細(xì)小均勻的球形白光熒光粉制備方法。
[0009]通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種球形白光熒光粉的制備方法，包括以下步驟:
(O按化學(xué)計(jì)量比計(jì)算所需的鋇、鈣、硅、銪和錳的用量；
(2)由正硅酸乙酯引入硅，并將其溶入乙醇、蒸餾水和氨水的混合液中，攪拌均勻，加入碳酸氫銨水溶液，制得混合液A ；
(3)選取幾種鹽類引入鋇、鈣、銪和錳，所述鹽類為可溶于水的鹽類或不可溶于水的鹽類；
(4)將步驟(3)所述的可溶性鹽類溶解于蒸餾水中，制得混合液B;或?qū)⒉襟E(3)所述的不可溶于水的鹽類溶解于過量硝酸中，并加氨水至PH=6.5?7.5，制得混合液B ； (5)將混合液B加入混合液A中，制得前驅(qū)體懸浮液C；
(6)將懸浮液C在噴霧干燥機(jī)中進(jìn)行噴霧干燥、造粒，得到粉末狀的前驅(qū)體；
(7)將前驅(qū)體在還原氣氛下，800?12000C中燒結(jié)I?6 h，然后冷卻至室溫后得到球形白光突光粉。
[0010]進(jìn)一步的，所述步驟(3)的可溶于水的鹽類為硝酸鋇、四水硝酸鈣、六水硝酸銪、四水硝酸錳。
[0011]進(jìn)一步的，所述步驟(7)的還原氣氛中的還原氣體為CO或H2+N2。
本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明所獲得的球形白光熒光粉對近紫外光高效相應(yīng)、色標(biāo)穩(wěn)定、發(fā)光效果更理想；本發(fā)明所提供的制備方法簡單，成本低，同時(shí)，能夠獲得顆粒小、形狀均勻的熒光粉，使得LED的發(fā)光效果大大提高。
【附圖說明】
[0012]圖1是根據(jù)實(shí)施例1所述方法得到的熒光粉的掃面電鏡圖；
圖2是根據(jù)實(shí)施例2所述方法得到的熒光粉在460nm監(jiān)測下的激發(fā)光譜；
圖3是根據(jù)實(shí)施例2所述方法得到的熒光粉在380nm激發(fā)下的發(fā)射光譜；
圖4是根據(jù)實(shí)施例3所述方法得到的熒光粉的色坐標(biāo)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]實(shí)施例1:
按化學(xué)式Ba1.31Ca0.59Si04:0.05Eu2+，0.05Mn2+分別稱取原料，步驟如下:
將2.083g正硅酸乙酯溶于乙醇、蒸餾水和氨水的混合液，攪拌2h，接著加入碳酸氫銨水溶液作為沉淀劑，制得混合液A ;將3.424g硝酸鋇、1.393g四水硝酸鈣、0.169g六水硝酸銪和0.126g四水硝酸錳溶解于10mL蒸餾水中，得到均勻的混合溶液B ;將溶液B滴加到混合液A中，制得前驅(qū)體懸浮液C ;將懸浮液C于噴霧干燥器中進(jìn)行干燥、造粒制得前驅(qū)體粉末；將前驅(qū)體粉末于還原氣氛爐中在1000°C中燒結(jié)2h，冷卻到室溫后得到熒光粉。
[0014]圖1是根據(jù)實(shí)施例1所述方法得到的熒光粉的掃面電鏡圖。
[0015]實(shí)施例2:
按化學(xué)式Ba1.31Ca0.54Si04:0.05Eu2+，0.1Mn2+分別稱取原料，步驟如下:
將2.083g正硅酸乙酯溶于乙醇、蒸餾水和氨水的混合液，攪拌2h，接著加入碳酸氫銨水溶液作為沉淀劑，制得混合液A ;將3.424g硝酸鋇、1.275g四水硝酸鈣、0.169g六水硝酸銪和0.250g四水硝酸錳溶解于10mL蒸餾水中，得到均勻的混合溶液B ;將溶液B滴加到混合液A中，制得前驅(qū)體懸浮液C ;將懸浮液C于噴霧干燥器中進(jìn)行干燥、造粒制得前驅(qū)體粉末；將前驅(qū)體粉末于還原氣氛爐中在1100°C中燒結(jié)2h，冷卻到室溫后得到熒光粉。
[0016]圖2是根據(jù)實(shí)施例2所述方法得到的熒光粉在460nm監(jiān)測下的激發(fā)光譜圖3是根據(jù)實(shí)施例2所述方法得到的熒光粉在380nm激發(fā)下的發(fā)射光譜實(shí)施例3:
按化學(xué)式BaL31Ca0.64Si04:0.02Eu2+，0.03Mn2+分別稱取原料，步驟如下:
將2.083g正硅酸乙酯溶于乙醇、蒸餾水和氨水的混合液，攪拌2h，接著加入碳酸氫銨水溶液作為沉淀劑，制得混合液A ;將3.424g硝酸鋇、1.511g四水硝酸鈣、0.068g六水硝酸銪和0.075g四水硝酸錳溶解于10mL蒸餾水中，得到均勻的混合溶液B ;將溶液B滴加到混合液A中，制得前驅(qū)體懸浮液C ;將懸浮液C于噴霧干燥器中進(jìn)行干燥、造粒制得前驅(qū)體粉末；將前驅(qū)體粉末于還原氣氛爐中在1200°C中燒結(jié)2h，冷卻到室溫后得到熒光粉。
[0017]圖4是根據(jù)實(shí)施例3所述方法得到的熒光粉的色坐標(biāo)圖。
[0018]實(shí)施例4:
按化學(xué)式Bau1Caa64S14 = 0.1Eu2+, 0.05Mn2+分別稱取原料，步驟如下:
將2.083g正硅酸乙酯溶于乙醇、蒸餾水和氨水的混合液，攪拌2h，接著加入碳酸氫銨水溶液作為沉淀劑，制得混合液A ;將3.424g硝酸鋇、1.275g四水硝酸鈣、0.338六水硝酸銪和0.126g四水硝酸錳溶解于10mL蒸餾水中，得到均勻的混合溶液B ;將溶液B滴加到混合液A中，制得前驅(qū)體懸浮液C ;將懸浮液C于噴霧干燥器中進(jìn)行干燥、造粒制得前驅(qū)體粉末；將前驅(qū)體粉末于還原氣氛爐中在950°C中燒結(jié)2h，冷卻到室溫后得到熒光粉。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種球形白光熒光粉，化學(xué)組成為Bah31CatlHyS14: xEu2+，yMn2+，其中0.01 ^ X ^ 0.15,0.01 ^ y ^ 0.15。
2.一種球形白光熒光粉的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (O按化學(xué)計(jì)量比計(jì)算所需的鋇、鈣、硅、銪和錳的用量； (2)由正硅酸乙酯引入硅，并將其溶入乙醇、蒸餾水和氨水的混合液中，攪拌均勻，加入碳酸氫銨水溶液，制得混合液A ； (3)選取幾種鹽類引入鋇、鈣、銪和錳，所述鹽類為可溶于水的鹽類或不可溶于水的鹽類； (4)將步驟(3)所述的可溶性鹽類溶解于蒸餾水中，制得混合液B;或?qū)⒉襟E(3)所述的不可溶于水的鹽類溶解于過量硝酸中，并加氨水至PH=6.5?7.5，制得混合液B ； (5)將混合液B加入混合液A中，制得前驅(qū)體懸浮液C； (6)將懸浮液C在噴霧干燥機(jī)中進(jìn)行噴霧干燥、造粒，得到粉末狀的前驅(qū)體； (7)將前驅(qū)體在還原氣氛下，800?12000C中燒結(jié)I?6 h，然后冷卻至室溫后得到球形白光突光粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:所述步驟(3)的可溶于水的鹽類為硝酸鋇、四水硝酸鈣、六水硝酸銪、四水硝酸錳。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:所述步驟(7)的還原氣氛中的還原氣體為C0^H2+N2O
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種球形白光熒光粉及其制備方法，白光熒光粉的化學(xué)組成為 Ba1.31Ca0.69-x-ySiO4:xEu2+,yMn2+，其中0.01≤x≤0.15，0.01≤y≤0.15；制備時(shí)，先將正硅酸乙酯溶于乙醇、蒸餾水和氨水的混合液攪拌，加入碳酸氫銨水溶液作為沉淀劑，制得混合液A；將硝酸鋇、四水硝酸鈣、六水硝酸銪和四水硝酸錳溶解于蒸餾水中，制得溶液B；將溶液B滴加到混合液A中，制得懸浮液C，然后將懸浮液C進(jìn)行干燥、造粒；最后在還原氣氛爐中于800~1200℃中燒結(jié)1~6h，冷卻到室溫后得最終產(chǎn)物。本發(fā)明制備的熒光粉具有發(fā)射420~700nm的連續(xù)全光譜，全光譜疊加產(chǎn)生白光發(fā)射，且顆粒粒徑小、分布均勻、呈類球形、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。
【IPC分類】C09K11-59
【公開號】CN104694118
【申請?zhí)枴緾N201310650507
【發(fā)明人】葉麗星, 林萃萍
【申請人】廈門百嘉祥微晶材料科技股份有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2013年12月6日