白光發(fā)光二極管用黃色熒光粉及其制備方法和白光發(fā)光二極管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及白光發(fā)光二極管用熒光粉技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種白光發(fā)光二極管用黃色熒光粉及其制備方法和白光發(fā)光二極管。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管(Light Emitting D1de,簡(jiǎn)稱LED)是一種新型的半導(dǎo)體照明光源,其以具有節(jié)能環(huán)保、長(zhǎng)壽命和高光效等優(yōu)點(diǎn)而成為近年來被研究的熱點(diǎn)。不同半導(dǎo)體材料的LED可發(fā)出不同顏色的光，如銦鎵氮二極管發(fā)藍(lán)光。目前，白光發(fā)光二極管主要有兩種類型:熒光粉轉(zhuǎn)換白光LED和多芯片型白光LED。白光LED用熒光粉可分為3類:可被藍(lán)光LED芯片激發(fā)的黃色熒光粉；可被近紫外光激發(fā)的紅、綠、藍(lán)三基色熒光粉；可被近紫外光激發(fā)的單基質(zhì)白色熒光粉。其中，采用紫外芯片涂覆紅、綠、藍(lán)三基色熒光粉存在顏色再吸收和配比調(diào)控困難等問題。單基質(zhì)白色熒光粉雖然有很多新體系被發(fā)現(xiàn)和報(bào)道，如CaIn2O4: Eu'Sr2S14: Eu2+和Ca9Y (PO4)7: Eu'Mn2+等，但發(fā)光效率仍然較低。
[0003]白光還可以通過采用氮化鎵藍(lán)光為激發(fā)源，激發(fā)黃色熒光粉所得的藍(lán)黃混合光來實(shí)現(xiàn)，常用的黃色熒光粉有YAG:Ce3+，其屬于鋁酸鹽類熒光粉。在這種白光LED中，氮化鎵發(fā)射的藍(lán)光部分被熒光粉吸收轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)波長(zhǎng)的黃光發(fā)射，未被吸收的藍(lán)光和熒光粉發(fā)射的黃光復(fù)合而得到白光。
[0004]目前，這種以發(fā)藍(lán)光氮化鎵為激發(fā)光源的白光發(fā)光二極管因其具有低能耗、長(zhǎng)壽命、體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、無污染和穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，引起了人們的廣泛關(guān)注。然而，各種新型的白光發(fā)光二極管用黃色熒光粉的研發(fā)仍有待展開，以達(dá)到豐富產(chǎn)品類型、利于應(yīng)用等目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種白光發(fā)光二極管用黃色熒光粉及其制備方法和白光發(fā)光二極管，本發(fā)明提供的白光發(fā)光二極管用黃色熒光粉能夠有效被氮化鎵光源激發(fā)產(chǎn)生500nm?750nm的寬峰發(fā)射，可應(yīng)用于白光發(fā)光二極管中。
[0006]本發(fā)明提供一種式(I)所示化學(xué)式的白光發(fā)光二極管用黃色熒光粉:
[0007]Ca4(1 x)0 (PO4)2:xCe3+式(I);
[0008]式(I)中，0.0001 彡 X 彡 0.1。
[0009]優(yōu)選的，0.001 彡 X 彡 0.05。
[0010]本發(fā)明提供一種白光發(fā)光二極管用黃色熒光粉的制備方法，包括以下步驟:
[0011]將含鈣化合物、含磷酸氫根化合物、含鈰化合物和活性炭混合后進(jìn)行研磨，得到混合物；
[0012]將所述混合物在還原氣氛中進(jìn)行焙燒，得到式(I)所示化學(xué)式的白光發(fā)光二極管用黃色熒光粉；
[0013]Ca4(1 x)0 (PO4)2:xCe3+式(I);
[0014]式(I)中，0.0001 彡 X 彡 0.1。
[0015]優(yōu)選的，所述含鈣化合物選自鈣的氧化物、碳酸鹽、磷酸鹽、硝酸鹽和草酸鹽中的任一種；
[0016]所述含磷酸氫根化合物選自磷酸氫鈣、磷酸氫二銨和磷酸二氫銨中的任一種；
[0017]所述含鈰化合物選自鈰的氧化物、碳酸鹽、磷酸鹽、硝酸鹽和草酸鹽中的任一種。
[0018]優(yōu)選的，所述含鈣化合物、含磷酸氫根化合物和含鈰化合物的摩爾比為1:1:(0.0001 ?0.1)。
[0019]優(yōu)選的，所述活性炭的質(zhì)量為含鈣化合物、含磷酸氫根化合物和含鈰化合物的總質(zhì)量的15%?25%。
[0020]優(yōu)選的，所述還原氣氛為氮?dú)夂蜌錃獾幕旌蠚怏w、一氧化碳?xì)怏w或氫氣。
[0021]優(yōu)選的，所述焙燒的溫度為1350°C?1550°C。
[0022]優(yōu)選的，所述焙燒的時(shí)間為2小時(shí)?10小時(shí)。
[0023]本發(fā)明還提供一種白光發(fā)光二極管，包括上文所述的白光發(fā)光二極管用黃色熒光粉。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將含鈣化合物、含磷酸氫根化合物、含鈰化合物和活性炭這些原料混合后進(jìn)行研磨，然后在還原氣氛中進(jìn)行焙燒，得到式(I)所示化學(xué)式的白光發(fā)光二極管用黃色熒光粉。本發(fā)明以磷酸四鈣為基質(zhì)，以鈰離子為激活劑制備了一種黃色熒光粉，該熒光粉的激發(fā)帶和氮化鎵光源的發(fā)射峰重疊較好，能夠有效被氮化鎵光源激發(fā)產(chǎn)生500nm?750nm的寬峰發(fā)射,可用作以藍(lán)光氮化鎵為光源的白光發(fā)光二極管中的突光粉。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1、實(shí)施例4和實(shí)施例14所得產(chǎn)品的XRD衍射譜圖；
[0026]圖2為本發(fā)明實(shí)施例所得產(chǎn)品在560nm時(shí)的激發(fā)光譜；
[0027]圖3為本發(fā)明實(shí)施例所得產(chǎn)品在460nm藍(lán)光激發(fā)下的發(fā)射光譜。
【具體實(shí)施方式】
[0028]為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制。
[0029]本發(fā)明公開了一種式(I)所TJK化學(xué)式的白光發(fā)光二極管用黃色突光粉:
[0030]Ca4(1 x)0 (PO4)2:xCe3+式(I);
[0031]式(I)中，0.0001 彡 X 彡 0.1。
[0032]本發(fā)明提供的黃色熒光粉是一種新型的磷酸鹽熒光粉，性能優(yōu)異，可用于以近紫外光或藍(lán)光為光源的白光發(fā)光二極管中。
[0033]本發(fā)明所述黃色熒光粉的組成或化學(xué)式如式(I)所示，其基質(zhì)為磷酸四鈣，鈰離子為摻雜離子，而X是摻雜離子相對(duì)于Ca原子所占有的摩爾百分比系數(shù),0.0001 =? X 0.1,也就是x=0.01mol%?10mol%，優(yōu)選0.001 ^ x ^ 0.05，更優(yōu)選0.01彡x彡0.03，最優(yōu)選x=0.02。
[0034]在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中,所述白光發(fā)光二極管用黃色突光粉的化學(xué)式為Ca4 (1 ο.02)
0(PO4) 2:0.02Ce3+，即 Ca抓9S0 (PO4) 2:0.02Ce3+、Ca3.920 (PO4) 2:0.02Ce3+，也可以表示為?&3.92〇(PO4) 2Ce0.02、Ca4 (! 0.02)O (PO4) 2Ce0.02o
[0035]相應(yīng)的，本發(fā)明提供了一種白光發(fā)光二極管用黃色突光粉的制備方法，包括以下步驟:
[0036]將含鈣化合物、含磷酸氫根化合物、含鈰化合物和活性炭混合后進(jìn)行研磨，得到混合物；
[0037]將所述混合物在還原氣氛中進(jìn)行焙燒，得到式(I)所示化學(xué)式的白光發(fā)光二極管用黃色熒光粉；
[0038]Ca4(1 x)0 (PO4)2:xCe3+式(I);
[0039]式(I)中，0.0001 彡 X 彡 0.1。
[0040]本發(fā)明以含相應(yīng)元素或基團(tuán)的化合物為原料，活性炭為輔助劑，采用固相合成法，制備得到式(I)所示化學(xué)式的白光發(fā)光二極管用黃色熒光粉。
[0041]本發(fā)明實(shí)施例將含鈣化合物、含磷酸氫根化合物、含鈰化合物和活性炭按一定比例混勻研細(xì)，得到混合物。
[0042]在本發(fā)明中，所述含鈣化合物優(yōu)選為鈣的氧化物、碳酸鹽、磷酸鹽、硝酸鹽和草酸鹽中的任一種，更優(yōu)選為氧化鈣、碳酸鈣或草酸鈣。所述含磷酸氫根化合物優(yōu)選為磷酸氫鈣、磷酸氫二銨和磷酸二氫銨中的任一種。所述含鈰化合物優(yōu)選為鈰的氧化物、碳酸鹽、磷酸鹽、硝酸鹽和草酸鹽中的任一種，更優(yōu)選為氧化鈰或碳酸鈰。本發(fā)明對(duì)這些原料的組合沒有特殊限制，如可以采用碳酸鈣、磷酸氫二銨和碳酸鈰的組合，可以采用氧化鈣、磷酸氫鈣和碳酸鈰的組合，可以采用碳酸鈣、磷酸氫二銨和氧化鈰的組合，可以采用碳酸鈣、磷酸氫?丐和氧化鋪的組合等等。
[0043]在本發(fā)明中，所述含鈣化合物、含磷酸氫根化合物和含鈰化合物的摩爾比優(yōu)選為
1:1:(0.0001 ?0.1)，更優(yōu)選為 1:1:(0.001 ?0.05)。
[0044]本發(fā)明實(shí)施例在上述原料混合時(shí)加入了活性炭粉，其起到輔助合成的作用。所述活性炭的質(zhì)量?jī)?yōu)選為含鈣化合物、含磷酸氫根化合物和含鈰化合物的總質(zhì)量的15%?25%，更優(yōu)選為20%。此外，本發(fā)明對(duì)混合的順序、時(shí)間和方式以及研磨等具體工藝參數(shù)沒有特殊限制。
[0045]得到混合物后，本發(fā)明實(shí)施例將其裝入小焙燒容器如剛玉坩堝中，再將所述小焙燒容器放入大焙燒容器如大剛玉坩堝中，并在所述小焙燒容器外放入碳棒，然后一并放入高溫爐中，在還原氣氛下進(jìn)行焙燒，得到白光發(fā)光二極管用黃色熒光粉。
[0046]在本發(fā)明中，所述還原氣氛優(yōu)選為氮?dú)夂蜌錃獾幕旌蠚怏w、一氧化碳?xì)怏w或氫氣，更優(yōu)選為一氧化碳?xì)怏w。所述焙燒的溫度優(yōu)選為1350°C?1550°C，更優(yōu)選為1400°C?1500°C。所述焙燒的時(shí)間優(yōu)選為2小時(shí)?10小時(shí)，更優(yōu)選為3小時(shí)?7小時(shí)。
[0047]本發(fā)明實(shí)施例在一定溫度焙燒一定時(shí)間后，自然冷卻到室溫，取出研磨，即得白光發(fā)光二極管用黃色熒光粉產(chǎn)品，其為黃色的粉末。
[0048]本發(fā)明對(duì)所得產(chǎn)品進(jìn)行X射線衍射分析，所用儀器為德國(guó)Bruker/D8_F0⑶S X-RayDiffractometer,福照源為 Cu K