白光LED用单基质白光发射氟磷酸盐荧光粉及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种白光LED用单基质白光发射氟磷酸盐荧光粉及其制备方法。其中，荧光粉的化学表示式为Ba3GdNa(PO4)3F：xEu2+，其中，x为0.001～0.10。其制备方法是按上述化学式的化学计量比称取相应的原料碳酸钡、磷酸二氢铵、氧化钆、氟化钠和氧化铕，后将各原料研磨混匀得到混合物，再将混合物在高温炉内于还原气氛和1250～1350℃条件下烧结2～7小时，然后冷却到室温得到所述单基质白光发射氟磷酸盐荧光粉。本发明专利技术所得荧光粉在紫外和紫光芯片激发下发射白光，存在两个发射峰，分别位于470nm和650nm处。该荧光粉分散性好、颗粒度均匀、化学稳定性好和发光效率高，其激发带覆盖紫外、紫光和蓝光区域，能作为紫外和紫光LED用单基质白光发射荧光粉。

【技术实现步骤摘要】
白光LED用单基质白光发射氟磷酸盐荧光粉及制备方法
本专利技术涉及稀土发光材料
，尤其是涉及一种白光LED用单基质白光发射氟磷酸盐荧光粉及其制备方法。
技术介绍
白光LED是一种将电能转换为白光的固态半导体器件，具有效率高、体积小、寿命长、安全、低电压、节能、环保等诸多优点，被人们看成是继白炽灯、荧光灯、高压气体放电灯之后第四代照明光源，是未来照明市场上的主流产品。我国在《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》中明确将高效、节能、长寿命的半导体照明产品作为优先重点支持领域。目前出现了各种各样的白光LED制备方法，其中蓝光LED芯片与黄色荧光材料组合、蓝光LED芯片与红色和绿色荧光材料组合、紫光LED芯片与红绿蓝三基色荧光材料组合这三种方法以价格低、制备简单成为制备白光LED的主要方法。其中蓝光LED芯片与黄色荧光材料组合是研究最早也是最成熟的方法，最具代表的是YAG：Ce黄色荧光材料，它的激发波长在460nm附近，能有效吸收GaN发出的蓝光，而发射波长在550nm左右，与LED的蓝光复合可以发射出高亮度的白光。目前，蓝光芯片激发YAG：Ce黄色荧光材料制备的白光LED发光效率已经远远超过白炽灯，但是还存在显色性差、色温高等不足，不能作为普通照明进入千家万户。通过在YAG：Ce中掺杂Eu3+、Pr3+、Sm3+等稀土离子，增加红光发射，提高白光LED的显色指数，但是光效大幅度下降。除了YAG：Ce3+体系外，还研发了一些新的黄粉，如Park等研究的Sr3SiO5：Eu2+体系、Xie等研究的氮氧化物体系。但是，由于缺少绿光与红光成分，这种采用蓝光与黄粉组合制备的白光LED显色指数普遍偏低，很难超过80。有两种方案解决此问题：第一种是用绿粉与红粉来取代目前用的黄粉,这样部分蓝色LED发出的蓝光与荧光粉发出的红光和绿光组成白光；第二种是用紫光或近紫外光(350-410nm)InGaN管芯片激发三基色荧光粉实现白光LED，由于视觉对近紫外光的不敏感性,这类白光LED的颜色由荧光粉决定，因此颜色稳定，色彩还原性和显色指数较高(Ra>90)，光效高，被认为是新一代白光LED照明的主导。但上述两种方案均混合红、绿、黄中两色或红、绿、蓝三基色荧光粉制得，由于混合物间存在颜色再吸收、能量损耗、配比调控及老化速率不同的问题，导致流明效率和色彩还原性能受到较大影响，同时成本增加。单基质白光荧光粉不存在颜色再吸收和配比调控问题，使白光LED具有更佳的流明效率和色彩还原性，故此单基质白光荧光粉成为当前发光领域的研究热点。目前单基质两基色和三基色白光发射体系多采用Eu2+/Mn2+、Eu2+/Ce3+和Ce3+/Mn2+作为激活剂，由于存在多个发射中心，光谱分布难以调控及峰值强度比差异大，材料的显色性差。如Eu2+/Mn2+共激活的硅酸盐体系，三色峰强度比不合适，通常是蓝光区域发射最强，绿色区域较低，而红色区域发射明显不足。此外高光效、稳定性的单基质白光荧光粉目前也缺乏。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种白光LED用单基质白光发射氟磷酸盐荧光粉及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：其白光LED用单基质白光发射氟磷酸盐荧光粉化学表示式为：Ba3GdNa(PO4)3F：xEu2+式中，x为0.001～0.10。本专利技术单基质白光发射氟磷酸盐荧光粉的制备方法包括如下步骤：按化学式Ba3GdNa(PO4)3F：xEu2+的化学计量比称取相应的原料并研磨混匀得到混合物，所述原料分别为碳酸钡、磷酸二氢铵、氧化钆、氟化钠和氧化铕，其中，x为0.001～0.10；将所述混合物在高温炉内于还原气氛和1250～1350℃条件下烧结2～7小时，然后冷却到室温得到所述单基质白光发射氟磷酸盐荧光粉。进一步地，本专利技术所述还原气氛为氮氢混合气或CO气氛。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术的荧光粉以单一Eu2+离子为激活离子，实现了白光发射，克服了目前单基质两基色和三基色白光发射体系因采用Eu2+/Mn2+、Eu2+/Ce3+和Ce3+/Mn2+等多离子作为激活剂而导致存在多个发射中心，从而使光谱分布难以调控的缺点。（2）本专利技术制备得到的荧光粉以氟磷酸盐作为基质材料，具有良好的化学稳定性和热稳定性，而且所用的原料价廉、易得，烧结温度低等优点。附图说明图1是实施例1制备的荧光粉体激发光谱图；图2是实施例1制备的荧光粉体发射光谱图（激发波长400nm）；图3是实施例1制备的荧光粉体XRD图谱；图4是实施例2制备的荧光粉体发射光谱图（激发波长400nm）；图5是实施例3制备的荧光粉体发射光谱图（激发波长400nm）；图6是实施例4制备的荧光粉体发射光谱图（激发波长400nm）；图7是实施例5制备的荧光粉体发射光谱图（激发波长400nm）。具体实施方式实施例1：按照化学式Ba2.999GdNa(PO4)3F：0.001Eu2+称取原料BaCO3、NH4H2PO4、Gd2O3、NaF和Eu2O3，它们之间的摩尔比对应为2.999：3：0.5：1：0.0005，将各原料充分研磨混合均匀后，放置于刚玉坩埚中，再放入高温炉中于CO气氛下在1250℃焙烧7小时，后冷却到室温，得到氟磷酸盐单基质白光荧光粉。从图1中可以看出，本实施例的荧光粉激发谱为一宽谱，覆盖了紫外、紫光和蓝光区域，激发峰位于400nm附近，光谱峰值高，说明本实施例的荧光粉可以被紫光芯片有效激发。当发射光谱的激发波长为400nm时，从图2中可以看出，本实施例的荧光粉的发射为二价铕的宽带发射，存在两个发射峰，分别位于470nm和650nm处，其色坐标值为（0.2334，0.2353），在白光区域，说明本实施例的荧光粉适合做紫光激发的单一基质白光荧光粉。从图3中可以看出，本实施例的荧光粉XRD图谱显示产物的d值和相对强度变化趋势与标准的Ba3LaNa(PO4)3F标准卡片（JCPDF：711317）一致，说明本实施例合成的荧光粉纯度较高。实施例2：按照Ba2.995GdNa(PO4)3F：0.005Eu2+称取BaCO3、NH4H2PO4、Gd2O3、NaF和Eu2O3，它们之间的摩尔比为2.995：3：0.5：1：0.0025，充分研磨混合均匀后，放置刚玉坩埚中，再放入高温炉中于CO气氛下在1280℃焙烧5小时，后冷却到室温，得到氟磷酸盐单基质白光荧光粉。本实施例的荧光粉激发谱为一宽谱，覆盖了紫外、紫光和蓝光区域，激发峰位于400nm附近，光谱峰值高，说明本实施例的荧光粉可以被紫光芯片有效激发。当发射光谱的激发波长为400nm，本实施例的荧光粉的发射为二价铕的宽带发射，存在两个发射峰，分别位于470nm和650nm处，其色坐标值为（0.2408，0.2393），在白光区域，说明本实施例的荧光粉适合做紫光激发的单一基质白光荧光粉。本实施例的荧光粉XRD图谱显示产物的d值和相对强度变化趋势与标准的Ba3LaNa(PO4)3F标准卡片（JCPDF：711317）一致，说明本实施例合成的荧光粉纯度较高。实施例3：按照Ba2.99GdNa(PO4)3F：0.01Eu2+称取BaCO3、NH4H2PO4、Gd2O3、NaF和Eu2O3，它们之间的摩尔比为2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种白光LED用单基质白光发射氟磷酸盐荧光粉，其特征在于：其化学表示式为Ba3GdNa(PO4)3F：xEu2+，其中，x为0.001～0.10。

【技术特征摘要】
1.一种白光LED用单基质白光发射氟磷酸盐荧光粉，其特征在于：其化学表示式为Ba3GdNa(PO4)3F：xEu2+，其中，x为0.001～0.10。2.一种权利要求1的白光LED用单基质白光发射氟磷酸盐荧光粉的制备方法，其特征在于，包括：按化学式Ba3GdNa(PO4)3F：xEu2+的化学计量比称取相应的原料并...

【专利技术属性】
技术研发人员：余华，季振国，陈大钦，陈雷锋，钟家松，赵红挺，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33