一种白光LED用橙光荧光粉及其制备方法技术

本发明专利技术属于发光材料技术领域，涉及一种白光ＬＥＤ用橙光荧光粉，通式为Ｍ↓［２－ｘ－ｙ－ｚ］Ｐ↓［２］Ｏ↓［７］：Ｅｕ↓［ｘ］，Ｍｎ↓［ｙ］，Ｄｙ↓［ｚ］，Ｍ为Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ中的一种或任意两种组合；０．００１≤ｘ≤０．０５，０．０４≤ｙ≤０．１６，０≤ｚ≤０．０５。该橙光荧光粉制备方法：按通式化学计量比称取各元素的氧化物或盐类，并充分研细混匀，置入坩埚，在１２００℃－１３００℃温度和碳或氢气和氮气还原条件下，培烧２－４小时得到烧结体并将其研磨成粉末即得橙光荧光粉。该橙光荧光粉可以与近紫外光发光二极管相匹配，作为橙光荧光粉成分应用于三基色白光ＬＥＤ，其制备方法简单，无污染，成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于发光材料
，涉及一种适于近紫外光激发的白光LED橙 光荧光粉及其制备方法。
技术介绍
白光LED (Light Emitting Diode)具有无毒、寿命超长(10万小时)、高效 节能、全固态、工作电压低、抗震性及安全性好等诸多优点，可广泛用于各种 照明设施上，包括室内用灯、交通指示灯、路灯、汽车用尾灯、方向灯、刹车 灯、户外用超大型屏幕、显示屏和广告板等，是一种环保、节能的绿色照明光 源。目前实现白光LED有多种方案，但多数以下述三种方案为主。①蓝色LED 芯片和可被蓝光有效激发的黄光荧光粉有机结合组成白光LED。荧光粉发射的 黄光和管芯的蓝光混合成白光。②利用近紫外光LED芯片和可被紫外光有效激 发而发射红、绿、蓝三基色荧光粉有机结合组成白光LED。③将红、绿、.蓝三 基色LED芯片或发光管组装成一个象素(pixel)，实现白光。方案①中，由于白 光是由荧光粉的黄色荧光与管芯的蓝光混合而成，器件的发光颜色会随驱动电 压和荧光粉涂层厚度的变化而变化，色彩还原性差，显色指数较低。近来方案 ②所述的利用近紫外光LED芯片和可被紫外光有效激发而发射红、绿、蓝三基 色荧光粉结合的白光LED发展迅速，这一方案具有许多优点，特别是表现在色 品质及随意选择性、高显色指数Ra>%、光效高以及选用高效荧光体种类繁多 等方面。然而，光转换效率和热稳定性能优良的荧光体，特别是可被蓝光和近uv光有效激发的高效橙红色荧光体极其缺少。2004年底，韩国研究人员报道了一种适于近紫外光激发的单一相白光荧光 粉(J. S. Kim, P. E. Jeon， J. C. Choi， and H. L.Parka, S. I. Mho， G. C. Kim， Appl.Phys丄ett.应用物理快报，84巻(15)期，2931页，2004年)，其组成为 Ba3MgSi208:Eu2+, Mn2+，但构成其白光的红色成分发光效率相对较低。今年， 日本研究人员报道了一种适于近紫外光激发的红色荧光粉(Xianqing Piao, Takashi Horikawa， Hiromasa Hanzawa， and Ken-ichi Machida， Appl.Phys丄ett. 应用物理快报，88巻，161908页，2006年)，其组成为Sr2Si5N8:Eu2+，但由于 实验条件苛刻，成本高，目前还只停留在实验室研发阶段。
技术实现思路
本专利技术目的是利用Eu的蓝紫光发射对Mn的橙光发射的敏化作用，提供一 种可在200nm-430nm波长光激发下发出500nm-700nm光线的适于近紫外光激 发的白光LED用橙光荧光粉及其制备方法。本专利技术提供的荧光粉是一种由稀土元素和过渡族金属Mn共掺杂的碱土焦 磷酸盐，通式为M2.x-y.zP207:Eux，Mny,Dyz ，其中M代表Ca、 Sr、 Ba中的一种 或任意两种组合；x、 y、 z为摩尔数，其取值范围是0.001《x《0.05， 0. 04《y《0. 16 ， 0《z《0. 05。本专利技术制备白光LED用橙光荧光粉方法如下 1)按通式M2.x，P207:Eux，Mny，Dyz化学计量比称取Eu和Dy的氧化物、磷 酸氢二氨及Ca、 Sr、 Ba中的一种或任意两种组合碳酸盐或磷酸氢盐、Mn的碳 酸盐，并充分研细混匀；2)将步骤1)得到的混合体置入坩埚，放入高温炉中，在高温炉中放入固体碳，或通入氢气和氮气，氢气的摩尔浓度小于20%，氮气的摩尔浓度大于80%， 氢气和氮气压力为常压，在120(TC-130(TC温度内培烧，培烧2-4小时得到烧 结体；3)将步骤2)得到的烧结体研磨成为粉末，即得橙光荧光粉。 有益效果采用本专利技术方法合成的荧光粉可在200nm-430nm波长光激发下 发出500nm-700nm光线，从而可以与目前常用的近紫外光发光二极管相匹配， 作为橙光荧光粉成分应用于三基色白光LED，其制备方法简单，无污染，成本 低。附图说明图1为本专利技术实施例6 Ca,.82P207:Eu,，Mno.i4在200nm-430nm波长光激发 下的发射光谱(400nm激发)。从图中可以看出，在400mn波长光激发下， Cai.82P207:Eua。4,Mn。.14发射的光线在600 nm波长附近光的强度可以达到0.7 (a.u)以上.图2为本专利技术实施例6 Ca,.82P207:Euo.(M,Mno.,4的激发光谱(监测595nm)。 具体实施例方式实施例l:制备Ca2-x-y.zP207:Eux，Mny,Dyz，其中x爿).Ol， y=0.04， z=0具体 表达式为CaL95P207:Euo川，Mno.04。按化学计量比称取212.16g CaHP04， 5.28g (NH4)2HP04， 3.68g MnC03， 1.41g Eu203，将称取的原料充分研细混匀后，置 入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温炉中。在高温炉中放入固体碳，固体碳与 要制备的橙光荧光粉的重量比为1: 1，在125(TC加热2小时即得到橙光荧光粉 Cai.95P207:Euo川，Mno.04。实施例2:制备Ca2.x.y.zP207:Eux，Mny，Dyz，其中x-O.Ol， y=0.08， z二O. 01具体表达式为Ca,.9oP207:Eu謹，Mno.o8，Dy,。按化学计量比称取206.80g CaHP04, 10.56g (NH4)2HP04， 7.36gMnC03， 1.41gEu203， 1.49g Dy203，将称取的原料充分研细混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温炉中。在H2和N2还原气氛条件下(H2的摩尔浓度为5%， N2的摩尔浓度为95%)，还原气体为常压 下，在125(TC加热2小时即得到橙光荧光粉Ca,.9。P2O7:Eu謹,Mn。.08，Dy謹。实施例3:制备Ca2.x.y.zP207:Eux，Mny，Dyz，其中x=0.02， y=0.04， z=0.02 具体表达式为Ca,.92P207:Eu嫌，Mno.04 Dy。.。2。按化学计量比称取208.90g CaHP04， 8.45g (NH4)2HP04， 3.68g MnC03， 2,82g Eu203， 2.98g Dy203，将称 取的原料充分研细混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温炉中。在H2 和N2还原气氛条件下(H2的摩尔浓度为5%， N2的摩尔浓度为95%)，还原气体 为常压下，在125(rC加热2小时即得到橙光荧光粉Ca,.92P207:Eua。2,Mn,Dy,。实施例4:制备Ca2.x.y-zP207:Eux,Mny,Dyz，其中x=0.03， y-O.lO， z二O. 04 具体表达式为Ca,.s3P207:Euo.Q3，Mn。,K)Dy。.(H。按化学计量比称取I99.10g CaHP04， 17.96g(NH4)2HP04， 9.20gMnCO3， 4.23gEu203， 5.96gDy203，将称 取的原料充分研细混匀后，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚，放入高温炉中。^H2 和N2还原气氛条件下(H2的摩尔浓度为5%， N2的摩尔浓度为95%)，还原气体 为常压下，在125(TC加热2小时即得到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种白光ＬＥＤ用橙光荧光粉，其特征在于通式为Ｍ↓［２－ｘ－ｙ－ｚ］Ｐ↓［２］Ｏ↓［７］：Ｅｕ↓［ｘ］，Ｍｎ↓［ｙ］，Ｄｙ↓［ｚ］，其中Ｍ为Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ中的一种或任意两种组合；ｘ、ｙ、ｚ为摩尔数，其取值范围是：０．００１≤ｘ≤０．０５，０．０４≤ｙ≤０．１６，０≤ｚ≤０．０５。

【技术特征摘要】
1、一种白光LED用橙光荧光粉，其特征在于通式为M2-x-y-zP2O7:Eux，Mny，Dyz，其中M为Ca、Sr、Ba中的一种或任意两种组合；x、y、z为摩尔数，其取值范围是0.001≤x≤0.05，0.04≤y≤0.16，0≤z≤0.05。2、 根据权利要求1所述的白光LED用橙光荧光粉，其特征在于f0.03; y二O. 10; z=0. 04。3、 根据权利要求1所述的白光LED用橙光荧光粉，其特征在于x二O.Ol; y:0.08; z=0. 01。4、 根据权利要求1所述的白光LED用橙光荧光粉，其特征在于x二0.04; y=0. 12; z=0. 04。5、 根据权利要求1所述的白光LED用橙光荧光粉，其特征在于^0.04; y=0.14; z=0。6、 一种权利要求1所述的白光LED用橙光荧光粉的制备方法，其特征在 于以下步骤1)按通式1^2,^207王^^ ,0丫2化学计量比称取Eu和Dy的氧化物、磷 酸氢二氨及Ca、 Sr、 Ba中...

【专利技术属性】
技术研发人员：张家骅，郝振东，张霞，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]