一种发光颜色可调磷酸盐荧光粉及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于发光材料技术领域，具体涉及一种发光颜色可调磷酸盐荧光粉及其制备方法与应用。所述发光颜色可调磷酸盐荧光粉的化学式为Ba3Bi1‑

【技术实现步骤摘要】
一种发光颜色可调磷酸盐荧光粉及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于发光材料
，涉及一种发光颜色可调磷酸盐荧光粉及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]发光二极管(LED)作为一种新型的半导体照明光源，由于其光电转换效率高、寿命长、环境友好等优点，已广泛应用于室内照明、指示灯等领域。白光LED作为下一代照明方式被广泛研究。
[0003]蓝光LED芯片与XAG：Ce
3+
黄光荧光粉封装实现白光发射的方法是目前制备白光LED最为成熟的技术方案，已作为商业化的白光LED广泛使用。然而，该方法存在显色指数较低、发光颜色受电流影响过大、色温不稳定等问题。针对这些问题，科研工作者提出了另一种实现白光LED的方法，即采用近紫外光芯片激发红、绿、蓝三种颜色发光材料的方式得到白光。这种方法可以使得发射覆盖整个可见光区，白光显色性更好，可实现低色温的白光发射。但目前不仅缺乏能被近紫外光有效激发的发光材料，更缺乏从绿色到红色范围内可调的荧光粉。因此为了拓宽白光LED的应用、促进LED产业的发展，十分有必要开发出一种基于近紫外芯片激发的发光性能好且化学稳定性高的荧光粉。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术不足，提供一种发光颜色可调磷酸盐荧光粉及其制备方法与应用，该磷酸盐荧光粉在调整Eu
3+
的掺杂含量及Tb
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的掺杂含量时，可以实现发射光从绿色到红色范围内的可调性，能满足高显指白光LED照明的应用要求。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种发光颜色可调磷酸盐荧光粉，所述磷酸盐荧光粉的化学式为Ba3Bi1‑
y
‑
x
(PO4)3：yTb
3+
，xEu
3+
，其中，所述y满足y≥0，所述x满足0＜x≤0.3。
[0007]本专利技术提供的磷酸盐荧光粉以Ba3Bi(PO4)3为基质，Ba3Bi(PO4)3为立方结构，Eu
3+
、Tb
3+
共掺杂于所述磷酸盐荧光粉。经研究发现，被近紫外光激发，Eu
3+
、Tb
3+
共掺的磷酸盐荧光粉在红光区有Eu
3+
特征发射峰，在绿光区有Tb
3+
特征发射峰，本专利技术通过调控Eu
3+
的掺杂含量及Tb
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的掺杂含量，控制磷酸盐荧光粉的发光性能，调控磷酸盐荧光粉的发光颜色。本专利技术开发出发光颜色可调且具有优越发光性能的磷酸盐荧光粉对于光学器件(如发光二极管，LED)的发展具有非常重要的意义。
[0008]优选的，所述y满足0.03≤y≤0.31，所述x满足0.01≤x≤0.22。
[0009]经研究发现，当y的取值为0.03～0.31且x的取值为0.01～0.22时，Eu
3+
和Tb
3+
的掺杂并没有改变Ba3Bi(PO4)3的晶体结构；若Tb
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的掺杂含量保持不变(即y的取值保持不变)，随着Eu
3+
掺杂含量的逐渐增大(即x的取值不断增大)，Tb
3+
特征发射峰的强度逐渐下降，而Eu
3+
特征发射峰的强度逐渐增大，而磷酸盐荧光粉的发光颜色逐渐从绿色过渡到红色，色度坐标的移动范围大，实现了磷酸盐荧光粉的颜色可调，这也表明在磷酸盐荧光粉中Eu
3+
和
Tb
3+
之间发生了能量转移。
[0010]优选的，所述磷酸盐荧光粉的晶体结构为立方结构。
[0011]第二方面，本专利技术提供了一种如第一方面所述的发光颜色可调磷酸盐荧光粉的制备方法，包括如下步骤：
[0012](1)以含钡化合物、含铋化合物、含磷化合物、含铽化合物及含铕化合物为原料，按照所述化学式中对应元素的化学计量比称取原料，将各原料混合研磨均匀得到混合原料粉体；
[0013](2)将混合原料粉体进行预烧处理，经冷却后取出研磨，然后将预烧研磨后的产物进行煅烧处理，经冷却后研磨得到磷酸盐荧光粉。
[0014]优选的，所述含钡化合物包括碳酸钡、氧化钡、草酸钡中的至少一种。
[0015]优选的，所述含铋化合物包括氧化铋、草酸铋中的至少一种。
[0016]优选的，所述含磷化合物包括磷酸铵、磷酸氢二铵、磷酸一氢铵中的至少一种。
[0017]优选的，所述含铽化合物包括七氧化四铽、硝酸铽、草酸铽中的至少一种。
[0018]优选的，所述含铕化合物包括三氧化二铕、硝酸铕、草酸铕中的至少一种。
[0019]优选的，所述预烧处理的温度为400～600℃，时间为3～5h。
[0020]进一步优选的，所述预烧处理的温度为500℃，时间为5h。
[0021]优选的，所述煅烧处理的温度为1200～1300℃，时间为2～4h。
[0022]进一步优选的，所述煅烧处理的温度为1250℃，时间为3h。
[0023]与现有荧光粉的制备方法相比，本专利技术采用的固相法具有合成温度较低、无需特殊设备、制备方法简单、适合工业化生产等优点。经试验发现，煅烧温度为适合控制在1200～1300℃，煅烧时间控制在2～4h，有利于获得立方结构的磷酸盐荧光粉，若煅烧温度低于1100℃，则各原料反应不完全，铕离子和铽离子无法全部进入Ba3Bi(PO4)3的晶格中，煅烧温度过低或煅烧时间过短甚至会出现无法形成立方结构的Ba3Bi(PO4)3。
[0024]第三方面，本专利技术提供了一种如第一方面所述的发光颜色可调磷酸盐荧光粉在白光LED中的应用。
[0025]第四方面，本专利技术提供了一种白光LED，所述白光LED包括蓝色荧光粉、及如第一方面所述的发光颜色可调磷酸盐荧光粉。
[0026]优选的，所述白光LED由下述方法制作而成：将所述蓝色荧光粉、发光颜色可调磷酸盐荧光粉、固化胶混合调配后涂覆在LED芯片上，经固化得到白光LED。
[0027]在本专利技术中，将本专利技术的发光颜色可调磷酸盐荧光粉与现有的蓝色荧光粉(如商业蓝色荧光粉BAM:Eu
2+
)、固化胶混合得到浆料，将浆料涂覆在380nm近紫外芯片上，经固化在芯片上形成封装层，便可以得到白光LED。制作出的白光LED具有显色指数高且发光性能好的优点，显示指数可达到92.6，制作出的白光LED能够满足通用照明领域的需求。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0029]本专利技术提供的颜色可调磷酸盐荧光粉能有效地被近紫外光激发，发光性能好且化学稳定性高，通过调控荧光粉中Eu
3+
的掺杂含量及Tb
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的掺杂含量，可以实现荧光粉的发射光从绿色到红色范围内的可调性，而且移动范围大，从而实现了绿色光发射至红色光发射的发光调控，能满足高显指白光LED本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发光颜色可调磷酸盐荧光粉，其特征在于，所述磷酸盐荧光粉的化学式为Ba3Bi1‑
y
‑
x
(PO4)3：yTb
3+
，xEu
3+
，其中，所述y满足y≥0，所述x满足0＜x≤0.3。2.如权利要求1所述的发光颜色可调磷酸盐荧光粉，其特征在于，所述y满足0.03≤y≤0.31，所述x满足0.01≤x≤0.22。3.如权利要求1所述的发光颜色可调磷酸盐荧光粉，其特征在于，所述磷酸盐荧光粉的晶体结构为立方结构。4.一种如权利要求1～3中任一项所述的发光颜色可调磷酸盐荧光粉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)以含钡化合物、含铋化合物、含磷化合物、含铽化合物及含铕化合物为原料，按照所述化学式中对应元素的化学计量比称取原料，将各原料混合研磨均匀得到混合原料粉体；(2)将混合原料粉体进行预烧处理，经冷却后取出研磨，然后将预烧研磨后的产物进行煅烧处理，经冷却后研磨得到磷酸盐荧光粉。5.如权利要求4所述的发光颜色可调磷酸盐...

【专利技术属性】
技术研发人员：高妍，宋济安，温敏华，孟智超，崔燕，
申请(专利权)人：五邑大学，
类型：发明
国别省市：