一种稀土荧光粉及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种稀土荧光粉及其制造方法，前述稀土荧光粉的化学结构式为：Ｓｒ（３－ｘ－ｙ－ｚ）ＢａｘＭｅｐＳｉｑＯ（３＋２ｑ＋ｐ／２）：Ｅｕｙ，Ｒｚ，其中Ｍｅ为Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ中的至少一种；Ｒ为Ｌａ、Ｇｄ、Ｌｕ中的至少一种；０．００１≤ｘ≤０．２；０．００１≤ｙ＜０．１２；０．０００１≤ｚ＜０．０８；０．００１≤ｐ＜０．０５；；０．６５≤ｑ＜１。本发明专利技术可对的烧成产物的粉体粒径进行有效控制，制备出的荧光粉粒径细、分布窄、光效高，可有效提升白光ＬＥＤ光效及光色一致性，制提的荧光粉具有良好的发光性能、化学稳定性和温度猝灭特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于荧光材料的制造方法，特别涉及一种硅酸盐基质和以铕作为激活剂的 橙红色稀土荧光粉及其制造方法。
技术介绍
近年来，白光LED技术的发展迅速，以GaN蓝光和Y3Al5O12: Ce3+(YAG Ce)或 Tb3Al5O12 = Ce3+(TAG)黄光发射荧光粉作为光转换材料构成的白光LED技术方案已经在众多 照明领域得到应用。由于其在外形尺寸、寿命、环保特性以及节能等方面较传统光源所具有 的显著优势，因而有望成为取代紧凑型节能灯的第四代绿色照明光源。美国专利5998925 对YAG:Ce在Y/Gd比和Al/Ga比方面进行了调整和优化。据最新的技术报道，以蓝色LED 与YAG荧光粉组合的白光LED的发光效率已经超过了 1761m/W，已经超过了荧光灯的发光效 率。通过对YAG: Ce荧光粉成分的调节，可以获得565 579nm，颜色从黄绿光至橙色光 发射。因此与GaN蓝色LED配合，可以实现暖色调白光，色温Tc为3000 4000K，这进一步 促进了白光LED向普通照明领域的拓展。但是YAG荧光粉的光转换效率受其结构的限制， 在实现橙色光发射的同时，发光效率大幅下降，降幅高达30%以上，由此导致暖色调的LED 光源在普通照明领域难以获得更大范围应用。通过向高光效的570nm黄光发射YAG:Ce荧光粉中添加橙红色荧光粉，也是一种 卵白光的解决方案。但是纵观目前的各类橙红色荧光粉，从早期的硫化物橙红色荧光粉 (Cal-xSrxS:Eu)W001/24229A2，到钨钼酸盐红粉申请号为200410103373. 8，再到近期 备受关注的硅基氮化物红粉EP1609839A2，EP1614738A2，尽管在色调控制方面均较采用 单一的橙色光发射的YAG:Ce具有明显优势，而且，最新的氮化物红粉在发光效率和化学稳 定性均较早期的硫化物红粉和钨钼酸盐红粉有显著提升。但是在光衰方面的不足始终是研 究人员面临的重要难题之一。采用该方案制作的暖白光LED光源，在使用过程中，随着时间 的延长，色温发生显著飘移，色坐标χ值减小，y值增大，原先的暖白光向正白光逐渐转变。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有良好的发光性能、化学稳定性和温度猝灭特性的稀 土荧光粉及其制造方法。为实现上述目的，本专利技术所述稀土荧光粉以碱土硅酸盐为基质，以二价铕为主激 活剂，同时通过微量元素及共激活剂掺杂，对荧光粉晶体场进行调节，从而得到一种新型高 效橙红色稀土荧光粉，该荧光粉的化学结构式为Sr (3_x丁z) BaxMepSiq0(3+2q+p/2) Euy，Rz (1)其中，Me为Li、Na、K中的至少一种；R为La、Gd、Lu中的至少一种；0. 001 彡 χ 彡 0. 2 ；0. 001 ^ y < 0. 12 ；0. 0001 彡 ζ < 0. 08 ；0. 001 彡 ρ < 0. 05 ；O. 65 彡 q < 1。本专利技术所述橙红色稀土荧光粉的制造方法，包括下述步骤1)选用硝酸锶、硝酸钡、硝酸钆、硝酸镧或硝酸镥及SiO2粉体按照结构式(1)所述 各元素的化学计量比和水配制成质量百分比为0. 5 20%的悬浮液。 2)选用碳酸氢氨和/或碳酸氨配制成质量百分比浓度为5 30%水溶液作为沉 淀剂溶液，其中酸氢氨和/或碳酸氨的摩尔数为步骤(1)所有硝酸盐的总摩尔数的1. 2 3倍。3)将步骤2)配制好的沉淀剂溶液加热至35 90°C，边搅拌，边将步骤1)配置好 的悬浮液缓慢的全部加入沉淀剂溶液中。4)悬浮液全部加入后，继续保温搅拌30 200min，再将悬浮液水粉分离，将分离 出的粉饼用水洗涤至中性，再用水将粉饼配制成质量百分比为30 50%悬浮液。5)以Li、Na、K的卤化物为原料，加入到步骤4)配置好的悬浮液中，超声分散3 lOmin，再搅拌15 60min，将悬浮液烘干，将烘干的粉饼分散处理后，及得到荧光粉的反应 前驱体；前述Li、Na、K的卤化物根据结构式(1)来计算；6)将步骤5)制得的反应前驱体置于还原气氛炉内进行灼烧，温度为1400 1500°C，保温时间3 12h后，随炉冷却至室温。7)将出炉后的烧成粉体粉碎，用水洗涤至中性，水粉分离后，烘干过筛，即制成所 需的橙红色荧光粉。上述步骤1)中所用到的SiO2的中心粒径优选d50为2 5微米，d90为5 9微 米，纯度为99. 5%以上；上述步骤2)中配制的溶液质量百分比浓度为优选15 25% ；上述步骤3)中的加热方式优选水浴，水浴温度优选60 70V ；将步骤(1)配置 好的悬浮液加入沉淀剂溶液中的方式优选滴加的方式上述步骤5)所述的Li、Na、K的卤化物优选氟化物；上述所有步骤中所述的水优选去离子水。本专利技术通过上述方法得到的荧光粉性能优异，可有效满足暖色调白光LED的封 装，具有以下优点(1)本专利技术选用离子半径较大稀土元素Lu、La、Gd对荧光粉基质进行掺杂以降低 荧光粉的晶体场强度，可对荧光粉的温度猝灭起到明显的提升作用，由此可以对提升白光 LED器件的抗工作光衰特性。(2)选用以Li、Na、K等碱金属元素的卤化物作为反应添加剂，一方面Li、Na、K等 离子进入荧光粉晶格后可以在激活剂离子Eu附近区域起到一定的电荷补偿效果，同时由 于选用的是碱金属的氟化物，还可以起到助熔剂的作用，促进晶相的合成。(3)通过Sr/Ba比例，激活剂Eu掺量的调节及碱金属离子的掺杂，可以使得荧光粉 实现更长波段的橙红光发射，因此在与绿色荧光粉或黄色荧光粉配合制作暖色调白光LED 时，可以减少用量，这对于改善光衰也起到一定的积极作用。(4)以硅酸盐作为荧光粉的基质，化学性质稳定；该荧光粉制造方法简单，易于操 作，无污染、成本低。本专利技术所得到的橙红色荧光粉与绿色或黄色荧光粉组合，在蓝光激发 下可获得一系列不同色温的高效白光，能满足通用照明领域对光源不同类型的需求，同时在稳定性方面的特性也为白光LED器件的长寿命低光衰提供了有力的保障。(4)本专利技术通过复合粉体技术，制备出以Si02粉体为核心的荧光粉前驱体，可以 使得参与荧光粉合成的各元素在分子级别水平上达到均勻的混合状态，既可以有效降低合 成温度，减少能耗，同时可以获得较传统固相法制备出的荧光粉具有更高的结晶度，进而获 得更高的光转换效率。(5)在本专利技术提供的制备方法中，通过控制Si02的粒径，可对最终的烧成产物的 粉体粒径进行有效控制，因此在粉体粒径控制方面更具优势。所制备得到的细粒径窄分布 的荧光粉在封装过程中可以在封装胶获得更为稳定地分散状态和更缓慢的沉降速度，因此 可有效提升白光LED制作的光色一致性。附图说明图1为对比例1成分为Sr2. 75BaO. 2Si05:Eu0. 05的荧光粉XRD图谱。图2 为实施例 1 成分为 Sr2. Waatl5Lia Q1Latl.Qtl25Sia75O45tl5: Euatltl8 的荧光粉 XRD 图谱。图3为实施例1、对比实施例2和实施1制得的荧光粉的激发光谱。图4为实施例1、对比实施例2和实施1制得的荧光粉的发射光谱。图5为实施例3制得的荧光粉扫描电镜照片。图6为对比例2制得的荧光粉扫描电镜照片。图7为对比例1、对比例2和实施例4制得的荧光粉的温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稀土荧光粉，其特征在于，其化学结构式为：Ｓｒ↓［（３－ｘ－ｙ－ｚ）］Ｂａ↓［ｘ］Ｍｅ↓［ｐ］Ｓｉ↓［ｑ］Ｏ↓［（３＋２ｑ＋ｐ／２）］：Ｅｕ↓［ｙ］，Ｒ↓［ｚ］其中，Ｍｅ为Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ中的至少一种；Ｒ为Ｌａ、Ｇｄ、Ｌｕ中的至少一种；０．００１≤ｘ≤０．２；０．００１≤ｙ＜０．１２；０．０００１≤ｚ＜０．０８；０．００１≤ｐ＜０．０５；０．６５≤ｑ＜１。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梁超，何锦华，符义兵，
申请(专利权)人：江苏博睿光电有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]