專利名稱：白光發(fā)光二極管用熒光粉及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種白光發(fā)光二極管用熒光粉及制備方法。 背*技術(shù)
所謂半導(dǎo)體照明，是指用白光發(fā)光二極管(W-LED)作為新光源的固態(tài)照明。采用半導(dǎo) 體照明有很多優(yōu)點(diǎn)。節(jié)能同樣亮度下，半導(dǎo)體燈的電能消耗僅為白熾燈的1/10。壽命長: 性能穩(wěn)定抗沖擊，LED燈具使用壽命可達(dá)5 10年。環(huán)?？杀苊獍谉霟舻臒彷椛浜椭圃?使用熒光燈產(chǎn)生的汞污染，是一代綠色環(huán)保能源。體積小外形小巧，便于造型設(shè)計(jì)?；?于以上優(yōu)點(diǎn)，有人認(rèn)為髙亮度白光LED將是人類繼愛迪生發(fā)明白熾燈泡后，最偉大的發(fā)
明之一，因此，半導(dǎo)體照明技術(shù)的研究引起了各國政府和產(chǎn)業(yè)界的重視。
通常，白光LED的發(fā)光原理是LED基片發(fā)出的藍(lán)光部分被YAG:Ce熒光粉吸收，另一 部分的藍(lán)光與YAG:Ce熒光粉發(fā)出的黃光混合可以得到白光。所以，近幾年，YAG:Ce熒光 粉的研究取得了很大的進(jìn)展。
目前，YAG:Ce熒光粉的制備通常采用固相法(見中國專利CN1364851A)，也就是，原 料經(jīng)過混合球磨后，在較高溫度(1400 16001C)下煅燒6h以上，然后粉碎球磨，結(jié)果產(chǎn) 品粒度較大，煅燒后球磨使YAG:Ce熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度降低。另外，反應(yīng)溫度高耗能大，三 價(jià)鈰離子在髙溫下容易被氧化成四價(jià)狀態(tài)，從而影響YAG:Ce熒光粉的發(fā)光亮度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種白光發(fā)光二極管用熒光粉。 本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種白光發(fā)光二極管用熒光粉的制備方法。 本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供另一種白光發(fā)光二極管用熒光粉。 本發(fā)明的第四個(gè)目的是提供另一種白光發(fā)光二極管用熒光粉的制備方法。 本發(fā)明的技術(shù)方案概述如下-
一種白光發(fā)光二極管用熒光粉，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為YhBeaiA2:Ce，其中x為0.3 1.8。 一種白光發(fā)光二極管用熒光粉的制備方法，由下述步驟組成
(1) 按質(zhì)量比為0. 5148 1.1923:0.2368 1. 4208: 1.0196:0.0413:0. 3113 0. 3746: 0.3113 0.3746稱取YA、 BaCQs、 Al203、 Ce02、 BaF2和H3B0j:
(2) 將所述BaF2和HaB0i放入瑪瑙研缽中研混均勻，再加入所述Y2a、 Bad AlA和Ce02， 研磨混勾得混合物；
(3) 將所述混合物放入剛玉坩堝中，在氨氣的體積百分含量為5%的氣氣流中于1050 13001C下灼燒2 4h,得白光發(fā)光二極管用熒光粉YhBaAlA2:Ce，其中x為0.3 1.8。
優(yōu)選的是所述YA、 BaCO3、 A1203、 Cea、 BaF2和貼"的質(zhì)量比為0.9213:0.7104:1.0196:0.0413:0.3366: 0. 3366。
另一種白光發(fā)光二極管用熒光粉，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為Y3，SriAl3012:Ce，其中x為O. 3 1.8。 另一種白光發(fā)光二極管用熒光粉的制備方法，由下述步驟組成
(1) 按質(zhì)量比為0. 5148 1.1923:0.1772 1.0629: 1. 0196:0.0413:0.3038 0. 3298: 0.3038 0.3298稱取Y20s、 SrC0s、 A1A、 Ce02、 8&&和貼03;
(2) 將所述BaF2和貼03放入瑪瑙研缽中研混均勻，再加入所述Y203、 SrC0s、 Al203和CeOw 研磨混勻得混合物；
(3) 將所述混合物放入剛玉坩堝中，在氫氣的體積百分含量為5%的氮?dú)饬髦杏?050 1300X:下灼燒2 4h,得白光發(fā)光二極管用熒光粉YhSnAlsOu:Ce，其中x為0.3 1.8。
優(yōu)選的是所述Y203、 SrCa、 A1203、 Ce02、 BaF2和ftBOa的質(zhì)量比為0.9213:0.5315: l.Ol站O. 0413:0. 3142: 0.3142。
本發(fā)明通過采用較溫和的高溫固相反應(yīng)(1050 13001C),利用電荷補(bǔ)償效應(yīng)成功地制 備出發(fā)光強(qiáng)度高、免球磨的白光發(fā)光二極管用熒光粉YaJiaiA2:Ce( M=Sr，Ba)。這種熒光 粉至今未見報(bào)道。
通過本發(fā)明方法生產(chǎn)的白光發(fā)光二極管用熒光粉YhM，AlsOu:Ce(M-Sr,Ba)，發(fā)光強(qiáng)度比 Y3AlA2:Ce的發(fā)光強(qiáng)度至少大l戰(zhàn)以上，可用于制備白光發(fā)光二極管，用于照明、汽車、個(gè) 人通訊設(shè)備等領(lǐng)域。


圖1為本發(fā)明的YsjaiA2:Ce(M = Sr, Ba)和YaAlA^Ce熒光發(fā)射光譜圖。
具體實(shí)施例方式
所謂較溫和的高溫固相法，是在比較低的溫度下煅燒混合好的固體反應(yīng)混合物，因混 合物包含融點(diǎn)較低的成份，反應(yīng)產(chǎn)物可在較低的反應(yīng)溫度下生成。因?yàn)榉磻?yīng)溫度較低，避 免了生成物燒結(jié)，從而提髙了發(fā)光亮度。
所譜電荷補(bǔ)償是指在反應(yīng)體系中，同時(shí)進(jìn)行電荷升高和電荷降低的兩種過程可以互相 補(bǔ)償，補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)果使兩種過程都容易進(jìn)行。
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)一種突破傳統(tǒng)方法，采用較溫和的高溫固相反應(yīng)(溫 度比傳統(tǒng)方法低300 500"C )并利用電荷補(bǔ)償效應(yīng)(用二價(jià)的Sr或Ba取代三價(jià)的Y產(chǎn)生 的負(fù)電荷補(bǔ)償四價(jià)鈰轉(zhuǎn)化成三價(jià)鈰所需要的負(fù)電荷)制備的白光發(fā)光二極管用熒光粉 YaJi!，Al50u:Ce(M-Sr,Ba)，降低煅燒溫度300 500"、縮短了煅燒時(shí)間，和傳統(tǒng)的髙溫固相 法制備的YjAlsOu:Ce熒光粉相比，發(fā)光強(qiáng)度提高10%左右。
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
本發(fā)明所采用的Y203,和Ce02純度為99.99%， BaCOs， SrC0j, A1A, Ba&和HsB03純度均為 99.9%。 實(shí)施例l 稱取
YA BaC03 A1203 Ce02 BaF2 貼03
L 1923g 0-2368g L0196g 0.0413g 0.3113g 0.3113g 先把稱量好的助融劑BaF,和HW03放入瑪瑙研缽中研混均勻，再加入按計(jì)量稱量好的其
它四種反應(yīng)物Y必、BaC03 、 A1A和Ce02 ，再研磨混勻，得混合物；將混合物放入剛玉
坩堝中，在氫氣的體積百分含量為5%的氮?dú)饬髦杏?300 1C下灼燒3h,得白光發(fā)光二極管
用熒光粉Y2.7Bao.3Al3012:Ce。
實(shí)施例2 稱取
Y20， BaC03 A1203 Ce02 BaF2 貼0.,
0.9213g 0'7104g l.Ol恥g 0.0413g0.3366g 0.3366g 先把稱量好的助融劑BaR和H，B03放入瑪瑙研缽中研混均勻，再加入按計(jì)量稱量好的其
它四種反應(yīng)物YA 、 BaC03 、 A1A和CeO,,再研磨混勻得混合物；將混合物放入剛玉坩
堝中，在氫氣的體積百分含量為5%的氮?dú)饬髦杏?250 "C下灼燒2h，得白光發(fā)光二極管用
熒光粉Y"Baa9Al50u:Ce。
實(shí)施例3 稱取
YA BaCO.' A1203 Ce02 BaF2 貼0>
0.5148g 1.4208g L0196g 0.0413g0.3746g 0.3746g 先把稱量好的助融劑BaF2和K,B03放入瑪瑙研缽中研混均勻，再加入按計(jì)量稱量好的其
它四種反應(yīng)物Y203 、 BaC03 、 Al:A和Ce02 ,再研磨混勻得混合物；將混合物放入剛玉坩
堝中，在氫氣的體積百分含量為5W的氮?dú)饬髦杏?200 1C下灼燒4h,得白光發(fā)光二極管用
熒光粉YL2Ba,，8ALA2:Ce。
實(shí)施例4
Y203 SrC03 A1A Ce02 BaF2 貼03
1.1923g 0.1772g 1.0196g 0.0413g0.3038g 0.3038g 先把稱量好的助融劑BaF2和H3B0a放入瑪瑙研缽中研混均勻，再加入按計(jì)量稱量好的其
它四種反應(yīng)物、 SrC03、 AIA和Ce02 ，再研磨混勻得混合物將混合物放入剛玉塒堝
中，在氫氣的體積百分含量為5%的氮?dú)饬髦杏?150 x:下灼燒3h，得白光發(fā)光二極管用熒
光粉Y2.7Sr。.3AlA2:Ce。
實(shí)施例5
YA SrC03 A1203 Ce02 BaF2 HsBOa
0.9213g 0.5315g 1.0196g 0.0413g0.3142g 0.3142g 先把稱量好的助融劑BaF,和H3B03放入瑪瑙研缽中研混均勻，再加入按計(jì)量稱量好的其 它四種反應(yīng)物YA 、 Sr(U 、 A120.，和Ce02 ，再研磨混勻得混合物；將混合物放入剛玉坩 堝中，在氫氣的體積百分含量為5%的氮?dú)饬髦杏?100 "下灼燒4h，得白光發(fā)光二極管用 炎光粉Y2.,Sr。.9AlsO,2:Ce。
實(shí)施例6
Y20., SrC0j A1A Ce02 BaF2 H'B03
0.5148g L0629g 1.0196g 0.0413g0.3298g 0.3298g 先把稱量好的助融劑BaFz和HjB03放入瑪瑙研缽中研混均勻，再加入按計(jì)量稱量好的其 它四種反應(yīng)物YA 、 SrCO, 、 A1203和Ce02 ,再研磨混勻得混合物；將混合物放入剛玉塒 堝中，在氫氣的體積百分含量為5%的氮?dú)饬髦杏?050 C下灼燒2h，得白光發(fā)光二極管用 熒光粉Y^SrL8AlA2:Ce。
圖l為本發(fā)明的YuMo^lsO^CeOH = Sr，Ba)和Y3Al50,2:Ce熒光發(fā)射光譜圖。 圖中1為丫2.7830..:^15012^6。.《!的熒光發(fā)射光譜圖2為￥2.751"。..^150,2:06。.09熒光發(fā)射光譜圖； 3為YaAlA2:Ce。.o6熒光發(fā)射光譜圖。從圖中可以看出，Y2.7M。.3Al50l2:Ce(M = Sr，Ba)的發(fā)光強(qiáng) 度比Y^hO^Ce的發(fā)光強(qiáng)度至少大10%以上。
權(quán)利要求
1. 一種白光發(fā)光二極管用熒光粉，其特征在于，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為Y3-xBaxAl5O12:Ce，其中x為0.3～1.8。
2. 權(quán)利要求1的一種白光發(fā)光二極管用熒光粉的制備方法，其特征是由下述步驟組成:(1) 按質(zhì)量比為0. 5148 1. 1923:0. 2368 1. 4208: 1. 0196:0. 0413:0. 3113 0. 3746: 0. 3113 0. 3746稱取YA、 BaC03、 A1203、 Ce02、 BaFjPH3B03;(2) 將所述BaF2和H3B03放入瑪瑙研缽中研混均勻，再加入所述YA、 BaC03、 AlA和Ce02， 研磨混勻得混合物；(3) 將所述混合物放入剛玉坩堝中，在氫氣的體積百分含量為5%的氮?dú)饬髦杏?050 130(TC下灼燒2 4h，得白光發(fā)光二極管用熒光粉YhBaxAlA2:Ce，其中x為0.3 1.8。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種白光發(fā)光二極管用熒光粉的制備方法，其特征是所述 Y203、 BaC03、 A1203、 Ce02、 BaF2和H3B03的質(zhì)量比為0.9213:0.7104: 1.0196:0.0413:0.3366: 0. 3366。
4. 一種白光發(fā)光二極管用熒光粉，其特征在于，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為Y3-xSrxAl5012:Ce， 其中x為O. 3 1.8。
5. 權(quán)利要求4的一種白光發(fā)光二極管用熒光粉的制備方法，其特征是由下述步驟組成(1) 按質(zhì)量比為0. 5148 1.1923:0. 1772 1. 0629: 1. 0196:0. 0413:0. 3038 0. 3298: 0. 3038 0. 3298稱取YA、 SrC03、 A1203、 Ce02、 BaR和H3B03;(2) 將所述BaF2和H3B03放入瑪瑙研缽中研混均勻，再加入所述^03、 SrC03、 Al20^nCe02， 研磨混勻得混合物；(3) 將所述混合物放入剛玉坩堝中，在氫氣的體積百分含量為5%的氮?dú)饬髦杏?050 130(TC下灼燒2 4h，得白光發(fā)光二極管用熒光粉YhSrxAl5(X2:Ce，其中x為0.3 1.8。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種白光發(fā)光二極管用熒光粉的制備方法，其特征是所述 Y203、 SrC03、 A1203、 Ce02、 BaF2和H3B03的質(zhì)量比為0.9213:0.5315: 1.0196:0.0413:0.3142: 0.3142。
全文摘要
本發(fā)明公開了白光發(fā)光二極管用熒光粉及制備方法，白光發(fā)光二極管用熒光粉化學(xué)結(jié)構(gòu)式為Y_3-xBa_xAl₅O₁₂:Ce，其中x為0.3～1.8。制備步驟(1)稱取Y₂O₃、BaCO₃、Al₂O₃、CeO₂、BaF₂和H₃BO₃；(2)將BaF₂和H₃BO₃放入瑪瑙研缽中研混均勻，再加入Y₂O₃、BaCO₃、Al₂O₃和CeO₂，研磨混勻得混合物；(3)放入剛玉坩堝中，在含氫氣的氮?dú)饬髦杏?050～1300℃下灼燒2～4h，得白光發(fā)光二極管用熒光粉。通過本發(fā)明方法生產(chǎn)的白光發(fā)光二極管用熒光粉，發(fā)光強(qiáng)度比Y₃Al₅O₁₂:Ce的發(fā)光強(qiáng)度至少大10％以上，用于照明、汽車、個(gè)人通訊設(shè)備等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C01G23/00GK101376522SQ200810152269
公開日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2008年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月9日
發(fā)明者靜 劉, 周瑞婷, 孫淑清 申請(qǐng)人:天津大學(xué)