專利名稱：一種提高led器件顯色指數(shù)的熒光粉及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高LED器件顯色指數(shù)的熒光粉及其制備方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED)是綠色環(huán)保型的半導(dǎo)體光源，具有低能耗、長壽命，體積小，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，方向性好、響應(yīng)快，無輻射等優(yōu)點(diǎn)。但作為室內(nèi)照明的LED熒光粉色溫較高，一般高于6000K,與室內(nèi)需求的4000K — 5000K相比不是很舒適。尤其現(xiàn)有熒光粉封裝的LED產(chǎn)品演色指數(shù)較低，Ra〈65。雖然多種類熒光粉混合后封裝樣色指數(shù)Ra可以高于75，但光通量很低。同時(shí)，LED芯片工作時(shí)核心溫度高達(dá)180°C，不同體系混合的LED熒光粉混合后會(huì)在短時(shí)間內(nèi)衰變，損害LED期間使用壽命，甚至造成死燈等現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種化學(xué)穩(wěn)定性好，單一組分顯色指數(shù)高的一種提高LED器件顯色指數(shù)的熒光粉；本發(fā)明的目的之二是提供一種上述熒光粉的制備方法。一種提高LED器件顯色指數(shù)的熒光粉，其特別之處在于所述熒光粉的化學(xué)通式為 Ba4+xSc1+ySi3+z012 Ce3+, Eu2+ ;其中 O 彡 x 彡 3，0 彡 y 彡 1，0 彡 z 彡 2。所述熒光粉是Ce3+，Eu2+共同參雜作為激活劑來激發(fā)的熒光粉。所述突光粉在455_460nm波段的藍(lán)光LED芯片激發(fā)下可以發(fā)射550_620nm波段的發(fā)射峰。一種前述提高LED器件顯色指數(shù)的熒光粉的制備方法，其特征在于，包括如下步驟將鋇源、鈧源、硅源、銪源和鈰源作為原料按前述配比混合均勻，裝入坩堝內(nèi)，在氫氣、一氧化碳?xì)?、氮?dú)鈿錃饣旌蠚?、氨氣或者氫氣一氧化碳混合氣的氣氛條件下進(jìn)行還原燒結(jié)，燒結(jié)溫度1400-1700°C，燒結(jié)時(shí)間5-10小時(shí)，燒結(jié)完成后在原氣氛下自然降溫冷卻，取出后將熒光粉破碎過100-200目標(biāo)準(zhǔn)分樣篩，并在濃硝酸下洗滌后烘干即可。其中自然降溫冷卻至200°C以下，而洗滌用濃硝酸的Ph〈l。其中原料采用氧化鋇、氧化鈧、二氧化硅、氧化銪和氧化鈰，坩堝采用剛玉或氧化鋯坩堝，燒結(jié)在高溫爐內(nèi)進(jìn)行。本發(fā)明的Ce3+，Eu2+共激發(fā)的Ba4+xSc1+ySi3+z012熒光粉可在單一組分下將LED演色指數(shù)提升至75以上，該熒光粉在高溫下抗老化能力極強(qiáng)，可有效提升LED壽命。因此本發(fā)明使用的Ce3+，Eu2+共激發(fā)的Ba4+xSc1+ySi3+z012熒光粉，可以比較好的解決高光通量與高演色指數(shù)不能同時(shí)得到的問題。


附圖1為Ba7Sc2Si5O12 Ce3+0. 15Eu2+0. 12熒光粉在460nm藍(lán)光LED芯片激發(fā)的發(fā)射光譜圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明是一種Ce3+，Eu2+共激發(fā)的Ba4+xSc1+ySi3+z012熒光粉，該熒光粉的化學(xué)通式為Ba4ScSi3O12Ce3+ =Eu2+, Ce3+ (其中O彡x彡3，0彡y彡1，0彡z彡2)，該熒光粉作為純相單一化合物在藍(lán)光LED激發(fā)下即可封裝成演色指數(shù)75以上的照明器件。實(shí)施例1 :Ba4ScSi3O12 :Ce\抑2+。.1熒光粉制備方法稱取氧化鋇613. 32g，氧化鈧137. 92g，二氧化硅180. 27g，氧化鈰17. 21g，氧化銪35. 19g。將以上原料混合均勻后裝入剛玉材質(zhì)的坩堝內(nèi)。放入通有氫氣還原氣氛的高溫爐內(nèi)燒結(jié)。燒結(jié)工藝要求在1600°C保溫5小時(shí)。在與燒結(jié)狀態(tài)相同的原氣氛保護(hù)下，經(jīng)過30小時(shí)緩慢降溫至200°C以下。取出后的熒光粉破碎，通過100目標(biāo)準(zhǔn)分樣篩。后在濃硝酸(Ph〈l)中洗滌。然后在150°C以下烘干，即得到 化學(xué)式為 Ba4ScSi3O12 =Ce3V1Eu2+O.!的熒光粉。實(shí)施例2:Ba5ScSi3O12 Ce3+0. fu2+。.!熒光粉制備方法稱取氧化鋇 766. 65g，氧化鈧 137. 92g，二氧化硅180. 27g，氧化鈰17. 21g，氧化銪35. 19g。將以上原料混合均勻后裝入剛玉材質(zhì)的坩堝內(nèi)。放入通有氫氣還原氣氛的高溫爐內(nèi)燒結(jié)。燒結(jié)工藝要求在1600°C至少保溫5小時(shí)。在還燒結(jié)狀態(tài)相同的原氣氛保護(hù)下，經(jīng)過30小時(shí)緩慢降溫至200°C以下。取出后的熒光粉破碎，通過100目標(biāo)準(zhǔn)分樣篩。后在濃硝酸(Ph〈l)中洗滌。然后在150°C以下烘干，SP得到化學(xué)式為Ba5ScSi3O12 =Ce3V1Eu2+O.!的熒光粉。實(shí)施例3:Ba4Sc2Si3O12 :Ce\抑2+。.丨熒光粉制備方法稱取氧化鋇613. 32g，氧化鈧275. 84g，二氧化硅180. 27g，氧化鈰17. 21g，氧化銪35. 19g。將以上原料混合均勻后裝入剛玉材質(zhì)的坩堝內(nèi)。放入通有氫氣還原氣氛的高溫爐內(nèi)燒結(jié)。燒結(jié)工藝要求在1600°C至少保溫5小時(shí)。在還燒結(jié)狀態(tài)相同的原氣氛保護(hù)下，經(jīng)過30小時(shí)緩慢降溫至200°C以下。取出后的熒光粉破碎，通過100目標(biāo)準(zhǔn)分樣篩。后在濃硝酸(Ph〈l)中洗滌。然后在150°C以下烘干，SP得到化學(xué)式為Ba4Sc2Si3O12 =Ce3^1Eu2+O.!的熒光粉。實(shí)施例4 Ba4ScSi4O12 :Ce\抑'.1熒光粉制備方法稱取氧化鋇613. 32g，氧化鈧137. 92g，二氧化硅240. 36g，氧化鈰17. 21g，氧化銪35. 19g。將以上原料混合均勻后裝入剛玉材質(zhì)的坩堝內(nèi)。放入通有氫氣還原氣氛的高溫爐內(nèi)燒結(jié)。燒結(jié)工藝要求在1600°C至少保溫5小時(shí)。在還燒結(jié)狀態(tài)相同的原氣氛保護(hù)下，經(jīng)過30小時(shí)緩慢降溫至200°C以下。取出后的熒光粉破碎，通過100目標(biāo)準(zhǔn)分樣篩。后在濃硝酸(Ph〈l)中洗滌。然后在150°C以下烘干，SP得到化學(xué)式為Ba4ScSi3O12 =Ce3V1Eu2+O.!的熒光粉。實(shí)施例5 Ba4ScSi3O12 Ce3+0. ^2+0.05 熒光粉制備方法稱取氧化鋇 613. 32g，氧化鈧 137. 92g，二氧化硅180. 27g，氧化鈰17. 21g，氧化銪17. 60g。將以上原料混合均勻后裝入剛玉材質(zhì)的坩堝內(nèi)。放入通有氫氣還原氣氛的高溫爐內(nèi)燒結(jié)。燒結(jié)工藝要求在1600°C至少保溫5小時(shí)。在還燒結(jié)狀態(tài)相同的原氣氛保護(hù)下，經(jīng)過30小時(shí)緩慢降溫至200°C以下。取出后的熒光粉破碎，通過100目標(biāo)準(zhǔn)分樣篩。后在濃硝酸(Ph〈l)中洗滌。然后在150°C以下烘干，SP得到化學(xué)式為Ba4ScSi3O12 =Ce3V1Eu2^05的熒光粉。實(shí)施例6 Ba4ScSi3O12 :Ce3+a Cl5Eu'.1 熒光粉制備方法稱取氧化鋇 613. 32g，氧化鈧 137. 92g，二氧化硅180. 27g，氧化鈰8. 65g，氧化銪35. 19g。將以上原料混合均勻后裝入剛玉材質(zhì)的坩堝內(nèi)。放入通有氫氣還原氣氛的高溫爐內(nèi)燒結(jié)。燒結(jié)工藝要求在1600°C至少保溫5小時(shí)。在還燒結(jié)狀態(tài)相同的原氣氛保護(hù)下，經(jīng)過30小時(shí)緩慢降溫至200°C以下。取出后的熒光粉破碎，通過100目標(biāo)準(zhǔn)分樣篩。后在濃硝酸(Ph〈l)中洗滌。然后在150°C以下烘干，SP得到化學(xué)式為Ba4ScSi3O12 =Ce3V05Eu2+O.!的熒光粉。實(shí)施例7 Ba6ScSi3O12 Ce3+0.抑2+。. ι熒光粉制備方法稱取氧化鋇919. 98g，氧化鈧137. 92g， 二氧化硅180. 27g，氧化鈰17. 21g，氧化銪35. 19g。將以上原料混合均勻后裝入剛玉材質(zhì)的坩堝內(nèi)。放入通有氫氣還原氣氛的高溫爐內(nèi)燒結(jié)。燒結(jié)工藝要求在1600°C至少保溫5小時(shí)。在還燒結(jié)狀態(tài)相同的原氣氛保護(hù)下，經(jīng)過30小時(shí)緩慢降溫至200°C以下。取出后的熒光粉破碎，通過100目標(biāo)準(zhǔn)分樣篩。后在濃硝酸(Ph〈l)中洗滌。然后在150°C以下烘干，SP得到化學(xué)式為Ba6ScSi3O12 =Ce3V1Eu2+O.!的熒光粉。實(shí)施例8 Ba4ScSi5O12 Ce3+0.抑2+。. ι熒光粉制備方法稱取氧化鋇613. 32g，氧化鈧137. 92g，二氧化硅300. 45g，氧化鈰17. 21g，氧化銪35. 19g。將以上原料混合均勻后裝入剛玉材質(zhì)的坩堝內(nèi)。放入通有氫氣還原氣氛的高溫爐內(nèi)燒結(jié)。燒結(jié)工藝要求在1600°C至少保溫5小時(shí)。在還燒結(jié)狀態(tài)相同的原氣氛保護(hù)下，經(jīng)過30小時(shí)緩慢降溫至200°C以下。取出后的熒光粉破碎，通過100目標(biāo)準(zhǔn)分樣篩。后在濃硝酸(Ph〈l)中洗滌。然后在150°C以下烘干，SP得到化學(xué)式為Ba4ScSi5O12 =Ce3V1Eu2+O.!的熒光粉。實(shí)施例9 Ba4ScSi3O12 Ce3+0.04Eu2+0.02熒光粉制備方法稱取氧化鋇613. 32g，氧化鈧137. 92g，二氧化硅180. 27g，氧化鈰13. 768g，氧化銪7. 038g。將以上原料混合均勻后裝入剛玉材質(zhì)的坩堝內(nèi)。放入通有氫氣還原氣氛的高溫爐內(nèi)燒結(jié)。燒結(jié)工藝要求在1600°C至少保溫5小時(shí)。在還燒結(jié)狀態(tài)相同的原氣氛保護(hù)下，經(jīng)過30小時(shí)緩慢降溫至200°C以下。取出后的熒光粉破碎，通過100目標(biāo)準(zhǔn)分樣篩。后在濃硝酸(Ph〈l)中洗滌。然后在150°C以下烘干，即得到化學(xué)式為Ba4ScSi3O12 Ce3+0.04Eu2+0.02的熒光粉。實(shí)施例10 Ba7Sc2Si5O12 :Ce\ 15Eu2+0.12熒光粉制備方法稱取氧化鋇1073. 31g，氧化鈧275. 84g，二氧化硅300. 45g，氧化鈰25. 82g，氧化銪42. 23g。將以上原料混合均勻后裝入剛玉材質(zhì)的坩堝內(nèi)。放入通有氫氣還原氣氛的高溫爐內(nèi)燒結(jié)。燒結(jié)工藝要求在1600°C至少保溫5小時(shí)。在還燒結(jié)狀態(tài)相同的原氣氛保護(hù)下，經(jīng)過30小時(shí)緩慢降溫至200°C以下。取出后的熒光粉破碎，通過100目標(biāo)準(zhǔn)分樣篩。后在濃硝酸(Ph〈l)中洗滌。然后在150°C以下烘干，即得到化學(xué)式為Ba7Sc2Si5O12 Ce3+0. 15Eu2+0.12的熒光粉。附圖1為該熒光粉在460nm藍(lán)光LED芯片激發(fā)的發(fā)射光譜。
權(quán)利要求
1.一種提高LED器件顯色指數(shù)的熒光粉，其特征在于所述熒光粉的化學(xué)通式為Ba4+xSc1+ySi3+z012 Ce3+, Eu2+ ;其中 O 彡 x 彡 3，0 彡 y 彡 1，0 彡 z 彡 2。
2.如權(quán)利要求1所述的一種提高LED器件顯色指數(shù)的熒光粉，其特征在于所述熒光粉是Ce3+，Eu2+共同參雜作為激活劑來激發(fā)的熒光粉。
3.如權(quán)利要求1所述的一種提高LED器件顯色指數(shù)的熒光粉，其特征在于所述熒光粉在455-460nm波段的藍(lán)光LED芯片激發(fā)下可以發(fā)射550_620nm波段的發(fā)射峰。
4.一種權(quán)利要求1的提高LED器件顯色指數(shù)的熒光粉的制備方法，其特征在于，包括如下步驟將鋇源、鈧源、硅源、銪源和鈰源作為原料按權(quán)利要求1的配比混合均勻，裝入坩堝內(nèi)，在氫氣、一氧化碳?xì)?、氮?dú)鈿錃饣旌蠚?、氨氣或者氫氣一氧化碳混合氣的氣氛條件下進(jìn)行還原燒結(jié)，燒結(jié)溫度1400-170(TC，燒結(jié)時(shí)間5-10小時(shí)，燒結(jié)完成后在原氣氛下自然降溫冷卻，取出后將熒光粉破碎過100-200目標(biāo)準(zhǔn)分樣篩，并在濃硝酸下洗滌后烘干即可。
5.如權(quán)利要求4所述的一種提高LED器件顯色指數(shù)的熒光粉的制備方法，其特征在于其中自然降溫冷卻至200°C以下，而洗滌用濃硝酸的Ph〈l。
6.如權(quán)利要求4所述的一種提高LED器件顯色指數(shù)的熒光粉的制備方法，其特征在于其中原料采用氧化鋇、氧化鈧、二氧化硅、氧化銪和氧化鈰，坩堝采用剛玉或氧化鋯坩堝，燒結(jié)在高溫爐內(nèi)進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種提高LED器件顯色指數(shù)的熒光粉及其制備方法。其特點(diǎn)是所述熒光粉的化學(xué)通式為Ba4+xSc1+ySi3+zO12Ce3+，Eu2+；其中0≤x≤3，0≤y≤1，0≤z≤2。本發(fā)明的Ce3+，Eu2+共激發(fā)的Ba4+xSc1+ySi3+zO12熒光粉可在單一組分下將LED演色指數(shù)提升至75以上，該熒光粉在高溫下抗老化能力極強(qiáng)，可有效提升LED壽命。因此本發(fā)明使用的Ce3+，Eu2+共激發(fā)的Ba4+xSc1+ySi3+zO12熒光粉，可以比較好的解決高光通量與高演色指數(shù)不能同時(shí)得到的問題。
文檔編號(hào)C09K11/79GK103013515SQ20121057519
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者畢自貴 申請人:彩虹集團(tuán)公司