CN101613601B - 白光LED用Sr-Al-O-N系列荧光粉 - Google Patents

白光LED用Sr-Al-O-N系列荧光粉 Download PDF

Info

Publication number
CN101613601B
CN101613601B CN2009100673284A CN200910067328A CN101613601B CN 101613601 B CN101613601 B CN 101613601B CN 2009100673284 A CN2009100673284 A CN 2009100673284A CN 200910067328 A CN200910067328 A CN 200910067328A CN 101613601 B CN101613601 B CN 101613601B
Authority
CN
China
Prior art keywords
phosphor powder
white light
light led
equals
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2009100673284A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101613601A (zh
Inventor
柏朝晖
张希艳
刘全生
卢利平
米晓云
王晓春
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changchun University of Science and Technology
Original Assignee
Changchun University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changchun University of Science and Technology filed Critical Changchun University of Science and Technology
Priority to CN2009100673284A priority Critical patent/CN101613601B/zh
Publication of CN101613601A publication Critical patent/CN101613601A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101613601B publication Critical patent/CN101613601B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Landscapes

  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

白光LED用Sr-Al-O-N系列荧光粉属于光功能材料制备技术领域。现有M2Si5N8:Eu2+(M＝Ca，Sr，Ba)荧光粉制备原料成本高，制备工艺复杂，制备成本也高。现有Cax(Si，Al)12(O，N)16:Euy 2+荧光粉发射峰值波长偏离红光。本发明其特征在于，化学式为Sr3-x-3y/2Al2O6-3m/2Nm:xRe1 2+，yRe2 3+，Re1 2+、Re2 3+分别为二价、三价并且不同的稀土发光离子；x＝0.05～0.20，y＝0.00～0.10，m＝1～2。为白光LED提供红光，以提高白光LED器件的显色指数，降低色温。

Description

白光LED用Sr-Al-O-N系列荧光粉
技术领域
本发明涉及一种白光LED用Sr-Al-O-N系列荧光粉，属于光功能材料制备技术领域。
背景技术
白光LED具有体积小、发热量低、耗电量小、寿命长、反应速度快、环保和可平面封装、易开发成轻薄小巧产品等优点，被称为继白炽灯、荧光灯和高压气体放电灯之后的第四代光源。现有白光LED利用LED芯片的发射光激发荧光粉产生白光。具体方案是蓝光LED芯片和黄光荧光粉的结合。发光过程是蓝光LED芯片发射蓝光，一部分蓝光被黄光荧光粉吸收，激发黄光荧光粉发射黄光；发射的黄光和剩余的蓝光混合，此时调控黄光、蓝光的强度比，即可得到各种色温的白光。所述的黄光荧光粉通常采用YAG:Ce，发射峰值波长在540～550nm之间。由于混合光体系中缺少红色，导致白光LED器件的显色指数低，色温高。通过向黄光荧光粉中加入少量红光荧光粉弥补光谱中红光的不足。白光LED器件对所需荧光粉包括红光荧光粉的发光效率以及化学稳定性要求较高。
为此，与本发明有关的一项已知技术由Y.Q.Li等人提出(Y.Q.Li，J.E.J.van Steen，J.W.H.Krevel，etal.，Journal of Alloys and Compounds，2006，417：273～279)，其方案制备的红光荧光粉是一种全氮化合物，化学式为M2Si5N8:Eu2+(M＝Ca，Sr，Ba)，其发射峰值波长在600～680nm范围内，激发峰值波长在250～500nm范围内，具备蓝光(460nm)激发、发出红色荧光的特点，发光效率以及化学稳定性也符合要求。然而，该方案制备原料为各组分的氮化物，由于其中氮化锶、氮化钡和氮化铕易氧化，因此，这几种原料尚未商用化，需要自行通过金属氮化合成，因此，该方案原料成本高。为防止氧化，不仅最后的高温烧制是在N2-H2混合气氛中进行，配料、混合工序也需要氮气保护气氛。另外，由于组分中含有硅，因而烧制温度高。所以，该方案制备成本也高。
与氮化物体系的荧光粉相比，氮氧化物荧光粉也具有较高的共价性和较低的能带间隙的特点。另一项与本发明有关的已知技术是由公开号为CN1934219A中国专利申请公开说明书所公开的一项名为氧氮化物荧光体及发光器件的技术方案。所制备的荧光粉在蓝光激发下，发出的荧光发射峰值波长在570～580nm范围内，荧光粉化学式为Cax(Si，Al)12(O，N)16:Euy 2+，属于Si-Al-O-N系列，是在1600℃、0.1MPa氮气环境中灼烧8小时获得。虽然该方案制备难度和成本均低于第一项已知技术，但是，产物的发射峰值波长偏离红光，并且，烧制温度依然偏高，烧制时间偏长。
发明内容
为了获得一种氮氧化物红光荧光粉，我们提出了一项名为白光LED用Sr-Al-O-N系列荧光粉的方案。产物在蓝光激发下的发出红色荧光。其制备原料为组分的氧化物或者组分的盐，不仅原料成本低，而且配料、混合工序无需氮气保护气氛。在组分中没有硅，从而烧制温度较低。
本发明其特征在于，化学式为Sr3-x-3y/2Al2O6-3m/2Nm:xRe1 2+，yRe2 3+，Re1 2+、Re2 3+分别为二价、三价并且不同的稀土发光离子；x＝0.05～0.20，y＝0.00～0.10，m＝1～2。
本发明的有益效果在于所获得的产物可被460nm的蓝光有效激发，见图1、图3所示，发出发射峰值波长在590～595nm的红色荧光，见图2、图4所示，与已知技术Si-Al-O-N系列氮氧化物荧光粉相比，发射峰值波长红移，从而提高白光LED的显色指数，降低色温。并且，该产物能够由以下方法制备：
(1)配料。以锶盐、氮化铝、稀土氧化物为原料，按化学式Sr3-x-3/2yAl2O6-3m/2Nm:xRe1 2+，yRe2 3+配料，将碱金属离子的卤化物、卤化铵和硼酸这三种物质中的一种或几种作为助熔剂加入，添加量占配料总重量的0.1～1.5wt％，所用各原料纯度均不低于99％。
(2)混合。将配料步骤得到的配料以无水乙醇为分散介质，选用Si3N4球为研磨体，在转速为100～500rpm的球磨机中混合研磨1～6小时，烘干备用。
(3)烧制。将混合步骤得到的混合物均匀粉体以碳粉为还原剂，并且通入氮氢混合气体，氮气和氢气的体积比为95∶5，流量为每分钟0.1～5.0升，在1350～1550℃温度下灼烧1～8小时。
(4)后处理。将烧制步骤得到的烧制产物粉碎，采用稀酸和水反复洗涤，除去杂质，烘干。
(5)制粉。将后处理步骤得到的产物研磨，过200～400目筛，制得粒径在1～25μm的Sr-Al-O-N系列荧光粉。
由此来看，制备原料除了氮化铝外，Sr组分采用锶盐、稀土组分采用稀土氧化物，说明制备本发明之白光LED用Sr-Al-O-N系列荧光粉其原料易得，成本低，在配料、混合工序无需无需氮气保护气氛。烧制温度最高只有1550℃，低于已知技术Si-Al-O-N系列氮氧化物荧光粉的烧制温度。
附图说明
图1为实施例1所制备的荧光粉的激发光谱图。图2为实施例1所制备的荧光粉的发射光谱图。图3为实施例2所制备的荧光粉的激发光谱图。图4为实施例2所制备的荧光粉的发射光谱图，该图兼作为摘要附图。
具体实施方式
实施例1：制备Sr3-x-3y/2Al2O6-3m/2Nm:xRe1 2+，yRe2 3+，其中x＝0.15，y＝0.00，m＝2，则具体化学式为Sr2.85Al2O3N2:0.15Eu2+，按化学计量比称取5.500g SrCO3，1.072g AlN，0.345g Eu2O3。以无水乙醇为分散介质，Si3N4球为研磨体，在转速为300rpm的球磨机中混和研磨5小时，烘干。另加助熔剂NH4Cl 0.015g。将混合物均匀粉体装入一个25ml刚玉坩埚并压实，再将该刚玉坩埚放入一个装有碳粉的坩埚中并加盖，一并放入箱式炉中，以5℃/min的速度升温至1500℃，保温灼烧3小时，之后随炉冷却。烧制产物经粉碎、洗涤、烘干、研磨、过筛后得到Sr-Al-O-N系列荧光粉。激发峰值波长为460nm，见图1所示；发射峰值波长为592nm，见图2所示。
实施例2：制备Sr3-x-3y/2Al2O6-3m/2Nm:xRe1 2+，yRe2 3+，其中x＝0.15，y＝0.03，m＝2，则具体化学式为Sr2.805Al2O3N2:0.15Eu2+，0.03Ce3+，按化学计量比称取4.141g SrCO3，0.820g AlN，0.264g Eu2O3，0.052g CeO2。以无水乙醇为分散介质，Si3N4球为研磨体，在转速为300rpm的球磨机中混和研磨5小时，烘干。另加助熔剂NH4Cl 0.011g。将混合物均匀粉体装入一个25ml刚玉坩埚并压实，再将该刚玉坩埚放入一个装有碳粉的坩埚中并加盖，一并放入箱式炉中，以5℃/min的速度升温至1450℃，保温灼烧5小时，之后随炉冷却。烧制产物经粉碎、洗涤、烘干、研磨、过筛后得到Sr-Al-O-N系列荧光粉。激发峰值波长为525nm，见图3所示；发射峰值波长为595nm，见图4所示。
实施例3：制备Sr3-x-3y/2Al2O6-3m/2Nm:xRe1 2+，yRe2 3+，其中x＝0.15，y＝0.00，m＝1，则具体化学式为Sr2.85Al2O4.5N:0.15Eu2+，按化学计量比称取4.207g SrCO3，0.410gAlN，0.510g Al2O3，0.264gEu2O3。以无水乙醇为分散介质，Si3N4球为研磨体，在转速为300rpm的球磨机中混和研磨5小时，烘干。另加助熔剂NH4Cl 0.011g。将混合物均匀粉体装入一个25ml刚玉坩埚并压实，再将该刚玉坩埚放入一个装有碳粉的坩埚中并加盖，一并放入箱式炉中，以5℃/min的速度升温至1400℃，保温灼烧5小时，之后随炉冷却。烧制产物经粉碎、洗涤、烘干、研磨、过筛后得到Sr-Al-O-N系列荧光粉。激发峰值波长为490nm；发射峰值波长为590nm。
实施例4：制备Sr3-x-3y/2Al2O6-3m/2Nm:xRe1 2+，yRe2 3+，其中x＝0.10，y＝0.00，m＝2，则具体化学式为Sr2.9Al2O3N2:0.1Eu2+，按化学计量比称取4.207g SrCO3，0.820g AlN，0.176g Eu2O3。以无水乙醇为分散介质，Si3N4球为研磨体，在转速为300rpm的球磨机中混和研磨5小时，烘干。另加助熔剂NH4Cl 0.010g。将混合物均匀粉体装入一个25ml刚玉坩埚并压实，再将该刚玉坩埚放入一个装有碳粉的坩埚中并加盖，一并放入箱式炉中，以5℃/min的速度升温至1500℃，保温灼烧3小时，之后随炉冷却。烧制产物经粉碎、洗涤、烘干、研磨、过筛后得到Sr-Al-O-N系列荧光粉。激发峰值波长为500nm；发射峰值波长为592nm。

Claims (1)

1.一种白光LED用Sr-Al-O-N系列荧光粉，其特征在于，化学式为以下四种之一：
Sr2.85Al2O3N2:0.15Eu2+；
Sr2.805Al2O3N2:0.15Eu2+，0.03Ce3+；
Sr2.85Al2O4.5N:0.15Eu2+；
Sr2.9Al2O3N2:0.1Eu2+。
CN2009100673284A 2009-07-23 2009-07-23 白光LED用Sr-Al-O-N系列荧光粉 Expired - Fee Related CN101613601B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009100673284A CN101613601B (zh) 2009-07-23 2009-07-23 白光LED用Sr-Al-O-N系列荧光粉

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009100673284A CN101613601B (zh) 2009-07-23 2009-07-23 白光LED用Sr-Al-O-N系列荧光粉

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101613601A CN101613601A (zh) 2009-12-30
CN101613601B true CN101613601B (zh) 2012-11-21

Family

ID=41493494

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009100673284A Expired - Fee Related CN101613601B (zh) 2009-07-23 2009-07-23 白光LED用Sr-Al-O-N系列荧光粉

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101613601B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101775283B (zh) * 2010-01-06 2013-01-09 长春理工大学 白光led用硅酸盐黄色荧光粉的制备方法
CN107418565B (zh) * 2017-06-26 2020-01-31 浙江转喆科技有限公司 长余辉转光剂及其制备方法和长余辉转光膜及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Li Y Q等.Luminescence of a new class of UV-blue-emitting phosphors MSi2O2-δN2+2/3δ(M=Ca,Sr,Ba).《J. Mater. Chem.》.2005,第15卷全文. *
张平等.Sr3Al2O6:Eu2+红色发光纳米晶的新型形貌与发光性能的研究.《无机化学报》.2007,第23卷(第9期),全文. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN101613601A (zh) 2009-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Huang et al. Sr 8 MgGd (PO 4) 7: Eu 2+: yellow-emitting phosphor for application in near-ultraviolet-emitting diode based white-light LEDs
Yongqing et al. Properties of red-emitting phosphors Sr2MgSi2O7: Eu3+ prepared by gel-combustion method assisted by microwave
CN104087293B (zh) 红色荧光体及其碳热还原氮化制备方法及应用
CN101962542A (zh) 一种白光led用铌酸盐基红色荧光粉及制备方法和应用
CN102660276A (zh) 一种近紫外光激发的硼磷酸盐白光荧光粉及制备方法
JP2014503605A (ja) 窒素化合物発光材料及びその調製方法並びにそれによって製造された照明光源
CN105462588A (zh) 一种氮氧化物红色荧光粉及其制备方法和应用
CN102093887B (zh) 一种低色温白光led用氮化硅橙红光发光材料及其制备方法
CN104962286A (zh) 石榴石结构的复相荧光材料及其制备方法
CN103275713A (zh) 一种稀土钼酸盐红色荧光粉、制备方法及应用
CN105238395A (zh) 一种硅基氮化物红色荧光粉及其常压制备方法与应用
US20170275532A1 (en) Fluorescent material, a manufacturing method thereof, and a photo-luminescent composition containing the fluorescent material
CN101613601B (zh) 白光LED用Sr-Al-O-N系列荧光粉
WO2011044720A1 (zh) 铋离子敏化的稀土锗酸盐发光材料及其制备方法
CN104212455B (zh) 一种Ce3+激活的石榴石结构荧光粉及其制备方法
CN103289698A (zh) 一种铕离子Eu3+激活的磷酸盐基红色荧光粉、制备方法及应用
CN103320131B (zh) 一种磷酸盐基红色荧光粉、制备方法及应用
CN102492422A (zh) 一种白光led用绿色荧光粉及其制备方法
CN102492420A (zh) 一种硅铝酸铯盐荧光粉及其制备方法
CN115873595A (zh) 一种可调控红光与近红外稀土发光材料及制备方法和红外led装置
CN101735809A (zh) 一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料及其制备方法
CN103320127A (zh) 一种白光led用的硼酸盐基红色荧光粉及其制备方法
CN102994075A (zh) 一种硅基氮氧化物绿色荧光粉
CN105820817A (zh) 一种钪酸盐绿色荧光粉及其制备方法
CN103666468B (zh) 一种紫光led激发的宽光谱荧光粉及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20121121

Termination date: 20130723