CN103602335B - 一种白光led用蓝色荧光粉及其制备方法 - Google Patents
一种白光led用蓝色荧光粉及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103602335B CN103602335B CN201310497677.6A CN201310497677A CN103602335B CN 103602335 B CN103602335 B CN 103602335B CN 201310497677 A CN201310497677 A CN 201310497677A CN 103602335 B CN103602335 B CN 103602335B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fluorescent powder
- powder
- preparation
- xtm
- nalamgwo
- 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
Links
Abstract
本发明公开了一种白光LED用蓝色荧光粉及其制备方法，属于LED荧光粉制备技术领域。该荧光粉的组成表达式为NaLaMgWO6:xTm3+，其中x=0.01～0.09。制备包括以下步骤：1）按照（0.5～2）:（0.5～2）:（0.5～2）：1：x的摩尔比，x=0.01～0.09，取Na2CO3、La2O3、Mg(NO3)2·6H2O、WO3和Tm2O3混合后研磨均匀，得到混合粉体；2）将混合粉体经固相烧结，得到白光LED用蓝色荧光粉。通过固相法所制备出的NaLaMgWO6:xTm3+蓝色荧光粉粉体粒度均匀、结晶性能好、发光性能好，平均粒径为1～3μm。本方法操作简单，对设备要求低，环境友好，适合工业化大规模生产。
Description
技术领域
本发明属于LED荧光粉制备技术领域，涉及一种蓝色荧光粉及其制备方法，具体涉及一种白光LED用蓝色荧光粉及其制备方法。
背景技术
白光LED（Light Emitting Diode）具有无毒、高效节能、寿命长、全固态、工作电压低、抗震性及安全性好等诸多特点，取代了现有的白炽灯和荧光灯成为了新一代照明光源，被广泛应用于照明和显示领域。
目前，商业化的白光LED的实现主要有两种方案，一是用绿光和红光荧光粉取代黄光荧光粉或者是在黄光荧光粉中加入红色荧光粉以得到白光；二是用紫光或近紫外光LED芯片激发三基色(红、绿、蓝)荧光粉而实现。由于视觉对紫外光的不敏感性，这种白光器件的颜色由荧光粉决定，因此颜色稳定、色彩还原性和显色指数较高、光效高，是新一代白光LED照明的主导。其中，三基色荧光粉中蓝色荧光粉的制备主要以Eu2+掺杂荧光粉基质得到，众所周知，Eu离子的价态有3+和2+，而Eu2+需要在还原气氛下才能得到，而还原气氛需要在气氛炉中实现。因此，研制一种在氧化气氛下能够制备得到蓝色荧光粉具有重要意义。
近年来，有关荧光粉的研究，已有大量文献报道，涉及的基质化合物范围很宽，包括硅酸盐、磷酸盐、硼酸盐、钒酸盐、铝酸盐、钨酸盐等。其中，钨酸盐是典型的自激活的发光材料，发光光谱十分稳定，本征发光谱带很宽，占据可见光区域的大部分，钨酸盐中的阳离子强烈地影响发射带的位置。钨酸盐可以由某些杂质激活，这些杂质被掺入钨酸盐点阵中之后，可使其具有特殊性质的发光。因此，钨酸盐是一种发光性能优异的基质材料。
另外，随着LED产业的迅速发展，对其发光材料合成方法的研究也成为了热门。制备方法有高温固相法、燃烧合成法、溶胶-凝胶法、喷雾热解法、水热合成法等。目前，诸如溶胶-凝胶法、喷雾热解法、水热合成法等湿化学方法合成的物质杂相较多，发光效率较低。高温固相法是合成发光材料中的一种传统方法，这种方法工艺流程简单、操作方便，合成所得材料的晶体结构较完好，性能稳，亮度高。迄今，大部分商业化的发光材料还是使用这一方法来制备。
发明内容
本发明的目的在于提供一种白光LED用为NaLaMgWO6:xTm3+蓝色荧光粉及其制备方法，该方法采用高温固相烧结，制得的产品粒度均匀、结晶性能和发光性能好。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种白光LED用蓝色荧光粉，该荧光粉的组成表达式为NaLaMgWO6:xTm3+，其中x=0.01～0.09。
所述蓝色荧光粉的平均粒径为1～3μm。
所述蓝色荧光粉的显色指数为88.2。
所述蓝色荧光粉的发射波长覆盖范围为400～500nm。
一种LED用蓝色荧光粉的制备方法，包括以下步骤：
1）按照（0.5～2）:（0.5～2）:（0.5～2）：1：x的摩尔比，x=0.01～0.09，取Na2CO3、La2O3、Mg(NO3)2·6H2O、WO3和Tm2O3混合后研磨均匀，得到混合粉体；
2）将混合粉体经固相烧结，得到NaLaMgWO6:xTm3+蓝色荧光粉，其中x=0.01～0.09；
所述的固相烧结制度为：将混合粉体自室温起，以1～3℃/min速率升温至100～300℃，再以2～4℃/min速率升温至300～600℃，再以3～7℃/min速率升温至1000～1250℃，保温3～8h后冷却。
所述的固相烧结是将混合粉体置于氧化铝坩埚中，在电阻炉中进行烧结。
所述的冷却为随炉冷却。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明以NaCO3、La2O3、Mg(NO3)2·6H2O、WO3、Tm2O3为原料，经固相烧结后，制得粒径均匀的NaLaMgWO6:xTm3+蓝色荧光粉。通过XRD、SEM、荧光光谱的测试与分析，可知通过固相法所制备出的NaLaMgWO6:xTm3+蓝色荧光粉粉体粒度均匀、结晶性能好、发光性能好，平均粒径为1～3μm，显色指数为88.2，发射波长覆盖范围为400～500nm。本方法操作简单，对设备要求低，环境友好，适合工业化大规模生产。
附图说明
图1为本发明实施例1制得的NaLaMgWO6:xTm3+蓝色荧光粉粉体的XRD图；
图2为本发明实施例2制得的NaLaMgWO6:xTm3+蓝色荧光粉粉体的SEM图；
图3为本发明实施例3制得的NaLaMgWO6:xTm3+蓝色荧光粉的发射光谱图；
图4是本发明实施例4制得的NaLaMgWO6:xTm3+蓝色荧光粉粉体的CIE图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明提供的白光LED用蓝色荧光粉的制备方法，具体是以NaCO3、La2O3、Mg(NO3)2·6H2O、WO3、Tm2O3为原料，经固相烧结后，制得粒径均匀的NaLaMgWO6:xTm3+蓝色荧光粉粉体。具体方法为：
按照（0.5～2）:（0.5～2）:（0.5～2）：1：x的摩尔比，其中，x=0.01～0.09；分别称取Na2CO3、La2O3、Mg(NO3)2·6H2O、WO3、Tm2O3，并将以上原料进行混合、研磨，获得生粉体；
将生料粉体置于氧化铝坩埚中,于电阻炉中进行烧结。所述电阻炉中烧结制度为将混合粉体自室温起，以1～3℃/min速率升温至100～300℃，再以2～4℃/min速率升温至300～600℃，再以3～7℃/min速率升温至1000～1250℃，保温3～8h后冷却。
实施例1
一种LED用蓝色荧光粉的制备方法，包括以下步骤：
1）按照0.5:0.5:1:1:x的摩尔比，其中，x=0.03，分别称取Na2CO3、La2O3、Mg(NO3)2·6H2O、WO3和Tm2O3，并将以上原料进行混合、研磨，获得混合粉体；
2）将混合粉体置于氧化铝坩埚中,于电阻炉中进行烧结。所述电阻炉中烧结制度为以1℃/min速率升温至200℃，再以3℃/min速率升温至500℃，再以5℃/min速率升温至1100℃，保温3h，最后随炉冷却，得到NaLaMgWO6:xTm3+蓝色荧光粉，其中x=0.03。
参见图1，从图1可以看出NaLaMgWO6:xTm3+粉体与NaLaMgWO6的标准卡片JCPDS#37-0243完全保持一致，且峰形尖锐，合成的样品属于AA’BB’X6型单斜晶系结构，空间群为P21(4)，晶格常数为a=5.524nm，b=5.525nm，c=7.894nm。这说明NaLaMgWO6:xTm3+样品的结晶程度高，而且少量的Tm3+的掺杂并没有改变NaLaMgWO6的晶格结构。
实施例2
一种LED用蓝色荧光粉的制备方法，包括以下步骤：
1）按照0.5:0.5:2:1:x的摩尔比，其中，x=0.05，分别称取Na2CO3、La2O3、Mg(NO3)2·6H2O、WO3和Tm2O3，并将以上原料进行混合、研磨，获得混合粉体；
2）将混合粉体置于氧化铝坩埚中,于电阻炉中进行烧结。所述电阻炉中烧结制度为以1℃/min速率升温至100℃，再以2℃/min速率升温至300℃，再以7℃/min速率升温至1200℃，保温5h，最后随炉冷却，得到NaLaMgWO6:xTm3+蓝色荧光粉，其中x=0.05。
参见图2，从图2可以看出NaLaMgWO6:xTm3+荧光粉颗粒分布均匀，且粒度相对较小，粒径大约在1～3μm之间，粉体的形貌规则，无明显的团聚现象存在。
实施例3
一种LED用蓝色荧光粉的制备方法，包括以下步骤：
1）按照1:2:0.5:1：x的摩尔比，其中，x=0.07，分别称取Na2CO3、La2O3、Mg(NO3)2·6H2O、WO3和Tm2O3，并将以上原料进行混合、研磨，获得混合粉体；
2）将混合粉体置于氧化铝坩埚中,于电阻炉中进行烧结。所述电阻炉中烧结制度为以3℃/min速率升温至300℃，再以4℃/min速率升温至600℃，再以5℃/min速率升温至1250℃，保温3h，最后随炉冷却，得到NaLaMgWO6:xTm3+蓝色荧光粉，其中x=0.07。
参见图3，从图3可以看出荧光粉的发射带分布在400nm～700nm范围内,发射光谱由多个发射峰组成，发射峰有5个弱峰，1个强峰，分别在405nm、435nm、485nm、545nm、655nm、680nm处，其中，485nm处峰值最强。一般认为，发射峰源是由于Tm3+的电子能级跃迁导致，但钨酸盐属于典型的自激活材料[11]，在405nm、435nm、545nm处是由于[WO6]6﹣结构中的A位阳离子与B位阳离子实现补偿效应，发生能级跃迁所致。435nm、485nm、655nm和680nm处分别对应于Tm3+的1D2→3F4、1G4→3H6、1G4→3H4、1G4→3F4。其中435nm处，由于Tm3+掺杂量较小，Tm3+的特征峰相对较弱，被[WO6]6﹣宽的发射峰掩盖，从而未能观察到Tm3+的特征发射峰。在485nm处峰值最强，是由于1G4→3H6、的能级跃迁属于电偶极矩和磁偶极允许跃迁。因此在近紫外激发下发射蓝光。
实施例4
一种LED用蓝色荧光粉的制备方法，包括以下步骤：
1）按照2:1:2:1：x的摩尔比，其中，x=0.09；分别称取Na2CO3、La2O3、Mg(NO3)2·6H2O、WO3和Tm2O3，并将以上原料进行混合、研磨，获得混合粉体；
2）将混合粉体置于氧化铝坩埚中,于电阻炉中进行烧结。所述电阻炉中烧结制度为以2℃/min速率升温至200℃，再以4℃/min速率升温至600℃，再以3℃/min速率升温至1100℃，保温8h，最后随炉冷却，得到NaLaMgWO6:xTm3+蓝色荧光粉，其中x=0.09。
参见图4，从图4可以看出，NaLaMgWO6:xTm3+荧光粉在近紫外光激发下发射蓝光，这是由于发射主强峰位于蓝光区域，而545nm、655nm、680nm处发射峰太弱，不足以改变色度。
实施例5
一种LED用蓝色荧光粉的制备方法，包括以下步骤：
1）按照0.5:0.5:1:1:x的摩尔比，其中x=0.01，分别称取Na2CO3、La2O3、Mg(NO3)2·6H2O、WO3和Tm2O3，并将以上原料进行混合、研磨，获得混合粉体
2）将混合粉体置于氧化铝坩埚中,于电阻炉中进行烧结。所述电阻炉中烧结制度为以2℃/min速率升温至200℃，再以3℃/min速率升温至500℃，再以5℃/min速率升温至1000℃，保温6h，最后随炉冷却，得到NaLaMgWO6:xTm3+蓝色荧光粉，其中x=0.01。
Claims (4)
1.一种白光LED用蓝色荧光粉，其特征在于：该荧光粉的组成表达式为NaLaMgWO6:xTm3+，其中x＝0.01～0.09；
所述蓝色荧光粉的平均粒径为1～3μm，显色指数为88.2，发射波长覆盖范围为400～500nm。
2.一种LED用蓝色荧光粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)按照(0.5～2):(0.5～2):(0.5～2)：1：x的摩尔比，x＝0.01～0.09，取Na2CO3、La2O3、Mg(NO3)2·6H2O、WO3和Tm2O3混合后研磨均匀，得到混合粉体；
2)将混合粉体经固相烧结，得到NaLaMgWO6:xTm3+蓝色荧光粉，其中x＝0.01～0.09；
所述的固相烧结制度为：将混合粉体自室温起，以1～3℃/min速率升温至100～300℃，再以2～4℃/min速率升温至300～600℃，再以3～7℃/min速率升温至1000～1250℃，保温3～8h后冷却。
3.根据权利要求2所述的一种白光LED用NaLaMgWO6:xTm3+蓝色荧光粉的制备方法，其特征在于，所述的固相烧结是将混合粉体置于氧化铝坩埚中，在电阻炉中进行烧结。
4.根据权利要求3所述的一种白光LED用NaLaMgWO6:xTm3+蓝色荧光粉的制备方法，其特征在于，所述的冷却为随炉冷却。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310497677.6A CN103602335B (zh) | 2013-10-21 | 2013-10-21 | 一种白光led用蓝色荧光粉及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310497677.6A CN103602335B (zh) | 2013-10-21 | 2013-10-21 | 一种白光led用蓝色荧光粉及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103602335A CN103602335A (zh) | 2014-02-26 |
| CN103602335B true CN103602335B (zh) | 2015-06-03 |
Family
ID=50120606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310497677.6A Expired - Fee Related CN103602335B (zh) | 2013-10-21 | 2013-10-21 | 一种白光led用蓝色荧光粉及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103602335B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104694126A (zh) * | 2014-12-25 | 2015-06-10 | 陕西科技大学 | 一种稀土掺杂NaLaMgTeO6基绿色荧光粉及其制备方法 |
| CN104694128B (zh) * | 2014-12-25 | 2016-11-30 | 陕西科技大学 | 一种单一基质wled用荧光粉及其制备方法 |
| CN105199731B (zh) * | 2015-10-20 | 2017-07-28 | 陕西科技大学 | 一种LED用NaLaMgWO6:xSm3+红色荧光粉及其制备方法 |
-
2013
- 2013-10-21 CN CN201310497677.6A patent/CN103602335B/zh not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| High quantumefficiencyred-emissiontungstatebasedphosphor Sr(La1xEux)2Mg2W2O12 for WLEDsapplication;Sheng Long等;《Ceramics Internationa(2013)6013–6017》;20130116;第l39卷;第6013-6017页 * |
| Synthesis and photoluminescence properties of NaLaMgWO6RE3+ (RE = Eu, Sm, Tb) phosphor for white LED application;Jingshan Hou等;《Materials Research Bulletin》;20120316;第47卷;第1295-1300页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103602335A (zh) | 2014-02-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Chen et al. | A bright and moisture-resistant red-emitting Lu 3 Al 5 O 12: Mn 4+, Mg 2+ garnet phosphor for high-quality phosphor-converted white LEDs | |
| Shen et al. | Effects of doped-Li+ and-Eu3+ ions content on structure and luminescent properties of LixSr1− 2x (MoO4): Eu3+ x red-emitting phosphors for white LEDs | |
| Hakeem et al. | Structural and photoluminescence properties of La1-xNaCaGa3PZrO12 doped with Ce3+, Eu3+, and Tb3+ | |
| CN101092563A (zh) | 一种发光二级管(led)用的荧光粉及其制备方法 | |
| CN103725285B (zh) | 一种用于白光led的单一基质白光荧光粉及其制备方法 | |
| CN103627392B (zh) | 一种锑酸盐基红色荧光粉及其制备方法和应用 | |
| CN104877675A (zh) | 一种混合价态铕离子掺杂单一基质颜色可调荧光粉及其制备方法 | |
| CN102585831B (zh) | 一种铕离子激活的氟钼酸盐红色荧光粉、制备方法及应用 | |
| Yan et al. | Color-tunable Al 6 Si 2 O 13: Eu 2+, Mn 2+ phosphor with high color rendering index based on energy transfer for warm white LEDs | |
| CN105349147A (zh) | 一种紫外至蓝光激发的磷酸盐基红色荧光粉及其制备方法 | |
| CN103059849B (zh) | 一种Eu2+激活的硅磷酸盐绿色荧光粉、制备方法及应用 | |
| CN103305216B (zh) | 一种硼酸盐基红色荧光粉、制备方法及应用 | |
| CN103602335B (zh) | 一种白光led用蓝色荧光粉及其制备方法 | |
| CN107353900B (zh) | 一种铌酸盐荧光粉、其制备方法及发光二极管 | |
| CN103725284B (zh) | 一种白光用单一基质白光荧光粉及其制备方法 | |
| CN103289698B (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 | |
| CN103740367B (zh) | 一种暖白光led用单一基质白光荧光粉及其制备方法 | |
| CN101838533B (zh) | 一种led用荧光材料及制备方法 | |
| CN108034423B (zh) | 一种Mn2+离子掺杂的硅酸盐红色荧光粉、制备方法及应用 | |
| CN103992795B (zh) | 一种led用红色荧光粉及其制备方法 | |
| CN105694884A (zh) | 一种发光颜色由制备方法控制的荧光粉及其应用 | |
| CN104910914A (zh) | 一种镧硼钒酸盐基红色荧光材料及其制备方法 | |
| CN104910916B (zh) | 一种发光颜色可调的新型磷灰石结构发光材料及其应用 | |
| CN104818017B (zh) | 一种白光led用钼酸盐基红色荧光粉及其制备方法 | |
| CN103468261B (zh) | 一种以钛酸盐为单一基质的白光荧光粉及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150603 Termination date: 20211021 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |