CN1175081C - 紫光发光二极管激发的三基色荧光粉和合成方法 - Google Patents

紫光发光二极管激发的三基色荧光粉和合成方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1175081C
CN1175081C CNB021260974A CN02126097A CN1175081C CN 1175081 C CN1175081 C CN 1175081C CN B021260974 A CNB021260974 A CN B021260974A CN 02126097 A CN02126097 A CN 02126097A CN 1175081 C CN1175081 C CN 1175081C
Authority
CN
China
Prior art keywords
powder
blue
green
chemical formula
purple
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
CNB021260974A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1397625A (zh
Inventor
姚光庆
段洁菲
施建新
林建华
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.)
Peking University
Original Assignee
Peking University
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 Peking University filed Critical Peking University
Priority to CNB021260974A priority Critical patent/CN1175081C/zh
Publication of CN1397625A publication Critical patent/CN1397625A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1175081C publication Critical patent/CN1175081C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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

Abstract

本发明涉及一种紫光发光二极管激发的三基色荧光粉，由主要发射峰在红光区的红粉、主要发射峰在蓝光区的蓝粉和主要发射峰在绿光区的绿粉组成。红粉为三价铕激活的钇铝石榴石，蓝粉为二价铕激活的氯磷酸锶/钙，绿粉为铈激活的钇铝石榴石。采用高温固相反应制备三种荧光粉，将红、蓝、绿三种荧光粉按重量比(0.5-2)∶(0.7-2.3)∶(2-5)混合。在紫光LED激发下发白光，解决了吸收紫光而发出白光的单一荧光粉很难实现的技术问题，可作为紫光LED发光材料广泛应用于发光领域。

Description

紫光发光二极管激发的三基色荧光粉和合成方法
技术领域：本发明涉及一种荧光粉混合物，尤其是一种与半导体发光二极管(LED)的紫光发射匹配，产生白光的荧光粉，以及制备方法。
背景技术：
氮化镓(GaN)蓝光LED(460nm激发)的白光荧光粉的研究和开发已取得较大进展，但蓝光LED发光效率低。390nm-400nm发射的GaN紫光LED则是目前研究的热点。但吸收紫光而发出白光的单一荧光粉很难实现，而达到应用水平的紫光LED的三基色荧光粉至今未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种与半导体发光二极管的紫光发射匹配，产生白光的三基色荧光粉。
本发明的紫光发光二极管激发的三基色荧光粉，由主要发射峰在红光区的红粉、主要发射峰在蓝光区的蓝粉和主要发射峰在绿光区的绿粉组成。红粉为三价铕激活的钇铝石榴石(YAG:Eu)，主要成分的化学式为Y3-xAl5O12:xEu(x＝0.01-0.06)。蓝粉为二价铕激活的氯磷酸锶/钙(锶钙化学性质类似，可替换或组配)，主要成分的化学式为(Sr/Ca)10-x(PO4)6Cl2:xEu，其中x＝0.01-0.08；绿粉为铈激活的钇铝石榴石(YAG:Ce)，其主要成分的化学式Y3-xAl5O12:xCe，其中x＝0.001-0.04。红、蓝、绿三种荧光粉的重量比为(0.5-2)∶(0.7-2.3)∶(2-5)。
本发明的紫光发光二极管激发的三基色荧光粉的合成方法，其步骤包括：
1、用高温固相反应技术制备红粉
红粉无三价铕激活的钇铝石榴石，其主要成分的化学式为Y3-xAl5O12:xEu(x＝0.01-0.06)。按该化学式计量比，称取羟基铝化合物，如羟基氧化铝(AlOOH)或者氢氧化铝Al(OH)3)，氧化钇(Y2O3)，氧化铕(Eu2O3)，占化学式0.1-0.2摩尔的助熔剂氟化钡(BaF2)，充分混匀，置于刚玉坩埚中，在1400-1600℃焙烧1-3小时。
2、用高温固相反应技术制备蓝粉
蓝粉为二价铕激活的氯磷酸锶/钙，其主要成分的化学式为(Sr/Ca)10-x(PO4)6Cl2:xEu(x＝0.01-0.08)。按照该化学式的化学计量比关系，称取磷酸氢锶/钙，碳酸锶/钙，氯化锶/钙和氧化铕，原料混合均匀后置于刚玉坩埚中，以碳粉为还原剂，在马弗炉中1000℃-1200℃焙烧1-3小时。在制备过程中，用比化学计量所需摩尔数大1至5倍的氯化锶/钙作助熔剂参加反应，反应完成后，产物中存在的过量的氯化物用沸水浸泡洗去。
3、用高温固相反应技术绿粉
绿粉为铈激活的钇铝石榴石，其主要成分的化学式为Y3-xAl5O12:xCe，其中x＝0.001-0.04。按照该化学式的化学计量比关系，称取羟基铝化合物(AlOOH，或者Al(OH)3)，氧化钇(Y2O3)，硝酸铈(Ce(NO3)3)，占化学式0.1-0.2摩尔的助熔剂氟化钡(BaF2)，充分混匀，置于刚玉坩埚中，加入碳粉，以碳粉在高温下和空气部分反应生产的CO气体作为还原气氛，在马弗炉中1400-1600℃焙烧1-3小时。
4、红粉、蓝粉和绿粉按照重量比约为(0.5-2)∶(0.7-2.3)∶(2-5)均匀混合，得到本发明的荧光粉。
本发明的三基色荧光粉是由不同发射和不同吸收波长的三种荧光粉组成，即红粉(主要发射峰在红光区)、蓝粉(主要发射峰在蓝光区)和绿粉(主要发射峰在绿光区)组成。
绿粉YAG:Ce的激发波长在460nm左右，它本身不吸收LED发射的400nm波长的紫光。加入蓝粉后，绿粉吸收蓝粉的发射，产生黄绿光。两者的混合在LED紫光激发下产生了蓝粉的辐射和绿粉的再吸收，即发光过程中从蓝粉到绿粉的能量传递。蓝粉的发射波长和绿粉的激发波长的匹配是产生白光的关键。红粉的激发波长则完全与lED的紫光匹配，可独立吸收LED的能量而发光。
本发明甄选出一种三基色荧光粉混合物，在紫光LED激发下发白光，解决了吸收紫光而发出白光的单一荧光粉很难实现的技术问题，可作为紫光LED的发光材料广泛应用于发光领域。
把红、蓝、绿三种荧光粉按照重量比大约为(0.5-2)∶(0.7-2.3)∶(2-5)的计量混合。适当改变三种荧光粉的混合比例，还可按照需要调整荧光粉的色温和色坐标。
附图说明：
图1红粉Y3-xAl5O12:xEu(x＝0.05)的激发光谱(1)和发射光谱(2)，激发峰波长在395nm，与LED紫光匹配
图2蓝粉Sr10-x(PO4)6Cl2:xEu(x＝0.02)的激发和发射光谱，发射蜂(2)在455nm附近，激发峰(1)为一宽带，与LED紫光匹配。
图3Y3-xAl5O12:xCe(x＝0.05)的激发光谱(1x)和发射光谱(2)，激发峰不在紫光区域波，不能直接吸收LED的紫光，但与蓝粉的455nm发射匹配。
图4Y3-xAl5O12:xEu(x＝0.04)∶Sr10-x(PO4)6Cl2:xEu(x＝0.02)∶Y3-xAl5O12:xCe(x＝0.05)三者的质量比为)0.8∶1∶3混合荧光粉的发射光谱(395nm激发)。色坐标值为x＝0.33，y＝0.33(不考虑LED紫光的贡献)
具体实施方式：
1.10.161g Y2O3，11.70g Al(OH)3，1.0518gBaF2，0.1954g Eu2O3，研磨均匀混合，在碳粉存在的还原性气氛中，1450℃焙烧2小时，得到白色的YAG:Eu。
2.18.37gSrHPO4，7.136gSrCO3，26.66gSrCl2.6H2O，0.293g Eu2O3，研磨混匀，在活性炭存在的还原性气氛中，1100℃焙烧2小时，得到白色熔融状块体，用沸水浸泡，洗去过量的SrCl2，烘干，得到白色的Sr9.98(PO4)6Cl2:0.02Eu。
3.10.161g Y2O3，11.70g Al(OH)3，1.0518gBaF2，0.655gCe(NO3)3.6H2O的水溶液，100℃烘干，研磨均匀混合，在活性炭存在的还原性气氛中，1450℃焙烧2小时，得到亮黄色的YAG:Ce。
4.质量比为0.8∶1∶3的红粉，蓝粉和绿粉混匀，可以得到和与紫光LED匹配的白色荧光粉，此混合物的色坐标为x＝0.33，y＝0.33。
按照红、蓝、绿三种荧光粉重量比大约为(0.5-2)∶(0.7-2.3)∶(2-5)改变三种荧光粉的混合比例，可得到不同色温和色坐标的荧光粉。

Claims (5)

1、一种紫光发光二极管激发的三基色荧光粉，由主要发射峰在红光区的红粉、主要发射峰在蓝光区的蓝粉和主要发射峰在绿光区的绿粉组成，其特征在于红粉为三价铕激发的钇铝石榴石，主要成分化学式为Y3-xAl5O12∶xEu，其中x＝0.01-0.06；蓝粉为二价铕激活的氯磷酸锶/钙，其主要成分的化学式为(Sr/Ca)10-x(PO4)6Cl2∶xEu，其中x＝0.01-0.08；绿粉为铈激活的钇铝石榴石，其主要成分的化学式为Y3-xAl5O12∶xCe，其中x＝0.001-0.04；红、蓝、绿三种荧光粉重量比为(0.5-2)∶(0.7-2.3)∶(2-5)。
2、一种如权利要求1所述的紫光发光二极管激发的三基色荧光粉的合成方法，其步骤包括：
1)用高温固相反应制备技术制备红粉
红粉为三价铕激发的钇铝石榴石，其主要成分的化学式为Y3-xAl5O12∶xEu，其中x＝0.01-0.06；按该化学式计量比，称取羟基铝化合物，氧化钇，氧化铕，占化学式0.1-0.2摩尔的助熔剂氟化钡，充分混匀，置于焙烧容器中，1400-1600℃焙烧1-3小时；
2)用高温固相反应制备技术制备蓝粉
蓝粉为二价铕激活的氯磷酸锶/钙，其主要成分的化学式为(Sr/Ca)10-x(PO4)6Cl2∶xEu，其中x＝0.01-0.08；按照该化学式的化学计量比关系，称取磷酸氢锶/钙，碳酸锶/钙，氯化锶/钙和氧化铕，原料混合均匀后置于焙烧容器中，再以比化学计量所需摩尔数大1-5倍的氯化锶/钙作助熔剂参加反应，还原气氛下1000℃-1200℃焙烧1-3小时，反应完成后，产物中存在的过量的氯化物用沸水浸泡洗去；
2)用高温固相反应制备技术制备绿粉
绿粉为铈激活的钇铝石榴石，其主要成分的化学式为Y3-xAl5O12∶xCe，其中x＝0.001-0.04；按照化学式化学计量比关系，称取羟基铝化合物，氧化钇，硝酸铈，占化学式0.1-0.2摩尔的助熔剂氟化钡，充分混匀，置于焙烧容器中，在还原气氛下1400-1600℃焙烧1-3小时；
4)按制得的红粉、蓝粉和绿粉按照重量比(0.5-2)∶(0.7-2.3)∶(2-5)的比例混合，得到荧光粉。
3、一种如权利要求2所述的紫光发光二极管激发的三基色荧光粉的合成方法，其特征在于所述的焙烧容器为刚玉坩埚，在制备蓝粉和绿粉时，焙烧过程在马弗炉中进行。
4、一种如权利要求2所述的紫光发光二极管激发的三基色荧光粉的合成方法，其特征在于在制备蓝粉和绿粉时，所述还原气氛为：加入碳粉，以碳粉在高温下和空气部分反应生成的CO气体作为还原剂。
5、一种如权利要求2所述的紫光发光二极管激发的三基色荧光粉的合成方法，其特征在于在制备红粉和绿粉时，所述羟基铝化合物选自AlOOH，或者Al(OH)3。
CNB021260974A 2002-08-13 2002-08-13 紫光发光二极管激发的三基色荧光粉和合成方法 Expired - Fee Related CN1175081C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB021260974A CN1175081C (zh) 2002-08-13 2002-08-13 紫光发光二极管激发的三基色荧光粉和合成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB021260974A CN1175081C (zh) 2002-08-13 2002-08-13 紫光发光二极管激发的三基色荧光粉和合成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1397625A CN1397625A (zh) 2003-02-19
CN1175081C true CN1175081C (zh) 2004-11-10

Family

ID=4745730

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB021260974A Expired - Fee Related CN1175081C (zh) 2002-08-13 2002-08-13 紫光发光二极管激发的三基色荧光粉和合成方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1175081C (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3837588B2 (ja) 2003-11-26 2006-10-25 独立行政法人物質・材料研究機構 蛍光体と蛍光体を用いた発光器具
CN1293165C (zh) * 2003-11-28 2007-01-03 上海师范大学 稀土蓝色荧光材料、其制备方法以及用途
CN100420728C (zh) * 2005-08-22 2008-09-24 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 用蓝紫光二极管将稀土三基色发光材料发出的光转换成白光的方法
CN100519695C (zh) * 2007-05-23 2009-07-29 中国科学院长春应用化学研究所 一种发光二极管用红光荧光粉及制备方法
CN102391870A (zh) * 2011-09-29 2012-03-28 宁波浩威尔新材料科技有限公司 一种制备YAG:Ce稀土荧光粉的方法
CN102790163A (zh) * 2012-01-16 2012-11-21 中山大学 一种基于紫光led芯片的白光led及其照明装置
CN107384383A (zh) * 2017-08-18 2017-11-24 苏州轻光材料科技有限公司 一种uv激发白光led用复合型荧光粉

Also Published As

Publication number Publication date
CN1397625A (zh) 2003-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Huang et al. Ultra-high color rendering warm-white light-emitting diodes based on an efficient green-emitting garnet phosphor for solid-state lighting
JP4799549B2 (ja) 白色発光ダイオード
Wang et al. Crystal structure, luminescence properties, energy transfer and thermal properties of a novel color-tunable, white light-emitting phosphor Ca 9− x− y Ce (PO 4) 7: x Eu 2+, y Mn 2+
JP5355613B2 (ja) オキシアパタイト構造を有する黄色蛍光体、製造方法並びにその白色発光ダイオード装置
Yang et al. Tunable luminescence and energy transfer of a Eu 2+/Mn 2+ co-doped Sr 3 NaY (PO 4) 3 F phosphor for white LEDs
US20080191234A1 (en) Yellow phosphor and white light emitting device using the same
Dong et al. A narrow-band ultra-bright green phosphor for LED-based applications
CN101307228B (zh) 氯铝硅酸盐荧光粉及其制备方法
CN101402857A (zh) 一种led用红色发光材料及其制备方法
CN1227325C (zh) 紫光激发的二组分三基色荧光粉的制备方法
CN1175081C (zh) 紫光发光二极管激发的三基色荧光粉和合成方法
CN1253526C (zh) 紫光激发的三组分白光荧光粉及其制备方法
CN106590646A (zh) 一种近紫外光激发的白光led用蓝光荧光粉及其制备方法
US20170210984A1 (en) Nasicon-structured phosphor and light emitting element comprising same luminesent materials
CN107629794A (zh) 一种铕离子Eu3+激活的铋基发光材料、制备方法及应用
CN108251113A (zh) 一种Mn4+激活的白光LED用双钙钛矿红色荧光粉及制备方法
CN115287066B (zh) 一种Eu2+激活的含卤素硼酸盐青光荧光粉及其制备方法和应用
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
TWI326704B (en) A phosphor and method for making the same
CN112480918B (zh) 一种掺锰的深红光荧光粉材料及其制备方法
CN101144016A (zh) 一种蓝光激发的白光led用黄橙色荧光粉及其制备方法
CN101473013B (zh) 用于白色发光二极管的含铥荧光物质及其制造方法
US7682525B2 (en) Material composition for producing blue phosphor by excitation of UV light and method for making the same
CN102329614B (zh) Led 荧光粉的制备方法
CN112391168A (zh) 一种新型的发光可调的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
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee