RU2553868C2 - Method for producing luminescent material for generating resulting white light in light emitting diodes - Google Patents

Method for producing luminescent material for generating resulting white light in light emitting diodes Download PDF

Info

Publication number
RU2553868C2
RU2553868C2 RU2013141651/05A RU2013141651A RU2553868C2 RU 2553868 C2 RU2553868 C2 RU 2553868C2 RU 2013141651/05 A RU2013141651/05 A RU 2013141651/05A RU 2013141651 A RU2013141651 A RU 2013141651A RU 2553868 C2 RU2553868 C2 RU 2553868C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
luminescent material
phosphor
white light
temperature
emitting diodes
Prior art date
Application number
RU2013141651/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013141651A (en
Inventor
Станислав Николаевич Кичук
Борис Валерьевич Михитарьян
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Монокристалл" ЗАО "Монокристалл"
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 Закрытое акционерное общество "Монокристалл" ЗАО "Монокристалл" filed Critical Закрытое акционерное общество "Монокристалл" ЗАО "Монокристалл"
Priority to RU2013141651/05A priority Critical patent/RU2553868C2/en
Publication of RU2013141651A publication Critical patent/RU2013141651A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2553868C2 publication Critical patent/RU2553868C2/en

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Landscapes

  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention refers to methods for producing photoluminescent phosphors and can be used in producing white light emitting diodes. Mixture components are mixed, milled in a planetary mill at an acceleration of 20 G for at least 25 min. The prepared powder is annealed and ultrasonicated by shock cooling in an ultrasonic bath followed by washing and precision sieving at a particle size of 15-20 mcm. The produced luminescent material has a mean particle size of no more than 4 mcm, maximum luminescence band at λ=545-565 nm.
EFFECT: reducing the luminescent material process time and increasing the fluorescent brilliance.
4 ex

Description

Способ получения люминесцентного материала для создания результирующего белого света в светодиодах.A method of obtaining a luminescent material to create the resulting white light in LEDs.

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к способам получения фотолюминофоров, используемых для конвертирования излучения синих светодиодов в желтую, желто-зеленую область спектра с целью получения результирующего белого света, в частности к способу получения легированного церием люминофора на основе иттрий-алюминиевого граната, который применяют в двухкомпонентных светодиодных источниках освещения.The invention relates to methods for producing photoluminophors used to convert blue LED radiation into the yellow, yellow-green region of the spectrum to obtain the resulting white light, in particular, to a method for producing cerium-doped phosphor based on yttrium-aluminum garnet, which is used in two-component LED light sources .

Уровень техникиState of the art

Известен люминофор для световых источников, содержащий алюминий, иттрий, церий, лютеций и кислород при следующем соотношении: (Y1-xCex)3Al5O12 и 5-60 мас. % сверх 100% (Lu1-yCey)2O3, где х=0,005-0,1; у=0,01-0,1 («Люминофор для световых источников», патент РФ на изобретение №2396302, опубл. 10.08.2010). Известный люминофор получают коллоидно-химическим способом. Изобретение обеспечивает создание высокодисперсного люминофора с положением максимума полосы люминесценции при λ=590 нм при снижении температуры и длительности его синтеза. Однако одним из очевидных недостатков данного изобретения является высокая стоимость оксида лютеция, сложность получения коллоидного редкоземельного оксида при сохранении высокой чистоты.Known phosphor for light sources containing aluminum, yttrium, cerium, lutetium and oxygen in the following ratio: (Y 1-x Ce x ) 3 Al 5 O 12 and 5-60 wt. % in excess of 100% (Lu 1-y Ce y ) 2 O 3 , where x = 0.005-0.1; y = 0.01-0.1 ("Phosphor for light sources", RF patent for the invention No. 2396302, publ. 08/10/2010). Known phosphor is obtained by colloid-chemical method. The invention provides the creation of a finely dispersed phosphor with the position of the maximum luminescence band at λ = 590 nm with a decrease in temperature and the duration of its synthesis. However, one of the obvious disadvantages of this invention is the high cost of lutetium oxide, the difficulty of obtaining colloidal rare earth oxide while maintaining high purity.

Известен люминофор для световых источников состава (CHINA GLAZE CO., LTD, Patent application number: US 2011254435, опубл. 20.10.2011), предназначенный для преобразования излучения синих светодиодов в желто-оранжевую область спектра с целью получения результирующего белого света. Люминофор, имеющий формулу: (Rel-yBay) 3-х (Rg) 5O12: Сех, где: Re является Y, Tb, Lu, Sc, La, Gd, Sm или их комбинации; Rg является Al, Ga, В или их комбинации; 0<х<3, 0<у<1.Known phosphor for light sources of the composition (CHINA GLAZE CO., LTD, Patent application number: US 2011254435, publ. 20.10.2011), designed to convert the radiation of blue LEDs in the yellow-orange region of the spectrum in order to obtain the resulting white light. A phosphor having the formula: (Rel-yBay) 3-x (Rg) 5O12: Ceh, where: Re is Y, Tb, Lu, Sc, La, Gd, Sm, or combinations thereof; Rg is Al, Ga, B, or combinations thereof; 0 <x <3, 0 <y <1.

Данный люминофор получают твердофазной реакцией с применением реагентов, содержащих Ва, такие как BaSO4, карбонаты, такие как ВаСО3, или галогениды, такие как BaF2. Реагенты, содержащие Y, Tb, Lu, Sc, La, Gd, Sm могут быть оксиды, такие как Y2O3, или нитраты, такие как Tb (NO3). Реагенты, содержащие Al, Ga, или В, могут быть оксиды, такие как γ-Al2O3, Ga2O3 или B2O3. Реагенты, содержащие Се, могут быть оксиды, такие как CeO2. Описанные реагенты соответствующего эквивалента равномерно смешивают и измельчают в шаровой мельнице. Затем смесь нагревают в высокотемпературной печи. После спекания при температуре 1300°С до 1500°С в течение 8-16 часов в восстановительной атмосфере (5% Н2 и 95% N2) получают люминофор.This phosphor is prepared by a solid phase reaction using reagents containing Ba, such as BaSO 4 , carbonates, such as BaCO 3 , or halides, such as BaF 2 . Reagents containing Y, Tb, Lu, Sc, La, Gd, Sm can be oxides, such as Y 2 O 3 , or nitrates, such as Tb (NO 3 ). Reagents containing Al, Ga, or In may be oxides such as γ-Al 2 O 3, Ga 2 O 3 or B 2 O 3. Reagents containing Ce may be oxides, such as CeO 2 . The described equivalent equivalent reagents are uniformly mixed and ground in a ball mill. The mixture is then heated in a high temperature oven. After sintering at a temperature of 1300 ° C to 1500 ° C for 8-16 hours in a reducing atmosphere (5% H 2 and 95% N 2 ), a phosphor is obtained.

Существенным недостатком данного люминофора является то, что средний размер частиц превышает 10 мкм, кроме того, применение шаровых мельниц для измельчения требует порядка 6-20 часов для измельчения и перемешивания реагентов.A significant drawback of this phosphor is that the average particle size exceeds 10 microns, in addition, the use of ball mills for grinding requires about 6-20 hours for grinding and mixing the reagents.

Наиболее близким к заявленному способу получения люминесцентного материала для создания результирующего белого света в светодиодах является способ, описанный в заявке ЕР N1710292 (кл. С09К 11/64, 2006, см. реферат, описание, абзацы 0003, 0004, 0028, 0029, 0109, 0117-0119, 0137-0141). Способ изготовления порошкообразного флуоресцентного материала содержит этапы: 1) спекания исходного порошка; 2) химическая обработка спеченного порошка раствором смеси кислот, в том числе плавиковой кислоты, серной кислоты и воды, 3) стадия гранулирования влажного порошка, который помещают в сито размером 40-200 мкм, подвергают вибрации или ударам, чтобы получить агрегатные комплексы из мелких и крупных частиц; 4) спекание после гранулирования, 5) суспендирование полученного порошка с целью классификации и удаления мелких частиц. Суть суспендирования в том, чтобы распределить порошок в жидкости и дать ему осесть, в результате мелкие частицы, взвешенные в жидкости после 2 минут после того, как жидкость перемешивают или подвергнут вибрации, не осядут на дно стакана, и эту часть можно декантировать. Основная сущность патента заключается в том, чтобы простым способом классифицировать порошок, удалив мелкие частицы, которые имеют меньшую эффективность.Closest to the claimed method of obtaining a luminescent material for creating the resulting white light in LEDs is the method described in application EP N1710292 (CL 09K 11/64, 2006, see abstract, description, paragraphs 0003, 0004, 0028, 0029, 0109, 0117-0119, 0137-0141). A method of manufacturing a powdery fluorescent material comprises the steps of: 1) sintering an initial powder; 2) chemical treatment of the sintered powder with a solution of a mixture of acids, including hydrofluoric acid, sulfuric acid and water, 3) the stage of granulation of the wet powder, which is placed in a sieve of 40-200 μm in size, is subjected to vibration or shock to obtain aggregate complexes of small and large particles; 4) sintering after granulation, 5) suspension of the obtained powder in order to classify and remove fine particles. The essence of the suspension is to distribute the powder in the liquid and allow it to settle, as a result, small particles suspended in the liquid after 2 minutes after the liquid is stirred or subjected to vibration will not settle on the bottom of the glass, and this part can be decanted. The main essence of the patent is to classify the powder in a simple way by removing small particles that are less efficient.

Из сопоставительного анализа заявленного способа с известным следует, что общими для них признаками являются следующие: смешивание компонентов смеси, ее измельчение в планетарной мельнице, прокаливание полученного порошка и ультразвуковая обработка.From a comparative analysis of the claimed method with the known it follows that the common features for them are the following: mixing the components of the mixture, grinding it in a planetary mill, calcining the resulting powder and ultrasonic treatment.

Основным недостатком указанного способа является то, что получаются частицы размером 30-40 мкм, что приводит к меньшей эффективности люминофора в СИД, поскольку при одной и той же яркости люминофора, люминесцентный состав с меньшим размером зерна дает в целом более высокий прирост по интенсивности в СИД.The main disadvantage of this method is that particles of 30-40 microns are obtained, which leads to lower efficiency of the phosphor in LEDs, since at the same brightness of the phosphor, a luminescent composition with a smaller grain size gives a generally higher increase in intensity in LED .

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей предлагаемого изобретения является создание мелкодисперсного люминофора со средним размером частиц 4-5 мкм, увеличение кристалличности и набивной плотности, а также увеличение яркости люминесценции по сравнению с мелкокристаллическим аналогом, измельченным в шаровых мельницах с применением размольных шаров.The objective of the invention is the creation of a finely dispersed phosphor with an average particle size of 4-5 microns, an increase in crystallinity and printed density, as well as an increase in the luminescence brightness compared to a finely crystalline analog, ground in ball mills using grinding balls.

Технический результат - уменьшение длительности процесса получения люминесцентного материала, увеличение кристалличности и набивной плотности получаемого люминофора и, как следствие, увеличение яркости люминесценции по сравнению с мелкокристаллическим аналогом, измельченным в шаровых мельницах с применением размольных шаров.The technical result is a decrease in the duration of the process of obtaining a luminescent material, an increase in crystallinity and printed density of the resulting phosphor and, as a result, an increase in the brightness of luminescence compared to a fine crystalline analog, crushed in ball mills using grinding balls.

Указанный технический результат достигается тем, что способ получения люминесцентного материала для создания результирующего белого света в светодиодах включает смешивание компонентов смеси, ее измельчение в планетарной мельнице, прокаливание полученного порошка и ультразвуковую обработку, причем согласно изобретению измельчение в планетарной мельнице проводят с ускорением 20 G в течение не менее 25 мин, ультразвуковую обработку проводят после прокаливания путем резкого охлаждения в ультразвуковой ванне с последующей (отмывкой) и прецизионным просевом через сито с размером ячейки 15-20 мкм.The specified technical result is achieved in that the method for producing a luminescent material for creating the resulting white light in LEDs includes mixing the components of the mixture, grinding it in a planetary mill, calcining the obtained powder and ultrasonic treatment, and according to the invention, grinding in a planetary mill is carried out with an acceleration of 20 G for not less than 25 min, ultrasonic treatment is carried out after calcination by quenching in an ultrasonic bath followed by (washing), etc. do precision sieving through a sieve with a mesh size of 15-20 microns.

Предлагаемый люминофор получают следующим образом.The proposed phosphor is prepared as follows.

Пример 1.Example 1

Оксиды иттрия, церия в мольном соотношении 2,6-2,80:0,005-0,2 растворяют в азотной кислоте до полного растворения при постоянном перемешивании. Далее, к полученному раствору добавляют нитрат алюминия (мольное соотношение оксида иттрия и алюминия 2,8:5,0-5,1). К полученному раствору при постоянном перемешивании добавляют по каплям водный аммиак 25% до рН-10. В результате реакции образуются гидроксиды металлов иттрия, церия и алюминия и имеется некоторый избыток аммиака и нитрат аммония как побочный продукт. Полученную смесь гидроксидов отмывают деионизованной водой до рН 8-9, затем отфильтровывают на воронке Бюхнера, помещают в фарфоровую чашу (тигель) и отжигают при температуре 600-800°С в течение 3-4 часов. Затем порошок помещают в алундовый тигель и прокаливают на воздухе при температуре 1500-1570°С в течение 4-8 часов. Полученный полупродукт просеивают с помощью многочастотных анализаторов через сито 15 микрон, уплотняют при помощи планетарной мельницы с ускорением 20G в течение 5 минут без применения размольных шаров и просеивают через сито 15 микрон, засыпают в алундовый тигель, затем прокаливают в среде формиргаза в течение 4-8 часов при температуре 1500-1600°С. Готовый люминофор выгружают из элеваторной печи при температуре 1400°С, королек в течение 2-3 с после извлечения из тигля бросают в стакан с водой, который находится в ультразвуковой водяной ванне при температуре воды 25°С и частоте ультразвука от 10 до 25 кГц. Резко охлажденный до комнатной температуры люминофор отмывают деионизованной водой и просеивают через сито 20 микрон. Средний размер частиц люминофора - 12 мкм. Яркость свечения (при λвозб=450-460 нм) составляет 98% относительно яркости свечения крупнокристаллического аналога.Oxides of yttrium, cerium in a molar ratio of 2.6-2.80: 0.005-0.2 are dissolved in nitric acid until completely dissolved with constant stirring. Next, aluminum nitrate is added to the resulting solution (molar ratio of yttrium oxide to aluminum 2.8: 5.0-5.1). To the resulting solution, 25% aqueous ammonia was added dropwise with constant stirring to pH-10. The reaction results in the formation of metal hydroxides of yttrium, cerium and aluminum and there is some excess of ammonia and ammonium nitrate as a by-product. The resulting hydroxide mixture is washed with deionized water to a pH of 8-9, then filtered on a Buchner funnel, placed in a porcelain bowl (crucible) and annealed at a temperature of 600-800 ° C for 3-4 hours. Then the powder is placed in an alundum crucible and calcined in air at a temperature of 1500-1570 ° C for 4-8 hours. The resulting intermediate is sieved using multi-frequency analyzers through a 15 micron sieve, compacted using a planetary mill with an acceleration of 20G for 5 minutes without using grinding balls and sieved through a 15 micron sieve, poured into an alundum crucible, then calcined in formgas medium for 4-8 hours at a temperature of 1500-1600 ° C. The finished phosphor is discharged from the elevator furnace at a temperature of 1400 ° C, the bead is thrown into a glass of water for 2-3 seconds after being removed from the crucible, which is located in an ultrasonic water bath at a water temperature of 25 ° C and an ultrasound frequency of 10 to 25 kHz. Suddenly cooled to room temperature, the phosphor is washed with deionized water and sieved through a 20 micron sieve. The average particle size of the phosphor is 12 microns. The brightness of the luminescence (at λexc = 450-460 nm) is 98% relative to the brightness of the luminescence of the coarse-grained analog.

Пример 2Example 2

Оксиды иттрия, церия, галлия и гадолиния в мольном соотношении 2,85-2,95:0,0032-0,13:0,001-0,01:0,0011-0,011 растворяют в азотной кислоте до полного растворения при постоянном перемешивании. Оксиды галлия растворяют в азотной кислоте в микроволновой печи при высоком давлении. Далее к полученному раствору добавляют нитрат алюминия (мольное соотношение оксида иттрия и алюминия 2,9:5,0-5,1), который предварительно фильтруют. К полученному раствору при постоянном перемешивании добавляют по каплям водный аммиак 25% до рН-9-10. В результате реакции образуются гидроксиды металлов иттрия, церия, гадолиния, галлия и алюминия. В полученном полупродукте имеется некоторый избыток аммиака и нитрат аммония как побочный продукт. Полученную смесь гидроксидов отмывают деионизованной водой до рН 8-9, затем отфильтровывают на воронке Бюхнера, помещают в фарфоровую чашу (тигель) и отжигают при температуре 600-800°С в течение 3-4 часов. Затем порошок помещают в алундовый тигель и прокаливают на воздухе при температуре 1500-1570°С в течение 4-8 часов. Полученный полупродукт просеивают с помощью многочастотных анализаторов через сито 15 микрон, уплотняют при помощи планетарной мельницы с ускорением 20G в течение 15 минут без применения размольных шаров и просеивают через сито 15 микрон, засыпают в алундовый тигель, затем прокаливают в среде формиргаза в течение 4-6 часов при температуре 1500-1600°С. Люминофор выгружают из элеваторной печи при температуре 1400°С, затем королек в течение 2-3 с после извлечения из тигля бросают в стакан с водой, который находится в ультразвуковой водяной ванне при температуры воды 25°С и частоте ультразвука от 10 до 25кГц. Резко охлажденный до комнатной температуры люминофор отмывают деионизованной водой и просеивают через сито 20 микрон. Средний размер частиц люминофора - 9 мкм. Яркость свечения (при λвозб=450-460 нм) составляет 99-100% относительно яркости свечения крупнокристаллического аналога.Oxides of yttrium, cerium, gallium and gadolinium in a molar ratio of 2.85-2.95: 0.0032-0.13: 0.001-0.01: 0.0011-0.011 are dissolved in nitric acid until completely dissolved with constant stirring. Gallium oxides are dissolved in nitric acid in a microwave at high pressure. Next, aluminum nitrate (molar ratio of yttrium oxide to aluminum 2.9: 5.0-5.1) is added to the resulting solution, which is pre-filtered. To the resulting solution, 25% aqueous ammonia was added dropwise with constant stirring to pH-9-10. The reaction results in the formation of metal hydroxides of yttrium, cerium, gadolinium, gallium and aluminum. The resulting intermediate has some excess ammonia and ammonium nitrate as a by-product. The resulting hydroxide mixture is washed with deionized water to a pH of 8-9, then filtered on a Buchner funnel, placed in a porcelain bowl (crucible) and annealed at a temperature of 600-800 ° C for 3-4 hours. Then the powder is placed in an alundum crucible and calcined in air at a temperature of 1500-1570 ° C for 4-8 hours. The resulting intermediate is sieved using multi-frequency analyzers through a 15 micron sieve, compacted using a planetary mill with an acceleration of 20G for 15 minutes without using grinding balls and sieved through a 15 micron sieve, poured into an alundum crucible, then calcined in formargaz medium for 4-6 hours at a temperature of 1500-1600 ° C. The phosphor is discharged from the elevator furnace at a temperature of 1400 ° C, then the beetle is thrown into a glass of water for 2-3 seconds after being removed from the crucible, which is located in an ultrasonic water bath at a water temperature of 25 ° C and an ultrasound frequency of 10 to 25 kHz. Suddenly cooled to room temperature, the phosphor is washed with deionized water and sieved through a 20 micron sieve. The average particle size of the phosphor is 9 microns. The brightness of the glow (at λexc = 450-460 nm) is 99-100% relative to the brightness of the glow of a coarse-grained analog.

Пример 3Example 3

Оксиды иттрия, церия в мольном соотношении 2,6-2,80:0,005-0,2 растворяют в азотной кислоте до полного растворения при постоянном перемешивании. Далее, к полученному раствору добавляют нитрат алюминия (мольное соотношение оксида иттрия и алюминия 2,8:5,0-5,1). К полученному раствору при постоянном перемешивании добавляют по каплям водный аммиак 25% до рН-10. В результате реакции образуются гидроксиды металлов иттрия, церия и алюминия и имеется некоторый избыток аммиака и нитрат аммония как побочный продукт. Полученную смесь гидроксидов отмывают деионизованной водой до рН 8-9, затем отфильтровывают на воронке Бюхнера, помещают в фарфоровую чашу (тигель) и отжигают при температуре 600-800°С в течение 3-4 часов. Затем порошок помещают в алундовый тигель и прокаливают на воздухе при температуре 1500-1570°С в течение 4-8 часов. Полученный полупродукт просеивают с помощью многочастотных анализаторов через сито 15 микрон, уплотняют при помощи планетарной мельницы с ускорением 20G в течение 25 минут без применения размольных шаров, и просеивают через сито 15 микрон, засыпают в алундовый тигель, затем прокаливают в среде формиргаза в течение 4-8 часов при температуре 1500-1600°С. Готовый люминофор выгружают из элеваторной печи при температуре 1400°С, королек в течение 2-3 с после извлечения из тигля бросают в стакан с водой, который находится в ультразвуковой водяной ванне при температуре воды 25°С и частоте ультразвука от 10 до 25 кГц. Резко охлажденный до комнатной температуры люминофор отмывают деионизованной водой и просеивают через сито 20 микрон. Средний размер частиц люминофора - 4-5 мкм. Яркость свечения (при λвозб=450-460 нм) составляет 98% относительно яркости свечения крупнокристаллического аналога.Oxides of yttrium, cerium in a molar ratio of 2.6-2.80: 0.005-0.2 are dissolved in nitric acid until completely dissolved with constant stirring. Next, aluminum nitrate is added to the resulting solution (molar ratio of yttrium oxide to aluminum 2.8: 5.0-5.1). To the resulting solution, 25% aqueous ammonia was added dropwise with constant stirring to pH-10. The reaction results in the formation of metal hydroxides of yttrium, cerium and aluminum and there is some excess of ammonia and ammonium nitrate as a by-product. The resulting hydroxide mixture is washed with deionized water to a pH of 8-9, then filtered on a Buchner funnel, placed in a porcelain bowl (crucible) and annealed at a temperature of 600-800 ° C for 3-4 hours. Then the powder is placed in an alundum crucible and calcined in air at a temperature of 1500-1570 ° C for 4-8 hours. The resulting intermediate is sieved using multi-frequency analyzers through a 15 micron sieve, compacted using a planetary mill with an acceleration of 20G for 25 minutes without using grinding balls, and sifted through a 15 micron sieve, poured into an alundum crucible, then calcined in formgas medium for 4- 8 hours at a temperature of 1500-1600 ° C. The finished phosphor is discharged from the elevator furnace at a temperature of 1400 ° C, the bead is thrown into a glass of water for 2-3 seconds after being removed from the crucible, which is located in an ultrasonic water bath at a water temperature of 25 ° C and an ultrasound frequency of 10 to 25 kHz. Suddenly cooled to room temperature, the phosphor is washed with deionized water and sieved through a 20 micron sieve. The average particle size of the phosphor is 4-5 microns. The brightness of the luminescence (at λexc = 450-460 nm) is 98% relative to the brightness of the luminescence of the coarse-grained analog.

Пример 4Example 4

Оксиды иттрия, церия в мольном соотношении 2,6-2,80:0,005-0,2 растворяют в азотной кислоте до полного растворения при постоянном перемешивании. Далее, к полученному раствору добавляют нитрат алюминия (мольное соотношение оксида иттрия и алюминия 2,8:5,0-5,1). К полученному раствору при постоянном перемешивании добавляют по каплям водный аммиак 25% до рН-10. В результате реакции образуются гидроксиды металлов иттрия, церия и алюминия и имеется некоторый избыток аммиака и нитрат аммония как побочный продукт. Полученную смесь гидроксидов отмывают деионизованной водой до рН 8-9, затем отфильтровывают на воронке Бюхнера, помещают в фарфоровую чашу (тигель) и отжигают при температуре 600-800°С в течение 3-4 часов. Затем порошок помещают в алундовый тигель и прокаливают на воздухе при температуре 1500-1570°С в течение 4-8 часов. Полученный полупродукт просеивают с помощью многочастотных анализаторов через сито 15 микрон, уплотняют при помощи планетарной мельницы с ускорением 20G в течение 35 минут без применения размольных шаров и просеивают через сито 15 микрон, засыпают в алундовый тигель, затем прокаливают в среде формиргаза в течение 4-8 часов при температуре 1500-1600°С. Готовый люминофор выгружают из элеваторной печи при температуре 1400°С, королек в течение 2-3 с после извлечения из тигля бросают в стакан с водой, который находится в ультразвуковой водяной ванне при температуре воды 25°С и частоте ультразвука от 10 до 25 кГц. Резко охлажденный до комнатной температуры люминофор отмывают деионизованной водой и просеивают через сито 20 микрон. Средний размер частиц люминофора - 1-2 мкм. Яркость свечения (при λвозб=450-460 нм) составляет 70% относительно яркости свечения крупнокристаллического аналога.Oxides of yttrium, cerium in a molar ratio of 2.6-2.80: 0.005-0.2 are dissolved in nitric acid until completely dissolved with constant stirring. Next, aluminum nitrate is added to the resulting solution (molar ratio of yttrium oxide to aluminum 2.8: 5.0-5.1). To the resulting solution, 25% aqueous ammonia was added dropwise with constant stirring to pH-10. The reaction results in the formation of metal hydroxides of yttrium, cerium and aluminum and there is some excess of ammonia and ammonium nitrate as a by-product. The resulting hydroxide mixture is washed with deionized water to a pH of 8-9, then filtered on a Buchner funnel, placed in a porcelain bowl (crucible) and annealed at a temperature of 600-800 ° C for 3-4 hours. Then the powder is placed in an alundum crucible and calcined in air at a temperature of 1500-1570 ° C for 4-8 hours. The resulting intermediate is sieved using multi-frequency analyzers through a 15 micron sieve, compacted using a planetary mill with an acceleration of 20G for 35 minutes without using grinding balls and sifted through a 15 micron sieve, poured into an alundum crucible, then calcined in formargaz medium for 4-8 hours at a temperature of 1500-1600 ° C. The finished phosphor is discharged from the elevator furnace at a temperature of 1400 ° C, the bead is thrown into a glass of water for 2-3 seconds after being removed from the crucible, which is located in an ultrasonic water bath at a water temperature of 25 ° C and an ultrasound frequency of 10 to 25 kHz. Suddenly cooled to room temperature, the phosphor is washed with deionized water and sieved through a 20 micron sieve. The average particle size of the phosphor is 1-2 microns. The brightness of the glow (at λexc = 450-460 nm) is 70% relative to the brightness of the glow of the coarse-grained analog.

Следовательно, применение центробежного ускорения 20G в течение не менее 25 минут способствует получению желтого люминофора с яркостью свечения 98% относительно яркости крупнокристаллического аналога при среднем размере частиц 4-5 микрон, что является оптимальным с точки зрения соотношения высокой яркости и минимального среднего размера частиц люминофора для применения в современных СИД.Therefore, the use of centrifugal acceleration 20G for at least 25 minutes contributes to the production of a yellow phosphor with a luminosity of 98% relative to the brightness of a coarse-crystalline analog with an average particle size of 4-5 microns, which is optimal in terms of the ratio of high brightness and the minimum average particle size of the phosphor for Applications in modern LEDs.

Claims (1)

Способ получения люминесцентного материала для создания результирующего белого света в светодиодах, включающий смешивание компонентов смеси, ее измельчение в планетарной мельнице, прокаливание полученного порошка и ультразвуковую обработку, отличающийся тем, что измельчение в планетарной мельнице проводят с ускорением 20 G в течение не менее 25 мин, ультразвуковую обработку проводят после прокаливания путем резкого охлаждения в ультразвуковой ванне с последующей отмывкой и прецизионным просевом через сито с размером ячейки 15-20 мкм. A method of obtaining a luminescent material to create the resulting white light in LEDs, including mixing the components of the mixture, grinding it in a planetary mill, calcining the obtained powder and ultrasonic treatment, characterized in that grinding in a planetary mill is carried out with an acceleration of 20 G for at least 25 minutes, the ultrasonic treatment is carried out after calcination by quenching in an ultrasonic bath, followed by washing and precision sifting through a sieve with a mesh size of 15-20 microns.
RU2013141651/05A 2013-09-10 2013-09-10 Method for producing luminescent material for generating resulting white light in light emitting diodes RU2553868C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013141651/05A RU2553868C2 (en) 2013-09-10 2013-09-10 Method for producing luminescent material for generating resulting white light in light emitting diodes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013141651/05A RU2553868C2 (en) 2013-09-10 2013-09-10 Method for producing luminescent material for generating resulting white light in light emitting diodes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013141651A RU2013141651A (en) 2015-04-10
RU2553868C2 true RU2553868C2 (en) 2015-06-20

Family

ID=53282197

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013141651/05A RU2553868C2 (en) 2013-09-10 2013-09-10 Method for producing luminescent material for generating resulting white light in light emitting diodes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2553868C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2785105C1 (en) * 2021-07-20 2022-12-02 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Method for production of yttrium-aluminum garnet by solid-phase method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1710292A2 (en) * 2005-03-18 2006-10-11 Fujikura Ltd. Powdered fluorescent material and method for manufacturing the same, light-emitting device, and illumination apparatus
US7241400B2 (en) * 2003-03-11 2007-07-10 Konica Minolta Holdings, Inc. Phosphor
RU2396302C1 (en) * 2009-01-11 2010-08-10 Государственное Научное Учреждение "Институт Физики Имени Б.И. Степанова Национальной Академии Наук Беларуси" Luminophor for light sources
US8123981B2 (en) * 2009-02-19 2012-02-28 Nitto Denko Corporation Method of fabricating translucent phosphor ceramics

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7241400B2 (en) * 2003-03-11 2007-07-10 Konica Minolta Holdings, Inc. Phosphor
EP1710292A2 (en) * 2005-03-18 2006-10-11 Fujikura Ltd. Powdered fluorescent material and method for manufacturing the same, light-emitting device, and illumination apparatus
RU2396302C1 (en) * 2009-01-11 2010-08-10 Государственное Научное Учреждение "Институт Физики Имени Б.И. Степанова Национальной Академии Наук Беларуси" Luminophor for light sources
US8123981B2 (en) * 2009-02-19 2012-02-28 Nitto Denko Corporation Method of fabricating translucent phosphor ceramics

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2785105C1 (en) * 2021-07-20 2022-12-02 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Method for production of yttrium-aluminum garnet by solid-phase method

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013141651A (en) 2015-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101761421B1 (en) Phosphor particles, light-emitting diode, and illuminating device and liquid crystal panel backlight device using them
US7126265B2 (en) Conversion LED having a phosphor component based on an agglomeration of phosphor particles and pores
US8414796B2 (en) Nano-YAG:Ce phosphor compositions and their methods of preparation
JP5862447B2 (en) Phosphor particles and light emitting diode
JP6610739B2 (en) Oxynitride phosphor powder and light emitting device using the same
KR20070048661A (en) Phosphor, light-emitting device using same, image display and illuminating device
US20190375985A1 (en) Hybrid fluorescent material and method of producing same
CN103173219A (en) Yttrium-cerium-aluminum garnet phosphor and light-emitting device
JPWO2014148571A1 (en) Oxynitride phosphor powder and method for producing the same
CN105419799A (en) Preparation method and application of material for converting near ultraviolet light to emit red fluorescence
WO2012036016A1 (en) Phosphor and light-emitting device
WO2013137436A1 (en) Phosphor, phosphor production method, and light-emitting device
KR20140013966A (en) Method for preparing phosphor precursor and phosphor, and wavelength converter
US20100032623A1 (en) Method for producing a garnet phosphor
JP2006045526A (en) Fluorescent substance, light-emitting element using the same, image display device, and illuminating device
CN103980901A (en) Preparation method of YAG:Ce&lt;3+&gt; yellow fluorescent powder for white light LED
RU2553868C2 (en) Method for producing luminescent material for generating resulting white light in light emitting diodes
Wen et al. Sol-gel processed Ce3+, Tb3+ codoped white emitting phosphors in Sr2Al2SiO7
KR101593286B1 (en) Fluorophore and light-emitting device
JP2017190434A (en) Fluophor, light-emitting device, luminaire and image display device
KR20140121432A (en) Phosphor, phosphor production method, and light-emitting device
RU2643988C1 (en) Method for producing luminescent material of the yellow and green emission color to create resulting white light in leds
RU2236434C2 (en) Light-accumulating luminophor and a method for preparation thereof
RU2818556C1 (en) Method of producing luminescent oxide composition for radiation converter in white light sources
KR20180069271A (en) Manufacturing method of phosphor using alumina nano-powder

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190911

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20210525