CN107502354B - 一种暖白光led用荧光粉及其制备方法 - Google Patents
一种暖白光led用荧光粉及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107502354B CN107502354B CN201710942755.7A CN201710942755A CN107502354B CN 107502354 B CN107502354 B CN 107502354B CN 201710942755 A CN201710942755 A CN 201710942755A CN 107502354 B CN107502354 B CN 107502354B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- powder
- warm white
- preparation
- phosphor
- white led
- 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.)
- Active
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical class [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 47
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 10
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910016036 BaF 2 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 238000001132 ultrasonic dispersion Methods 0.000 claims description 4
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 abstract description 6
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 abstract description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002223 garnet Substances 0.000 abstract 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 abstract 1
- JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N aluminum;oxygen(2-);yttrium(3+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Y+3] JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000002189 fluorescence spectrum Methods 0.000 description 9
- 229910019901 yttrium aluminum garnet Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 8
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910019990 cerium-doped yttrium aluminum garnet Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 6
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 5
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000724 energy-dispersive X-ray spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000000695 excitation spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000001748 luminescence spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000010532 solid phase synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
- C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
- C09K11/7774—Aluminates
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/85—Packages
- H10H20/851—Wavelength conversion means
- H10H20/8511—Wavelength conversion means characterised by their material, e.g. binder
- H10H20/8512—Wavelength conversion materials
- H10H20/8513—Wavelength conversion materials having two or more wavelength conversion materials
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
一种暖白光LED用荧光粉及其制备方法，它涉及LED用荧光粉及其制备方法。它要解决现有的共掺杂改性石榴石型荧光粉发光强度低的技术问题。本荧光粉的化学式为(Y3‑xGdx)2.93‑y‑z/ 3Al5O12:yCe3+,zM,其中M为Li+、Zn2+、Mg2+、Ca2+中的至少一种。制法：按Y:Gd:Al:Ce:M的摩尔比称取各元素的氧化物或氢氧化物，研磨混合均匀后干燥，得到混合粉末；把混合粉末装入坩埚内，在还原气氛中煅烧，再研磨、水洗、干燥后得到暖白光LED用荧光粉。相对于YAG荧光粉，该荧光粉的发射光谱峰位红移了16～40nm，发射峰强提高了160～185％，可用于室内照明。
Description
技术领域
本发明涉及LED用荧光粉及其制备方法。
背景技术
随着半导体发光技术的不断进步，白光发光二极管(LED)以其光效更高、寿命更长、更加节能环保等优势，广泛应用于显示照明、装饰照明及LED显示器等各个领域，应用前景非常广泛。目前应用最广泛且商品化的产生白光的方式是蓝光InGaN芯片覆盖一层发射黄光的掺铈钇铝石榴石荧光粉(YAG)，通过蓝光与黄光混合得到白光。这种白光LED的生产方式工艺成熟且成本较低，但由于YAG:Ce荧光粉的发射光谱缺少红光组分，与蓝光LED复合产生的白光色温偏高且显色指数较差，而无法满足暖色照明的应用，限制了白光LED的应用。所以如何改善白光LED色温与显色性能成为目前研究的热点。其中一种方式是向YAG:Ce荧光材料中加入在蓝光激发下且具有红光波段发光特性的硫化物、氮化物基质荧光材料，但这种红光荧光材料发光性能低于YAG:Ce荧光材料，二者匹配性较差；另一种方式是通过共掺杂的方法实现对石榴石型荧光粉结构上的改性，《光学材料快报》(Optical MaterialsExpress)在2014年4卷4期的《真空条件下合成YAG:Ce,Gd荧光粉发光性能及白光LED性能的研究》(Luminescence properties of YAG:Ce,Gd phosphors synthesized under vacuumcondition and their white LED performances)一文中公开了一种以镧系离子取代Y3+在YAG晶体中的位置的方法来实现发光光谱红移，但这种方法导致了荧光粉发光强度的降低，达不到暖色照明的应用要求。
发明内容
本发明是要解决现有的共掺杂改性石榴石型荧光粉发光强度低的技术问题，而提供一种暖白光LED用荧光粉及其制备方法。
本发明的暖白光LED用荧光粉的化学式为(Y3-xGdx)2.93-y-z/3Al5O12:yCe3+,zM,其中M为Li+、Zn2+、Mg2+、Ca2+中的至少一种，0＜x≤1.5，0.06≤y≤0.08，0＜z≤0.15。
上述的暖白光LED用荧光粉的制备方法，按以下步骤进行：
一、根据荧光粉化学式(Y3-xGdx)2.93-y-z/3Al5O12:yCe3+,zM，按Y:Gd:Al:Ce:M的物质的量之比为[(3-x)(2.93-y-z)/3]：[(2.93-y-z)x/3]：5：y：z的比例称取Y2O3、Gd2O3、Al2O3、CeO2、M的氧化物或氢氧化物，再加入适量助熔剂和无水乙醇研磨混合均匀，干燥，得到混合粉末；其中M为Li+、Zn2+、Mg2+、Ca2+中的至少一种，0＜x≤1.5，0.06≤y≤0.08，0＜z≤0.15；其中M的氧化物为ZnO、MgO、CaO；M的氢氧化物为LiOH·H2O；
二、将混合粉末装入小坩埚内，并将小坩埚放入一只大坩埚，小坩埚与大坩埚之间的夹层内放入活性炭颗粒来提供还原气氛，盖好盖子把双层坩埚一并放入高温炉中，以6～8℃/min的升温速度升温至180～200℃，接着以4～5℃/min的速度升温至850～900℃，继续以1～2℃/min的速度升温至1300～1350℃并保持3～5h，最后随炉冷却至室温，得到粉体；
三、将所得的粉体研磨至200～300目，然后加入水中，超声波分散，再干燥后，得到暖白光LED用荧光粉。
本发明采用高温固相法制备(Y,Gd)AG:Ce,M(M＝Li+、Zn2+、Mg2+、Ca2+)荧光粉，通过非发光离子进入到主晶格中，一方面，提高结晶度，使晶体表面缺陷减少，另一方面，其取代Y3+使其氧十二面体扭曲，晶格间距的减少使发光离子辐射光子的能力增强，从而使(Y,Gd)AG:Ce荧光粉在发射波长红移的基础上又增强其发光发光强度，提高黄色荧光粉的发光性能，获得暖白光LED荧光粉。相对于单纯铈掺杂的YAG钇铝石榴石荧光粉，该荧光粉的发射光谱峰位红移了16～40nm，发射峰强提高了160～185％，从而解决蓝光LED与钇铝石榴石黄色荧光粉组合形成白光显色指数较低的缺点，制备出满足室内照明的暖白光LED。
附图说明
图1为实施例1中z取0时得到的(Y0.67Gd0.33)2.93Al5O12:0.07Ce3+的场发射扫描电镜照片；
图2为实施例1中z取0.1时得到的(Y0.67Gd0.33)2.83Al5O12:0.07Ce3+,0.1Zn2+的场发射扫描电镜照片；
图3为实施例1中z取0时得到的(Y0.67Gd0.33)2.93Al5O12:0.07Ce3+的荧光粉的EDS能谱图；
图4为实施例1中z取0.1时得到的(Y0.67Gd0.33)2.83Al5O12:0.07Ce3+,0.1Zn2+的荧光粉的EDS能谱图；
图5为实施例1中z取0、0.06、0.08、0.1、0.12得到的(Y0.67Gd0.33)2.93Al5O12:0.07Ce3 +、(Y0.67Gd0.33)2.87Al5O12:0.07Ce3+,0.06Zn2+、(Y0.67Gd0.33)2.85Al5O12:0.07Ce3+,0.08Zn2+、(Y0.67Gd0.33)2.83Al5O12:0.07Ce3+,0.1Zn2+、(Y0.67Gd0.33)2.81Al5O12:0.07Ce3+,0.12Zn2+荧光粉的荧光发射光谱图；
图6为实施例1中Y2.93Al5O12:0.07Ce3+(用a表示)、(Y0.67Gd0.33)2.83Al5O12:0.07Ce3+,0.1Zn2+(用b表示)、(Y0.67Gd0.33)2.93Al5O12:0.07Ce3+(用c表示)荧光粉的荧光发射光谱图；
图7为实施例1中(Y0.67Gd0.33)2.83Al5O12:0.07Ce3+,0.1Zn2+(用a表示)、(Y0.67Gd0.33)2.93Al5O12:0.07Ce3+(用b表示)、标准YAG(用c表示)荧光粉的X射线衍射谱图；
图8为图7中50～53.5°区域放大图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的暖白光LED用荧光粉的化学式为(Y3-xGdx)2.93-y-z/ 3Al5O12:yCe3+,zM,其中M为Li+、Zn2+、Mg2+、Ca2+中的至少一种，0＜x≤1.5，0.06≤y≤0.08，0＜z≤0.15。
具体实施方式二：具体实施方式一所述的暖白光LED用荧光粉的制备方法，按以下步骤进行：
一、根据荧光粉化学式(Y3-xGdx)2.93-y-z/3Al5O12:yCe3+,zM，按Y:Gd:Al:Ce:M的物质的量之比为[(3-x)(2.93-y-z)/3]：[(2.93-y-z)x/3]：5：y：z的比例称取Y2O3、Gd2O3、Al2O3、CeO2、M的氧化物或氢氧化物，再加入适量助熔剂和无水乙醇研磨混合均匀，干燥，得到混合粉末；其中M为Li+、Zn2+、Mg2+、Ca2+中的至少一种，0＜x≤1.5，0.06≤y≤0.08，0＜z≤0.15；其中M的氧化物为ZnO、MgO、CaO；M的氢氧化物为LiOH·H2O；
二、将混合粉末装入小坩埚内，并将小坩埚放入一只大坩埚，小坩埚与大坩埚之间的夹层内放入活性炭颗粒来提供还原气氛，盖好盖子把双层坩埚一并放入高温炉中，以6～8℃/min的升温速度升温至180～200℃，接着以4～5℃/min的速度升温至850～900℃，继续以1～2℃/min的速度升温至1300～1350℃并保持3～5h，最后随炉冷却至室温，得到粉体；
三、将所得的粉体研磨至200～300目，然后加入水中，超声波分散，再干燥后，得到暖白光LED用荧光粉。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二不同的是步骤一中助熔剂为NaF与BaF2按质量比1:1加入，混合粉末中助熔剂的质量百分数为4％～8％；其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式二或三不同的是步骤一中无水乙醇的质量分数为150％～200％；其它与具体实施方式二或三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式二至四之一不同的是步骤一中研磨时间为1～2h；其它与具体实施方式二至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式二至五之一不同的是步骤一中干燥温度为100℃、干燥时间为10～20min；其它与具体实施方式二至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式二至六之一不同的是步骤三中超声波分散时间为10～60min；其它与具体实施方式二至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式二至七之一不同的是步骤三中干燥温度为100℃、干燥时间为2～3h；其它与具体实施方式二至七之一相同。
用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例1:本实施例制备暖白光LED用荧光粉(Y0.67Gd 0.33)2.93-zAl5O12:0.07Ce3+,zZn2+,其中z取0、0.06、0.08、0.1、0.12；制备步骤如下：
一、按(Y0.67Gd 0.33)2.93-zAl5O12:0.07Ce3+,zZn2+中Y:Gd:Al:Ce:Zn的物质的量之比为0.67(2.93-z)：0.33(2.93-z)：5：0.07：z来称取Y2O3、Gd2O3、Al2O3、CeO2、ZnO，再按NaF和BaF2质量比为1:1称取NaF和BaF2并混合作为助熔剂，助熔剂的质量为Y2O3、Gd2O3、Al2O3、CeO2、ZnO混合物总质量的8％，一并放入玛瑙研钵中，再按1g混合物加入2毫升无水乙醇的比例加入无水乙醇，充分研磨1h，最后将研磨好的样品放入干燥箱中在100℃℃条件下干燥15min；
二、将研磨好粉末装入小坩埚内，并在外套一只大坩埚，夹层内放入活性炭颗粒来提供还原气氛，盖好盖子把双层坩埚一并放入高温炉中煅烧，升温步骤为：以6℃/min的升温速度升温至200℃，接着以5℃/min的速度升温至900℃，继续以2℃/min的速度升温至1350℃并保持3h，煅烧程序结束后随炉冷却至室温，得到粉体；
三、将所得的粉体研磨至300目，然后加入去离子水中进行超声波分散20min，弃去上清液，再加入去离子水进行超声波分散，反复3次，再放入干燥箱中100℃干燥2h后，得到暖白光LED用荧光粉(Y0.67Gd0.33)2.93Al5O12:0.07Ce3+、(Y0.67Gd0.33)2.87Al5O12:0.07Ce3+,0.06Zn2+、(Y0.67Gd0.33)2.85Al5O12:0.07Ce3+,0.08Zn2+、(Y0.67Gd0.33)2.83Al5O12:0.07Ce3+,0.1Zn2 +和(Y0.67Gd0.33)2.81Al5O12:0.07Ce3+,0.12Zn2+。
再制备作为对比的荧光粉Y2.93Al5O12:0.07Ce3+，其制备方法如下：将实施例1步骤一中按Y2.93Al5O12:0.07Ce3+中Y:Al:Ce的物质的量之比为2.97：5：0.07来称取Y2O3、Al2O3、CeO2，其它步骤与参数与实施例1相同，得到作为对比的荧光粉Y2.93Al5O12:0.07Ce3+。
用爱丁堡的光谱仪FLS980对(Y0.67Gd0.33)2.93Al5O12:0.07Ce3+、(Y0.67Gd0.33)2.87Al5O12:0.07Ce3+,0.06Zn2+、(Y0.67Gd0.33)2.85Al5O12:0.07Ce3+,0.08Zn2+、(Y0.67Gd0.33)2.83Al5O12:0.07Ce3+,0.1Zn2+、(Y0.67Gd0.33)2.81Al5O12:0.07Ce3+,0.12Zn2+和Y2.93Al5O12:0.07Ce3 +进行激发光谱测试，发射光谱测试、扫描电镜测试和、X射线衍射图谱分析。
图1为z取0时得到的(Y0.67Gd0.33)2.93Al5O12:0.07Ce3+的场发射扫描电镜照片；图2为z取0.1时得到的(Y0.67Gd0.33)2.83Al5O12:0.07Ce3+,0.1Zn2+的场发射扫描电镜照片。从图1可看出未掺杂Zn2+的(Y,Gd)AG:Ce荧光粉颗粒呈2～4μm椭球形颗粒，颗粒大小均匀；从图2可以看出，掺杂非发光离子Zn2+后，荧光粉颗粒明显变得“光滑”，体面扭曲，颗粒粒径分布不均匀，颗粒半径略增加。
z取0时得到的(Y0.67Gd0.33)2.93Al5O12:0.07Ce3+的荧光粉的EDS能谱图如图3所示；z取0.1时得到的(Y0.67Gd0.33)2.83Al5O12:0.07Ce3+,0.1Zn2+的荧光粉的EDS能谱图如图4所示。从图3可以看出，(Y0.67Gd0.33)2.93Al5O12:0.07Ce3+荧光粉中仅有Al、Y、Ce、Gd、O、C的信号峰，而(Y0.67Gd0.33)2.83Al5O12:0.07Ce3+,0.1Zn2+荧光粉中还有Zn的信号峰，且Zn质量百分比为0.21％，说明Zn2+确实掺杂到荧光粉晶体中了。
采用455nm激光器激发，测试z取0、0.06、0.08、0.1、0.12得到的(Y0.67Gd0.33)2.93Al5O12:0.07Ce3+、(Y0.67Gd0.33)2.87Al5O12:0.07Ce3+,0.06Zn2+、(Y0.67Gd0.33)2.85Al5O12:0.07Ce3+,0.08Zn2+、(Y0.67Gd0.33)2.83Al5O12:0.07Ce3+,0.1Zn2+、(Y0.67Gd0.33)2.81Al5O12:0.07Ce3 +,0.12Zn2+荧光粉的荧光发射光谱，如图5所示，其中曲线a为(Y0.67Gd0.33)2.87Al5O12:0.07Ce3 +,0.06Zn2+的荧光发射光谱，b为(Y0.67Gd0.33)2.85Al5O12:0.07Ce3+,0.08Zn2+的荧光发射光谱，c为(Y0.67Gd0.33)2.83Al5O12:0.07Ce3+,0.1Zn2+的荧光发射光谱，d为(Y0.67Gd0.33)2.81Al5O12:0.07Ce3+,0.12Zn2+的荧光发射光谱，e为(Y0.67Gd0.33)2.93Al5O12:0.07Ce3+的荧光发射光谱。从图5中可以看出，掺杂Zn2+的荧光粉的发光强度比未掺杂的均有提高，随着Zn2+掺杂量的增加，荧光粉的发光强度先增加后减少，当Zn2+掺杂量z＝0.1时发光强度最大，(Y0.67Gd0.33)2.93Al5O12:0.07Ce3+(e)组作为空白组，表明了Zn2+掺杂对其发光强度的增强作用，当Zn2+离子为最优掺杂量时，荧光强度提升近1.69倍。
图6为455nm激光器激发得到的Y2.93Al5O12:0.07Ce3+(用a表示)、(Y0.67Gd0.33)2.83Al5O12:0.07Ce3+,0.1Zn2+(用b表示)、(Y0.67Gd0.33)2.93Al5O12:0.07Ce3+(用c表示)荧光粉的荧光发射光谱，从图6可以看出，(Y0.67Gd0.33)2.83Al5O12:0.07Ce3+,0.1Zn2+荧光粉相比于传统YAG:Ce荧光粉发射光谱红移了35nm，实现了发射光谱的宽化与红移，并克服了(Y,Gd)AG:Ce荧光粉掺杂镧系Gd离子造成发光强度降低的缺陷。
图7为(Y0.67Gd0.33)2.83Al5O12:0.07Ce3+,0.1Zn2+(用a表示)、(Y0.67Gd0.33)2.93Al5O12:0.07Ce3+(用b表示)、标准YAG(用c表示)荧光粉的X射线衍射谱图，图8为X射线衍射图谱在50～53.5°区域放大图：从图7与图8可以看出，掺杂Gd3+取代Y3+所在YAG晶体中的12面体位置后形成的(Y,Gd)AG:Ce荧光粉仍为钇铝石榴石晶相，不会改变其xrd的晶相，再继续掺杂得到的Zn2+的(Y0.67Gd0.33)2.83Al5O12:0.07Ce3+,0.1Zn2+中，由于Zn2+的掺杂使其xrd峰位向高角度偏移，根据布拉格公式2dsinθ＝nλ，由于θ增大，故晶面间距d缩小，这也正(Y0.67Gd0.33)2.83Al5O12:0.07Ce3+,0.1Zn2+比(Y0.67Gd0.33)2.93Al5O12:0.07Ce3+光谱进一步红移的原因。
从实施例1制备的一系列荧光粉的表征，证明通过非发光离子进入到主晶格中，一方面，提高结晶度，使晶体表面缺陷减少，另一方面，其取代Y3+使其氧十二面体扭曲，晶格间距的减少使发光离子辐射光子的能力增强，从而使(Y,Gd)AG:Ce荧光粉在发射波长红移的基础上又增强其发光发光强度，提高黄色荧光粉的发光性能，获得暖白光LED荧光粉。
Claims (7)
1.一种暖白光LED用荧光粉，其特征在于该荧光粉的化学式为(Y1-xGdx)3-y-zAl5O12:yCe3 +,zM，其中M为Zn2+，0＜x≤1.5，0.06≤y≤0.08，0＜z≤0.15。
2.一种暖白光LED用荧光粉的制备方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：
一、根据荧光粉化学式(Y1-xGdx)3-y-zAl5O12:yCe3+,zM，按Y:Gd:Al:Ce:M的物质的量之比为[(1-x)(3-y-z)]：[(3-y-z)x]：5：y：z的比例称取Y2O3、Gd2O3、Al2O3、CeO2、M的氧化物，再加入适量助熔剂和无水乙醇研磨混合均匀，干燥，得到混合粉末；其中M为Zn2+，0＜x≤1.5，0.06≤y≤0.08，0＜z≤0.15；其中M的氧化物为ZnO；
二、将混合粉末装入小坩埚内，并将小坩埚放入一只大坩埚，小坩埚与大坩埚之间的夹层内放入活性炭颗粒，盖好盖子把双层坩埚一并放入高温炉中，以6~8oC /min的升温速度升温至180~200oC，接着以4~5oC /min的速度升温至850~900oC ，继续以1~2oC /min的速度升温至1300~1350oC并保持3~5 h，最后随炉冷却至室温，得到粉体；
三、将所得的粉体研磨至200~300目，然后加入水中，超声波分散，再干燥后，得到暖白光LED用荧光粉。
3.根据权利要求2所述的一种暖白光LED用荧光粉的制备方法，其特征在于步骤一中助熔剂为NaF与BaF2按质量比1:1加入，混合粉末中助熔剂的质量百分数为4%~8%。
4.根据权利要求2或3所述的一种暖白光LED用荧光粉的制备方法，其特征在于步骤一中研磨时间为1~2 h。
5.根据权利要求2或3所述的一种暖白光LED用荧光粉的制备方法，其特征在于步骤一中干燥温度为100oC、干燥时间为10~20min。
6.根据权利要求2或3所述的一种暖白光LED用荧光粉的制备方法，其特征在于步骤三中超声波分散时间为10~60min。
7.根据权利要求2或3所述的一种暖白光LED用荧光粉的制备方法，其特征在于步骤三中干燥温度为100oC、干燥时间为2~3h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710942755.7A CN107502354B (zh) | 2017-10-11 | 2017-10-11 | 一种暖白光led用荧光粉及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710942755.7A CN107502354B (zh) | 2017-10-11 | 2017-10-11 | 一种暖白光led用荧光粉及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107502354A CN107502354A (zh) | 2017-12-22 |
| CN107502354B true CN107502354B (zh) | 2020-11-06 |
Family
ID=60701203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710942755.7A Active CN107502354B (zh) | 2017-10-11 | 2017-10-11 | 一种暖白光led用荧光粉及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107502354B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108281535A (zh) * | 2018-02-02 | 2018-07-13 | 温州大学 | 复合荧光夹层玻璃及其制备方法和在白光led上的应用 |
| CN108559507A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-09-21 | 新疆师范大学 | 一种锌掺杂镥铝石榴石的制备方法 |
| CN114133930B (zh) * | 2021-12-01 | 2023-06-02 | 上海应用技术大学 | 一种暖白光石榴石型荧光玻璃陶瓷及其制备方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1733865A (zh) * | 2005-09-02 | 2006-02-15 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 石榴石型黄光荧光材料Y3Al5O12:Ce,Li的制备方法 |
| CN101376522A (zh) * | 2008-10-09 | 2009-03-04 | 天津大学 | 白光发光二极管用荧光粉及制备方法 |
| CN102173773A (zh) * | 2011-01-07 | 2011-09-07 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 用于高亮度白光发光二极管的透明陶瓷及其制备方法 |
| CN102234510A (zh) * | 2010-05-06 | 2011-11-09 | 中国制釉股份有限公司 | 荧光材料与白光发光装置 |
| CN102604634A (zh) * | 2012-02-10 | 2012-07-25 | 南通南京大学材料工程技术研究院 | 一种白光led用黄色荧光粉 |
| CN105332056A (zh) * | 2015-11-13 | 2016-02-17 | 孙雷 | 激光照明用二价金属阳离子与铈共掺镥铝石榴石晶体及其制备方法 |
| CN106588012A (zh) * | 2015-10-15 | 2017-04-26 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 低价态离子掺杂的多组分复合闪烁陶瓷及其制备方法 |
-
2017
- 2017-10-11 CN CN201710942755.7A patent/CN107502354B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1733865A (zh) * | 2005-09-02 | 2006-02-15 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 石榴石型黄光荧光材料Y3Al5O12:Ce,Li的制备方法 |
| CN101376522A (zh) * | 2008-10-09 | 2009-03-04 | 天津大学 | 白光发光二极管用荧光粉及制备方法 |
| CN102234510A (zh) * | 2010-05-06 | 2011-11-09 | 中国制釉股份有限公司 | 荧光材料与白光发光装置 |
| CN102173773A (zh) * | 2011-01-07 | 2011-09-07 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 用于高亮度白光发光二极管的透明陶瓷及其制备方法 |
| CN102604634A (zh) * | 2012-02-10 | 2012-07-25 | 南通南京大学材料工程技术研究院 | 一种白光led用黄色荧光粉 |
| CN106588012A (zh) * | 2015-10-15 | 2017-04-26 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 低价态离子掺杂的多组分复合闪烁陶瓷及其制备方法 |
| CN105332056A (zh) * | 2015-11-13 | 2016-02-17 | 孙雷 | 激光照明用二价金属阳离子与铈共掺镥铝石榴石晶体及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| LED白光照明用(Y0.98-xSrx)3Al5O12:Ce0.06和(Y0.98-xBax)3Al5O12:Ce0.06系列荧光粉的晶相与荧光光谱;张宝昌等;《化学工业与工程》;20110131;第28卷(第1期);第13-16页 * |
| Luminescence properties of YAG:Ce, Gd phosphors synthesized under vacumm condition and their white LED performances;Hongling Shi et al.;《Optical Materials Express》;20140307;第4卷(第4期);第649-655页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107502354A (zh) | 2017-12-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sun et al. | A broadband cyan-emitting Ca 2 LuZr 2 (AlO 4) 3: Ce 3+ garnet phosphor for near-ultraviolet-pumped warm-white light-emitting diodes with an improved color rendering index | |
| 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 | |
| CN104145003B (zh) | 氧氮化物荧光体粉末 | |
| Xian et al. | High-performance green-emitting Ca 2 YScAl 2 Si 2 O 12: Ce 3+ garnet phosphors and their applications in high-quality blue-chip-pumped white LEDs | |
| CN112011332B (zh) | 一种远红光荧光粉以及包含该荧光粉的发光装置 | |
| CN113185977A (zh) | 一种铕掺杂的超宽带红色荧光材料及其制备方法和应用 | |
| CN105219387A (zh) | 一种锰掺杂的钛酸盐基红色发光材料及其制备方法和应用 | |
| CN107502354B (zh) | 一种暖白光led用荧光粉及其制备方法 | |
| Zhu et al. | Cationic composition engineering in double perovskite XLaLiTeO 6: Eu 3+(X= Ba, Sr, Ca, and Mg) toward efficient and thermally stable red luminescence for domestic white-LEDs | |
| CN113201342A (zh) | Ce3+激活的硅酸盐宽带绿色荧光粉及制备方法和应用 | |
| CN113249125A (zh) | Ce3+掺杂的硅酸盐基绿色荧光粉及其制备方法和应用 | |
| CN101519589A (zh) | 一种高亮度小颗粒红色荧光粉及其制备方法 | |
| US10920135B2 (en) | Preparation method of an LED illuminating device | |
| CN113292997A (zh) | 一种双有序复合钙钛矿红色荧光粉及其制备方法 | |
| CN108929681B (zh) | 一种双价态铕离子掺杂的铝酸锶发光材料的制备方法 | |
| CN103602335B (zh) | 一种白光led用蓝色荧光粉及其制备方法 | |
| CN103725284B (zh) | 一种白光用单一基质白光荧光粉及其制备方法 | |
| CN103992795B (zh) | 一种led用红色荧光粉及其制备方法 | |
| CN114395394B (zh) | 一种近红外荧光粉及包含该荧光粉的光学装置 | |
| CN106281313B (zh) | 一种硅酸盐荧光粉及其制备方法和应用 | |
| CN109021976A (zh) | 一种铕掺杂三硼酸钇锶基红色荧光粉及其制备方法 | |
| CN102660264B (zh) | 一种近紫外光激发白光LED用ZnO基荧光粉材料及其制备方法 | |
| CN118496857B (zh) | 一种白光led用镥/铈黄绿色荧光粉及其制备方法 | |
| CN105419798A (zh) | 一种橙红色锑酸盐荧光材料的制备方法及应用 | |
| CN110330967A (zh) | 一种蓝色荧光粉及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Chen Guanying Inventor after: Cao Ning Inventor after: Yu Zeteng Inventor after: Li Deyang Inventor before: Chen Guanying Inventor before: Yu Zeteng |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |