[发明专利]一种白光LED用红色荧光粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及LED用荧光粉领域，特别涉及一种白光LED用红色荧光粉及其制备方法。

背景技术

白光LED( Light Emitting Diode) 具有能耗低、体积小、无污染、发光效率高、寿命长和反应速率快等特点，其发光效率已经超过150lm/W，被认为是新一代的节能环保光源。目前主流的白光LED技术是利用LED 芯片发射的蓝光激发黄色荧光粉而实现白光发射。用于白光LED 最为成熟的荧光粉是YAG:Ce³⁺黄光荧光粉，但是由于缺乏红光成分，只用YAG 封装出的白光LED 的显色指数不高，难以制造低色温的白光LED。

红色荧光粉的研制已经受到了国内外研究人员的广泛关注。已知以铝硅酸盐为基质的发光材料具有良好的热稳定性和化学稳定性，具有耐水性强、耐紫外线辐射特性好、发光效率高及发光颜色多样等特点；YAG:Ce³⁺石榴石结构的荧光粉能够产生较大的晶体场优势，具有优良的导热性和机械强度，耐高强度辐照和电子轰击，被广泛用作基质材料，且研究发现Ce³⁺ 的发射光谱可以通过增加共价原子来实现红移。如何制备出具有等轴粒状、近球形并且与YAG:Ce³⁺工艺性能接近的铝硅酸盐荧光粉，一直是人们关注的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种白光LED用红色荧光粉及其制备方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种白光LED用红色荧光粉，该荧光粉的化学组成式为(Y_3-x-y-zM_y)MgAl₃SiO₁₂:Ce_x，Pr_z，其中M是La、Tb、Gd中的一种，0≤x≤0.1，0≤y≤1.2，0≤z≤0. 01。

优选的，荧光粉的化学组成式中：0.04≤x≤0.08，0.6≤y≤1，0.002≤z≤0.006。

一种白光LED用红色荧光粉的制备方法，包括以下步骤：

1)  根据红色荧光粉的化学组成式称取各原料；

2)  混合各原料，添加溶剂进行湿混球磨后，取出产物，烘干、过筛，得到前驱物粉末； 

3)  向前驱物粉末中加入助熔剂，混合均匀，在还原气氛下，1300～1500℃保温3～6h，得到初粉；

4)  将初粉进行后处理，得到红色荧光粉；

红色荧光粉的化学组成式如权利要求1或2所述。

优选的，步骤1）所述原料中，各金属元素的原料选自其氧化物、氢氧化物、碳酸盐或草酸盐；硅元素的原料为二氧化硅。

优选的，步骤2）中，所述溶剂为水、乙醇、丙酮、乙醚中的至少一种。优选的，原料与溶剂的质量体积比（g/ml）为1：（2～4）。

优选的，步骤2）中，湿混球磨2～4h后，取出产物。

优选的，上述助熔剂是硼酸、BaF₂、NH₄F、LiF中的至少一种。优选的，助熔剂为各原料总重量的0.1～5%。

优选的，所述还原气氛是氮氢混合气、氨气或一氧化碳。

本发明的有益效果是：

本发明通过共掺杂稀土元素和调整荧光粉的配方组成，制得白光LED用红色荧光粉，荧光粉体显示出良好的红色发光性能，并具有优良的发光强度，能大大提高白光LED的显色性能；

本发明采用高温固相法制备白光LED用红色荧光粉，工艺简单，反应条件易于控制，且所得粉体的物相纯，颗粒形貌均匀；

本发明红色荧光粉的热稳定性能优于钇铝石榴石荧光粉，且其化学性能非常稳定，优于硅酸盐荧光粉，能满足高亮度、高显色性能白光LED封装的需要，拥有十分广阔的市场前景。

附图说明

图1是实施例1中不同样品的发射光谱图（λ_ex=460nm）； 

图2是实施例2中不同样品的发射光谱图（λ_ex=460nm）；

图3是实施例3中不同样品的发射光谱图（λ_ex=460nm）；

图4是实施例4中不同样品的发射光谱图（λ_ex=460nm）；

图5是实施例4中样品Y_1.936GdMgAl₃SiO₁₂:Ce_0.06Pr_0.004的XRD图；