[发明专利]一种以硼酸盐为单一基质的白光荧光粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于LED用荧光粉技术领域，涉及一种以硼酸盐为单一基质的白光荧光粉及其制备方法。

背景技术

相比于传统的照明光源，发光二极管(Light Emitting Diode，LED)具有体积小、反应快、寿命长、能耗小、无污染等诸多优点。其在照明和显示领域的应用以及节能性前景广阔。

利用蓝光芯片激发YAG黄光荧光粉发出的白光的色彩还原性差，显色指数低，用红绿蓝三色荧光粉制得的匹配近紫外芯片的白光荧光粉目前较缺乏，发光性能不理想，且混合物之间存在的颜色再吸收和各色荧光粉比例调控的问题也影响发光的色彩还原效果和流明效率。因此，单一基质的白光荧光粉的研究对于当前的LED照明时代十分重要，其开发将非常具有实际应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种以硼酸盐作为单一基质的白光荧光粉及其制备方法，该荧光粉制备工艺简单，原料易得，制得的白光荧光粉的性能稳定，发光性质优良，能够良好的与LED芯片匹配发光。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现：

一种以硼酸盐为单一基质的白光荧光粉，该白光荧光粉的化学通式为Na₃Gd_2-x(BO₃)₃:x Dy³⁺，其中0.01≤x≤0.15。

进一步，该白光荧光粉的化学通式为Na₃Gd_2-x(BO₃)₃:x Dy³⁺，其中0.03≤x≤0.09。

进一步，该白光荧光粉的化学通式为Na₃Gd_2-x(BO₃)₃:x Dy³⁺，其中0.05≤x≤0.09。

一种以硼酸盐为单一基质的白光荧光粉的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照化学式Na₃Gd_2-x(BO₃)₃:x Dy，其中0.01≤x≤0.15，将含有Na元素的固体化合物、含有Gd元素的固体化合物、含有B元素的固体化合物、含有Dy元素的固体化合物混合均匀，并进行研磨，得到混合物；

(2)将混合物于600～1000℃℃下在空气气氛下煅烧3～8小时，然后随炉冷却至室温，研磨粉碎，得到以硼酸盐为单一基质的白光荧光粉。

所述步骤(1)中含有Na元素的固体化合物为Na₂CO₃，含有Gd元素的固体化合物为Gd₂O₃，含有B元素的固体化合物为H₃BO₃，含有Dy元素的固体化合物为Dy₂O₃。

所述Gd₂O₃和Dy₂O₃的纯度为99.99％；Na₂CO₃和H₃BO₃均为分析纯。

所述步骤(1)中研磨的时间为30～60min。

所述步骤(2)中先将混合物放入刚玉坩埚中，然后在电阻炉中进行煅烧。

所述步骤(2)中是以5～10℃/min的升温速率自室温升至600～1000℃。

所述步骤(2)中研磨的时间为10～30min。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：本发明中通过采用含有Gd元素的固体化合物、含有B元素的固体化合物、含有Dy元素的固体化合物在相对较低的合成温度下通过煅烧的方式制得稀土硼酸盐，本发明采用传统固相法于空气气氛下完成制备，操作简单，煅烧温度低，制备周期短，成本较低，制备出的白光荧光粉发光强度高，色温理想，具有非常良好的实际应用潜能。