一種白光用單一基質(zhì)白光熒光粉及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種白光用單一基質(zhì)白光熒光粉及其制備方法，屬于LED熒光粉制備【技術領域】，該白光熒光粉的組成表達式為NaLaMgWO6:xEu，其中，x=0.03～0.25。制備包括以下步驟：1）按照（0.5～2）:（0.5～2）:（0.5～2）：1：x/2的摩爾比，x=0.03～0.25，取Na2CO3、La2O3、Mg(NO3)2·6H2O、WO3和Eu2O3混合后研磨均勻，得到混合粉體；2）將混合粉體在弱還原氣氛下經(jīng)固相燒結，得到白光熒光粉。通過本發(fā)明制備出的NaLaMgWO6:xEu白光熒光粉粉體粒度均勻、結晶性能好、能夠?qū)崿F(xiàn)白光發(fā)射，制得的白光熒光粉平均粒徑為1～5μm，顯色指數(shù)最高達到89，發(fā)射波長覆蓋范圍為380～700nm。本方法操作簡單，對設備要求低，環(huán)境友好，適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。
【專利說明】一種白光用單一基質(zhì)白光熒光粉及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于LED熒光粉制備【技術領域】，涉及一種白光用單一基質(zhì)白光熒光粉及其制備方法，具體涉及一種白光LED用Eu離子摻雜NaLaMgWO6單一基質(zhì)白光熒光粉及其制備方法。
【背景技術】
[0002]白光LED(Light Emitting Diode)具有無毒、高效節(jié)能、壽命長、全固態(tài)、工作電壓低、抗震性及安全性好等諸多特點，取代了現(xiàn)有的白熾燈和熒光燈成為了新一代照明光源，被廣泛應用于照明和顯示領域。
[0003]目前，商業(yè)化的白光LED的實現(xiàn)主要有兩種方案，一種是藍色芯片激發(fā)黃色熒光粉，剩余藍光與黃光復合發(fā)出白光，但器件的發(fā)光顏色隨驅(qū)動電壓和熒光體涂層厚度的變化而變化，色彩還原性差，顯色指數(shù)低且不耐高溫。另一種是紫外一近紫外(350~410nm)激發(fā)紅綠藍三基色熒光粉實現(xiàn)白光LED，然而，由于混合熒光粉之間存在顏色再吸收和配比調(diào)控問題，使得熒光粉的流明效率和色彩還原性受到較大影響。單一基質(zhì)白光熒光粉作為新型熒光粉材料，由于顏色穩(wěn)定，色彩還原性好等優(yōu)點已成為研究熱點，因此研制適合近紫外激發(fā)的高效單一基質(zhì)白光熒光粉具有十分重要的意義。
[0004]近年來，有關熒光粉的研究，已有大量文獻報道，涉及的基質(zhì)化合物主要有硅酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽、釩酸鹽、鋁酸鹽、鎢酸鹽等。其中，鎢酸鹽是典型的自激活的發(fā)光材料，發(fā)光光譜十分穩(wěn)定，本征發(fā)光譜帶很寬，占據(jù)可見光區(qū)域的大部分，鎢酸鹽中的陽離子強烈地影響發(fā)射帶的位置。鎢酸鹽可以由某些雜質(zhì)激活，這些雜質(zhì)被摻入鎢酸鹽點陣中之后，可使其具有特殊性質(zhì)的發(fā)光。因此，鎢酸鹽是一種發(fā)光性能優(yōu)異的基質(zhì)材料。
[0005]另外，隨著LED產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，對其發(fā)光材料合成方法的研究也成為了熱門。制備方法有高溫固相法、燃燒合成 法、溶膠-凝膠法、噴霧熱解法、水熱合成法等。目前，諸如溶膠-凝膠法、噴霧熱解法、水熱合成法等濕化學方法合成的物質(zhì)雜相較多，發(fā)光效率較低。高溫固相法是合成發(fā)光材料中的一種傳統(tǒng)方法，這種方法工藝流程簡單、操作方便，合成所得材料的晶體結構較完好，性能穩(wěn)定，亮度高。迄今，大部分商業(yè)化的發(fā)光材料還是使用這一方法來制備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種白光用單一基質(zhì)白光突光粉及其制備方法，該方法在弱還原氣氛下采用高溫固相燒結，制得的產(chǎn)品粒度均勻、結晶性能好、能夠?qū)崿F(xiàn)白光發(fā)射。
[0007]本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn):
[0008]一種白光用單一基質(zhì)白光熒光粉，該白光熒光粉的組成表達式為NaLaMgWO6:xEu，其中，x=0.03 ~0.25。
[0009]所述白光熒光粉的平均粒徑為I~5 μ m。
[0010]所述白光熒光粉的顯色指數(shù)為89。[0011]所述白光熒光粉的發(fā)射波長覆蓋范圍為380~700nm。
[0012]一種白光用單一基質(zhì)白光熒光粉的制備方法，包括以下步驟:
[0013]I)按照(0.5 ~2): (0.5 ~2): (0.5 ~2):1:x/2 的摩爾比，χ=0.03 ~0.25，取Na2C03、La203、Mg (NO3) 2.6H20、WO3和Eu2O3混合后研磨均勻，得到混合粉體；
[0014]2)將混合粉體在弱還原氣氛下經(jīng)固相燒結，得到NaLaMgW06:xEu白光熒光粉，其中x=0.03 ~0.25 ;
[0015]所述的固相燒結制度為:將混合粉體自室溫起，以I~3°C /min速率升溫至100~300°C，再以2~4°C /min速率升溫至300~600°C，再以3~7°C /min速率升溫至1000~12500C，保溫3~IOh后冷卻。
[0016]所述的固相燒結是將混合粉體置于氧化鋁坩堝中，在電阻爐中進行燒結。
[0017]所述的冷卻為隨爐冷卻。
[0018]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益的技術效果:
[0019]本發(fā)明以NaC03、La2O3、Mg(NO3)2.6H20、WO3、Eu2O3為原料，在弱還原氣氛下經(jīng)固相燒結后，制得粒徑均勻的NaLaMgWO6: xEu白光熒光粉。通過XRD、SEM、熒光光譜的測試與分析，可以看出通過本發(fā)明制備出的NaLaMgWO6:xEu白光突光粉粉體粒度均勻、結晶性能好、能夠?qū)崿F(xiàn)白光發(fā)射，制得的白光熒光粉平均粒徑為I~5 μ m，顯色指數(shù)最高達到89，發(fā)射波長覆蓋范圍為380~700nm。本方法操作簡單，對設備要求低，環(huán)境友好，適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為實施例1制得的NaLaMgWO6 = XEu白光熒光粉粉體的XRD圖；[0021 ] 圖2為實施例2制得的NaLaMgWO6: xEu白光熒光粉粉體的SEM圖；
[0022]圖3為實施例3制得的NaLaMgWO6:xEu白光熒光粉的發(fā)射光譜圖；
[0023]圖4為實施例4制得的NaLaMgWO6: xEu白光熒光粉粉體的CIE圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合具體的實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明，所述是對本發(fā)明的解釋而不是限定。
[0025]本發(fā)明提供的白光用單一基質(zhì)白光熒光粉的制備方法，具體是以Na2C03、La203、Mg(NO3)2.6Η20、WO3、Eu2O3為原料，經(jīng)固相燒結后，制得粒徑均勻的NaLaMgWO6:xEu白光熒光粉粉體。具體方法為:
[0026]按照(0.5 ~2): (0.5 ~2): (0.5 ~2):1:x/2 的摩爾比，其中，χ=0.03 ~0.25 ;分別稱取Na2C03、La203、Mg(NO3)2.6H20、WO3> Eu2O3,并將以上原料進行混合、研磨，獲得生粉體；
[0027]將生料粉體置于氧化鋁坩堝中，于電阻爐中進行燒結。所述電阻爐中燒結制度為將混合粉體自室溫起，以I~3°C /min速率升溫至100~300°C，再以2~4°C /min速率升溫至300~600°C，再以3~7°C /min速率升溫至1000~1250°C，保溫3~IOh后冷卻。
[0028]實施例1
[0029]一種白光用單一基質(zhì)白光熒光粉的制備方法，包括以下步驟:[0030]1)按照 0.5:0.5:1:1:x/2 的摩爾 t匕，其中，χ=0.03，分別稱取 Na2C03、La203、Mg(NO3)2.6H20、W03和Eu2O3，并將以上原料進行混合、研磨，獲得混合粉體；
[0031]2)將混合粉體置于氧化鋁坩堝中，于電阻爐中在弱還原氣氛下進行燒結。所述電阻爐中燒結制度為以l°c /min速率升溫至200°C，再以3°C /min速率升溫至500°C，再以50C /min速率升溫至1000°C，保溫3h，最后隨爐冷卻，得到NaLaMgWO6:xEu白光熒光粉，其中 x=0.03。
[0032]參見圖1，從圖1可以看出NaLaMgW06:xEu粉體與NaLaMgWO6的標準卡片JCPDS#37-0243完全保持一致，且峰形尖銳，合成的樣品屬于AA’ BB’ X6型單斜晶系結構，空間群為 P21 (4)，晶格常數(shù)為 a=5.524nm, b=5.525nm, c=7.894nm。這說明 NaLaMgTO6:xEu 樣品的結晶程度高，而且少量的Eu的摻雜并沒有改變NaLaMgWO6的晶格結構。
[0033]實施例2
[0034]一種白光用單一基質(zhì)白光熒光粉的制備方法，包括以下步驟:
[0035]1)按照 0.5:0.5:2:1:x/2 的摩爾匕匕，其中，x=0.05，分別稱取 Na2CO3' La203、Mg(NO3)2.6H20、W03和Eu2O3，并將以上原料進行混合、研磨，獲得混合粉體；
[0036]2)將混合粉體置于氧化鋁坩堝中，于電阻爐中在弱還原氣氛下進行燒結。所述電阻爐中燒結制度為以l°c /min速率升溫至100°C，再以2V /min速率升溫至300°C，再以7 0C /min速率升溫至1200°C，保溫8h，最后隨爐冷卻，得到NaLaMgWO6: xEu白光熒光粉，其中 x=0.05。
[0037]參見圖2，從圖2可以看出NaLaMgW06:xEu熒光粉顆粒分布均勻，且粒度相對較小，粒徑大約在I~5μπι之間，粉體的形貌規(guī)則，無明顯的團聚現(xiàn)象存在，但少量晶粒生長較大。根據(jù)溫度對晶粒生長的影響分析，晶粒生長較大是燒結過程中晶界移動的結果，因為在燒結中溫度升高，大晶粒晶面與鄰近高表面能的小曲率半徑的晶面相比有較低的表面能，在表面能驅(qū)動下，大晶粒界面向曲率半徑小的晶粒中心推進，以致大晶粒進一步長大，小晶粒消失。
[0038]實施例3
[0039]一種白光用單一基質(zhì)白光熒光粉的制備方法，包括以下步驟:
[0040]1)按照 1:2:0.5:1:χ/2 的摩爾比，其中，χ=0.15，分別稱取 Na2CO3' La203、Mg(NO3)2.6H20、W03和Eu2O3，并將以上原料進行混合、研磨，獲得混合粉體；
[0041]2)將混合粉體置于氧化鋁坩堝中，于電阻爐中在弱還原氣氛下進行燒結。所述電阻爐中燒結制度為以3°C /min速率升溫至300°C，再以4°C /min速率升溫至600°C，再以
50C /min速率升溫至1250°C，保溫6h，最后隨爐冷卻，得到NaLaMgWO6: xEu白光熒光粉，其中 x=0.15。
[0042]參見圖3，從圖3可以看出熒光粉的發(fā)射帶分布在380nm~700nm范圍內(nèi)，發(fā)射光譜由3個發(fā)射峰組成，I個寬帶峰，I個強峰，分別在480nm、615nm、700nm處,其中，480nm處出現(xiàn)寬帶較強峰，這是由于NaLaMgWO6:xEu突光粉在弱還原氣氛下部分Eu3+還原成Eu2+所致；615nm處為最強峰。這是Eu3+中能級躍遷所致。
[0043]實施例4
[0044]一種白光用單一基質(zhì)白光熒光粉的制備方法，包括以下步驟:
[0045]I)按照 2:1:2:1:x/2 的摩爾 t匕，其中，χ=0.2 ；分別稱取 Na2CO3' La203、Mg(NO3)2.6H20、W03和Eu2O3，并將以上原料進行混合、研磨，獲得混合粉體；
[0046]2)將混合粉體置于氧化鋁坩堝中，于電阻爐中在弱還原氣氛下進行燒結。所述電阻爐中燒結制度為以2V /min速率升溫至200°C，再以4°C /min速率升溫至600°C，再以30C /min速率升溫至1100°C，保溫8h，最后隨爐冷卻，得到NaLaMgWO6: xEu白光熒光粉，其中 x=0.2。
[0047]參見圖4,從圖4可以看出，NaLaMgWO6:xEu突光粉在近紫外光激發(fā)下發(fā)射白光,這是由于NaLaMgWO6: xEu突光粉在弱還原氣氛下部分Eu3+還原成Eu2+所致。Eu2+實現(xiàn)藍光發(fā)射，Eu3+實現(xiàn)紅光發(fā)射，單一基質(zhì)藍光與紅光復合實現(xiàn)白光發(fā)射；熒光粉的顯色指數(shù)可達到聞達到89。
[0048]實施例5
[0049]一種白光用單一基質(zhì)白光熒光粉的制備方法，包括以下步驟:
[0050]I)按照 0.5:0.5:1:1:x/2 的摩爾比，其中 x=0.25，分別稱取 Na2CO3' La203、Mg (NO3) 2.6H20、WO3和Eu2O3,并將以上原料進行混合、研磨，獲得混合粉體
[0051]2)將混合粉體置于氧化鋁坩堝中，于電阻爐中在弱還原氣氛下進行燒結。所述電阻爐中燒結制度為以2°C /min速率升溫至200°C，再以3°C /min速率升溫至500°C，再以50C /min速率升 溫至1100°C，保溫10h，最后隨爐冷卻，得到NaLaMgWO6:xEu白光熒光粉，其中 x=0.25。
【權利要求】
1.一種白光用單一基質(zhì)白光熒光粉，其特征在于，該白光熒光粉的組成表達式為NaLaMgWO6:xEu,其中,x=0.03 ~0.25。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種白光用單一基質(zhì)白光突光粉，其特征在于，所述白光突光粉的平均粒徑為I~5 μ m。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種白光用單一基質(zhì)白光突光粉，其特征在于，所述白光突光粉的顯色指數(shù)為89。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種白光用單一基質(zhì)白光突光粉，其特征在于，所述白光突光粉的發(fā)射波長覆蓋范圍為380~700nm。
5.一種白光用單一基質(zhì)白光熒光粉的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)按照(0.5 ~2): (0.5 ~2): (0.5 ~2):1:x/2 的摩爾比，χ=0.03 ~0.25，取Na2CO3^ La203、Mg (NO3) 2.6H20、WO3和Eu2O3混合后研磨均勻，得到混合粉體； 2)將混合粉體在弱還原氣氛下經(jīng)固相燒結，得到NaLaMgW06:xEu白光熒光粉，其中x=0.03 ~0.25 ; 所述的固相燒結制度為:將混合粉體自室溫起，以I~:TC /min速率升溫至100~300°C，再以2~4°C /min速率升溫至300~600°C，再以3~7°C /min速率升溫至1000~12500C，保溫3~IOh后冷卻。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種白光用單一基質(zhì)白光突光粉的制備方法,其特征在于，所述的固相燒結是將混合粉體置于氧化鋁坩堝中，在電阻爐中進行燒結。
7.根據(jù)權利要求5所述的一種白光用單一基質(zhì)白光突光粉的制備方法,其特征在于，所述的冷卻為隨爐冷卻。
【文檔編號】C09K11/78GK103725284SQ201310718316
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權日:2013年12月20日
【發(fā)明者】寧青菊, 李向龍, 劉斐, 胡昌志, 代旭飛, 董成思, 常方 申請人:陜西科技大學