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一种白光LED用磷酸盐黄色荧光粉及其制备方法 0 0

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申请进展

基本信息

申请人信息

代理人信息

摘要

法律状态

权利要求

说明书

专利申请流程有哪些步骤？

申请

申请号：指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。

申请日：提出专利申请之日。

2014-11-26

申请公布

申请公布指发明专利申请经初步审查合格后，自申请日（或优先权日）起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。

申请公布号：专利申请过程中，在尚未取得专利授权之前，国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。

申请公布日：申请公开的日期，即在专利公报上予以公开的日期。

2015-05-06

授权

授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由，授予发明专利权；或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由，授予实用新型专利权或外观设计专利权。

2016-05-18

预估到期

发明专利权的期限为二十年，实用新型专利权期限为十年，外观设计专利权期限为十五年，均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。

2034-11-26

基本信息

有效性	有效专利	专利类型	发明专利
申请号	CN201410691763.5	申请日	2014-11-26
公开/公告号	CN104498031B	公开/公告日	2016-05-18
授权日	2016-05-18	预估到期日	2034-11-26
申请年	2014年	公开/公告年	2016年
缴费截止日
分类号	C09K11/71	主分类号	C09K11/71
是否联合申请	独立申请	文献类型号	B
独权数量	1	从权数量	2
权利要求数量	3	非专利引证数量	0
引用专利数量	0	被引证专利数量	0
非专利引证
引用专利		被引证专利
专利权维持	3	专利申请国编码	CN
专利事件		事务标签	公开、实质审查、授权

申请人信息

申请人	中国计量学院	第一申请人	中国计量学院
专利权人	中国计量学院	当前专利权人	中国计量学院
发明人	邓德刚、徐时清、王焕平、黄立辉、华有杰、夹国华、戴剑、黄君	第一发明人	邓德刚
地址	浙江省杭州市下沙高教园区学源街258号	邮编
申请人数量	1	发明人数量	8
申请人所在省	浙江省	申请人所在市	浙江省杭州市

代理人信息

代理机构

专利代理机构是经省专利管理局审核，国家知识产权局批准设立，可以接受委托人的委托，在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。

杭州丰禾专利事务所有限公司

代理人

专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务，取得一定资格的人。

柯奇君

摘要

本发明公开了一种白光LED用磷酸盐黄色荧光粉及其制备方法。该荧光粉的化学表达式为：Ca9-xNaZn(PO4)7：xEu2+，式中，x=0.001~0.10。所得黄色荧光粉在紫外和紫光芯片激发下发射黄光，发射峰值位于540nm附近。该荧光粉分散性好、颗粒度均匀、化学稳定性好和发光效率高，其激发带覆盖紫外和紫光区域，能作为紫外LED用黄色荧光粉。

摘要附图
说明书附图：图1
说明书附图：图2
说明书附图：图3

法律状态

序号	法律状态公告日	法律状态	法律状态信息
1	2016-05-18	授权
2	2015-05-06	实质审查的生效	IPC(主分类): C09K 11/71 专利申请号: 201410691763.5 申请日: 2014.11.26
3	2015-04-08	公开

权利要求

权利要求书是申请文件最核心的部分，是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。

1.一种白光LED用磷酸盐黄色荧光粉，其特征在于，该荧光粉具有如下化学表示式：
Ca9-xNaZn(PO4)7：xEu2+，其中，x为0.001～0.10。

2.一种如权利要求1所述的磷酸盐黄色荧光粉的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
按化学式Ca9-xNaZn(PO4)7：xEu2+的化学计量比称取相应的原料，所述原料分别为碳酸钙、磷酸二氢铵、碳酸钠、氧化锌和氧化铕，其中x为0.001～0.10；研磨混匀得到混合物；将该混合物装入坩埚，在高温炉内于还原气氛和1150～1250℃条件下烧结2～7小时，后冷却到室温得到所述磷酸盐黄色荧光粉。

3.如权利要求2所述的磷酸盐黄色荧光粉的制备方法，其特征在于：所述还原气氛为氮氢混合气或CO气氛。

说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及稀土发光材料技术领域，尤其是涉及一种白光LED用磷酸盐黄色荧光粉及其制备方法。

背景技术

[0002] 白光LED是一种将电能转换为白光的固态半导体器件，又称半导体照明，具有效率高、体积小、寿命长、安全、低电压、节能、环保等诸多优点，被人们看成是继白炽灯、荧光灯、高压气体放电灯之后第四代照明光源，是未来照明市场上的主流产品。

[0003] 目前出现了各种各样的白光LED制备方法，其中蓝光LED芯片与黄色荧光材料组合、蓝光LED芯片与红色和绿色荧光材料组合、紫光LED芯片与三基色荧光材料组合这三种方法以价格低、制备简单成为制备白光LED的主要方法。蓝光LED芯片与黄色荧光材料组合是研究最早也是最成熟的方法，制备的白光LED发光效率已经远远超过白炽灯，但是显色指数低，色温高，不能作为室内照明使用。为了提高白光LED的显色性，各国科学家研发了蓝光LED芯片与红、绿色荧光材料组合和紫光LED芯片与红、绿、蓝三基色荧光材料组合另外两种实现白光LED的方法。

[0004] 目前InGaN芯片的发射波长已经移至近紫外区域, 能为荧光粉提供更高的激发能量，进一步提高白光LED的光强。由于紫外光不可见, 紫外激发白光LED的颜色只能由荧光粉决定，因此颜色稳定，显色指数高，使用近紫外InGaN芯片和蓝、黄荧光粉或者与三基色荧光粉组合来实现白光的方案成为目前白光LED行业发展的重点。黄色荧光粉是该方案中不可缺少的成分。

[0005] 常用的黄色荧光粉Y3Al5O12：Ce3（+ YAG：Ce3+），该类荧光粉最佳激发波段在蓝光区域，且该类荧光粉的众多专利长期被日本日亚公司所垄断，价格高昂。可供选择的黄色荧光粉的数量相对较少，如Ca-a-SiAlON：Eu2+荧光粉，在450nm光激发下发射590nm黄光。Sr3SiO5：Eu2+荧光粉，该粉可被390~480nm的光激发，发射580nm的黄光。总的来说，氮氧化物和硅酸盐这类黄色荧光粉合成工艺都比较复杂，合成条件比较苛刻。

发明内容

[0006] 本发明的目的是提供一种白光LED用磷酸盐黄色荧光粉及其制备方法。

[0007] 为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种白光LED用磷酸盐黄色荧光粉，具有如下化学表示式：

[0008] Ca9-xNaZn(PO4)7：xEu2+

[0009] 式中，x为0.001～0.10。

[0010] 本发明磷酸盐黄色荧光粉的制备方法包括如下步骤：

[0011] 按化学式Ca9-xNaZn(PO4)7：xEu2+的化学计量比称取相应的原料，所述原料分别为碳酸钙、磷酸二氢铵、碳酸钠、氧化锌和氧化铕，其中x为0.001～0.10；研磨混匀得到混合物；将该混合物装入坩埚，在高温炉内于还原气氛和1150～1250℃条件下烧结2～7小时，后冷却到室温得到所述磷酸盐黄色荧光粉。

[0012] 进一步地，本发明所述还原气氛为氮氢混合气或CO气氛。

[0013] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0014] （1）本发明的荧光粉以磷酸盐为基质材料，磷酸盐荧光粉具有良好的化学稳定性和热稳定性，而且所用的原料价廉、易得，烧结温度低等优点。相比氮（氧）化物黄色荧光粉[如(Ca, Ca-α-SiAlON：Eu2+]，本发明具有反应温度低、合成工艺简单及原料价廉易得的优点；相比硅酸盐黄色荧光粉[如 (Sr, Ba)3SiO5：Eu2+]，本发明磷酸盐黄色荧光粉的最佳激发位于紫外区域，能被LED紫外芯片最有效激发。

[0015] （2）本发明以Eu2+为激活剂制备了一种黄色荧光粉，相比其他基质黄色荧光粉，其发射带更宽（半高宽约为165nm）；此外该荧光粉具有宽的激发带宽，覆盖紫外、紫光和蓝光区域，激发峰位于360nm附近，与紫外芯片的发射峰重叠很好，能够有效被激发。

实施方案

[0019] 实施例1

[0020] 按照Ca8.999NaZn(PO4)7：0.001Eu2+称取CaCO3、NH4H2PO4、Na2CO3、ZnO和Eu2O3，它们之间的摩尔比为8.999：7：0.5：1：0.0005，充分研磨混合均匀后，放置刚玉坩埚中，再放入高温炉中于CO气氛下在1150℃焙烧7小时，后冷却到室温，得到磷酸盐黄色荧光粉。

[0021] 从图1中可以看出，本实施例的荧光粉激发谱为一宽谱，覆盖了紫外和紫光区域，激发峰位于360nm附近，光谱峰值高，说明本实施例的荧光粉可以被紫外和紫光芯片有效激发。当发射光谱的激发波长为360nm，从图2中可以看出，本实施例的荧光粉的发射为二价铕的宽带黄光发射，发射峰位于540nm附近，说明本实施例的荧光粉适合做紫外和紫光激发的黄色荧光粉。从图3中可以看出，本实施例的荧光粉XRD图谱显示产物的d值和相对强度变化趋势与标准的Ca9NaZn(PO4)7标准卡片（JCPDF：490502）一致，说明本实施例合成的荧光粉纯度较高。

[0022] 实施例2

[0023] 按照Ca8.995NaZn(PO4)7：0.005Eu2+称取CaCO3、NH4H2PO4、Na2CO3、ZnO和Eu2O3，它们之间的摩尔比为8.995：7：0.5：1：0.0025，充分研磨混合均匀后，放置刚玉坩埚中，再放入高温炉中于CO气氛下在1180℃焙烧5小时，后冷却到室温，得到磷酸盐黄色荧光粉。

[0024] 本实施例的荧光粉激发谱为一宽谱，覆盖了紫外和紫光区域，激发峰位于360nm附近，光谱峰值高，说明本实施例的荧光粉可以被紫外和紫光芯片有效激发。当发射光谱的激发波长为360nm，本实施例的荧光粉的发射为二价铕的宽带黄光发射，发射峰位于540nm附近，说明本实施例的荧光粉适合做紫外和紫光激发的黄色荧光粉。本实施例的荧光粉XRD图谱显示产物的d值和相对强度变化趋势与标准的Ca9NaZn(PO4)7标准卡片（JCPDF：490502）一致，说明本实施例合成的荧光粉纯度较高。

[0025] 实施例3

[0026] 按照Ca8.99NaZn(PO4)7：0.01Eu2+称取CaCO3、NH4H2PO4、Na2CO3、ZnO和Eu2O3，它们之间的摩尔比为8.99：7：0.5：1：0.005，充分研磨混合均匀后，放置刚玉坩埚中，再放入高温炉中于氮氢混合气气氛下在1200℃焙烧4小时，后冷却到室温，得到磷酸盐黄色荧光粉。

[0027] 本实施例的荧光粉激发谱为一宽谱，覆盖了紫外和紫光区域，激发峰位于360nm附近，光谱峰值高，说明本实施例的荧光粉可以被紫外和紫光芯片有效激发。当发射光谱的激发波长为360nm，本实施例的荧光粉的发射为二价铕的宽带黄光发射，发射峰位于545nm附近，说明本实施例的荧光粉适合做紫外和紫光激发的黄色荧光粉。本实施例的荧光粉XRD图谱显示产物的d值和相对强度变化趋势与标准的Ca9NaZn(PO4)7标准卡片（JCPDF：490502）一致，说明本实施例合成的荧光粉纯度较高。

[0028] 实施例4

[0029] 按照Ca8.995NaZn(PO4)7：0.05Eu2+称取CaCO3、NH4H2PO4、Na2CO3、ZnO和Eu2O3，它们之间的摩尔比为8.95：7：0.5：1： 0.025，充分研磨混合均匀后，放置刚玉坩埚中，再放入高温炉中于氮氢混合气气氛下在1220℃焙烧3小时，后冷却到室温，得到磷酸盐黄色荧光粉。

[0030] 本实施例的荧光粉激发谱为一宽谱，覆盖了紫外和紫光区域，激发峰位于360nm附近，光谱峰值高，说明本实施例的荧光粉可以被紫外和紫光芯片有效激发。当发射光谱的激发波长为360nm，本实施例的荧光粉的发射为二价铕的宽带黄光发射，发射峰位于545nm附近，说明本实施例的荧光粉适合做紫外和紫光激发的黄色荧光粉。本实施例的荧光粉XRD图谱显示产物的d值和相对强度变化趋势与标准的Ca9NaZn(PO4)7标准卡片（JCPDF：490502）一致，说明本实施例合成的荧光粉纯度较高。

[0031] 实施例5

[0032] 按照Ca8.995NaZn(PO4)7：0.1Eu2+称取CaCO3、NH4H2PO4、Na2CO3、ZnO和Eu2O3，它们之间的摩尔比为8.9：7：0.5：1： 0.05，充分研磨混合均匀后，放置刚玉坩埚中，再放入高温炉中于氮氢混合气气氛下在1250℃焙烧2小时，后冷却到室温，得到磷酸盐黄色荧光粉。

[0033] 本实施例的荧光粉激发谱为一宽谱，覆盖了紫外和紫光区域，激发峰位于360nm附近，光谱峰值高，说明本实施例的荧光粉可以被紫外和紫光芯片有效激发。当发射光谱的激发波长为360nm，本实施例的荧光粉的发射为二价铕的宽带黄光发射，发射峰位于540nm附近，说明本实施例的荧光粉适合做紫外和紫光激发的黄色荧光粉。本实施例的荧光粉XRD图谱显示产物的d值和相对强度变化趋势与标准的Ca9NaZn(PO4)7标准卡片（JCPDF：490502）一致，说明本实施例合成的荧光粉纯度较高。

[0034] 上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

附图说明

[0016] 图1 是本发明提供的实施例1制备的荧光粉体激发光谱图（监控波长540纳米）；

[0017] 图2 是本发明提供的实施例1制备的荧光粉体发射光谱图（激发波长360纳米）；

[0018] 图3 是本发明提供的实施例1制备的荧光粉体XRD图谱（附Ca9NaZn(PO4)7标准卡片JCPDF：490502）。