一種螢光粉及其製備方法和應用該螢光粉的白光led光源的製作方法

2023-06-24 03:00:41

專利名稱：一種螢光粉及其製備方法和應用該螢光粉的白光led光源的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種白光LED光源，尤其涉及一種螢光粉及其製備方法和應用 該螢光粉的白光LED光源。
背景技術：
能源短缺是當今世界的熱門話題，在照明行業中，發光二極體(LED)因 為它的高效、節能、環保、環保、安全、長壽命等多種優點，是取代能耗高， 壽命短的傳統照明的首選，但因為現今的LED技術瓶頸，取代傳統照明尚需克 服一些與LED正常工作有關的技術難題。而在LED領域中，紅、藍、綠等為美 化照明，只有白光LED才可以應用到傳統照明。隨著技術的進步，LED的亮度 已逐漸提升，白光LED應用層面也已經逐漸開發出來，被喻為21世紀新的主 要照明光源，也因此全世界各研究單位，都正積極地投入研究適合於照明用的 白色光LED的行列。

發明內容
為了解決現有照明行業中光源存在的技術問題，本發明的目的是提供一種 用於白色LED光源的螢光粉。本發明另外的一個目的是提供上述螢光粉的製備 方法。本發明第三個目的是提供應用上述螢光粉的電路一體化的白光LED光源。 為了實現上述的第一個目的，本發明採用了以下的技術方案 一種用於白光LED光源的螢光粉，所述的螢光粉的化學方程式為R w-x-yuMw 0 [16] : Ce[x] R， [y];其中R為Y、Gd、 Lu、 Sc、 La和Sm中至 少一種；M為B、 Al、 Ga、 In、 P、 Ge和Zn中至少一種;0.001<x<0.8; R， 為Tb、 Eu、 Dy、 Pr和Mn中至少一種；0《y<0.3。為了實現上述的第二個目的，本發明採用了以下的技術方案 上述的螢光粉的製備方法，包括以下的步驟
1) 按上述螢光粉組成的化學計量比分別稱取所需的螢光粉原料和助熔劑；
2) 將原料充分混合，將混合物裝入坩堝，在120(TC 140(TC的溫度下灼燒
至少一次4 10小時，該過程不允許還原性氣氛；
3) 將裝有物料的坩堝繼續在弱還原性氣氛中150(TC 170(TC左右的溫度下 灼燒至少一次，時間在2 10小時；
4) 將灼燒過的粉末在7(TC 10(TC的去離子水中洗滌至少一次，時間在1小 時以上，同時進行充分攪拌，然後停止攪拌後靜置，去除懸濁液表面漂浮的物 質；
5) 將熱水洗滌後的螢光粉進行弱球磨分散0.5 5小時；
6) 將球磨分散後的螢光粉用去離子水洗滌至中性，脫水後烘乾，過篩後即可 得所需螢光粉。
作為優選，上述的步驟3)中弱還原性氣氛由炭粉燃燒提供或使用氮/氫混合 氣體。
為了實現上述的第三個目的，本發明採用了以下的技術方案 一種電路一體化的白光LED光源，至少包括一個碗杯，以及設置在碗杯內 的LED晶粒和可受LED晶粒發光所能激發的螢光粉，所述的LED晶粒為1 8 個，波長460 465nm，所述的螢光粉為黃色螢光粉，螢光粉的化學方程式為 R (5—x —y) M30 16 : CexR， y;其中R為Y， Gd， Lu， Sc， La和Sm中至少一 種；M為B， Al， Ga， In， P， Ge和Zn中至少一種；0.001<x<0.8; R，為 Tb， Eu， Dy， Pr禾口 Mn中至少一禾中；0《y<0.3。
作為優選，所述的螢光粉上設置水晶膜封裝螢光粉。作為優選，所述的LED晶粒為2 8個。 作為優選，所述的LED晶粒為串聯或並聯。 作為優選，所述的碗杯的深度為0.8mm 1.2mm。
本發明以藍色光激發此螢光粉產生黃色光，再與原來藍光LED晶粒所發出 的藍色波長光混合，而產生適合於照明用的高光效正白光，光源色溫在6000 7000K,其不會造成光色偏藍或偏黃的現象，同時發光效率達到100 lm/W，該 LED具有壽命長的優點。另外，本發明在水晶膜與封裝螢光粉與傳統環氧樹脂 封裝具有以下的優點-
1、 由於傳統的環氧樹脂在日常工作中，受環境的影響(譬如陽光)，環氧樹 脂容易慢慢變得混濁，從而影響LED在工作時的發光效率。而水晶膜其主要成 分是由水晶組成,其分子結構決定了其工作中不會受環境的影響。
2、 由於環氧樹脂的熔點比較低，而LED在工作時會產生一定的溫度，所 以在日積月累的工作中，環氧樹脂會受到溫度的影響，從而發黃，影響LED的 發光效率。而水晶膜其熔點高，散熱效率比環氧樹脂好，進而不會影響LED晶 粒在工作時的狀態，環氧樹脂的耐溫在170。C，水晶膜可達145(TC。
3、 由於水晶膜自身具有反光的效果，加上其透明度極高，這樣，LED晶片 在工作時產生的光能最大限度的發射出去，加上水晶膜的反射作用，使得光的 利用率更高，極大的提高了LED的發光效率，環氧樹脂的透明度在80%，水晶 膜可達95%。


圖1是本發明LED光源的結構示意圖。
圖2是本發明的LED光源的光譜分布曲線圖。
具體實施例方式
實施例1
一種用於白光LED光源的螢光粉，螢光粉的化學方程式為 Gd楊Al3Ow : Ceo.(nEu。."
上述的螢光粉的製備方法，包括以下的步驟
l)按上述螢光粉組成的化學計量比分別稱取所需的螢光粉原料和助熔劑；2) 將原料充分混合，將混合物裝入坩堝，在150(TC的溫度下灼燒一次，4 10小 時，該過程不允許還原性氣氛；3)將裝有物料的坩堝繼續在氮/氫混合氣體氣氛 中1600。C左右的溫度下灼燒至少一次，時間在2 10小時；4)將灼燒過的粉末 在7(TC 100'C的去離子水中洗滌至少一次，時間在l小時以上，同時進行充分 攪拌，然後停止攪拌後靜置，去除懸濁液表面漂浮的物質；5)將熱水洗滌後的熒 光粉進行弱球磨分散0.5 5小時；6)將球磨分散後的螢光粉用去離子水洗滌至 中性，脫水後烘乾，過篩後即可得所需螢光粉。
一種用於白光LED光源的螢光粉，螢光粉的化學方程式為 Lu4.8 B3016 : Ce。.。5DyQ.15;其製備方法如實施例1。 實施例3
一種用於白光LED光源的螢光粉，螢光粉的化學方程式為 La4.65Ga3016 : Ce。. Mna25;其製備方法如實施例1。 實施例4
如圖1所示，選擇波長460-465 nm的LED晶粒2，安裝在支架1的碗杯4 中，每一個碗杯4中可放置3個串聯的藍光LED晶粒2，於晶粒上塗覆適實施 例l所述的螢光粉3，再用水晶玻璃5將其封閉起來。藍光晶片2發出的藍光部分被螢光粉3吸收，另一部分藍光與螢光粉發出的黃光混合，得到色溫6000 7000K應用於照明，同時發光效率達到1001m/W以上。
權利要求
1.一種用於白光LED光源的螢光粉，其特徵在於所述的螢光粉的化學方程式為R(5-x-y)M3O16:CexR』y；其中R為Y、Gd、Lu、Sc、La和Sm中至少一種；M為B、Al、G a、In、P、Ge和Zn中至少一種；0.001＜x＜0.8；R』為Tb、Eu、Dy、Pr和Mn中至少一種；0≤y＜0.3。
2. 根據權利要求1所述的螢光粉的製備方法，其特徵在於包括以下的步驟1) 按上述螢光粉組成的化學計量比分別稱取所需的螢光粉原料和助熔劑；2) 將原料充分混合，將混合物裝入坩堝，在120(TC 140(TC的溫度下灼 燒至少一次4 10小時，該過程不允許還原性氣氛；3) 將裝有物料的坩堝繼續在弱還原性氣氛中1500'C 170(TC左右的溫 度下灼燒至少一次，時間在2 10小時；4) 將灼燒過的粉末在70。C 10(TC的去離子水中洗滌至少一次，時間在1 小時以上，同時進行充分攪拌，然後停止攪拌後靜置，去除懸濁液表面漂浮 的物質；5) 將熱水洗滌後的螢光粉進行弱球磨分散0.5 5小時；6) 將球磨分散後的螢光粉用去離子水洗滌至中性，脫水後烘乾，過篩後 即可得所需螢光粉。
3. 根據權利要求2所述的螢光粉的製備方法，其特徵在於步驟3)中弱還原性 氣氛由炭粉燃燒提供或使用氮/氫混合氣體。
4. 一種電路一體化的白光LED光源，至少包括一個碗杯，以及設置在碗杯內 的LED晶粒和可受LED晶粒發光所能激發的螢光粉，其特徵在於所述的 LED晶粒為1 8個，波長460 465nm，所述的螢光粉為黃色螢光粉，螢光 粉的化學方程式為R(5-x-y)M30i6:CexR， y;其中R為Y， Gd， Lu，Sc， La和Sm中至少一種；M為B， Al， Ga, In， P， Ge和Zn中至少一種； 0.001<x<0.8; R，為Tb， Eu， Dy， Pr和Mn中至少一種;0《y <0.3。
5. 根據權利要求4所述的一種電路一體化的白光LED光源，其特徵在於所 述的螢光粉上設置水晶膜封裝螢光粉。
6. 根據權利要求4或5所述的一種電路一體化的白光LED光源，其特徵在於: 所述的LED晶粒為2 8個。
7. 根據權利要求6所述的一種電路一體化的白光LED光源，其特徵在於所 述的LED晶粒為串聯或並聯。
8. 根據權利要求4或5所述的一種電路一體化的白光LED光源，其特徵在於 碗杯的深度為0.8mm 1.2mm。
全文摘要
本發明涉及一種白光LED光源，尤其涉及一種螢光粉及其製備方法和應用該螢光粉的白光LED光源。一種螢光粉，所述的螢光粉的化學方程式為R[(5-x-y)]M[3]O[16]:Ce[x]R』[y]；其中R為Y、Gd、Lu、Sc、La和Sm中至少一種；M為B、Al、Ga、In、P、Ge和Zn中至少一種；0.001＜x＜0.8；R』為Tb、Eu、Dy、Pr和Mn中至少一種；0≤y＜0.3。另外還公開了上述螢光粉的製備方法和應用上述螢光粉的白光LED光源。本發明的白光LED光源以藍色光激發此本發明的螢光粉產生黃色光，再與原來藍光LED晶粒所發出的藍色波長光混合，產生適合於照明用的高光效正白光，光源色溫在6000～7000K，其不會造成光色偏藍或偏黃的現象，同時發光效率達到100lm/W，具有壽命長的優點。
文檔編號C09K11/77GK101319137SQ200710157029
公開日2008年12月10日 申請日期2007年11月22日 優先權日2007年11月22日
發明者王麗娜, 王元成 申請人:王元成