[发明专利]一种YAG纳米荧光粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于稀土发光材料技术领域，具体来说，本发明涉及一种YAG纳米荧光粉及其制备方法。

背景技术

白光LED具有长寿命、节电、可调光控制、耐振动、低电压驱动、以及不会造成环境污染特性等。白光LED的形式主要有三种：光转换型、多色组合型和多量子点型转换型。光转换型是用LED去激发其他发光材料混合形成白光。又可分为用蓝光LED激发YAG黄色荧光粉产生白光；或者用紫光或紫外LED激发红、绿、蓝三种荧光粉产生白光。多色组合型是指将红、绿、蓝三种(或者多种)颜色的LED按一定方式排布集合成一个发白光的LED模块，这种方法具有效率高、可以动态条件色温、显色性好等优点，但三种颜色LED的正向电压和光输出不同，另外它们的温度特性和光维持特性也不相同，系统必须具备光输出信号取样和反馈功能，进行动态控制，以便发出的白光的色坐标保持不变，因而类器件存在控制电路复杂的缺点。多量子点型是指在芯片发光层的生长过程中掺杂不同的杂质以控制结构不同的量子阱，通过不同量子阱发出的多种光子复合发射白光，目前效率都不太高。从目前的发展趋势看，光转换型在可行性、实用性和商品化方面都优于其它方法，并且随着蓝光LED晶片的快速发展，蓝光与YAG纳米荧光粉相结合的白光LED有望成为普通照明LED。制备YAG荧光粉通常可采用高温固相法、溶胶-凝胶法、醇热法和水热法等。但是高温固相法需高温(约1600℃)且存在粉体颗粒大和过渡相多的缺点，而溶胶-凝胶法则存在成本高、制备周期长的缺点；水热法同样需要高温(约300-600℃)和高压(70-170MPa)。本发明提出以1，4-丁二醇作为有机溶剂制备YAG前驱的方法，制备温度和压强控制在300℃和6MPa左右就能得到发光效率较高的YAG纳米荧光粉。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可被蓝光激发，具有良好发光特性和稳定性的一种用于白光LED的YAG纳米荧光粉及其制备方法技术方案，作为白光LED的光转换材料。

所述的一种YAG纳米荧光粉，其特征在于：其化学通式为Y_(3-x)Al_(5-y-z)O₁₂:xCe³⁺，yGd³⁺，zPr³⁺，x取值范围为0.01～0.1，y取值范围为0～0.1，z取值范围为0～0.1。

所述的一种YAG纳米荧光粉制备方法，其特征在于包括以下步骤：

①根据化学通式Y_(3-x)Al_(5-y-z)O₁₂:xCe³⁺，yGd³⁺，zPr³⁺分别计算，称取试剂异丙氧化铝(99.999％)、四水醋酸钇(99.999％)、五水醋酸铈(99.99％)、六水硝酸镨(99.99％)，六水硝酸钆(99.99％)，将这些组分充分混匀溶解于1，4-丁二醇中，并置于玻璃皿中；

②将上述玻璃皿内置于高压釜中，玻璃皿和高压釜内壁之间充满1，4-丁二醇，高压釜的压强为5-10MPa，用磁力搅拌器以300转/分钟匀速搅拌，并加热至300度后加热5小时，得到悬浊液；

③将上述悬浊液冷却至室温后加入少量乙醇，并用离心机离心10分钟得到粘溶液，然后用乙醇反复清洗3-5遍得到沉淀物；

④将上述沉淀物在50～120℃温度下烘干24小时，即得到所需产物。

所述的一种YAG纳米荧光粉制备方法，其特征在于：步骤①中混匀的过程中可以加入适量的无水乙醇，以使其充分混合均匀。

所述的一种YAG纳米荧光粉制备方法，其特征在于：步骤②中烧结温度升高的速率为5-10℃/小时。

上述的一种YAG纳米荧光粉，生产工艺简单，制备成本低，是一种具备良好发光特性、稳定性的光转换材料；在蓝光激发下能有效激发，转换效率高；主要用于蓝光LED晶片制造白光LED，也可用于蓝光激发的显示及照明器件。

附图说明

图1为Y₂₉₄Al₄₉₈O₁₂:0.06Ce³⁺，0.01Gd³⁺，0.01Pr³⁺纳米荧光粉的透射电镜图；