高效白光LED用黄色荧光粉研制.pdfVIP

第九届全田LED产业研讨与学术套议论文秦 高效白光LED用黄色荧光粉的研制1 张书生，庄卫东2，胡运生，方英，黄小卫，何华强 北京有色金属研究总院稀土材料国家工程研究中心，有研稀土新材料股份有限公司 diode)具有优良的性能，因此在普通照明、背景显示、交通指示等各个领域 emitting 由于白光LED(1ight 显示出良好的应用前景。在制备白光LED的几种主要方法中，相对来说，通过在蓝光LED芯片上涂敷黄色荧 光粉，蓝光与黄光混合得到白光的方法，具有结构简单、显色性好、蓝光LED芯片和黄色荧光粉(YAG)相对成 熟等优点，因而是目前制造白光LED最为广泛的方法。在此种方法中，黄色荧光粉是非常关键的材料，其发射 强度、主峰波长和粒径分布直接影响着白光LED的亮度、色坐标、色温、显色性及均匀性等。 本文全面介绍了白光LED用黄色荧光粉(YAG：R)的制备过程。我们对荧光粉的配方、合成工艺等进行了 系统的研究，现已建立了一条适合此系列荧光材料的生产线，所制备的荧光材料发光效率高、性能稳定、粒 度细小、均匀、形貌好。 一、荧光粉配方的研究 l、基质的研究 材料可以适合不同波长半导体芯片的有效激发，另一方面通过改变基质还可以提高荧光材料的转化效率， 提高荧光材料的一次性能。 光粉的发射主峰由540nm移ilJ560nm，而其最适合激发的波长也从460nm左右移到470nm左右。 苴 Wlveler叫hlnm Wavelengthlnm 圈1不同Y／Gd下(YI卅GdJ2415012：Ce’‰激发 圈2不同1∥Gd下(Y～GdJ”A15012：Ce～，发射光 光谱的变化(监控波长分别为540、550、560nml 谱的变化(激发波长分别为460、465、470nml 2联系人，电话：010Email：wzhuang@chinaremtom 第九届全国LED产业研讨与学术毋议论文嘉 wavelength，nm Wavetengthlnm 图3不同AI／Ga下Y29(All4Gab)5012：Ce3k1的 发射光谱(激发波长分别为460、455、450nm) 激发光谱(监控波长分别为540、530、520nm) 2、激活剂的研究 改善荧光材料的发射强度等性能。 3、助熔剂的研究 最为适合的助熔剂和用量，进而获得最佳的荧光材料。 通过系统和全面的配方实验，现已确定了制备此系列荧光材料的优良配方，所制备的此系列荧光材料可 二、合成工艺的研究 1、还原方法的比较 进行还原。一般的还原方法主要有氢气还原与碳还原两种方法，氢气还原是在原料的高温焙烧过程中，通人 一定比例的氢气和惰性气体，达到使原料还原的目的。碳还原是在原料焙烧环境中加入碳粉，这样在高温焙 烧过程中会有一氧化碳生成，进而对原料进行还原。比较来说碳还原的还原气氛会弱一些。通过多次重复性 实验，确定了较好的还原方法。 2、还原温度及还原时间的比较 在合成过程中还原温度和还原时间是影响荧光粉性能(发光效率，粉体粒径等)的重要因素。我们通过多 次系统实验，确定了适合此系列荧光材料的还原温度和还原时间。 3、后处理方法的研究 后处理方面主要包括：荧光材料的破碎、气流粉碎、水洗、烘干、筛分等。原料经高温焙烧后形成荧光材 料，此时的荧光材料非常坚硬，粒径很大，而且含有一定杂质，影响荧光材料的一次性能和其应用价值，故必 须将其进行后处理。 高温焙烧后所得的荧光材料首先经过鄂式破碎机进行处理，达到一定规格后再经STJ一200型气流粉碎机 进行气流粉碎处理。这样既可以降低荧光粉的中心粒径又可