一種多波長(zhǎng)激發(fā)的高性能紅色熒光粉及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熒光粉及其制備方法，具體涉及一種多波長(zhǎng)激發(fā)的高性能紅色熒光粉及其制備方法，屬于固體發(fā)光技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前產(chǎn)生白光LED技術(shù)主要有兩種，一是利用超高亮度In-GaN藍(lán)色LED，其管芯上加上少許的釔鋁石榴石(YAG)為主體的熒光粉，發(fā)光粉的黃色熒光與LED芯片的藍(lán)光混合而成，穩(wěn)定性較好，但其發(fā)光較剌眼，同時(shí)由于光譜成分中缺少紅光，造成色溫偏高和顯色性較差。還有一種是紫光LED芯片與三基色熒光材料組合，采用紫光LED芯片與三基色熒光材料組合的白光LED顯色性得到明顯提高，但是高效率熒光材料還比較缺乏，熒光材料之間存在顏色再吸收和配比調(diào)控問(wèn)題。近年來(lái)，人們開(kāi)始嘗試采用近紫外-紫外發(fā)射的InGaN管芯激發(fā)三基色熒光粉以實(shí)現(xiàn)白光LED，以獲得高顯色性、低色溫的白光LED。
[0003]紫外或近紫外LED與三基色熒光粉的組合，其顯色性最好，熒光材料發(fā)光效率較高。但目前的三基色熒光粉中，黃粉和藍(lán)粉的工藝相對(duì)成熟，產(chǎn)品發(fā)光效率高，而普遍使用的紅色熒光粉不僅發(fā)光效率低，而且在同黃色熒光粉配合的過(guò)程中會(huì)壓制整體封裝燈珠的光效，雖然在某種程度上可以提高光源的顯色性，但是其所犧牲的發(fā)光效率是十分顯著的。
[0004]因此開(kāi)發(fā)性能較好的紅色熒光材料，對(duì)于白光LED的應(yīng)用具有非常重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種可多波長(zhǎng)激發(fā)的紅色熒光粉，發(fā)光效率高，且工藝流程簡(jiǎn)單，容易操作，性能穩(wěn)定。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種多波長(zhǎng)激發(fā)的高性能紅色熒光粉，所述熒光粉為銪摻雜的3102-￥203-1102復(fù)合材料，所述熒光粉受主波峰在387nm附近的近紫外光、主波峰在462nm附近的藍(lán)光以及主波峰在532nm附近的綠光激發(fā)，其發(fā)射主波峰為616nm附近的紅光。
[0007]優(yōu)選地，所述銪的摻雜量為Si02-Y203-Ti02ft化物基質(zhì)摩爾分?jǐn)?shù)的2-10%。
[0008]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述銪的摻雜量為3102-￥203-1102氧化物基質(zhì)摩爾分?jǐn)?shù)的3_9%。
[0009]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述S12-Y2O3-T12氧化物基質(zhì)中，各氧化物的摩爾比為:Si02:Ti02:Y203=l:(0.2-0.8):(0.8-0.2)。
[0010]本發(fā)明的另一方面，還提供了所述多波長(zhǎng)激發(fā)的高性能紅色熒光粉的制備方法，包括以下步驟:
O按比例配置含有銪離子Eu3+和釔離子Y3+的可溶性鹽溶液；
2)在步驟I)得到的鹽溶液中按比例加入加入鈦酸四丁酯和正硅酸乙酯，在水浴加熱條件下，不斷攪拌，直到溶液形成膠體；
3)干燥，將步驟2)得到的膠體在70-100°C下烘干；
4)煅燒，將干燥后的膠體在空氣氣氛下，600-1000°C煅燒2-4h得到白色粉末。
[0011]優(yōu)選地，所述的可溶性鹽選自硝酸鹽、碳酸鹽和鹵化物中的任意一種或一種以上。
[0012]優(yōu)選地，所述步驟2中，水浴加熱的溫度為70_90°C，攪拌時(shí)間為3_4h。
[0013]優(yōu)選地，所述干燥溫度為70-80°C，烘干時(shí)間>48h。
[0014]優(yōu)選地，所述煅燒，首先將馬弗爐溫度升溫至400°C，然后放入干燥后的膠體，升溫至600-1000 °C進(jìn)行煅燒。
[0015]本發(fā)明通過(guò)溶膠-凝膠法將稀土離子和氧化物基質(zhì)材料的按照一定的比例組合，制備出了可以在近紫外387nm左右、藍(lán)光460nm左右、以及綠光532nm左右的多波長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)有效激發(fā)的紅色熒光粉，其具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、本發(fā)明制備的紅色熒光粉與傳統(tǒng)的該系列熒光粉相比，激發(fā)波長(zhǎng)范圍更寬，將在很大程度上提高了紅色熒光粉的發(fā)光效率和混合發(fā)光效率，將其配合適量的綠色、藍(lán)色熒光粉，涂敷和封裝于InGaN 二極管外，可制備高效率的白光LED照明器件。
[0016]2、本發(fā)明制備的紅色熒光粉，與其它硫化物、鹵化物相比，具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。
[0017]3、本發(fā)明的熒光粉制備工藝簡(jiǎn)單，易于操作，合成溫度低(600?1000°C )，從而明顯降低產(chǎn)品成本和能源消耗，材料制備對(duì)于設(shè)備的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于同類熒光粉。
【附圖說(shuō)明】
[0018]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中:
圖1是本發(fā)明實(shí)施例1-3的熒光粉在監(jiān)視波長(zhǎng)616nm下的激發(fā)光譜圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例1-3的熒光粉在不同激發(fā)波長(zhǎng)下的發(fā)射光譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0020]實(shí)施例1
一種多波長(zhǎng)激發(fā)的高性能紅色熒光粉的制備方法，包括以下步驟:
I)按照銪的摻雜量為3102-￥203-1102氧化物基質(zhì)摩爾分?jǐn)?shù)的9%，氧化物基質(zhì)中，各氧化物的摩爾比為:Si02:Ti02:Y203=l:0.8:0.2，分別稱取3.168g的三氧化二銪，4.518g的三氧化二釔，溶于6mol/L的硝酸溶液中。
[0021]2)在步驟I)得到的鹽溶液中加入27.503g鈦酸四丁酯和20.823g正硅酸乙酯，在80°C水浴加熱條件下，攪拌3.5h，形成膠體。
[0022]3 )將步驟2 )得到的膠體放入烘箱中，在70 °C下烘烤55h。
[0023]4)將馬弗爐溫度升溫至400°C，然后放入干燥后的膠體，升溫至800°C，煅燒3.5h，得到白色粉末。
[0024]實(shí)施例2
與實(shí)施例1的區(qū)別在于，三氧化二銪的量為0.88g，銪的摻雜量為S12-Y2O3-T12氧化物基質(zhì)摩爾分?jǐn)?shù)的2.5%，其余同實(shí)施例1。
[0025]實(shí)施例3 與實(shí)施例1的區(qū)別在于，三氧化二銪的量為1.76g，銪的摻雜量為S12-Y2O3-T12氧化物基質(zhì)摩爾分?jǐn)?shù)的5%，其余同實(shí)施例1。
[0026]實(shí)施例4
一種多波長(zhǎng)激發(fā)的高性能紅色熒光粉的制備方法，包括以下步驟:
I)按照銪的摻雜量為3102-￥203-1102氧化物基質(zhì)摩爾分?jǐn)?shù)的3%，氧化物基質(zhì)中，各氧化物的摩爾比為-S12: T12: Y2O3=I:0.4:0.5，稱取0.088g的三氧化二銪，11.296g的三氧化二釔，溶于7mol/L的硝酸溶液中。
[0027]2)在步驟I)得到的鹽溶液中加入13.751g鈦酸四丁酯和20.823g正硅酸乙酯，在70°C水浴加熱條件下，攪拌4h，形成膠體。
[0028]3 )將步驟2 )得到的膠體放入烘箱中，在80 °C下烘烤60h。
[0029]4)將馬弗爐溫度升溫至400°C，然后放入干燥后的膠體，升溫至1000°C，煅燒3h，得到白色粉末。
[0030]實(shí)施例5
一種多波長(zhǎng)激發(fā)的高性能紅色熒光粉的制備方法，包括以下步驟:
I)按照銪的摻雜量為3102-￥203-1102氧化物基質(zhì)摩爾分?jǐn)?shù)的5%，氧化物基質(zhì)中，各氧化物的摩爾比為:Si02:Ti02:Y203=l:0.2:0.8，稱取1.76g的三氧化二銪，18.074g的三氧化二?乙，溶于7mol/L的硝酸溶液中。
[0031]2)在步驟I)得到的鹽溶液中加入6.876g鈦酸四丁酯和20.823g正硅酸乙酯，在65°C水浴加熱條件下，攪拌4h，形成膠體。
[0032]3 )將步驟2 )得到的膠體放入烘箱中，在75 °C下烘烤60h。
[0033]4)將馬弗爐溫度升溫至400°C，然后放入干燥后的膠體，升溫至600°C，煅燒4h，得到白色粉末。
[0034]將本發(fā)明實(shí)施例1-3得到的樣品，采用熒光分析儀分別測(cè)試其激發(fā)光譜，結(jié)果如圖1所示?？梢钥闯?，實(shí)施例1-3制備得到的樣品在監(jiān)視波長(zhǎng)為616nm的條件下，具有多個(gè)激發(fā)波段，分別是主波峰位于387nm附近的近紫外、462nm附近的藍(lán)光及532nm附近的綠光。并且隨著銪摻雜量的減少，其激發(fā)光譜的強(qiáng)度也隨之減少。
[0035]進(jìn)一步的，在不同的激發(fā)光譜下，測(cè)試實(shí)施例1-3得到的樣品的發(fā)射光譜，如圖2所示。其中圖2 (a)為在462nm激發(fā)波長(zhǎng)的條件下，得到的樣品發(fā)射光譜譜圖。圖2 (b)為在532nm的激發(fā)波長(zhǎng)條件下，得到的樣品發(fā)射光譜譜圖。由圖可以看出，在不同的激發(fā)波長(zhǎng)條件下，隨著銪摻雜量的增多，發(fā)射光譜的強(qiáng)度也隨之增強(qiáng)。
[0036]應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多波長(zhǎng)激發(fā)的高性能紅色熒光粉，其特征在于，所述熒光粉為銪摻雜的3102-￥203-1102復(fù)合材料，所述熒光粉受主波峰在387nm附近的近紫外光、主波峰在462nm附近的藍(lán)光以及主波峰在532nm附近的綠光激發(fā)，其發(fā)射主波峰為616nm附近的紅光。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多波長(zhǎng)激發(fā)的高性能紅色熒光粉，其特征在于，所述銪的摻雜量為3102-￥203-1102氧化物基質(zhì)摩爾分?jǐn)?shù)的2-10%。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多波長(zhǎng)激發(fā)的高性能紅色熒光粉，其特征在于，所述銪的摻雜量為3102-￥203-1102氧化物基質(zhì)摩爾分?jǐn)?shù)的2.5-9%。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的多波長(zhǎng)激發(fā)的高性能紅色熒光粉，其特征在于，所述S12-Y2O3-T12氧化物基質(zhì)中，各氧化物的摩爾比為:Si02:Ti02:Y203=l:(0.2-0.8):(0.8-0.2)05.一種如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的多波長(zhǎng)激發(fā)的高性能紅色熒光粉的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: O按比例配置含有銪離子Eu3+和釔離子Y3+的可溶性鹽溶液； 2)在步驟I)得到的鹽溶液中按比例加入加入鈦酸四丁酯和正硅酸乙酯，在水浴加熱條件下，不斷攪拌，直到溶液形成膠體； 3)干燥，將步驟2)得到的膠體在70-100°C下烘干； 4)煅燒，將干燥后的膠體在空氣氣氛下，600-1000°C煅燒2-4h得到白色粉末。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于:所述的可溶性鹽選自硝酸鹽、碳酸鹽和鹵化物中的任意一種或一種以上。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于:所述步驟2中，水浴加熱的溫度為70-90 °C，攪拌時(shí)間為3-4h。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于:所述干燥溫度為70-80°C，烘干時(shí)間>48ho9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于:所述煅燒，首先將馬弗爐升溫至4000C，然后放入干燥后的膠體，升溫至600-1000°C進(jìn)行煅燒。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種可多波長(zhǎng)激發(fā)的紅色熒光粉及其制備方法，所述熒光粉為銪摻雜的SiO2-Y2O3-TiO2復(fù)合材料，所述熒光粉受主波峰在387nm附近的近紫外光、主波峰在462nm附近的藍(lán)光以及主波峰在532nm附近的綠光激發(fā)，其發(fā)射主波峰為616nm附近的紅光。本發(fā)明的制備方法通過(guò)溶膠-凝膠法將稀土離子和氧化物基質(zhì)材料的按照一定的比例組合，工藝流程簡(jiǎn)單，容易操作，得到的產(chǎn)品性能穩(wěn)定，發(fā)光效率高，將其配合適量的綠色、藍(lán)色熒光粉，涂敷和封裝于InGaN二極管外，可制備高效率的白光LED照明器件。
【IPC分類】C09K11/79
【公開(kāi)號(hào)】CN105038795
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510519296
【發(fā)明人】賀珂, 張亞菲, 宋定潔
【申請(qǐng)人】佛山市南海區(qū)聯(lián)合廣東新光源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心
【公開(kāi)日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年8月21日