專利名稱：：一種二價(jià)銪激活的堿土金屬硅酸鹽熒光粉及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬稀土發(fā)光材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種銪激活的堿土金屬硅酸鹽非整比化合物熒光粉及其制備方法。技術(shù)背景白光發(fā)光二極管(LED)與傳統(tǒng)的照明光源相比較，有節(jié)能、高效、體積小、壽命長(zhǎng)，響應(yīng)速度快、驅(qū)動(dòng)電壓低、抗震動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，受到世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。在技術(shù)角度講，有兩種方法可以得到白色LED光源。一種是將紅、綠、藍(lán)三種單色LED組合產(chǎn)生白光；第二種是用LED芯片去激發(fā)其他發(fā)光材料混合形成白光，即用藍(lán)光LED激發(fā)發(fā)黃光的熒光粉，或用近紫外LED去激發(fā)紅、綠、藍(lán)三種熒光粉。第一種方法將紅、綠、藍(lán)單色LED組合產(chǎn)生白光具有效率高、可以動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)色溫、顯色性好等優(yōu)點(diǎn)，但三種顏色LED的正向電壓和光輸出不同，另外他們的溫度特性和光維持特性也不相同，它必須具備光輸出信號(hào)取樣和反饋功能，進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制，以便所發(fā)出的白光的色度點(diǎn)的坐標(biāo)保持不變，因而對(duì)電路設(shè)計(jì)的要求較高。從目前發(fā)展趨勢(shì)看，將LED芯片與熒光粉組合，利用LED芯片的發(fā)射光激發(fā)熒光粉并混合形成白光的方法，在可行性、實(shí)用性和商品化方面第二種方法都優(yōu)于第一種方法。但該方案中無(wú)論是藍(lán)光芯片配合發(fā)黃光的熒光粉，還是近紫外芯片激發(fā)紅、綠、藍(lán)熒光粉，合成具有合適激發(fā)光譜范圍、良好發(fā)光特性和穩(wěn)定性的熒光粉作為光轉(zhuǎn)換材料非常關(guān)鍵。其中藍(lán)色和綠色發(fā)射的熒光粉相對(duì)比較容易得到，但是，合適的橙色發(fā)射和紅色發(fā)射的熒光粉很少，但是對(duì)于改善白光LED的色溫和顯色性很重要。本專利即提供一種可被紫外紫光和藍(lán)光激發(fā)的黃色和黃橙色發(fā)射高效熒光粉。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種可被紫外紫光和藍(lán)光激發(fā)的、發(fā)射波長(zhǎng)在565nm586nm之間的堿土金屬硅酸鹽熒光粉及其制備方法。該熒光粉可作為近紫外和藍(lán)光激發(fā)白光LED的黃橙色組分，或紫外紫光、藍(lán)光激發(fā)的顯示器件的發(fā)光材料。本發(fā)明提供的銪激活的堿土金屬硅酸鹽熒光粉，其組成成分可由下述化學(xué)式表示SrxBayEuzSi02+x+y+z，其中，2Sx<5,0〈y幼.10,0〈z幼.15,2.5Sx+y+zS5。該熒光粉可以是陽(yáng)/陰離子比為2.5-5之間的非整比化合物。本發(fā)明還提供上述銪激活的堿土金屬硅酸鹽熒光粉的制備方法，具體歩驟如下(l)按化學(xué)式SrxBayEuzSi02+x+y+7.，其中，2^c<5，0〈y幼.lO,0<z^).15，2.5Sx+y+zS5稱取需要量的碳酸鍶、碳酸鋇、二氧化硅和三氧化二銪，再稱取占化學(xué)式0.5%5%質(zhì)量的助熔劑，將這些組分充分混勻；(2)將上述混合物裝入剛玉坩堝，并置于高溫管式還原爐中進(jìn)行固相反應(yīng)(燒結(jié))，氣氛為N2和H2混合氣體，其中H2占混合氣體體積的510X，反應(yīng)溫度為11001400°C，反應(yīng)時(shí)間為310小時(shí)；(3)在還原氣氛中降到室溫，將燒結(jié)物破碎至所需粒度，用7085'C去離子水洗滌，120150'C溫度下烘干，即得到所需產(chǎn)物。本發(fā)明中，所述的助熔劑為SrF2、BaF2、NH4HF2、MgF2或H3B03中的一種或幾種，其用量為熒光粉化學(xué)式質(zhì)量的0.5%5%，優(yōu)選23%。本發(fā)明中，步驟(2)的燒結(jié)過(guò)程中，優(yōu)選程序升溫的方式，即先以8-12°C/min升溫到700-900。C，保持30分鐘-60分鐘，然后以5-8°C/min升溫速率升溫到1100-1400°C，保持3-10小時(shí)。根據(jù)本發(fā)明可以得到具有化學(xué)式SrxBayEuzSi02+x+y+z，其中2《x<5,0<y^0.10,0<《0.15，2.5^c+y+z"的熒光粉，該熒光粉能被紫外紫光或藍(lán)光、藍(lán)綠光(如入exC=300500nm)有效激發(fā)，陽(yáng)離子種類、陰陽(yáng)離子比例、Eu濃度變化，不僅激發(fā)光譜會(huì)發(fā)生變化，365nm激發(fā)下發(fā)射峰值波長(zhǎng)在565586nm之間調(diào)變，發(fā)光顏色從黃色到黃橙色。發(fā)射峰半高寬(fWhm)在70-90nm范圍。因此，將本發(fā)明的熒光粉可用做白光LED的黃色或橙色組分用來(lái)制備暖色調(diào)LED,以及用作制備紫外紫光或藍(lán)光激發(fā)的顯示器件的發(fā)光材料。圖1為本發(fā)明的熒光粉的激發(fā)(監(jiān)控575nm發(fā)射)和發(fā)射光譜(343nm激發(fā))。具體實(shí)施方式將參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的是在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的情況下，可以從中進(jìn)行各種改進(jìn)和變化。因而，本發(fā)明涵蓋處于所附權(quán)利要求及其等同物的范圍之內(nèi)的本發(fā)明的改進(jìn)和變化。實(shí)施例為了保證準(zhǔn)確性，先將所用試劑在120'C烘箱中處理8小時(shí)。按化學(xué)式稱取所需量的稱取高純?cè)噭┨妓徭J(SrC03)、碳酸鋇(BaC03)、二氧化硅(Si02)、三氧化二銪(Eu203)。其中，Eu占陽(yáng)離子的摩爾分?jǐn)?shù)在0.02-0.2之間，更優(yōu)為0.050.15之間。再稱取占化學(xué)式0.5%5%質(zhì)量的助熔劑，較優(yōu)的為化學(xué)式23。^質(zhì)量的助熔劑。將它們?cè)谘欣徶信c少許無(wú)水乙醇研磨23小時(shí)，使其充分混勻。和助熔劑并加入少許無(wú)水乙醇，在研缽中研磨3小時(shí)，使其充分混勻。然后干燥并裝入剛玉坩堝且壓實(shí)。采用程序升溫的方式，在142/吣還原氣氛中(H2占10%)中80(TC和135(TC分別燒結(jié)0.5小時(shí)和6小時(shí)。還原氣氛中降到室溫后，從高溫爐中取出、破碎、洗漆、烘烤，即得所需產(chǎn)物。使用上述方法制備且具有化學(xué)式Sr3.85Eu(U5Si06熒光粉的激發(fā)光譜(監(jiān)控575發(fā)射)和發(fā)射光譜G43nm激發(fā))如圖1所示。從圖中可以看出，該粉在300500nm范圍內(nèi)有很寬的激發(fā)光譜,其中在343nm，410和482nm有三個(gè)小峰。說(shuō)明該熒光粉可用于長(zhǎng)波紫外、紫光、以及藍(lán)綠光LED芯片以制造白光LED光源。使用上述方法制備的具有化學(xué)式SrxBayEuzSi02+x+y"的二價(jià)銪激活的堿土金屬硅酸鹽熒光粉，隨著基質(zhì)陽(yáng)離子種類(Ba部分取代Sr)、總陰陽(yáng)離子比例、Eu濃度、助熔劑及燒結(jié)程序變化，激發(fā)和發(fā)射峰值波長(zhǎng)和及強(qiáng)度皆會(huì)發(fā)生變化，部分熒光粉在365nm激發(fā)下的發(fā)光性能總結(jié)在表l中。表l部分堿土金屬硅酸鹽發(fā)光性能G65nm激發(fā))<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>權(quán)利要求1.一種二價(jià)銪激活的堿土金屬硅酸鹽熒光粉，其特征在于組成成分由以下化學(xué)式表示SrxBayEuzSiO2+x+y+z，其中，2≤x＜5，0＜y≤0.10，0＜z≤0.15，2.5≤x+y+z≤5，即該熒光粉可以是陽(yáng)/陰離子比2.5～5之間的非整比化合物。2.—種二價(jià)銪激活的堿土金屬硅酸鹽熒光粉的制備方法，其特征在于具體步驟如下(1)按化學(xué)式SrxBayEuzSi02+x+y+z，其中，2Sx<5,0〈y幼.10,0〈z幼.15,2.5《x+y+z^5稱取需要量的碳酸鍶、碳酸鋇、二氧化硅和三氧化二銪，再稱取占化學(xué)式0.5%5%質(zhì)量的助熔劑，將這些組分充分混勻；(2)將上述混合物裝入剛玉坩堝，并置于高溫管式還原爐中進(jìn)行固相反應(yīng)，氣氛為N2和H2混合氣體，其中，H2占510X的體積，反應(yīng)溫度為11001400°C，反應(yīng)時(shí)間為3IO小時(shí)；(3)在還原氣氛中降到室溫，將燒結(jié)物破碎至所需粒度，用7085'C去離子水洗滌，20030(TC溫度下烘干，即得到所需產(chǎn)物。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述的助熔劑為SrF2、BaF2、NH4HF2、MgF2或H3B03中的一種或幾種。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于熒光粉的燒結(jié)過(guò)程采用程序升溫的方式以8-12°C/min升溫到700-900°C，保持30分鐘-60分鐘，然后以5-8°C/min升溫速率升溫到1100-1400°C，保持3-10小時(shí)。全文摘要本發(fā)明屬稀土發(fā)光材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體為一種二價(jià)銪激活的堿土金屬硅酸鹽熒光粉及其制備方法。該熒光粉的組成為Sr_xBa_yEu_zSiO_2+x+y+z，其中，2≤x＜5，0＜y≤0.10，0＜z≤0.15，2.5≤x+y+z≤5。隨著組成變化，該熒光粉的激發(fā)波長(zhǎng)范圍為紫外紫光到藍(lán)光藍(lán)綠光(λ_exc＝300～500nm)，發(fā)射峰值波長(zhǎng)在λ_em＝565nm～586nm。發(fā)射峰半高寬(FWHM)在70～90nm范圍。該熒光粉可用做白光LED的黃色或黃橙色組分，也可用做紫外紫光激發(fā)的顯示材料。文檔編號(hào)C09K11/77GK101130690SQ20071004371公開(kāi)日2008年2月27日申請(qǐng)日期2007年7月12日優(yōu)先權(quán)日2007年7月12日發(fā)明者徐永剛,胡學(xué)芳,胡建國(guó),郭恩梨,閆世潤(rùn),林馬申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué);上海虹耀化工科技有限公司