專利名稱：一種硅酸鹽熒光材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熒光材料，特別涉及一種硅酸鹽熒光材料。
背景技術(shù)：
突光材料轉(zhuǎn)換的白光LED (White Light Emitting Diode,WLEDMtS—種新型的固體光源，以其節(jié)能、綠色環(huán)保、壽命長(zhǎng)且體積小等諸多優(yōu)點(diǎn)，在照明和顯示領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用前景。其中，高效的熒光材料，能夠?qū)⑿酒淖贤?藍(lán)光有效地轉(zhuǎn)化為可見光，進(jìn)而通過(guò)多種顏色的混合實(shí)現(xiàn)白光發(fā)射。US5998925、US6998771采用藍(lán)光激發(fā)的鈰摻雜釔鋁石榴石熒光材料(Y3Al5O12: Ce，(Y, Gd) 3(Al, Ga) 5012:Ce，即YAG:Ce)，通過(guò)該熒光材料發(fā)出 的黃光與芯片發(fā)出的藍(lán)光復(fù)合發(fā)出白光。但是，該熒光材料的發(fā)射主峰在540nm左右，光譜中缺少紅色成分。因此，造成白光LED的色溫偏高，顯色指數(shù)較低。US6351069涉及一種硫化物紅色熒光材料，該材料可作為紅色成分加入到白光LED中，用來(lái)降低色溫，提高顯色指數(shù)。但是，該硫化物熒光材料的發(fā)光亮度較低，進(jìn)而降低了白光LED的流明效率；同時(shí)，硫化物的化學(xué)穩(wěn)定性和耐老化性能較差，容易污染芯片，縮短LED的使用壽命。美國(guó)專利US20110163344、US20110149550給出了一系列在紫外-藍(lán)光下可以有效激發(fā)的稀土激活的氮化物、氮氧化物熒光材料，它們可發(fā)射從藍(lán)光到紅光的多種可見光，但該熒光材料需要在高溫高壓的條件下合成，制造成本較高。US20060028122涉及的正硅酸鹽熒光材料激發(fā)范圍在28(T490nm，發(fā)射光譜在46(T590nm，發(fā)射光譜在綠光到黃光范圍，缺乏紅光，同時(shí)發(fā)光強(qiáng)度也比較低。CN101077973B中涉及多種硅酸鹽熒光材料，發(fā)射光譜涵蓋藍(lán)光到紅光的范圍，但其中硅酸鹽紅色熒光材料的發(fā)光強(qiáng)度較低，同時(shí)該專利也沒(méi)有考慮熒光材料的熱穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種硅酸鹽熒光材料，在23(T500nm的紫外-可見光區(qū)域的激發(fā)下，發(fā)射范圍51(T680nm的橙/紅色光，具有較高的發(fā)光效率，同時(shí)具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。本發(fā)明的硅酸鹽熒光材料的化學(xué)組成表示為AiySihNzCVa: xEu，yLn ;其中M為Sr, Ba, Ca, Mg, Cu或Zn中的一種或多種元素的組合，N為Al，B，Ge或Ti中的一種或幾種元素的組合，Ln為Ce, Nd, Sm, Dy, Ho, Er, Y或Sc中的一種或幾種元素的組合，x, y, z, 5+a為摩爾系數(shù)，其中O. 001彡X彡O. 1，0彡y彡O. 05，0彡z彡O. 5，0彡a彡O. 05。本發(fā)明中的硅酸鹽熒光材料，可以被23(T500nm范圍內(nèi)的激發(fā)光源有效激發(fā)，發(fā)射出51(T680nm的黃/紅光。本發(fā)明中，Eu離子的發(fā)射主峰受晶體結(jié)構(gòu)及晶體場(chǎng)環(huán)境的影響非常明顯。因此，通過(guò)調(diào)整硅酸鹽熒光材料中陽(yáng)離子的含量和組成，以及Eu離子本身濃度的變化均能夠使發(fā)射波長(zhǎng)發(fā)生變化，可以從橙黃變化到深紅；通過(guò)Ln離子的摻雜，能夠提高Eu離子對(duì)激發(fā)光能量的吸收，進(jìn)而獲得較高的發(fā)光強(qiáng)度；另外，通過(guò)Cu離子的摻雜以及調(diào)整硅氧比，能夠改善硅酸鹽熒光材料的熱穩(wěn)定性。


圖1實(shí)施例1的發(fā)射和激發(fā)光譜。圖2實(shí)施例3的發(fā)射和激發(fā)光譜。圖3實(shí)施例13與實(shí)施例1的發(fā)光強(qiáng)度對(duì)比。圖4實(shí)施例1在不同溫度下的發(fā)光強(qiáng)度變化曲線。
圖5實(shí)施例19在不同溫度下的發(fā)光強(qiáng)度變化曲線。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明中所用原料，M、Ln、Eu選用的是該元素的氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽或草酸鹽；Si選用的是SiO2或硅酸；N選用的是Al、B、Ge或Ti的氧化物。本發(fā)明的硅酸鹽熒光材料的合成方法是按摩爾比稱取各原料，混合均勻后，將置于氧化鋁坩堝中，在通有75%氫氣和25%氮?dú)獾倪€原氣氛中，于1500°C燒結(jié)2 4小時(shí)，經(jīng)冷卻，粉碎，過(guò)篩，即可獲得所述的熒光材料。按照GB/T23595.卜2009、GB/T23595. 2-2009、GB/T23595. 3- 2009、GB/T23595. 4-2009測(cè)試本發(fā)明熒光材料的激發(fā)光譜、發(fā)射光譜、相對(duì)亮度和色品坐標(biāo)。實(shí)施例f 7
按摩爾比稱量碳酸鍶或硝酸鍶、碳酸鋇或草酸鋇、SiO2, Eu2O3以及A1203、TiO2, MnO2,充分混合后，裝入i甘禍后，放入通有75%氫氣和25%氮?dú)獾倪€原氣氛電爐中，于1500°C保溫4小時(shí)，冷卻后經(jīng)粉碎，球磨，篩分后即獲得熒光材料。通過(guò)Eu離子濃度變化以及Ba2+、Mn2+等的摻雜，獲得發(fā)射主峰在581飛IOnm變化可調(diào)的硅酸鹽熒光材料，化學(xué)組成和發(fā)射主峰如表I所示。表I實(shí)施例f 7的化學(xué)組成和發(fā)射主峰
I化學(xué)組成pifW
1Sr2 97Si05:0.03Eu581nm
2Sr2 95Si05:0.05Eu585nm
3Sr2 77Ba0 2Si05:0.03Eu600nm
4Sr2 97Si05:0.03Eu, 0. OlMn605nm
5Sr2 76Ba0 2Si05:0.03Eu，0. OlMn610nm
6Sr2 97S iQ 95A10_ 05O5:0. 03Eu590nm
7Sr2 97S iQ 97TiQ 03O5:0. 03Eu608nm
實(shí)施例8 14
按摩爾比稱量碳酸鍶、硝酸鍶或草酸鍶、SiO2, Eu2O3以及Ln2O3或GeO2，充分混合后，裝入坩堝后，放入通有75%氫氣和25%氮?dú)饣旌蠚獾碾姞t中，于1500°C保溫4小時(shí)，冷卻后經(jīng)粉碎，球磨，篩分后即獲得熒光材料。通過(guò)稀土離子的摻雜獲得不同相對(duì)亮度的硅酸鹽熒光材料，化學(xué)組成和相對(duì)亮度如表2所示。表2實(shí)施例1、8 14的化學(xué)組成和相對(duì)亮度
權(quán)利要求
1. 一種硅酸鹽熒光材料，其特征是化學(xué)組成表示為=M3TySihNzO5^xEUjLn;其中M 為Sr，Ba, Ca, Mg, Cu或Zn中的一種或多種元素的組合，N為Al，B，Ge或Ti中的一種或幾種元素的組合，Ln為Ce, Nd, Sm, Dy, Ho, Er, Y或Sc中的一種或幾種元素的組合,x, y, z, 5+a 為摩爾系數(shù)，其中O. 001彡X彡O. 1，0彡y彡O. 05，0彡z彡O. 5，0彡a彡O. 05。
全文摘要
一種硅酸鹽熒光材料，其特征是化學(xué)組成表示為M3-x-ySi1-zNzO5+a:xEu,yLn；其中M為Sr，Ba，Ca，Mg，Cu或Zn中的一種或多種元素的組合，N為Al，B，Ge或Ti中的一種或幾種元素的組合，Ln為Ce，Nd，Sm，Dy，Ho，Er，Y或Sc中的一種或幾種元素的組合，x，y，z，5+a為摩爾系數(shù)，其中0.001≤x≤0.1，0≤y≤0.05，0≤z≤0.5，0≤a≤0.05。本發(fā)明的熒光材料在230~500nm的紫外-可見光區(qū)域的激發(fā)下，發(fā)射范圍510~680nm的橙/紅色光，具有較高的發(fā)光效率，同時(shí)具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)C09K11/59GK103013503SQ20121056176
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月22日
發(fā)明者王靈利, 倪海勇, 張秋紅 申請(qǐng)人:廣州有色金屬研究院