一種綠色熒光粉及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)光材料領(lǐng)域，特別是涉及一種綠色熒光粉及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]白光LED (Light Emitting D1de)具有無毒、壽命長(10萬小時)、高效節(jié)能、全固態(tài)、抗震性及安全性好等優(yōu)點，廣泛用于各種照明設(shè)施上，是一種環(huán)保、節(jié)能的綠色照明光源，被認(rèn)為是替代傳統(tǒng)照明器件的新光源。
[0003]目前，白光LED普遍采取在藍(lán)光LED芯片上涂敷高效的可被藍(lán)光激發(fā)而發(fā)射黃光的熒光粉，其原理是藍(lán)光LED激發(fā)熒光材料產(chǎn)生與藍(lán)光互補的黃光，再利用透鏡原理將藍(lán)光、黃光予以混合，使人眼產(chǎn)生白光的視覺。目前此種熒光粉主要是YAG釔鋁石榴石，其化學(xué)式為Y3Al5012:Ce3+，這種熒光粉制作的白光LED具有很高的發(fā)光效率，但是由于發(fā)射光譜中綠、紅光成分較少而使其顯色指數(shù)偏低、色溫偏高，這就降低了白光LED在低色溫、暖白光照明領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0004]為了解決上述問題，人們提出在藍(lán)光LED芯片上涂覆綠色和紅色混合的熒光粉替代單一的黃色熒光粉，或者通過紫外(UV)光LED芯片和紅綠藍(lán)三基色熒光粉組合的方法合成白光，從而滿足白光LED在全面照明領(lǐng)域上的應(yīng)用。
[0005]日本研究人員于2009年發(fā)明了一種稀土離子Eu2+激活的硅酸鹽熒光粉(“NovelBa-Sc-S1-oxide and oxynitride phosphors for white LED，，，Tomoyuki Nakano et al., J.Lumin.，129，1654-1657，2009)。該熒光粉可在紫外或藍(lán)光激發(fā)下，發(fā)射出波長約為508nm的綠光。這為獲得低色溫、高顯色指數(shù)的白光LED用綠色熒光粉提供了一種選擇。然而，該熒光粉的制備需要大量價格高昂的Sc2O3作為原料，這就提高了生產(chǎn)成本，限制其進(jìn)一步的商業(yè)化應(yīng)用。
[0006]因此，本發(fā)明在于尋求一種在紫外或藍(lán)光激發(fā)下，能夠發(fā)射綠光，而且生產(chǎn)成本低、制作工藝簡單的熒光粉。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是針對上述問題，提供了一種在紫外或藍(lán)光激發(fā)下，能夠發(fā)射綠光，而且生產(chǎn)成本低、制作工藝簡單的綠色熒光粉。
[0008]本發(fā)明提供了一種綠色熒光粉，所述熒光粉的化學(xué)式為:(Ba1 x ySrxEuy)9Lu2Si6024,其中，O 彡 X 彡 0.9999,0.0001 ^ y ^ 0.3,0.0001 ( x+y ( 1，x、y 為摩爾分?jǐn)?shù)。
[0009]本發(fā)明還提供了一種所述綠色熒光粉的制備方法，該方法包括如下步驟:
[0010](I)按照所述綠色熒光粉組成式的化學(xué)計量比稱取適量的含有Ba離子、Sr離子、Eu離子、Si離子和Lu離子的化合物；
[0011](2)將上述原料混合研磨均勻；
[0012](3)在還原氣氛條件下，將混合均勻的所述原料進(jìn)行固相反應(yīng)后獲得燒結(jié)體，將所述燒結(jié)體研磨過篩后得到所述綠色熒光粉。
[0013]本發(fā)明還提供了所述綠色熒光粉在白光LED中的應(yīng)用。
[0014]本發(fā)明還提供了所述綠色突光粉在場發(fā)射顯示屏(FiledeEmiss1nDisplay,FED)中的應(yīng)用。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的綠色熒光粉具有生產(chǎn)成本低、制作工藝簡單、激發(fā)波長范圍廣等優(yōu)點，在紫外或藍(lán)光激發(fā)下，能夠發(fā)射綠光。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明實施例1中綠色熒光粉的X射線粉末衍射圖；
[0017]圖2為本發(fā)明實施例3中綠色熒光粉的激發(fā)(PLE)光譜圖；
[0018]圖3為本發(fā)明實施例3中綠色熒光粉的發(fā)射(PL)光譜圖。
【具體實施方式】
[0019]以下對本發(fā)明的【具體實施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0020]本發(fā)明提供了一種綠色熒光粉，該綠色熒光粉的化學(xué)式為:(Ba1 x ySrxEuy)9Lu2Si6024,其中，O =? x =? 0.9999,0.0001 =? y =? 0.3,0.0001 =? x+y =? I, x>y為摩爾分?jǐn)?shù)。
[0021]根據(jù)本發(fā)明，所述綠色熒光粉的晶體結(jié)構(gòu)為菱形，空間點群為R3。
[0022]根據(jù)本發(fā)明，所述綠色熒光粉在紫外或者藍(lán)光激發(fā)下發(fā)射綠光。優(yōu)選情況下，所述綠色熒光粉在250-450nm的紫外或藍(lán)光激發(fā)下，發(fā)射出峰值為505nm、半高寬為57nm的綠光。
[0023]本發(fā)明還提供了一種所述綠色熒光粉的制備方法，該方法包括如下步驟:
[0024](I)按照所述綠色熒光粉組成式的化學(xué)計量比稱取適量的含有Ba離子、Sr離子、Eu離子、Si離子和Lu離子的化合物；
[0025](2)將上述原料混合研磨均勻；
[0026](3)在還原氣氛條件下，將混合均勻的所述原料進(jìn)行固相反應(yīng)后獲得燒結(jié)體，將所述燒結(jié)體研磨過篩后得到所述綠色熒光粉。
[0027]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選情況下，所述化合物為氧化物、氟化物、氯化物、碳酸鹽、硼酸鹽、
草酸鹽或醋酸鹽。
[0028]根據(jù)本發(fā)明，所述固相反應(yīng)的條件包括:反應(yīng)溫度為1100-1400°C，反應(yīng)時間為
2—4ho
[0029]根據(jù)本發(fā)明，所述還原氣氛為一氧化碳或氫氣。
[0030]本發(fā)明提供的綠色熒光粉可在白光LED中的應(yīng)用。本發(fā)明提供的綠色熒光粉在紫外或者藍(lán)光激發(fā)下發(fā)射綠光，從而解決了由于發(fā)射光譜中綠光成分較少而使其顯色指數(shù)偏低、色溫偏高的問題，滿足了白光LED在低色溫、暖白光照明領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0031]本發(fā)明提供的綠色熒光粉還可在場發(fā)射顯示屏中(FED)應(yīng)用。
[0032]實施例
[0033]以下實施例中用于制備熒光粉的原料均來自市售(純度大于99% )。
[0034]實施例1
[0035]稱取8.9991molBaC03,0.00 0 45molEu203, ImolLu2O3,6moIS12 的原料，混合研磨均勻后，置于高純剛玉坩堝，在氫氣還原氣氛條件下，放入高溫馬弗爐中焙燒，在1100°c焙燒2個小時，即得到化學(xué)式為(Ba0.9999Eu0.0001) 9Lu2Si6024的綠色熒光粉。
[0036]圖1是本發(fā)明實施例1中化學(xué)式為(Baa9999Eua_)9Lu2Si6024綠色熒光粉的X射線粉末衍射圖(XRD)。由圖1可知，所述綠色熒光粉具有的X射線衍射峰同Ba9Sc2(S14)6(WangL.H.et.al., J.Solid State Chem., 113, 211-214，1994)和 Ba9Y2(S14)6Geong Ho Ryu, et.al., J.Nanosc1.Nanotechnol, 13, 6086-6088，2013)相一致，說明它們的晶體結(jié)構(gòu)相同，為菱形結(jié)構(gòu)，而且具有R3的空間群。
[0037]實施例2
[0038]稱取8.991mol BaCO3,0.0045mol Eu2O3, Imol Lu2O3,6mol S12 的原料,混合研磨均勻后，置于高純剛玉坩堝，在氫氣還原氣氛條件下，放入高溫馬弗爐中焙燒，在1100°c焙燒個2小時，即得到化學(xué)式為(Baa999Eu請D9Lu2Si6O24的綠色熒光粉。
[0039]實施例3
[0040]稱取8.9ImoIBaCO3,0.045moIEu2O3, ImolLu2O3,6moIS12 的原料，混合研磨均勻后，置于高純剛玉坩堝，在氫氣還原氣氛條件下，放入高溫馬弗爐中焙燒，在110(rc焙燒2個小時，即得到化學(xué)式為(Baa99Eua01)9Lu2Si6O24的綠色熒光粉。
[0041]圖2是本發(fā)明實施例3中化學(xué)式為(Baa99Eua J9Lu2Si6O24綠色熒光粉的激發(fā)(PLE，Aen = 505nm)光譜圖。由圖2可知，所述綠色熒光粉可以被250_450nm的紫外或藍(lán)光有效激發(fā)，具有寬廣的激發(fā)波長范圍，約為209nm。
[0042]圖3是本發(fā)明實施例3中化學(xué)式為(Baa99Euatn)9Lu2Si6O24綠色熒光粉的發(fā)射(PL，Aex = 395nm)光譜圖。由圖3可知,所述綠色突光粉在395nm的紫外光激發(fā)下,發(fā)射出峰值約為505nm，半高寬約為57nm的綠光。
[0043]實施例4
[0044]稱取8.1molBaCO3,0.45moIEu2O3, ImolLu2O3,6molSi02 的原料,混合研磨均勻后，置于高純剛玉坩堝，在氫氣還原氣氛條件下，放入高溫馬弗爐中焙燒，在1100°c焙燒2個小時，即得到化學(xué)式為(Baa9Euai)9Lu2Si6O24的綠色熒光粉。
[0045]實施例5
[0046]稱取7.2molBaC03,0.9moIEu2O3, ImolLu2O3,6moIS12 的原料，混合研磨均勻后，置于高純剛玉坩堝，在氫氣還原氣氛條件下，放入高溫馬弗爐中焙燒，在110(TC焙燒2個小時，即得到化學(xué)式為(BaasEua2)9Lu2Si6O24的綠色熒光粉。
[0047]實施例6
[0048]稱取6.3moIBaCO3,1.35molEu203, ImolLu2O3,6molSi02 的原