CN101402859A - 紫光led转换白光用稀土红色发光材料及制备方法 - Google Patents

紫光led转换白光用稀土红色发光材料及制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101402859A
CN101402859A CNA2008100514809A CN200810051480A CN101402859A CN 101402859 A CN101402859 A CN 101402859A CN A2008100514809 A CNA2008100514809 A CN A2008100514809A CN 200810051480 A CN200810051480 A CN 200810051480A CN 101402859 A CN101402859 A CN 101402859A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rare earth
during
tio
sio
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2008100514809A
Other languages
English (en)
Inventor
张昕彤
刘益春
赵成久
戴鹏鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northeast Normal University
Original Assignee
Northeast Normal University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Northeast Normal University filed Critical Northeast Normal University
Priority to CNA2008100514809A priority Critical patent/CN101402859A/zh
Publication of CN101402859A publication Critical patent/CN101402859A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Landscapes

  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

本发明属于发光与显示技术领域，具体涉及到一种用紫光LED转换白光用稀土红色发光材料。紫光LED转换白光的稀土红色发光材料，其结构式为：M·N1－a－b(TiO4)1－x(SiO2)x:Ra·Rb，(1)M为碱金属Li和Na元素、或者为K和Na元素、或者为K和Li元素。N1－a－b为稀土Y和Gd元素，Ra为稀土激活剂Eu元素，Rb为稀土共激活剂Tb元素.(2)结构式中x的取值范围0.5≥x≥0.05，a的取值范围0.095≥a≥0.005，b的取值范围0.05≥b≥0.005。将结构式M·N1－a－b(TiO4)1－x(SiO2)x:Ra·Rb的物料按其重量百分比称取研磨混均后装入三氧化铝坩埚在高温炉中烧结，冷却后取出粉碎再装入坩埚中在高温炉中再烧结，冷却后取出粉碎，即得到本发明产品，将其与发绿、蓝光的稀土发光材料按一定比例混合后涂在紫光LED管芯上即可发出白光。

Description

紫光LED转换白光用稀土红色发光材料及制备方法
技术领域
本发明属于发光与显示技术领域，涉及到一种紫光LED转换白光用稀土红色发光材料及其制备方法。
背景技术
目前由于半导体技术的快速发展，除了蓝光LED转换白光的技术已趋于成熟，而紫光LED转换白光的技术已在兴起。为了进一步改进提高紫光LED转换白光的发光效率、显色指数等，使其达到商品实用化，除了紫光LED芯片技术的改进外，其主要是转换白光用稀土三基色红，蓝，绿发光材料的性能提高，特别是红色稀土发光材料的发光效率、稳定性的改进提高。目前已有的红色稀土发光材料如CaS:Eu，SrCaS:Eu，Y2O2S:Eu，SrSiO4:Eu等性能不稳定，影响其发光性能。目前，已在研制的红色稀土发光材料，如：中山大学、北京有色院等研制的稀土激活的钼酸盐、钨钼酸盐等。而本发明涉及一类新型稀土激活碱土金属钛硅酸盐红色发光材料，这类发光材料具有发光效率高、稳定性好、合成工艺简单、无毒、无污染等优点，是可用于紫光LED转换白光用途的高效发光材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种紫光LED转换白光用稀土红色发光材料及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
紫光LED转换白光的稀土红色发光材料其结构式为：M·N1-a-b(TiO4)1-x(SiO2)x:Ra·Rb，(1)M为碱金属Li和Na元素、或者为K和Na元素、或者为K和Li元素。N1-a-b为稀土Y和Gd元素，Ra为稀土激活剂Eu元素，Rb为稀土共激活剂Tb元素.(2)结构式中x的取值范围0.5≥x≥0.05，a的取值范围0.095≥a≥0.005，b的取值范围0.05≥b≥0.005。
紫光LED转换白光用稀土红色发光材料制备方法如下：
①物料选取根据化学结构式M·N1-a-b(TiO4)1-x(SiO2)x:Ra·Rb。
当M为Li和Na元素时，N1-a-b为稀土Y和Gd元素时，Ra为稀土Eu元素时，Rb为稀土Tb元素时，按其重量百分比称取高纯度如下物料：
Na2CO3：20.810-0.100       SiO2：12.360-1.077
Li2CO3：14.480-0.100       Eu2O3：60.210-0.355
Y2O3：30.150-0.000         Tb4O7：3.894-0.377
Gd2O3：24.632-0.000        NH4F：5.000-0.100
TiO2：29.109-14.268
当M为Na和K元素时，N1-a-b为稀土Y和Gd元素时，Ra为稀土Eu元素时，Rb为稀土Tb元素时，按其重量百分比称取高纯度如下物料：
Na2CO3：20.780-0.100      SiO2：12.160-1.000
K2CO3：24.900-0.100       Eu2O3：60.110-0.343
Y2O3：30.050-0.000        Tb4O7：3.765-0.367
Gd2O3：24.232-0.000       NH4F：5.000-0.100
TiO2：28.900-14.151
当M为Li和K元素时，N1-a-b为稀土Y和Gd元素时，Ra为稀土Eu元素时，Rb为稀土Tb元素时，按其重量百分比称取高纯度如下物料：
K2CO3：25.810-0.100        SiO2：12.360-1.077
Li2CO3：13.380-0.100       Eu2O3：60.210-0.355
Y2O3：30.150-0.000         Tb4O7：3.894-0.377
Gd2O3：24.632-0.000        NH4F：5.000-0.100
TiO2：29.109-14.268
当M为Li、Na和K元素时，N1-a-b为稀土Y和Gd元素时，Ra为稀土Eu元素时，Rb为稀土Tb元素时，按其重量百分比称取高纯度如下物料：
Na2CO3：20.810-0.100        TiO2：39.484-38.414
Li2CO3：14.480-0.100        SiO2：12.050-10.000
K2CO3：24.900-0.100         Eu2O3：1.473-1.413
Y2O3：30.152-17.000         Tb4O7：0.011-0.005
Gd2O3：17.294-15.884        NH4F 5.000-0.100
②将上述称取的物料经研磨混均后，装入氧化铝坩埚加盖放入高温炉中在空气中900-1200℃烧结2-4小时。
③冷却后取出研细，再装入氧化铝坩埚中加盖，放入高温炉中空气中900-1200℃烧结1-3小时，冷却取出研细得到在365nm和紫光LED激发下发出明亮红色光的晶体粉末。将其与发绿、蓝光的稀土发光材料按一定比例混合后涂在紫光LED管芯上即可发出白光。加入定量的NH4F来降低合成温度和减少晶格氧产生声子能量损失，提高发光效率稳定性。
本发明的紫光LED转换白光的稀土红色发光材料其优点在于：
①采用Si元素取代部分Ti元素，使其发光效率和稳定性得到提高并降低了原材料成本。
②稀土Eu元素为激活剂，Tb元素为共激活剂，使其Eu的发光效率得到提高。
③NH4F作为助溶剂降低合成温度，同时减少声子能量造成的损失，提高了材料的发光效率和稳定性能。
④工艺简单，无毒，无污染。
具体实施方案
实施例1
①物料选取根据化学结构式M·N1-a-b(TiO4)1-x(SiO2)x:Ra·Rb，当M为K和Na元素时，N1-a-b为Y和Gd元素时，Ra为Eu元素，Rb为Tb元素时，按其重量百分比称取如下高纯度物料：
Na2CO3：11.490        SiO2：10.895
K2CO3：9.988          Eu2O3：6.355
Y2O3：21.769          Tb4O7：0.676
Gd2O3：23.39          NH4F：1.000
TiO2：14.438
②将上述称取的物料经研磨混均后，装入氧化铝坩埚加盖放入高温炉中在空气中第一次900℃烧结2小时。
③冷却后取出研细，再装入氧化铝坩埚中加盖高温炉中空气中第二次1200℃烧结3小时，冷却取出研细即得到在紫外365nm和紫光LED激发下发出明亮的红光的晶体粉末。
实施例2
物料选取根据化学结构式M·N1-a-b(TiO4)1-x(SiO2)x:Ra·Rb，当M为Na和Li元素时，N1-a-b为Y和Gd元素时，Ra为Eu元素，Rb为Tb元素时，按其重量百分比称取如下高纯度物料：
Na2CO3：12.059       SiO2：11.433
Li2CO3：5.604        Eu2O3：6.672
Y2O3：22.842         Tb4O7：0.709
Gd2O3：24.542        NH4F：1.000
TiO2：15.149
第一次烧结950℃3小时、第二次烧结1200℃1小时，烧结合成步骤同实施例1。
实施例3
物料选取根据化学结构式M·N1-a-b(TiO4)1-x(SiO2)x:Ra·Rb，当M为Na和Li和K元素时，N1-a-b为Y和Gd元素时，Ra为Eu元素，Rb为Tb元素时，按其重量百分比称取如下高纯度物料：
Na2CO3：7.846        SiO2：11.158
Li2CO3：4.102        Eu2O3：6.501
K2CO3：7.672
Y2O3：22.292         Tb4O7：0.692
Gd2O3：23.952        NH4F：1.000
TiO2：14.785
第一次烧结温度1000℃2小时、第二次烧结1200℃1小时，烧结合成步骤同实例1。
实施例4
物料选取根据化学结构式M·N1-a-b(TiO4)1-x(SiO2)x:Ra·Rb，当M为Li和K元素时，N1-a-b为Y和Gd元素时，Ra为Eu元素，Rb为Tb元素时，按其重量百分比称取如下高纯度物料：
Li2CO3：6.342       SiO2：2.070
K2CO3：11.863       Eu2O3：20.704
Y2O3：12.199        Tb4O7：3.209
Gd2O3：8.426        NH4F：1.000
TiO2：24.690
第一次烧结温度1050℃3小时、第二次烧结温度1200℃1小时，烧结合成步骤同实施例1。
实施例5
物料选取根据化学结构式M·N1-a-b(TiO4)1-x(SiO2)x:Ra·Rb，当M为Na和Li元素时，N1-a-b为Y和Gd元素时，Ra为Eu元素，Rb为Tb元素时，按其重量百分比称取如下高纯度物料：
Na2CO3：15.604        SiO2：4.438
Li2CO3：2.719         Eu2O3：19.427
Y2O3：22.270          Tb4O7：2.064
Gd2O3：8.965          NH4F：1.000
TiO2：23.523
第一次烧结温度1100℃4小时、第二次烧结温度1200℃2小时，烧结合成步骤同实施例1。
实施例6
物料选取根据化学结构式M·N1-a-b(TiO4)1-x(SiO2)x:Ra·Rb，当M为K和Na元素时，N1-a-b为Y和Gd元素时，Ra为Eu元素，Rb为Tb元素时，按其重量白分比称取如下高纯度物料：
Na2CO3：15.239        SiO2：4.335
K2CO3：4.967          Eu2O3：18.973
Y2O3：21.750          Tb4O7：2.016
Gd2O3：8.756          NH4F：1.000
TiO2：22.974
第一次烧结温度1150℃3小时、第二次烧结温度1200℃1小时，烧结合成步骤同实施例1。
实施例7
物料选取根据化学结构式M·N1-a-b(TiO4)1-x(SiO2)x:Ra·Rb，当M为K和Na元素时，N1-a-b为Y和Gd元素时，Ra为Eu元素，Rb为Tb元素时，按其重量百分比称取如下高纯度物料：
Na2CO3：15.868      SiO2：4.513
K2CO3：5.172        Eu2O3：13.17
Y2O3：29.660        Tb4O7：1.399
Gd2O3：5.301        NH4F：1.000
TiO2：23.920
第一次烧结温度1200℃3小时、第二次烧结温度1200℃3小时，烧结合成步骤同实施例1。

Claims (4)

1、紫光LED转换白光的稀土红色发光材料，其特征是结构式为：M·N1-a-b(TiO4)1-x(SiO2)x:Ra·Rb，(1)M为碱金属Li和Na元素、或者为K和Na元素、或者为K和Li元素，N1-a-b为稀土Y和Gd元素，Ra为稀土激活剂Eu元素，Rb为稀土共激活剂Tb元素.(2)结构式中x的取值范围0.5≥x≥0.05，a的取值范围0.095≥a≥0.005，b的取值范围0.05≥b≥0.005。
2、按权利要求1所述的紫光LED转换白光用稀土红色发光材料的制备方法，其特征是：①物料选取根据化学结构式M·N1-a-b(TiO4)1-x(SiO2)x:Ra·Rb：
当M为Li和Na元素时，N1-a-b为稀土Y和Gd元素时，Ra为稀土Eu元素时，Rb为稀土Tb元素时，按其重量百分比称取高纯度如下物料：
Na2CO3：20.810-0.100    SiO2：12.360-1.077
Li2CO3：14.480-0.100    Eu2O3：60.210-0.355
Y2O3：30.150-0.000      Tb4O7：3.894-0.377
Gd2O3：24.632-0.000     NH4F：5.000-0.100
TiO2：29.109-14.268
当M为Na和K元素时，N1-a-b为稀土Y和Gd元素时，Ra为稀土Eu元素时，Rb为稀土Tb元素时，按其重量百分比称取高纯度如下物料：
Na2CO3：20.780-0.100    SiO2：12.160-1.000
K2CO3：24.900-0.100     Eu2O3：60.110-0.343
Y2O3：30.050-0.000      Tb4O7：3.765-0.367
Gd2O3：24.232-0.000     NH4F：5.000-0.100
TiO2：28.900-14.151
当M为Li和K元素时，N1-a-b为稀土Y和Gd元素时，Ra为稀土Eu元素时，Rb为稀土Tb元素时，按其重量百分比称取高纯度如下物料：
K2CO3：25.810-0.100     SiO2：12.360-1.077
Li2CO3：13.380-0.100    Eu2O3：60.210-0.355
Y2O3：30.150-0.000      Tb4O7：3.894-0.377
Gd2O3：24.632-0.000     NH4F：5.000-0.100
TiO2：29.109-14.268
当M为Li、Na和K元素时，N1-a-b为稀土Y和Gd元素时，Ra为稀土Eu元素时，Rb为稀土Tb元素时，按其重量百分比称取高纯度如下物料：
Na2CO3：20.810-0.100     TiO2：39.484-38.414
Li2CO3：14.480-0.100     SiO2：12.050-10.000
K2CO3：24.900-0.100      Eu2O3：1.473-1.413
Y2O3：30.152-17.000      Tb4O7：0.011-0.005
Gd2O3：17.294-15.884     NH4F 5.000-0.100
②将上述称取的物料经研磨混均后，装入氧化铝坩埚加盖放入高温炉中在空气中900-1200℃烧结2-4小时；
③冷却后取出研细，再装入氧化铝坩埚中加盖，放入高温炉中空气中900-1200℃烧结1-3小时，冷却取出研细得到在365nm和紫光LED激发下发出明亮红色光的晶体粉末，将其与发绿、蓝光的稀土发光材料按一定比例混合后涂在紫光LED管芯上即可发出白光。
3、按权利要求2所述的紫光LED转换白光用稀土红色发光材料的制备方法，其特征是：
物料选取根据化学结构式M·N1-a-b(TiO4)1-x(SiO2)x:Ra·Rb，当M为K和Na元素时，N1-a-b为Y和Gd元素时，Ra为Eu元素，Rb为Tb元素时，按其重量百分比称取如下高纯度物料：
Na2CO3：11.490     SiO2：10.895
K2CO3：9.988       Eu2O3：6.355
Y2O3：21.769       Tb4O7：0.676
Gd2O3：23.39       NH4F：1.000
TiO2：14.438。
4、按权利要求2所述的紫光LED转换白光用稀土红色发光材料的制备方法，其特征是：
物料选取根据化学结构式M·N1-a-b(TiO4)1-x(SiO2)x:Ra·Rb，当M为Na和Li元素时，N1-a-b为Y和Gd元素时，Ra为Eu元素，Rb为Tb元素时，按其重量百分比称取如下高纯度物料：
Na2CO3：12.059     SiO2：11.433
Li2CO3：5.604      Eu2O3：6.672
Y2O3：22.842       Tb4O7：0.709
Gd2O3：24.542      NH4F：1.000
TiO2：15.149。
CNA2008100514809A 2008-11-24 2008-11-24 紫光led转换白光用稀土红色发光材料及制备方法 Pending CN101402859A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2008100514809A CN101402859A (zh) 2008-11-24 2008-11-24 紫光led转换白光用稀土红色发光材料及制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2008100514809A CN101402859A (zh) 2008-11-24 2008-11-24 紫光led转换白光用稀土红色发光材料及制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101402859A true CN101402859A (zh) 2009-04-08

Family

ID=40537028

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2008100514809A Pending CN101402859A (zh) 2008-11-24 2008-11-24 紫光led转换白光用稀土红色发光材料及制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101402859A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101693834B (zh) * 2009-09-24 2012-07-04 东北师范大学 紫光led转换白光用稀土红色发光材料及制备方法
CN103436261A (zh) * 2013-08-16 2013-12-11 陕西科技大学 一种适于白光led应用的钛酸盐红色荧光粉及其制备方法
CN103450898A (zh) * 2013-08-16 2013-12-18 陕西科技大学 一种白光led用钛酸盐基红色荧光粉及其制备方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101693834B (zh) * 2009-09-24 2012-07-04 东北师范大学 紫光led转换白光用稀土红色发光材料及制备方法
CN103436261A (zh) * 2013-08-16 2013-12-11 陕西科技大学 一种适于白光led应用的钛酸盐红色荧光粉及其制备方法
CN103450898A (zh) * 2013-08-16 2013-12-18 陕西科技大学 一种白光led用钛酸盐基红色荧光粉及其制备方法
CN103436261B (zh) * 2013-08-16 2015-02-25 陕西科技大学 一种适于白光led应用的钛酸盐红色荧光粉及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100590173C (zh) 一种荧光粉及其制造方法和所制成的电光源
CN101962542B (zh) 一种白光led用铌酸盐基红色荧光粉及制备方法和应用
CN106479498A (zh) 一种氮氧化物蓝色荧光粉及其制备方法与应用
Li et al. Phase transition and multicolor luminescence of Eu2+/Mn2+-activated Ca3 (PO4) 2 phosphors
CN106520119A (zh) 一种可发出青色光的荧光粉及其制备方法
CN108865122B (zh) 一种铈、铽共掺激活硅铝酸盐发光荧光粉及其制备方法
CN101348714A (zh) 紫光led转换白光用红色稀土发光材料及制备方法
CN101402859A (zh) 紫光led转换白光用稀土红色发光材料及制备方法
CN101838535B (zh) 一种稀土荧光粉及其制造方法
CN102703066A (zh) 一种氟硅酸盐荧光粉及其制备方法
JP5696964B2 (ja) フルカラー発光材料およびその調製方法
CN101982520B (zh) 紫光led转换白光用稀土三基色红色发光材料及制备方法
JP2012520900A (ja) ゲルマニウム酸塩発光材料及びその製造方法
CN108822842B (zh) 一种红色锶镁磷酸盐荧光材料及其制备方法和应用
CN102229802A (zh) 紫光led转换白光用稀土二基色发光材料及制备方法
CN102381841B (zh) 一种黄绿色发光玻璃陶瓷材料及其制备方法
Li et al. Ba2B2O5: Ce3+: a novel blue emitting phosphor for white LEDs
CN109294583B (zh) 一种白光led用铈离子掺杂钛酸钆钡蓝光荧光粉及其制备方法
CN109233832B (zh) 一种白光led用蓝\绿色荧光粉及其制备方法和应用
CN101747894B (zh) 紫光led转换高显色性白光用红色发光材料及制备方法
CN103614138A (zh) 一种适合近紫外光led激发的单一基质白光发射的发光材料及其制备方法
CN101987957B (zh) 一种白光led用红色荧光粉及制备方法和应用
CN100462621C (zh) 发射白光的发光二极管
CN110951489B (zh) 一种铕激活的硅酸盐蓝光荧光粉及其制备方法
CN103232163B (zh) Eu2O3-Dy2O3双掺杂锌硼硅系微晶玻璃的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20090408