CN101619213A - 一种红光La1-xTiO7/2:Eu3+x荧光粉及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种红光La_1－xTiO_7/2:Eu³⁺x荧光粉，其特征在于，La∶Eu∶Ti的化学计量比为1－x∶x∶1其中：0＜x≤0.35；其制备过程包括：(1)以氧化镧(La₂O₃)，氧化铕(Eu₂O₃)和氧化钛(TiO₂)为原料，于无水乙醇中均匀混合，干燥；(2)将上述混合物在空气氛围下进行高温煅烧，以5～7℃/分钟的速率升温至1300～1400℃，保温时间1－2小时；(3)将煅烧产物进行粉碎处理，从而得到白色荧光粉体。本发明的荧光粉随着Eu离子掺杂浓度的增加，其发光强度逐渐提高；且制备工艺简单，所需生产设备简单，易于实现工业化生产。

Description

一种红光La1-xTiO7/2:Eu3+x荧光粉及其制备方法

技术领域

本发明属荧光粉及其制备领域，特别是涉及一种红光La_1-xTiO_7/2:Eu³⁺x荧光粉及其制备方法。

背景技术

自从发明了以InGaN为基础的蓝光激发白光发光二极管(White-LEDs)以来，白光LED在电子器件中的应用得到迅速发展，如手机的背光源等；同时随着半导体芯片技术的进步和高效荧光粉的开发，白光LED的发光效率已经并将会得到更为显著的提高。白光LED已经显示了取代传统照明方式的潜力，目前白光LED的发光效率已经超过了白炽灯，正在接近荧光灯。又由于白光LED的长寿命、节省能源、环境友好的特性，正迅速由个人通讯设备、液晶显示背光源方面的应用扩展到汽车照明和家庭普通照明领域。

自从日本日亚化学公司于1996年首先研制出以黄光系列的钇铝石榴石(yttriumaluminum garnet，YAG)荧光粉配合蓝光LED得到高效率的白光光源，近年来，科研人员对钇铝石榴石系列荧光粉的制备、发光性能进行了大量研究。这种荧光粉凭借良好的稳定性以及与相应LED芯片的良好匹配得到了很广泛的应用，并且商业化。但是这类蓝光LED芯片搭配黄光荧光粉的设计存在着很大的缺陷，随着使用时间的增加，芯片的老化问题将导致发出的光蓝移，最终使其与荧光粉所发出的光的混合光源偏蓝，使显色指数大大降低。而可被UV和近UV光有效激发的高效红色荧光粉的研究可以解决发光偏冷这一问题。红色荧光粉方面，庄卫东等在中国稀土学报2004，22(6)：854报道了一种二价铕激活碱土过渡金属复合硫化物的红色荧光粉。二价铕激活硫化物(Sr，Ca)S:Eu²⁺在460nm激发下发射峰波长为600nm。但是，这种荧光粉稳定性差、容易潮解，须进行包覆处理。

可见，目前荧光粉研究领域中仍然存在许多严峻的问题，比如，光转换效率和热稳定性能优良的荧光粉，特别是可被近UV光有效激发的高效红色荧光粉极其缺少，而又极其需要。由于目前所开发的白光LED用红色荧光粉的发光效率低，不能满足要求，这就需要我们寻找新型高效的白光LED用红色荧光粉。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种红光La_1-xTiO_7/2:Eu³⁺x荧光粉及其制备方法，该荧光粉随着Eu离子掺杂浓度的增加，其发光强度逐渐提高；且制备工艺简单，所需生产设备简单，易于实现工业化生产。

本发明的一种红光La_1-xTiO_7/2:Eu³⁺x荧光粉，其中La∶Eu∶Ti的化学计量比为1-x∶x∶1其中：0＜x≤0.35。

所述的红光La_1-xTiO_7/2:Eu³⁺x荧光粉，其中La、Eu、Ti的化学计量比为0.9∶0.1∶1。

所述的红光La_1-xTiO_7/2:Eu³⁺x荧光粉，其中La、Eu、Ti的化学计量比为0.8∶0.2∶1。

所述的红光La_1-xTiO_7/2:Eu³⁺x荧光粉，其中La、Eu、Ti的化学计量比为0.75∶0.25∶1。

所述的红光La_1-xTiO_7/2:Eu³⁺x荧光粉，其中La、Eu、Ti的化学计量比为0.65∶0.35∶1。

本发明的一种红光La_1-xTiO_7/2:Eu³⁺x荧光粉的制备方法，包括：

(1)以氧化镧(La₂O₃)，氧化铕(Eu₂O₃)和氧化钛(TiO₂)为原料，按摩尔比1-x∶x∶1/2于无水乙醇中均匀混合，干燥，其中：0＜x≤0.35；

(2)将上述混合物在空气氛围下进行高温煅烧，以5～7℃/分钟的速率升温至1300～1400℃，保温时间1-2小时；

(3)将煅烧产物进行粉碎处理，从而得到白色荧光粉体。

所述步骤(1)中的原料与乙醇的质量比为1∶20～30；

所述步骤(1)中的混合方式为磁力搅拌20～30min和超声混合5～10min；

所述步骤(1)中的干燥为烘箱干燥，干燥温度60～80℃，干燥时间2～5小时；

所述步骤(3)中的粉碎为手工粉碎、气流粉碎或球磨粉碎。

有益效果

(1)本发明的荧光粉以La₂Ti₂O₇为基体，掺杂稀土元素Eu，在近紫外396nm被激发，发出红光，作为三基色荧光粉使用；在465nm的蓝光位置被激发，发出红光，可与氮化镓芯片联用；在530nm的绿光位置被激发，发出红光；其中部分镧离子被铕离子取代，取代量为0～35mol％；

(2)在反应温度相同的条件下，在不超过一定量的铕离子范围里，随着Eu离子掺杂浓度的增加，La_1-xTiO_7/2:Eu³⁺x荧光粉发光强度逐渐提高；

(3)该制备方法工艺简单，所需生产设备简单，易于实现工业化生产。

附图说明

图1为铕掺杂钛酸镧La_1-xTiO_7/2:Eu³⁺x荧光粉的X射线衍射图；

图2为铕掺杂钛酸镧La_1-xTiO_7/2:Eu³⁺x荧光粉在近紫外波段(396nm)激发的荧光光谱；

图3为铕掺杂钛酸镧La_1-xTiO_7/2:Eu³⁺x荧光粉在蓝光波段(465nm)激发的荧光光谱；

图4为铕掺杂钛酸镧La_1-xTiO_7/2:Eu³⁺x荧光粉在绿光波段(532nm)激发的荧光光谱。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

取氧化镧0.7331g(0.00225mol)，氧化铕0.088g(0.00025mol)，氧化钛0.3994g(0.005mol)，加入20ml浓度为99.8％的无水乙醇，以它为混合介质，通过磁力搅拌20min和超声混合10min，混合均匀后将原料于80℃烘箱干燥2h。将得到的配料放入氧化铝坩埚中，放入马弗炉中，在空气气氛下烧结，升温至1400℃，升温速率为7℃/分钟，在此温度下，保温2小时；最后，自然冷却至室温。将烧结产物通过粉碎后即可得到La_0.9TiO_7/2:Eu³⁺ _0.1荧光粉。

图1本实施例合成的荧光粉的X射线衍射图，可以看出：与JCPDS卡片上的28-0571中的La₂Ti₂O₇:Eu³⁺衍射峰基本一致，衍射峰显示有个别杂峰，这与固相法采用的原料纯度不高而较易引入其他杂质有关，但不影响其发光性能。

图2荧光粉的396nm波长光激发下的荧光光谱，可以看出：合成的荧光粉在近紫外光激发下具有较高的发射强度。

图3荧光粉的464nm波长光激发下的荧光光谱，可以看出：合成的荧光粉在蓝光激发下具有较高的发射强度。

图4荧光粉的532nm波长光激发下的荧光光谱，可以看出：合成的荧光粉在绿光激发下具有一定的发射强度。

实施例2

取氧化镧0.6516g(0.002mol)，氧化铕0.1760g(0.0005mol)，氧化钛0.3994g(0.005mol)，加入15ml浓度为99.8％的无水乙醇，以它为混合介质，通过磁力搅拌30min和超声混合5min，混合均匀后将原料于70℃烘箱干燥3h。将得到的配料放入氧化铝坩埚中，放入马弗炉中，在空气气氛下烧结，升温至1400℃，升温速率为5℃/分钟，在此温度下，保温1个半小时；最后，自然冷却至室温。将烧结产物粉碎后即可得到La_0.8TiO_7/2:Eu³⁺ _0.2荧光粉。

X射线测试结果表明：衍射峰与JCPDS卡片上的28-0571中的La₂Ti₂O₇:Eu³⁺衍射峰基本一致，衍射峰显示有个别杂峰，这与固相法采用的原料纯度不高而较易引入其他杂质有关，但不影响其发光性能。

采用396nm波长光激发测试荧光粉的荧光光谱测试表明：合成的荧光粉在近紫外光激发下具有较高的发射强度。

采用465nm波长光激发测试荧光粉的荧光光谱测试表明：合成的荧光粉在蓝光激发下具有较高的发射强度。

采用532nm波长光激发测试荧光粉的荧光光谱测试表明：合成的荧光粉在绿光激发下具有一定的发射强度。

实施例3

取氧化镧0.6109g(0.001875mol)，氧化铕0.2200g(0.000625mol)，氧化钛0.3994g(0.005mol)，加入25ml浓度为99.8％的无水乙醇，以它为混合介质，通过磁力搅拌30min和超声混合8min，混合均匀后将原料于60℃烘箱干燥5h。将得到的配料放入氧化铝坩埚中，放入马弗炉中，在空气气氛下烧结，升温至1300℃，升温速率为7℃/分钟，在此温度下，保温2小时；最后，自然冷却至室温。将烧结产物粉碎后即可得到La_0.75TiO_7/2:Eu³⁺ _0.25荧光粉。

X射线测试结果表明：衍射峰与JCPDS卡片上的28-0571中的La₂Ti₂O₇:Eu³⁺衍射峰基本一致，衍射峰显示有个别杂峰，这与固相法采用的原料纯度不高而较易引入其他杂质有关，但不影响其发光性能。

采用396nm波长光激发测试荧光粉的荧光光谱测试表明：合成的荧光粉在近紫外光激发下具有较高的发射强度。

采用465nm波长光激发测试荧光粉的荧光光谱测试表明：合成的荧光粉在蓝光激发下具有较高的发射强度。

采用532nm波长光激发测试荧光粉的荧光光谱测试表明：合成的荧光粉在绿光激发下具有一定的发射强度。

实施例4

取氧化镧0.5295g(0.001625mol)，氧化铕0.3079g(0.000875mol)，氧化钛0.3994g(0.005mol)，以乙醇为介质，乙醇加入量为25ml，通过磁力搅拌20min和超声混合10min，混合均匀后将原料于80℃烘箱干燥2h。将得到的配料放入氧化铝坩埚中，放入马弗炉中，在空气气氛下烧结，升温至1400℃，升温速率为7℃/分钟，在此温度下，保温1小时；最后，自然冷却至室温。将烧结产物粉碎后即可得到La_0.65TiO_7/2:Eu³⁺ _0.35荧光粉。

X射线测试结果表明：衍射峰与JCPDS卡片上的28-0571中的La₂Ti₂O₇:Eu³⁺衍射峰基本一致，衍射峰显示有个别杂峰，这与固相法采用的原料纯度不高而较易引入其他杂质有关，但不影响其发光性能。

采用396nm波长光激发测试荧光粉的荧光光谱测试表明：合成的荧光粉在近紫外光激发下具有较高的发射强度。

采用465nm波长光激发测试荧光粉的荧光光谱测试表明：合成的荧光粉在蓝光激发下具有较高的发射强度。

采用532nm波长光激发测试荧光粉的荧光光谱测试表明：合成的荧光粉在绿光激发下具有一定的发射强度。

Claims (10)

1.一种红光La_1-xTiO_7/2:Eu³⁺x荧光粉，其特征在于，La∶Eu∶Ti的化学计量比为1-x∶x∶1其中：0＜x≤0.35。

2.根据权利要求1所述的一种红光La_1-xTiO_7/2:Eu³⁺x荧光粉，其特征在于：所述的红光La_1-xTiO_7/2:Eu³⁺x荧光粉，其中La、Eu、Ti的化学计量比为0.9∶0.1∶1。

3.根据权利要求1所述的一种红光La_1-xTiO_7/2:Eu³⁺x荧光粉，其特征在于：所述的红光La_1-xTiO_7/2:Eu³⁺x荧光粉，其中La、Eu、Ti的化学计量比为0.8∶0.2∶1。

4.根据权利要求1所述的一种红光La_1-xTiO_7/2:Eu³⁺x荧光粉，其特征在于：所述的红光La_1-xTiO_7/2:Eu³⁺x荧光粉，其中La、Eu、Ti的化学计量比为0.75∶0.25∶1。

5.根据权利要求1所述的一种红光La_1-xTiO_7/2:Eu³⁺x荧光粉，其特征在于：所述的红光La_1-xTiO_7/2:Eu³⁺x荧光粉，其中La、Eu、Ti的化学计量比为0.65∶0.35∶1。

6.一种红光La_1-xTiO_7/2:Eu³⁺x荧光粉的制备方法，包括：

(1)以氧化镧La₂O₃，氧化铕Eu₂O₃和氧化钛TiO₂为原料，按摩尔比1-x∶x∶1/2于无水乙醇中均匀混合，干燥，其中：0＜x≤0.35；

(2)将上述混合物在空气氛围下进行高温煅烧，以5～7℃/分钟的速率升温至1300～1400℃，保温时间1-2小时；

(3)将煅烧产物进行粉碎处理，从而得到白色荧光粉体。

7.根据权利要求6所述的一种红光La_1-xTiO_7/2:Eu³⁺x荧光粉的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的原料与乙醇的质量比为1∶20～30。

8.根据权利要求6所述的一种红光La_1-xTiO_7/2:Eu³⁺x荧光粉的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的混合方式为磁力搅拌20～30min和超声混合5～10min。

9.根据权利要求6所述的一种红光La_1-xTiO_7/2:Eu³⁺x荧光粉的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的干燥为烘箱干燥，干燥温度60～80℃，干燥时间2～5小时。

10.根据权利要求6所述的一种红光La_1-xTiO_7/2:Eu³⁺x荧光粉的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的粉碎为手工粉碎、气流粉碎或球磨粉碎。

Images