CN101705094B - 用于半导体照明的近紫外激发蓝绿色荧光粉及其制备方法 - Google Patents

用于半导体照明的近紫外激发蓝绿色荧光粉及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开的用于半导体照明的近紫外激发蓝绿色发光荧光粉，其化学式为CaYAl3O7:xCe，yTb；其中0.005≤x≤0.07，0.02≤y≤0.24。制备步骤如下：首先按化学式称取CaCO3，Y2O3，Al2O3，CeO2和Tb4O7，将各组分原料置于行星式球磨机中混合球磨，充分混合均匀后烘干，置于坩埚中，放入马弗炉，在还原气氛中于800℃保温1小时，然后升温到1200-1400℃保温4-8小时。该蓝绿色荧光粉在近紫外区域具有很宽的激发光谱，在氮化镓铟近紫外光LED激发下，可产生蓝绿色发光，具有发光亮度高、耐紫外辐射、化学稳定性和热稳定性好等特点。该荧光粉制备方法简单、无污染、成本低。

Description

用于半导体照明的近紫外激发蓝绿色荧光粉及其制备方法
发明领域
本发明涉及一种用于半导体照明的近紫外激发蓝绿色荧光粉及其制备方法。
背景技术
近年来，随着蓝紫光InGaN LED技术的不断提升，半导体照明器件在照明领域迅猛发展，有取代现有照明器件之势。与传统照明器件相比，半导体照明具有节能、环保、安全、响应快、可靠性高、单色性好、体积小、色彩丰富可控等一系列独特优点，因而成为新一代照明器件的理想选择。白光LED作为新一代照明光源，目前，最为成熟的途径是利用氮化镓蓝光(460nm)LED配合黄色YAG:Ce3+荧光粉实现的，但这类半导体照明器件存在色温高、耐紫外辐照性差、温度稳定性差等问题。随着氮化镓铟近紫外光LED的快速发展，近紫外光LED配上红、蓝、绿三基色荧光粉为白光LED提供了新途径。近紫外光LED波长与强度的波动对于配出的白光不会特别敏感，并可根据各色荧光粉的选择及配比，调制出可接受色温及演色性的白光。目前常用的红色荧光粉为Y2O3S:Eu3+，蓝色荧光粉为(Sr，Ca，Ba，Mg)10(PO4)6Cl2:Eu2+，绿色荧光粉为ZnS:Cu+，Al3+等，但目前使用的近紫外LED用荧光粉的激发光谱与近紫外LED的发射光谱并不能很好的匹配，制备方法也比较单一。因此，发展近紫外光LED激发产生白色发光的新型荧光粉体系具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于半导体照明的近紫外激发蓝绿色发光荧光粉及其制备方法。
本发明的用于半导体照明的近紫外激发蓝绿色发光荧光粉，其化学式为CaYAl3O7:xCe，yTb；其中0.005≤x≤0.07，0.02≤y≤0.24。
本发明的用于半导体照明的近紫外激发蓝绿色荧光粉的制备方法，步骤如下：
按化学式称取CaCO3，Y2O3，Al2O3，CeO2和Tb4O7，将各组分原料置于行星式球磨机中混合球磨，充分混合均匀后烘干，置于坩埚中，放入马弗炉，在还原气氛中，先在800℃保温1小时，然后升温到1200-1400℃保温4-8小时，得到荧光粉。
上述的还原气氛可以是活性石墨粉在1200-1400℃下形成的CO气体，或者是N2和H2按摩尔比95∶5混合的气体。
本发明的优点在于：
1)荧光粉制备工艺简单、无污染、成本低。
2)制得的稀土离子掺杂荧光粉在空气中物理、化学性能稳定；具有高的发光稳定性、耐紫外辐照性和温度稳定性。
3)由于Ce3+的引入，荧光粉中Tb3+在544nm的绿色发光强度明显增强。在近紫外光激发下，荧光粉能发射出高亮度的蓝绿光。
4)本发明的荧光粉在近紫外区域(350-420nm)具有很宽的激发光谱，可以粘贴在氮化镓铟近紫外光LED芯片上获得高效的蓝绿色发光，再配合近紫外激发红色荧光粉，可实现近紫外光LED激发的白色发光，制备白光LED照明器件。
附图说明
图1是蓝绿色荧光粉在544nm监控下的激发光谱；
图2是蓝绿色荧光粉在353nm激发下的发射光谱。
具体实施方式
实施例1：
按化学式CaYAl3O7:0.03Ce，0.19Tb分别称取CaCO3，Y2O3，Al2O3，CeO2和Tb4O7等原料，将上述各原料置于行星式球磨机中混合球磨4小时，充分混合均匀后烘干，将烘干后样品置于坩埚中，放入马弗炉，在活性石墨粉形成的还原气氛中烧结，样品在800℃保温1小时然后升温到1300℃保温6小时，制得荧光粉。XRD显示获得的荧光粉为CaYAl3O7相。本实例制得的荧光粉在544nm监控下的激发光谱如图1所示。图2是制得的荧光粉样品在353nm激发下的发射光谱图。在近紫外光激发下，CaYAl3O7:0.03Ce，0.19Tb荧光粉在544nm处的绿光发光相比CaYAl3O7:0.19Tb荧光粉在544nm处的绿光发光明显增强。
实施例2：
按化学式CaYAl3O7:0.005Ce，0.02Tb分别称取CaCO3，Y2O3，Al2O3，CeO2和Tb4O7等原料，将上述各原料置于行星式球磨机中混合球磨4小时，充分混合均匀后烘干，将烘干后样品置于坩埚中，放入马弗炉，在活性石墨粉形成的还原气氛中烧结，样品在800℃保温1小时然后升温到1200℃保温8小时，制得荧光粉。该荧光粉在紫外光激发下可产生蓝绿色发光。
实施例3：
按化学式CaYAl3O7:0.07Ce，0.24Tb分别称取CaCO3，Y2O3，Al2O3，CeO2和Tb4O7等原料，将上述原料置于行星式球磨机中混合球磨4小时，充分混合均匀后烘干，将烘干后样品置于坩埚中，放入马弗炉，在N2和H2按摩尔比95∶5混合的还原气氛中烧结，样品在800℃保温1小时然后升温到1400℃保温4小时，制得荧光粉。该荧光粉在紫外光激发下可产生明亮的蓝绿色发光。

Claims (3)

1.用于半导体照明的近紫外激发蓝绿色发光荧光粉，其特征在于它的化学式为CaYAl3O7:xCe，yTb；其中0.005≤x≤0.07，0.02≤y≤0.24。
2.制备权利要求1所述的用于半导体照明的近紫外激发蓝绿色荧光粉的方法，其特征在于步骤如下：
按化学式称取CaCO3，Y2O3，Al2O3，CeO2和Tb4O7，将各组分原料置于行星式球磨机中混合球磨，充分混合均匀后烘干，置于坩埚中，放入马弗炉，在还原气氛中，先在800℃保温1小时，然后升温到1200-1400℃保温4-8小时，得到荧光粉。
3.根据权利要求2所述的用于半导体照明的近紫外激发蓝绿色荧光粉的制备方法，其特征在于还原气氛是活性石墨粉在1200-1400℃下形成的CO气体，或者是N2和H2按摩尔比95∶5混合的气体。
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