CN101735809B - 一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料及其制备方法 - Google Patents
一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101735809B CN101735809B CN200910242244.XA CN200910242244A CN101735809B CN 101735809 B CN101735809 B CN 101735809B CN 200910242244 A CN200910242244 A CN 200910242244A CN 101735809 B CN101735809 B CN 101735809B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fluorescent material
- light
- raw material
- under
- analytical pure
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
本发明是关于一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料，该荧光材料的化学通式表示为：(Ca1-x-ySrxEu2+ y)3Al2O6，其中，0＜x+y＜1。其制备方法是将含表示式中元素的碳酸盐、氧化物、磷酸盐、草酸盐、硝酸盐等原料的混合物，研磨并混合均匀后，在还原气氛中，以900～1400℃烧结1～10小时，得到一种红光荧光粉，激发波长位于390～510nm之间，发射波长位于570～670nm之间。其激发带与蓝光氮化镓LED芯片的发射峰重叠，能够有效被其激发，可作为LED用红色荧光粉。
Description
技术领域
本发明涉及发光材料技术领域，特别是提供了一种通过高温固相烧结，制备出具有优良性能的、将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料及其制备方法。
背景技术
依靠荧光粉转换实现白光LED主要有以下几种方式：
多芯片LED。将RGB三基色LED芯片封装在一起来产生白光，还可以利用红、绿、蓝、黄橙四色LED来产生白光。利用RGB三色LED组合构成白光LED的技术是最单纯的，避免了荧光粉转换和Sticks位移造成的能量损失而获得相比之下最高的发光效率，而且可以分开控制3种不同的光色LED的光强，实现全彩变色的效果。但是，该方法制成的白光LED的各个光色随驱动电流和温度变化不一致，随时间的衰减速度也不相同。而且其散热问题也比较突出，生产成本居高不下。
②三基色荧光粉转换LED。三基色荧光粉转换LED可以在较高发光效率的前提下，有效地提升LED的显色性，它具有较高的光视效能和显色指数。制备三基色白光LED较常用的方法是，利用紫外光(UV)LED激发一组可被紫外光有效激发的红、绿、蓝(RGB)三基色荧光粉。其特点为光谱的可见光部分完全由荧光分产生。不过，它的电光转化效率较低；粉体混合较困难，有待研发高效率的荧光粉；封装材料在紫外光照射下容易老化，寿命较短，存在紫外线泄露的隐患；高效功率型UVLED不易制备。
③二基色荧光粉转化LED。目前蓝光GaN芯片+掺杂Ce3+、发黄光的钇铝石榴石(YAG)荧光粉是最常见的二基色荧光粉转换LED。
总的来说，二基色荧光粉转化LED是目前商业上最成熟、最容易实现的白光LED技术。其具有耗能小、体积小、重量轻、结构紧凑等优点而引起了人们的广泛关注。在该装置中，GaN发出的蓝色光激发了YAG而得到黄色光，未被吸收的蓝光和黄光复合得到白光。但是该方法得到的白光，光谱中缺少红光，显色指数较低，色温高，是一种冷白光。提高显色指数的一般方法是在LED体系中添加红色荧光粉。早期多使用掺杂Eu2+的硫化物，但是其稳定性较差，新近出现了掺杂Eu2+的硅氮化合物，可有效的被蓝光激发而发射红光，稳定性也好，但是其制造成本高，制备过程复杂，生产成本高，商业化还很困难。
铝酸盐，如SrAl12O19，Sr7Al12O25，Sr4Al14O25，SrAl4O7，SrAl2O4，Sr4Al14O25，Sr2Al6O11，Sr12Al14O33等，是一种常见的荧光粉基质材料，其物理化学性质稳定，原料价格低廉，制造成本低，一直被认为是优良的荧光粉基质材料。在铝酸盐基质材料中掺杂少量的过渡金属离子或稀土离子为发光中心，如使用Eu2+作为激活剂时，其吸收和发射带是由
跃迁引起的。由于5d轨道裸露在外层，受周围所处的晶体环境影响大，从目前的报道来看，通过适当波长光的激发，铝酸盐发光材料可得到除红光外各种的发射光谱。即到本发明前为止，还没有一种掺杂Eu2+的铝酸盐实现在可见光激发下红光发射。
发明内容
本发明的目的是提供一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料。
本发明的另一目的是提供一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料的制备方法。
本发明中，红光荧光材料的化学组成可用通式表示为：
(Ca1-x-ySrxEu2+ y)3Al2O6，其中，0＜x+y＜1。
本发明提供一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料及其制备方法，其步骤和条件为：
原料为含化学通式中元素的碳酸盐、氧化物、磷酸盐、草酸盐、硝酸盐等的纯度不低于99.5％。
按照化学通式(Ca1-x-ySrxEu2+ y)3Al2O6(其中，0＜x+y＜1)的化学剂量比例称取原料，将原料研磨混匀、干燥后在15Mpa的压力下压片，装入坩埚，在氢气、氮氢气混合气、氮气或一氧化碳气氛(其压力为1～10个大气压)的还原气氛下，在高温炉内，以900～1400℃烧结1～10小时，随炉冷却到室温，得到一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料。
本发明以铝酸盐为基质，以Eu2+为激活剂，采用高温固相反应，成功制备了一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料。该铝酸盐的激发带和GaN能很好的匹配，能够有效的被其激发而发射红光，同时该铝酸盐原料价格低廉，产品化学性质稳定，无环境毒害。
本发明的优点是：
1、首次制备(Ca1-x-ySrxEu2+ y)3Al2O6(其中，0＜x+y＜1)发光材料，其具有优良的发光性能，激发波长位于390～510nm之间，发射波长位于570～670nm之间，为Eu2+的宽发射峰。
2、该材料制备成本低廉，原料简单易得。
附图说明
图1为本发明提供的实施例1得到的一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料，当激发波长为469nm时的发射光谱。
图2为本发明提供的实施例1得到的一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料，当发射波长为631nm时的激发射谱。
图3为本发明提供的实施例2得到的一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料，当激发波长为468nm时的发射光谱。
图4为本发明提供的实施例2得到的一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料，当发射波长为607nm时的激发射谱。
图5为本发明提供的实施例3得到的一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料，当激发波长为468nm时的发射光谱。
图6为本发明提供的实施例3得到的一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料，当发射波长为601nm时的激发光谱。
图7为本发明提供的实施例4得到的一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料，当激发波长为468nm时的发射光谱。
图8为本发明提供的实施例4得到的一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料，当发射波长为597nm时的激发光谱。
图9为本发明提供的实施例5得到的一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料，当激发波长为468nm时的发射光谱。
图10为本发明提供的实施例5得到的一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料，当发射波长为596nm时的激发光谱。
图11为本发明提供的实施例6得到的一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料，当激发波长为468nm时的发射光谱。
图12为本发明提供的实施例6得到的一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料，当发射波长为597nm时的激发光谱。
图13为本发明提供的实施例7得到的一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料，当激发波长为469nm时的发射光谱。
图14为本发明提供的实施例7得到的一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料，当发射波长为603nm时的激发光谱。
图15为本发明提供的实施例8得到的一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料，当激发波长为469nm时的发射光谱。
图16为本发明提供的实施例8得到的一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料，当发射波长为610nm时的激发光谱。
具体实施方式
实施例1
原料为CaCO3(分析纯)、Al2O3(分析纯)、Eu2O3(99.99％)。摩尔比是2.94∶1∶0.06，将原料研磨混匀、干燥后在15Mpa的压力下，装入坩埚，氮气(其压力为3个大气压)的还原气氛下，在高温炉内，以1000℃烧结4小时，随炉冷却到室温，得到一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料。
得到的一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料为微粉色粉末，其在469nm激发下的发射光谱如图1所示得到最强峰的位置为631nm，为一宽状谱，631nm对应的激发光谱如图2所表示，同样为一宽状谱。
实施例2
原料为CaCO3(分析纯)、SrCO3(分析纯)、Al2O3(分析纯)、Eu2O3(99.99％)。摩尔比是2.5∶0.44∶1∶0.06，将原料研磨混匀、干燥后在15Mpa的压力下，装入坩埚，氮气(其压力为3个大气压)的还原气氛下，在高温炉内，以1000℃烧结4小时，随炉冷却到室温，得到一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料。
得到的一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料为微粉色粉末，其在468nm激发下的发射光谱如图3所示得到最强峰的位置为607nm，为一宽状谱，607nm对应的激发光谱如图4所表示，同样为一宽状谱。
实施例3
原料为CaCO3(分析纯)、SrCO3(分析纯)、Al2O3(分析纯)、Eu2O3(99.99％)。摩尔比是2∶0.94∶1∶0.06，将原料研磨混匀、干燥后在15Mpa的压力下，装入坩埚，氮气(其压力为3个大气压)的还原气氛下，在高温炉内，以1000℃烧结4小时，随炉冷却到室温，得到一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料。
得到的一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料为微粉色粉末，其在468nm激发下的发射光谱如图5所示得到最强峰的位置为601nm，为一宽状谱，601nm对应的激发光谱如图6所表示，同样为一宽状谱。
实施例4
原料为CaCO3(分析纯)、SrCO3(分析纯)、Al2O3(分析纯)、Eu2O3(99.99％)。摩尔比是1.5∶1.44∶1∶0.06，将原料研磨混匀、干燥后在15Mpa的压力下，装入坩埚，氮气(其压力为3个大气压)的还原气氛下，在高温炉内，以1000℃烧结4小时，随炉冷却到室温，得到一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料。
得到的一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料为微粉色粉末，其在468nm激发下的发射光谱如图7所示得到最强峰的位置为597nm，为一宽状谱，597nm对应的激发光谱如图8所表示，同样为一宽状谱。
实施例5
原料为CaCO3(分析纯)、SrCO3(分析纯)、Al2O3(分析纯)、Eu2O3(99.99％)。摩尔比是1∶1.94∶1∶0.06，将原料研磨混匀、干燥后在15Mpa的压力下，装入坩埚，氮气(其压力为3个大气压)的还原气氛下，在高温炉内，以1000℃烧结4小时，随炉冷却到室温，得到一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料。
得到的一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料为微粉色粉末，其在468nm激发下的发射光谱如图9所示得到最强峰的位置为596nm，为一宽状谱，596nm对应的激发光谱如图10所表示，同样为一宽状谱。
实施例6
原料为CaCO3(分析纯)、SrCO3(分析纯)、Al2O3(分析纯)、Eu2O3(99.99％)。摩尔比是0.5∶2.44∶1∶0.06，将原料研磨混匀、干燥后在15Mpa的压力下，装入坩埚，氮气(其压力为3个大气压)的还原气氛下，在高温炉内，以1000℃烧结4小时，随炉冷却到室温，得到一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料。
得到的一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料为微粉色粉末，其在468nm激发下的发射光谱如图11所示得到最强峰的位置为595nm，为一宽状谱，595nm对应的激发光谱如图12所表示，同样为一宽状谱。
实施例7
原料为Ca(NO3)2(分析纯)、Sr(NO3)2(分析纯)、Al2O3(分析纯)、Eu2O3(99.99％)。摩尔比是1∶1.94∶1∶0.06，将原料研磨混匀、干燥后在15Mpa的压力下，装入坩埚，氮气(其压力为3个大气压)的还原气氛下，在高温炉内，以1000℃烧结4小时，随炉冷却到室温，得到一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料。
得到的一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料为微粉色粉末，其在468nm激发下的发射光谱如图11所示得到最强峰的位置为602nm，为一宽状谱，602nm对应的激发光谱如图12所表示，同样为一宽状谱。
实施例8
原料为CaCO3(分析纯)、SrCO3(分析纯)、Al2O3(分析纯)、Eu2O3(99.99％)。摩尔比是0.5∶2.44∶1∶0.06，将原料研磨混匀、干燥后在15Mpa的压力下，装入坩埚，氮气(其压力为3个大气压)的还原气氛下，在高温炉内，以1000℃烧结4小时，随炉冷却到室温，得到一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料。
得到的一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料为微粉色粉末，其在468nm激发下的发射光谱如图11所示得到最强峰的位置为598nm，为一宽状谱，598nm对应的激发光谱如图12所表示，同样为一宽状谱。
Claims (7)
1.一种蓝光或紫光转化为红光的荧光材料，该荧光材料的化学通式表示为：(Ca1-x-ySrxEu2+ y)3Al2O6，其中，0<x+y<1；所述荧光材料的激发波长位于390～510nm之间；发射波长位于570～670nm之间，发射波长位置与参数x和y相关。
2.一种如权利要求1所述的荧光材料的制备方法，其特征为包括步骤：
1）选用原料为含化学通式(Ca1-x-ySrxEu2+ y)3Al2O6中元素的碳酸盐、氧化物、磷酸盐、草酸盐、硝酸盐，其中，0<x+y<1；所述原料纯度不低于99.5%，并按照化学通式的化学剂量比例称取原料；
2）将原料研磨混匀、干燥后在压力下压片，装入坩埚；
3）在还原气氛下，在高温炉内，以900～1400℃烧结1～10小时，随炉冷却到室温，得到一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征为，在步骤2中，将所述的原料研磨混匀、干燥后，在15Mpa的压力下压片，装入坩埚。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征为，在步骤3中，所述的还原气氛为氢气、氮氢气混合气、氮气或一氧化碳气氛，其压力为1～10个大气压。
5.如权利要求2-4其中之一所述的制备方法，其特征为，在步骤1中，所述的原料为分析纯CaCO3、分析纯Al2O3、纯度99.99%的Eu2O3，摩尔比是2.94：1：0.06；在步骤2中，原料研磨混匀、干燥后在15Mpa的压力下，装入坩埚；在步骤3中，在压力为3个大气压氮气的还原气氛下，以1000℃烧结4小时，得到在激发波长469nm下，发射光谱的最强峰的位置为631nm的荧光材料。
6.如权利要求2-4其中之一的制备方法，其特征为，在步骤2中，原料研磨混匀、干燥后在15Mpa的压力下，装入坩埚；在步骤3中，在压力为3个大气压氮气的还原气氛下，以1000℃烧结4小时；在步骤1中，所述的原料为分析纯CaCO3、分析纯SrCO3、分析纯Al2O3、纯度99.99%的Eu2O3，上述原料摩尔比含量分别是2.5：0.44：1：0.06、2：0.94：1：0.06、1.5：1.44：1：0.06、1：1.94：1：0.06、0.5：2.44：1：0.06，得到激发波长是468nm时，发射光谱的最强峰的位置分别为607nm、601nm、597nm、596nm、595nm的荧光材料。
7.如权利要求2-4其中之一所述的制备方法，其特征为，在步骤1中，所述的原料为分析纯Ca(NO3)2、分析纯Sr(NO3)2、分析纯Al2O3、纯度99.99%的Eu2O3，摩尔比是1：1.94：1：0.06；在步骤2中，原料研磨混匀、干燥后在15Mpa的压力下，装入坩埚；在步骤3中，在压力为3个大气压氮气的还原气氛下，以1000℃烧结4小时，得到在激发波长468nm下，发射光谱的最强峰的位置为602nm的荧光材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200910242244.XA CN101735809B (zh) | 2009-12-04 | 2009-12-04 | 一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200910242244.XA CN101735809B (zh) | 2009-12-04 | 2009-12-04 | 一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101735809A CN101735809A (zh) | 2010-06-16 |
| CN101735809B true CN101735809B (zh) | 2014-05-07 |
Family
ID=42459847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN200910242244.XA Expired - Fee Related CN101735809B (zh) | 2009-12-04 | 2009-12-04 | 一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101735809B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102766455B (zh) * | 2012-06-30 | 2014-12-17 | 江苏博睿光电有限公司 | 一种氮化物荧光粉及其制备方法 |
| CN104119873A (zh) * | 2013-04-26 | 2014-10-29 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 空心结构的铝酸锶发光材料及制备方法 |
| CN104212442A (zh) * | 2014-07-24 | 2014-12-17 | 昆明理工大学 | 一种橙黄色led用荧光材料的制备方法 |
| CN111303876A (zh) * | 2020-03-05 | 2020-06-19 | 电子科技大学 | 稀土离子掺杂Ba2RAlO5上转换发光材料及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004300261A (ja) * | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Sumitomo Chem Co Ltd | 蛍光体 |
| US20050242327A1 (en) * | 2004-05-03 | 2005-11-03 | General Electric Company | Phosphors containing oxides of alkaline-earth and group-13 metals, and light sources incorporating the same |
| JP2006307089A (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Koito Mfg Co Ltd | 緑色発光蛍光体およびそれを用いた発光装置 |
| US20090173915A1 (en) * | 2007-01-08 | 2009-07-09 | Soshchin Naum | Light-storing phosphor |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3883296B2 (ja) * | 1998-07-06 | 2007-02-21 | 独立行政法人科学技術振興機構 | スタッフドトリジマイト型構造の発光性酸化物と酸化物発光体 |
-
2009
- 2009-12-04 CN CN200910242244.XA patent/CN101735809B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004300261A (ja) * | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Sumitomo Chem Co Ltd | 蛍光体 |
| US20050242327A1 (en) * | 2004-05-03 | 2005-11-03 | General Electric Company | Phosphors containing oxides of alkaline-earth and group-13 metals, and light sources incorporating the same |
| JP2006307089A (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Koito Mfg Co Ltd | 緑色発光蛍光体およびそれを用いた発光装置 |
| US20090173915A1 (en) * | 2007-01-08 | 2009-07-09 | Soshchin Naum | Light-storing phosphor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101735809A (zh) | 2010-06-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101921589A (zh) | 用于白光led的铌酸盐或钽酸盐荧光材料及其制备方法 | |
| CN101475802B (zh) | 用于白光led的多种锑酸盐荧光材料及其制备方法 | |
| CN103205253A (zh) | 用于白光led的铌酸盐或钽酸盐荧光材料及其制备方法 | |
| CN101735809B (zh) | 一种将蓝光或紫光转化为红光的荧光材料及其制备方法 | |
| CN103031125A (zh) | 用于白光led的铌酸盐或钽酸盐荧光材料及其制备方法 | |
| CN101974332B (zh) | 一种氧化物荧光材料及其制备方法 | |
| CN1952039A (zh) | 一种用于白光led的塞隆荧光粉及其所制成的电光源 | |
| JP2012520900A (ja) | ゲルマニウム酸塩発光材料及びその製造方法 | |
| CN113999671B (zh) | 一种照明显示白光led用荧光粉及其制备和应用 | |
| CN102492422A (zh) | 一种白光led用绿色荧光粉及其制备方法 | |
| CN105838369B (zh) | 一种橙红色荧光粉及其制备方法 | |
| CN105820817B (zh) | 一种钪酸盐绿色荧光粉及其制备方法 | |
| CN107641510A (zh) | 一种红色荧光粉及其制备方法 | |
| CN104087299A (zh) | 一种蓝光激发的铝酸盐基红色荧光材料及其制备方法与应用 | |
| CN110373186B (zh) | 一种不含稀土的红色荧光粉及其制备方法 | |
| CN103320127A (zh) | 一种白光led用的硼酸盐基红色荧光粉及其制备方法 | |
| CN105694885B (zh) | 一种锆铝酸盐红色荧光粉及其制备方法 | |
| CN107603615A (zh) | 一种绿色荧光粉及其制备方法和应用 | |
| CN105838370B (zh) | 一种硅酸盐绿色荧光粉及其制备方法 | |
| CN111303875A (zh) | 一种青色荧光粉及其制备方法和发光器件 | |
| CN105838372B (zh) | 一种基于nasicon结构的荧光粉及其制备方法 | |
| CN105238399B (zh) | 一种高色纯度红色发光材料及其制备方法和应用 | |
| 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 | |
| CN103087709A (zh) | 一种铈离子掺杂硅酸盐蓝色荧光粉及其制备方法 | |
| CN108048089A (zh) | 一种紫外激发白光led用多色发光荧光粉及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140507 Termination date: 20171204 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |