CN103013514A - 一种铈离子激活的绿色荧光粉 - Google Patents

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张秋红
倪海勇
王灵利
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Abstract

一种铈离子激活的绿色荧光粉。其特征是化学通式如下：(Ca1-x-p-q,M1x)a(Sc1-y,M2y)2M3bO3+a+2b:Cep,M4q，其中：M1表示为Ba,Sr,Mg或Zn；M2表示为Ga,Al或B；M3表示为Si或Ge；M4表示为Y,La,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb或Lu；0＜x＜1；0≤y≤0.1；1≤a≤3；0≤b≤3；0.001≤p≤0.2；0＜q≤0.03。本发明的绿色荧光粉是一种可在400~480nm光线激发下发出480~620nm光线，适合于蓝光LED芯片的用绿色荧光粉。

Description

一种铈离子激活的绿色荧光粉
技术领域
本发明属于发光材料技术领域，具体涉及一种能被蓝光LED芯片有效激发的铈离子激活的绿色荧光粉。
背景技术
高效低能耗寿命长的白光LED半导体固态照明技术被认为是21世纪照明和显示领域的重大突破，被认为是继白炽灯之后的第四代光源。它具有工作电压低，发光效率高，寿命长，性能稳定，无污染，受到各国的高度重视，并逐步进入实用阶段。目前白光LED主要有三种实现方式，第一种是直接由红、绿、蓝三种LED芯片组装成白光，第二种是蓝光LED芯片上涂覆能被蓝光有效激发的黄色荧光粉，由蓝光和黄光混合成白光，第三种是紫光或紫外LED芯片上涂覆三基色荧光粉，或宽带的蓝绿色和橙红色两组分荧光粉，或多组分荧光粉混合成白光。以GaN蓝光LED和Y3Al5O12:Ce3+(YAG:Ce)黄色荧光粉作为光转换材料实现白光的技术方案成为白光LED的主流，但是由于缺少红色成分导致所制成的白光LED期间显色指数较低，色温较高，为此研究人员通过向YAG:Ce中添加红粉以达到提升显色指数的目的，但是在实现显色指数高达90以上目标时，紧靠现在绿光波段的强度相对较弱所致，因此高效绿光发射荧光粉对于白光LED技术的发展及应用非常重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种可在400~480nm光线激发下发出480~620nm光线，适合于蓝光LED芯片的用绿色荧光粉，其化学通式如下：
(Ca1-x-p-q,M1x)a(Sc1-y, M2y)2M3bO3+a+2b:Cep, M4q，其中：M1表示为Ba, Sr, Mg或Zn；M2表示为Ga, Al或B；M3表示为Si或Ge；M4表示为Y, La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb或Lu；0＜x＜1；0≤y≤0.1；1≤a≤3；0≤b≤3；0.001≤p≤0.2；0＜q≤0.03。
本发明的绿色荧光粉，由铈离子作为激活离子，荧光粉的发射光谱谱带较宽，半峰宽较大。此外，本发明通过Ba, Sr, Mg，Zn，Ga, Al, B, Ge,Y, La, Gd和Lu等元素的掺入，可以对荧光粉的吸收和发射光谱进行调节，使得荧光粉的吸收光谱可以与不同波长的蓝光LED芯片相匹配，同时得到波长可调的绿色荧光粉。通过Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm和Yb等共激活离子的掺杂，进一步对荧光粉的发光效率和发光颜色进行调节，以满足白光LED封装的需要。
附图说明
图1为实施例1和对比例1的激发和发射光谱图。
图2为实施例15和对比例2的激发和发射光谱图。
具体实施方式
1)根据化学通式的摩尔配比，称量Ca, Sr, Ba的碳酸盐，Mg, Zn, Sc, Ga, Al, B, Si, Ge, Ce, Y, La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb和Lu的氧化物；
2)按步骤1)反应总质量的1‰~2%的比例称取NH4Cl作为反应助熔剂；
3)将原料和NH4Cl混合均匀后，在氮气和氢气混合还原气氛和1400~1650℃下灼烧4~12h；
4)冷却后，粉碎，水洗，过筛，水粉分离，烘干，即得到本发明所述的铈离子激活的绿色荧光粉。
对比例1：Ca2.9Ce0.1Sc2Si3O12，称取CaCO3 0.9680g，Sc2O3 0.4597g，SiO2 0.6008g，CeO2 0.0573g，NH4Cl 0.0147g，混合均匀后装入刚玉坩埚，在氮气和氢气混合气氛下1400℃灼烧6h，粉碎煅烧后的产物，用去离子水洗，过400m筛过滤后，将滤饼于120℃烘干，即得到绿色荧光粉。该荧光
粉和实施例1在室温下的激发和发射光谱见图1。
对比例2： Ca0.99Ce0.01Sc2O4，称取CaCO3 0.9909g，Sc2O3 1.3791g，CeO2 0.0172g，NH4Cl 0.0071g，混合均匀后，装入刚玉坩埚，在氮气和氢气混合气氛下1600℃灼烧6h，粉碎煅烧后的产物，用去离子水洗，过400m筛过滤后，将滤饼于120℃烘干，即得到绿色荧光粉。该荧光粉和实施例15在室温下的激发和发射光谱见图2。
实施例1~14：化学式见表1。制备方法同对比例1。
表1  实施例1~14的化学式及其色坐标、发射主峰波长和半峰宽
Figure DEST_PATH_IMAGE002AAA
实施例15~29
化学式见表2。制备方法同对比例2。
表2  实施例15~29的化学式及其色坐标、发射主峰波长和半峰宽

Claims (1)

1.一种铈离子激活的绿色荧光粉，其特征是化学通式如下：(Ca1-x-p-q,M1x)a(Sc1-y, M2y)2M3bO3+a+2b:Cep, M4q，其中：M1表示为Ba, Sr, Mg或Zn；M2表示为Ga, Al或B；M3表示为Si或Ge；M4表示为Y, La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb或Lu；0＜x＜1；0≤y≤0.1；1≤a≤3；0≤b≤3；0.001≤p≤0.2；0＜q≤0.03。
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