CN103194234A - 一种蓝光激发的固溶体荧光材料 - Google Patents

一种蓝光激发的固溶体荧光材料 Download PDF

Info

Publication number
CN103194234A
CN103194234A CN2013101276758A CN201310127675A CN103194234A CN 103194234 A CN103194234 A CN 103194234A CN 2013101276758 A CN2013101276758 A CN 2013101276758A CN 201310127675 A CN201310127675 A CN 201310127675A CN 103194234 A CN103194234 A CN 103194234A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fluorescent material
gram
light excited
blue
equal
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
CN2013101276758A
Other languages
English (en)
Inventor
王达健
王延泽
马健
陆启飞
孙亮
李蕊
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.)
Tianjin University of Technology
Original Assignee
Tianjin University of Technology
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 Tianjin University of Technology filed Critical Tianjin University of Technology
Priority to CN2013101276758A priority Critical patent/CN103194234A/zh
Publication of CN103194234A publication Critical patent/CN103194234A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

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

Abstract

一种蓝光激发的固溶体荧光材料，为Sr3AlO4F和LaSr2AlO5固溶形成的发光体，其化学式计量比为Sr3-x-yLaxCeyAlO4+xF1-x:aPr3+,bwt%SiO2，式中按原子摩尔数计量，0≤x≤1、0.01≤y≤0.1、0≤a≤1；b为百分比质量（wt%），其范围是0≤b≤10；其采用固溶法制备；可用于蓝光激发的白光LED。本发明的优点是：通过掺入SiO2或Pr3+，在波长为450纳米蓝光激发下发射波长在523-568纳米范围内可调，其红光成分比例以及白光显色指数优于现有YAG，容易实现暖白光LED；该荧光材料的原料成本价廉，无有害组分，制备工艺简单，容易实现工业规模生产。

Description

一种蓝光激发的固溶体荧光材料
【技术领域】
本发明属于半导体光电材料领域，具体的说，涉及一种蓝光激发的固溶体荧光材料。
【背景技术】
以LED为代表的固态照明技术主要有三种配色方案：1）利用紫外LED芯片激发红、蓝和绿光荧光粉合成白光；2）直接利用红、蓝和绿三色LED芯片合成白光；3)利用蓝光LED芯片和可被蓝光有效激发的发黄光的YAG：Ce3+荧光粉组合实现白光。其中，以蓝光LED芯片和YAG:Ce组合产生白光的配色方案是技术主流，其最大的优点是这样的组合制作简单，在所有白光LED的组合方式中成本最低而效率最高，制备工艺成熟，产品稳定。但是，这种组合方式的最大不足是显色指数偏低，主要原因是在蓝光激发的YAG:Ce3+黄绿荧光粉下，发射光谱中缺乏红光。因此要得到显色指数较高，色温偏低的暖白光LED产品，人们向YAG：Ce3+荧光粉中掺入一定量的红粉以弥补红光的不足，现有硫化物红粉化学性质不稳定，氮化物红粉制备困难，并且多组分荧光粉的机械混合方式存在着一系列缺点：各荧光粉颗粒之间的吸收、激发和发射光谱、光衰和效率不一致，存在再吸收能量耗散问题；配色混料不容易均匀，二极管的发光颜色随驱动电压和发光体的涂层厚度的变化而漂移，不易获得稳定的发光颜色。
然而，到目前为止，几乎没有任何一种荧光粉能取代YAG：Ce3+，因此，我们有必要去研制新型的发光体系来弥补YAG：Ce3+在红光区低显色指数的不足，实现色温偏低的白光LED。通常来说，调控荧光粉的光谱特性的途径有制备工艺条件的优化和荧光粉基质或掺杂的改性。
【发明内容】
本发明的目的是针对上述技术分析和存在问题，提出一种蓝光激发的固溶体荧光材料，该荧光材料光谱可调，并通过引入Pr3+和SiO2来调控光谱特性的方法，使该荧光材料在蓝光激发下，可以发射黄光配合蓝光芯片而直接合成白光。
本发明的技术方案可以通过下述的技术措施来实现：
一种蓝光激发的固溶体荧光材料，为Sr3AlO4F和LaSr2AlO5固溶形成的发光体，其化学式计量比为Sr3-x-yLaxCeyAlO4+xF1-x:aPr3+,bwt%SiO2，式中按原子摩尔数计量，0≤x≤1、0.01≤y≤0.1、0≤a≤1；b为百分比质量（wt%），其范围是0≤b≤10。
所述蓝光激发的固溶体荧光材料为光谱调制，相应的化学元素Sr可被同族元素Be、Mg、Ca、Ba替代；相应的化学元素Al可被同族元素B、Ga、In替代；相应的化学元素La可被镧系的元素替代，Al-O化学键可以通过掺入SiO2引入Si-O化学键进行部分替代。
一种所述蓝光激发的固溶体荧光材料的制备方法，将原料SrCO3、SrF2、Al2O3、La2O3和CeO2按照化学计量比成分称量后混合，加入无水乙醇研磨搅拌至浆状并分散均匀，然后在70℃温度下干燥2-5h；再研磨疏松后置于坩埚中并放入水平管式炉中，通入体积比为：氮气92%、氢气8%的氮气与氢气的还原性混合气，1200℃-1600℃灼烧1-10个小时，即可得到所述荧光材料。
一种所述蓝光激发的固溶体荧光材料的应用，可用于蓝光激发的色温可调的白光LED。
本发明的优点和积极效果是：通过掺入SiO2或Pr3+，在波长为450纳米蓝光激发下发射波长在523-568纳米范围内可调，该荧光粉的红光成分比例以及白光显色指数都已优于现有YAG，容易实现暖白光LED；该荧光材料的原料成本价廉，无有害组分，制备工艺简单，容易实现工业规模生产。
【附图说明】
图1为实施例1所制备材料在450纳米蓝光激发下的发射光谱。
图2为实施例2所制备材料在450纳米蓝光激发下的发射光谱。
图3为实施例3所制备材料在450纳米蓝光激发下的发射光谱。
【具体实施方式】
实施例1：
一种蓝光激发的固溶体荧光材料，为Sr3AlO4F和LaSr2AlO5固溶形成的发光体，按化学式计量比Sr3-x-yLaxCeyAlO4+xF1-x:aPr3+,bwt%SiO2，式中：x=0、0.1、0.3、0.5、0.7、0.9、1；a=0；b=0；y=0.025，按计量比分别称量原料：
x=0时，3.6907克SrCO3，0.6313克SrF2，0.5098克Al2O3，0.0430克CeO2；
x=0.1时，3.6162克SrCO3，0.5681克SrF2，0.5098克Al2O3，0.1629克La2O3，0.0430克CeO2；
x=0.3时，3.4671克SrCO3，0.4419克SrF2，0.5098克Al2O3，0.4888克La2O3，0.0430克CeO2；
x=0.5时，3.3179克SrCO3，0.3156克SrF2，0.5098克Al2O3，0.8146克La2O3，0.0430克CeO2；
x=0.7时，3.1688克SrCO3，0.1894克SrF2，0.5098克Al2O3，1.1405克La2O3，0.0430克CeO2；
x=0.9时，3.0197克SrCO3，0.0631克SrF2，0.5098克Al2O3，1.4664克La2O3，0.0430克CeO2；
x=1.0时，2.9451克SrCO3，0.0000克SrF2，0.5098克Al2O3，1.6293克La2O3，0.0430克CeO2；
将称量好的原料分别加入无水乙醇在研钵中研磨30-60min并搅拌至浆状且分散均匀，然后在70℃温度下干燥2-5h至完全干燥；再研磨疏松后置于坩埚中并放入水平管式炉中，通入体积比为：氮气92%、氢气8%的氮气与氢气的还原性混合气，1300℃灼烧4小时，即可分别制得所述固溶体荧光材料。
图1为实施例1所制备材料在450纳米蓝光激发下的发射光谱。光学参数如表1所示，表1为实施例1、2和3中所制备荧光材料的光学参数。
实施例2：
一种蓝光激发的固溶体荧光材料，为Sr3AlO4F和LaSr2AlO5固溶形成的发光体，按化学式计量比式Sr3-x-yLaxCeyAlO4+xF1-x:aPr3+,bwt%SiO2，式中：x=0.5；y=0.025；a=0；b=0、1、2、4、6，按计量比分别称量原料：
当y=0时，3.3179克SrCO3，0.3205克SrF2，0.5098克Al2O3，0.8146克La2O3，0.0430克CeO2，0.0000克SiO2；
当y=1时，3.3179克SrCO3，0.3205克SrF2，0.5098克Al2O3，0.8146克La2O3，0.0430克CeO2，0.0500克SiO2；
当y=2时，3.3179克SrCO3，0.3205克SrF2，0.5098克Al2O3，0.8146克La2O3，0.0430克CeO2，0.1001克SiO2；
当y=4时，3.3179克SrCO3，0.3205克SrF2，0.5098克Al2O3，0.8146克La2O3，0.0430克CeO2，0.2002克SiO2；
当y=6时，3.3179克SrCO3，0.3205克SrF2，0.5098克Al2O3，0.8146克La2O3，0.0430克CeO2，0.3003克SiO2；
将称量好的原料分别加入无水乙醇在研钵中研磨30-60min并搅拌至浆状且分散均匀，然后在70℃温度下干燥2-5h至完全干燥；再研磨疏松后置于坩埚中并放入水平管式炉中，通入体积比为：氮气92%、氢气8%的氮气与氢气的还原性混合气，1300℃灼烧4小时，即可分别制得所述固溶体荧光材料。
图2为实施例2所制备材料在450纳米蓝光激发下的发射光谱，光学参数如表1所示。
实施例3：
一种蓝光激发的固溶体荧光材料，为Sr3AlO4F和LaSr2AlO5固溶形成的发光体，按化学式计量比Sr3-x-yLaxCeyAlO4+xF1-x:aPr3+,bwt%SiO2，式中：x=0.5，y=0.025,a=0.01,b=0，按计量比分别称量原料：
3.3179克SrCO3，0.3205克SrF2，0.5098克Al2O3，0.8146克La2O3，0.0430克CeO2，0.0165克Pr2O3；
将称量好的原料分别加入无水乙醇在研钵中研磨50min并搅拌至浆状且分散均匀，然后在70℃温度下干燥4h至完全干燥；再研磨疏松后置于坩埚中并放入水平管式炉中，通入体积比为：氮气92%、氢气8%的氮气与氢气的还原性混合气，1300℃灼烧4小时，即可制得所述固溶体荧光材料。
图3为实施例3所制备材料在450纳米蓝光激发下的发射光谱，光学参数如表1所示。
表1
Figure BDA00003042667300041
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种蓝光激发的固溶体荧光材料，其特征在于：为Sr3AlO4F和LaSr2AlO5固溶形成的发光体，其化学式计量比为Sr3-x-yLaxCeyAlO4+xF1-x:aPr3+,bwt%SiO2，式中按原子摩尔数计量，0≤x≤1、0.01≤y≤0.1、0≤a≤1；b为百分比质量（wt%），其范围是0≤b≤10。
2.根据权利要求1所述蓝光激发的固溶体荧光材料，其特征在于：所述蓝光激发的固溶体荧光材料为光谱调制，相应的化学元素Sr可被同族元素Be、Mg、Ca、Ba替代；相应的化学元素Al可被同族元素B、Ga、In替代；相应的化学元素La可被镧系的元素替代，Al-O化学键可以通过掺入SiO2引入Si-O化学键进行部分替代。
3.一种如权利要求1所述蓝光激发的固溶体荧光材料的制备方法，其特征在于：将原料SrCO3、SrF2、Al2O3、La2O3和CeO2按照化学计量比成分称量后混合，加入无水乙醇研磨搅拌至浆状并分散均匀，然后在70℃温度下干燥2-5h；再研磨疏松后置于坩埚中并放入水平管式炉中，通入体积比为：氮气92%、氢气8%的氮气与氢气的还原性混合气，1200℃-1600℃灼烧1-10个小时，即可得到所述荧光材料。
4.一种如权利要求1所述蓝光激发的固溶体荧光材料的应用，其特征在于：可用于蓝光激发的色温可调的白光LED。
CN2013101276758A 2013-04-12 2013-04-12 一种蓝光激发的固溶体荧光材料 Pending CN103194234A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013101276758A CN103194234A (zh) 2013-04-12 2013-04-12 一种蓝光激发的固溶体荧光材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013101276758A CN103194234A (zh) 2013-04-12 2013-04-12 一种蓝光激发的固溶体荧光材料

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103194234A true CN103194234A (zh) 2013-07-10

Family

ID=48717057

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2013101276758A Pending CN103194234A (zh) 2013-04-12 2013-04-12 一种蓝光激发的固溶体荧光材料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103194234A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104119889A (zh) * 2014-08-06 2014-10-29 广西师范学院 一种红色荧光粉及其制备方法
CN104212458A (zh) * 2014-08-11 2014-12-17 浙江工业大学 一种具有石榴石结构的红橙光荧光粉及其制备方法
CN104212459A (zh) * 2014-08-11 2014-12-17 浙江工业大学 一种具有石榴石结构的黄橙光荧光粉及其制备方法
CN106876611A (zh) * 2016-12-22 2017-06-20 成都新柯力化工科技有限公司 一种用于oled显示的复合蓝光材料的制备方法及应用
CN113251326A (zh) * 2021-06-04 2021-08-13 厦门大学 一种实现高品质暖白光激光照明光源的荧光转换器件

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101486908A (zh) * 2009-02-04 2009-07-22 昆明理工大学 一种红色长余辉发光材料及其制备方法
US20100314993A1 (en) * 2009-06-16 2010-12-16 The Regents Of The University Of California Oxyfluoride phosphors and white light emitting diodes including the oxyfluoride phosphor for solid-state lighting applications
US20110279011A1 (en) * 2010-04-29 2011-11-17 General Electric Company Color stable phosphors
US20110309303A1 (en) * 2008-06-03 2011-12-22 University Of South Carolina Up-Conversion White Light Phosphors
US8168086B2 (en) * 2008-06-03 2012-05-01 University Of South Carolina Inorganic luminescent phosphor materials for lighting
CN102597161A (zh) * 2009-10-30 2012-07-18 加利福尼亚大学董事会 用于固态白光照明应用的基于氧氟化物的固溶体磷光体和包括所述磷光体的白光发光二极管

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110309303A1 (en) * 2008-06-03 2011-12-22 University Of South Carolina Up-Conversion White Light Phosphors
US8168086B2 (en) * 2008-06-03 2012-05-01 University Of South Carolina Inorganic luminescent phosphor materials for lighting
CN101486908A (zh) * 2009-02-04 2009-07-22 昆明理工大学 一种红色长余辉发光材料及其制备方法
US20100314993A1 (en) * 2009-06-16 2010-12-16 The Regents Of The University Of California Oxyfluoride phosphors and white light emitting diodes including the oxyfluoride phosphor for solid-state lighting applications
CN102804322A (zh) * 2009-06-16 2012-11-28 加利福尼亚大学董事会 用于固态照明应用的氟氧化物磷光体和包括所述氟氧化物磷光体的白光发光二极管
CN102597161A (zh) * 2009-10-30 2012-07-18 加利福尼亚大学董事会 用于固态白光照明应用的基于氧氟化物的固溶体磷光体和包括所述磷光体的白光发光二极管
US20110279011A1 (en) * 2010-04-29 2011-11-17 General Electric Company Color stable phosphors

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
EIRIN SULLIVAN等: "Structural distortions in Sr3-xAxMO4F (A=Ca, Ba; M=Al, Ga,In) anti-Perovskites and corresponding changes in photoluminescence", 《JOURNAL OF SOLID STATE CHEMISTRY》 *
WON BIN IM等: "Effi cient and Color-Tunable Oxyfl uoride Solid Solution Phosphors for Solid-State White Lighting", 《ADV. MATER.》 *
WON BIN IM等: "Substitution of oxygen by fluorine in the GdSr2AlO5:Ce3+ phosphors: Gd1−xSr2+xAlO5−xFx solid solutions for solid state white lighting", 《OPTICS EXPRESS》 *
WON BIN IM等: "Substitution of oxygen by fluorine in the GdSr2AlO5:Ce3+ phosphors: Gd1−xSr2+xAlO5−xFx solid solutions for solid state white lighting", 《OPTICS EXPRESS》, vol. 17, no. 25, 7 December 2009 (2009-12-07), pages 22673 - 22679 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104119889A (zh) * 2014-08-06 2014-10-29 广西师范学院 一种红色荧光粉及其制备方法
CN104212458A (zh) * 2014-08-11 2014-12-17 浙江工业大学 一种具有石榴石结构的红橙光荧光粉及其制备方法
CN104212459A (zh) * 2014-08-11 2014-12-17 浙江工业大学 一种具有石榴石结构的黄橙光荧光粉及其制备方法
CN106876611A (zh) * 2016-12-22 2017-06-20 成都新柯力化工科技有限公司 一种用于oled显示的复合蓝光材料的制备方法及应用
CN106876611B (zh) * 2016-12-22 2018-06-15 江门市海菱家居饰品有限公司 一种用于oled显示的复合蓝光材料的制备方法及应用
CN113251326A (zh) * 2021-06-04 2021-08-13 厦门大学 一种实现高品质暖白光激光照明光源的荧光转换器件

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20080059418A (ko) 고상 조명용 질화 및 산질화 세륨계 형광물질들
CN103881706B (zh) 一种氮氧化物荧光粉、其制备方法及含该荧光粉的发光装置
CN107557008B (zh) 荧光粉、其制备方法及具有其的发光器件
CN106544021B (zh) 一种铈、铽共掺的硼酸盐荧光粉及其制备方法
CN106479498A (zh) 一种氮氧化物蓝色荧光粉及其制备方法与应用
CN101824321A (zh) 一种基于蓝光激发的白光led用荧光粉及其制备方法
CN101402860B (zh) 单基质单掺杂铝酸镧全色可调荧光体及制作方法
CN113201342A (zh) Ce3+激活的硅酸盐宽带绿色荧光粉及制备方法和应用
CN104403668B (zh) 一种硅酸盐绿色荧光粉及其制备方法
CN103194234A (zh) 一种蓝光激发的固溶体荧光材料
CN102337130B (zh) 铋离子掺杂的锗硅酸盐发光材料及其制备方法
CN104449720A (zh) 基于紫外及近紫外光激发的蓝色荧光粉及其制备方法
CN102321472A (zh) 一种四价锰离子掺杂铝酸锶镁的红色荧光粉及其制备方法
KR20160102447A (ko) 형광체 및 발광 장치
CN101705094B (zh) 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
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
CN104212455A (zh) 一种Ce3+激活的石榴石结构荧光粉及其制备方法
KR101362185B1 (ko) 형광체 및 이를 포함하는 발광장치
CN102585823A (zh) 一种紫外led激发三基色氮氧化物荧光粉及其合成方法
CN102618266A (zh) 一种蓝紫光激发的黄光荧光材料及其制备方法和应用
KR20120033421A (ko) 산질화물 형광체
CN102295928B (zh) 一种基于近紫外光激发的红色荧光粉及其制备方法和应用
CN107033909A (zh) 一种适于紫外光激发的氟硅酸盐绿色荧光粉及其制备方法
WO2014088448A1 (ru) Люминесцирующий материал для твердотельных источников белого света
CN107033896A (zh) 一种白光led用蓝色荧光粉及其制备方法与应用

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

Application publication date: 20130710