CN105131952A - 一种颜色可调的led用荧光粉及其制备方法 - Google Patents
一种颜色可调的led用荧光粉及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105131952A CN105131952A CN201510599966.6A CN201510599966A CN105131952A CN 105131952 A CN105131952 A CN 105131952A CN 201510599966 A CN201510599966 A CN 201510599966A CN 105131952 A CN105131952 A CN 105131952A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- led fluorescent
- fluorescent powder
- fluorescent material
- preparation
- color
- 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
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- -1 rare-earth ion Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 claims abstract 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 30
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 8
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 150000003016 phosphoric acids Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 5
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010431 corundum Substances 0.000 claims description 5
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims description 5
- AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L barium carbonate Chemical compound [Ba+2].[O-]C([O-])=O AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 229910001422 barium ion Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 4
- LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N ammonium dihydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].OP(O)([O-])=O LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- AEBZCFFCDTZXHP-UHFFFAOYSA-N europium(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Eu+3].[Eu+3] AEBZCFFCDTZXHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000003836 solid-state method Methods 0.000 claims description 2
- 208000035126 Facies Diseases 0.000 claims 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 abstract description 6
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 abstract 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 abstract 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 abstract 1
- 238000010532 solid phase synthesis reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 abstract 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 8
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical class [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002189 fluorescence spectrum Methods 0.000 description 3
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 241001062009 Indigofera Species 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- IBIRZFNPWYRWOG-UHFFFAOYSA-N phosphane;phosphoric acid Chemical compound P.OP(O)(O)=O IBIRZFNPWYRWOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
本发明涉及LED及稀土掺杂发光领域，尤其涉及一种颜色可调的LED用荧光粉及其制备方法。该荧光粉以磷酸盐为基质，其化学分子式为Ba3-3xP4O13:3xEu2+。其中，x为Eu2+稀土离子掺杂取代Ba2+晶体格位的摩尔掺杂量。在烧结温度及其他环境相同的情况下，通过调节Eu2+稀土离子掺杂量改变荧光粉基质的晶体结构，进而实现发射光谱的调控，并最终实现白光发光。该荧光粉通过传统的高温固相法合成，合成方法简单，易于操作，重复性好，且合成的荧光粉具有良好的化学及热稳定性。本发明公开的荧光粉可以被300～400nm的紫外光有效激发，与近紫外LED芯片相匹配，因此，可作为一种颜色可调的LED用荧光粉。
Description
技术领域
本发明涉及LED及稀土掺杂发光领域，尤其涉及一种颜色可调的LED用荧光粉及其制备方法，属于固体发光技术领域，在照明和显示领域具有巨大的应用前景。
背景技术
近年来，随着发光二极管(LED)产业的不断发展，白光LED照明领域已经开始受到人们的日益重视。白光LED照明光源与传统的白炽灯、荧光灯相比，具有经久耐用、无污染、性能稳定、响应时间短、效率高等众多优点。目前实现白光的途径主要有两种方案：(1)黄色荧光粉与LED的蓝光混合实现白光。但由于红光区域光谱的缺失不可避免的存在色彩还原性差，色温偏高，显色指数低等问题。(2)近紫外(NUV)芯片激发“红”、“绿”、“蓝”三基色荧光粉来实现白光。这种方案虽克服了“黄、蓝”组合型白光LED显色指数低、色温高的缺点，但此方案又产生了诸如多相荧光粉组合的涂敷工艺复杂生产成本高、多种荧光粉混合存在颜色再吸收降低发光效率、白光LED使用寿命低及色稳定性差等新的问题。针对这一现状我们发现，单一基质白光荧光粉在一定程度上可优化上述缺陷，因此开发适合紫外激发的高效单一基质白光荧光粉将是新一代白光LED照明的研究热点，具有广阔的经济应用价值。
目前，近紫外激发单一基质白光LED荧光粉主要以硅酸盐、硼酸盐和磷酸盐为主。对于硅酸盐类单一基质白光LED荧光粉，典型体系是Kim等人合成的Ba3MgSi2O8:Eu2+,Mn2+和Sr3MgSi2O8:Eu2+,Mn2+等荧光粉，其在近紫外LED激发下发射出的光可以合成为白光(SolidStateCommun.,2005,136:504-507)。但这类荧光粉的合成温度相对较高，且荧光粉的发光效率不高，从而其实际应用受到了限制。单一基质硼酸盐及磷酸盐白光LED荧光粉研究中的主要研究材料包括：(Ca,Mg,Sr)9Y(PO4)7:Eu2+,Mn2+(J.Mater.Chem.2011,21:10489)、Sr2Mg3P4O15:Eu2+,Mn2+(Sens.ActuatorsB:Chem.,2010,143,712-715)等。这些复合磷酸盐荧光粉材料虽然得到了较高显色指数的白光LED输出，但材料本身在近紫外的吸收不高从而影响其发光效率。
发明内容
针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种颜色可调的LED用荧光粉。
本发明的另一目的在于提供一种颜色可调的LED用荧光粉的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种颜色可调的LED用荧光粉，该荧光粉的化学式为Ba3-3xP4O13:3xEu2+，式中，x为Eu2+稀土离子掺杂取代Ba2+晶体格位的摩尔掺杂量，其取值范围：0.003≤x≤0.030。
如上所述的颜色可调的LED用荧光粉的制备方法，采用高温固相法，包括以下步骤：
(1)以含有钡离子Ba2+的化合物、适当的含有磷的盐类、含有稀土铕离子Eu3+的化合物为原料，按分子式Ba3-3xP4O13:3xEu2+中对应元素的化学计量比进行配料，其中0.003≤x≤0.030；计算并分别称取各原料。
(2)将步骤(1)称取的原料置于玛瑙研钵中充分研磨，将原料研磨和混合均匀并转移至刚玉坩埚中。
(3)将步骤(2)得到的混合物置于马弗炉中，在由活性碳粉燃烧产生的CO或者H2+N2的还原气氛中800～900℃灼烧8个小时，得到所需要的二价铕离子掺杂的磷酸盐单相LED荧光粉。
通过以上步骤，本发明可实现所制备的发光材料的发光由蓝绿光至白光，再至黄光的发光颜色调控。
本发明化学合成法的技术方案中，含有钡离子Ba2+的化合物为碳酸钡；含有铕离子Eu3+的化合物为氧化铕；含有磷的盐类为磷酸二氢铵。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是按本发明实施例1技术方案制备的材料样品在340nm光激发下的发光光谱；
图2是按本发明实施例2技术方案制备的材料样品在340nm光激发下的发光光谱；
图3是按本发明实施例3技术方案制备的材料样品在340nm光激发下的发光光谱；
图4是按本发明制备的不同Eu2+掺杂浓度材料样品发光的色度坐标图；
具体实施方式
现在结合具体实施例对本发明作进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
实施例1：
制备Ba3-0.009P4O13:0.009Eu2+
根据化学式Ba3-0.009P4O13:0.009Eu2+中各元素的化学计量比，分别称取BaCO3(0.7936克)，NH4H2PO4(0.6186克)，Eu2O3(0.0021克)。在玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀，转移至刚玉坩埚中，将得到的混合物置于马弗炉中，在由活性碳粉燃烧产生的CO或者H2+N2的还原气氛中800～900℃灼烧8个小时，得到所需要的二价铕离子掺杂的磷酸盐单相LED荧光粉。
该荧光粉的荧光光谱图如图1所示，当激发波长为340nm时，从图中可以看出其发射光谱为一宽带不对称发射，最高峰在450nm左右，为蓝绿光发射，色坐标为(0.208,0.239)。
实施例2：
制备Ba3-0.054P4O13:0.054Eu2+
根据化学式Ba3-0.054P4O13:0.054Eu2+中各元素的化学计量比，分别称取BaCO3(0.7816克)，NH4H2PO4(0.6186克)，Eu2O3(0.0128克)。在玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀，转移至刚玉坩埚中，将得到的混合物置于马弗炉中，在由活性碳粉燃烧产生的CO或者H2+N2的还原气氛中800～900℃灼烧8个小时，得到所需要的二价铕离子掺杂的磷酸盐单相LED荧光粉。
该荧光粉的荧光光谱图如图2所示，当激发波长为340nm时，从图中可以看出其发射光谱为400～750nm的宽带发射，发射光谱的最大峰值分别位于450和550nm，荧光粉的发光颜色为白光，色坐标为(0.315,0.351)。
实施例3：
制备Ba3-0.081P4O13:0.081Eu2+
根据化学式Ba3-0.081P4O13:0.081Eu2+中各元素的化学计量比，分别称取BaCO3(0.7745克)，NH4H2PO4(0.6186克)，Eu2O3(0.0192克)。在玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀，转移至刚玉坩埚中，将得到的混合物置于马弗炉中，在由活性碳粉燃烧产生的CO或者H2+N2的还原气氛中800～900℃灼烧8个小时，得到所需要的二价铕离子掺杂的磷酸盐单相LED荧光粉。
该荧光粉的荧光光谱图如图3所示，当激发波长为340nm时，从图中可以看出其发射光谱为一宽带不对称发射，最高峰在600nm左右，荧光粉发光颜色为黄光，色坐标为(0.424,0.454)。
Claims (6)
1.一种颜色可调的LED用荧光粉，其特征在于：化学式为Ba3-3xP4O13:3xEu2+，式中，x为Eu2+稀土离子掺杂取代Ba2+晶体格位的摩尔掺杂量，其取值范围：0.003≤x≤0.030。
2.一种如权利要求1所述的颜色可调的LED用荧光粉，其特征在于：在烧结温度及其他环境相同的情况下，通过调节Eu2+稀土离子掺杂量改变荧光粉基质的晶体结构，进而实现荧光粉发射光谱调控，并最终实现白光。
3.一种如权利要求1所述的颜色可调的LED用荧光粉的制备方法，其特征在于采用高温固相法，包括以下步骤：
(1)以含有钡离子Ba2+的化合物、适当的含有磷的盐类、含有稀土铕离子Eu3+的化合物为原料，按分子式Ba3-3xP4O13:3xEu2+中对应元素的化学计量比进行配料，其中0.003≤x≤0.030；计算并分别称取各原料。
(2)将步骤(1)称取的原料置于玛瑙研钵中充分研磨，将原料研磨和混合均匀并转移至刚玉坩埚中。
(3)将步骤(2)得到的混合物置于马弗炉中，在CO或者H2+N2的还原气氛中800～900℃灼烧8个小时，得到所需要的二价铕离子掺杂的磷酸盐单相LED荧光粉。
4.根据权利要求3所述的颜色可调的LED用荧光粉的制备方法，其特征在于：所述的含有钡离子Ba2+的化合物为碳酸钡。
5.根据权利要求3所述的颜色可调的LED用荧光粉的制备方法，其特征在于：所述的含有铕离子Eu3+的化合物为氧化铕。
6.根据权利要求3所述的颜色可调的LED用荧光粉的制备方法，其特征在于：所述的含有磷的盐类为磷酸二氢铵。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510599966.6A CN105131952A (zh) | 2015-09-19 | 2015-09-19 | 一种颜色可调的led用荧光粉及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510599966.6A CN105131952A (zh) | 2015-09-19 | 2015-09-19 | 一种颜色可调的led用荧光粉及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105131952A true CN105131952A (zh) | 2015-12-09 |
Family
ID=54717537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510599966.6A Pending CN105131952A (zh) | 2015-09-19 | 2015-09-19 | 一种颜色可调的led用荧光粉及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105131952A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105542769A (zh) * | 2015-12-11 | 2016-05-04 | 青岛科技大学 | 一种白光led用绿色荧光粉及其制备方法 |
| CN116425522A (zh) * | 2023-04-11 | 2023-07-14 | 深圳信息职业技术学院 | 单相全光谱白光荧光材料及其制备方法和应用 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103484112A (zh) * | 2013-09-05 | 2014-01-01 | 青岛大学 | 一种稀土铕激活的单组分白光荧光粉及其制备方法 |
-
2015
- 2015-09-19 CN CN201510599966.6A patent/CN105131952A/zh active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103484112A (zh) * | 2013-09-05 | 2014-01-01 | 青岛大学 | 一种稀土铕激活的单组分白光荧光粉及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| HAIJIE GUO ET AL: "A Long-Lasting Phosphor Ba3P4O13: Eu2+", 《ECS SOLID STATE LETTERS》 * |
| 梁坤: "白光LED用磷酸盐荧光粉的制备及发光性质", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105542769A (zh) * | 2015-12-11 | 2016-05-04 | 青岛科技大学 | 一种白光led用绿色荧光粉及其制备方法 |
| CN116425522A (zh) * | 2023-04-11 | 2023-07-14 | 深圳信息职业技术学院 | 单相全光谱白光荧光材料及其制备方法和应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Bandi et al. | Luminescence and energy transfer of Eu3+ or/and Dy3+ co-doped in Sr3AlO4F phosphors with NUV excitation for WLEDs | |
| CN104087292B (zh) | 一种Mn4+掺杂的红色发光材料、制备方法及新型照明光源 | |
| Liu et al. | Electrospinning, optical properties and white LED applications of one-dimensional CaAl12O19: Mn4+ nanofiber phosphors | |
| CN101824321A (zh) | 一种基于蓝光激发的白光led用荧光粉及其制备方法 | |
| CN101775283B (zh) | 白光led用硅酸盐黄色荧光粉的制备方法 | |
| Fei et al. | Synthesis and luminescent properties of Ba2V2O7: Sm3+ | |
| Li et al. | Warm-white-light emission from Eu2+/Mn2+-coactivated NaSrPO4 phosphor through energy transfer | |
| CN108998025A (zh) | 一种led用硅酸盐基红色荧光粉及其制备方法 | |
| CN106544021A (zh) | 一种铈、铽共掺的硼酸盐荧光粉及其制备方法 | |
| Wang et al. | Novel red phosphors LaBSiO5 co-doped with Eu3+, Al3+ for near-UV light-emitting diodes | |
| US8591768B2 (en) | Germanate luminescence material and its preparation | |
| CN111607398B (zh) | 一种发光颜色可调的荧光粉及其制备方法 | |
| Xie et al. | Controlling the energy transfer via multi luminescent centers to achieve white/tunable light in a single-phased Sc2O3: Bi3+, Eu3+ phosphor | |
| Zhang et al. | Preparation and investigation of Ca2. 96 (P0. 99B0. 01O4) 2: 0.04 Dy3+ single-phase full-color phosphor | |
| CN105542771A (zh) | 一种白光led用单一基质白光荧光粉及其制备方法 | |
| CN102604633A (zh) | 一种四钨酸盐红色荧光粉及其制备方法 | |
| CN105131952A (zh) | 一种颜色可调的led用荧光粉及其制备方法 | |
| CN102321472B (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 | |
| CN105062479B (zh) | 一种黄橙光型钙硅石结构的氮氧化物荧光材料及其制备方法 | |
| CN105542769A (zh) | 一种白光led用绿色荧光粉及其制备方法 | |
| CN101838533B (zh) | 一种led用荧光材料及制备方法 | |
| CN101760191B (zh) | Led用高亮度硅酸钡基蓝绿色荧光粉及其高温还原制备方法 | |
| CN108485667B (zh) | 一种新型的发光颜色可调至白光的荧光粉及其制备方法 | |
| CN105176529A (zh) | 一种铕、锰共激活的磷酸盐白光荧光粉及其制备方法 | |
| CN100415849C (zh) | 稀土红色荧光粉及其制造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20151209 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |