CN108587621A - 一种紫外或近紫外激发的白光led用颜色可调硅酸盐荧光粉及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种紫外光或近紫外光激发的白光LED用颜色可调硅酸盐荧光粉及其制备方法,属于发光材料及其制备方法技术领域。其化学式为(Ba1‑ XAX‑Y)9(Lu1‑mREm‑n)2Si6O24:YEu2+,nCe3+,A为Sr、Ca或Mg,其中X为A取代Ba的量、Y为Eu2+的掺杂量;RE为La或Gd,m为RE取代Lu的量,n为Ce3+的掺杂量。本发明采用高温固相法合成该系列荧光粉,该荧光粉在紫外光激发下呈现出明亮的蓝色或青绿色,具有紫外至可见光区范围宽带吸收和宽带发射、发射强度高、颜色可调、热稳定性强等优点,可应用于制备紫外激发白光LED的蓝色或绿色成分。
Description
技术领域
本发明属于发光材料及其制备方法技术领域,具体涉及一种紫外光或近紫外光激发的白光LED用颜色可调硅酸盐荧光粉及其制备方法。
背景技术
发光二极管,简称LED,是一种半导体固态照明元件。随着社会的发展和科技的进步,LED的应用已经越来越普遍,如电子设备背光源、家用照明、汽车车灯和显示板等领域,具有发光效率高、节约能源等优点。
目前,实现白光LED照明的主要形式是蓝光LED芯片激发黄色荧光YAG:Ce3+,该方法具有操作简便,成本低等特点,但由于其缺少红色成分,所制备的白光LED显色指数较低,色温较高,限制了其应用领域。近年来RGB荧光粉所组装的白光LED具有色彩还原性好,产品稳定等优点。目前应用的RGB荧光粉中所应用的绿色荧光粉体系主要有硫化物、氮化物、铝酸盐等。硫化物体系发光效率较低,化学稳定性差;氮化物体系制备工艺复杂,条件苛刻,周期长,能耗高,合成比较困难。并且这些绿色荧光粉与紫外芯片的匹配性较差,发光强度低。因此,开发一种能与紫外芯片匹配的廉价、稳定、高效绿色荧光粉具有重大现实意义与商业价值。硅酸盐体系发光材料具有良好的化学稳定性和热稳定性,制备工艺简单。因此,本发明提供一种紫外或近紫外激发的白光LED用颜色可调硅酸盐荧光粉及其制备方法。
发明内容
本发明的目的是针对上述背景技术,提供一种紫外或近紫外激发的白光LED用颜色可调硅酸盐荧光粉及其制备方法。
本发明采用高温固相法合成该系列荧光粉,该荧光粉在紫外光激发下呈现出明亮的蓝色或绿色。本发明制得的荧光粉具有紫外至可见光区范围宽带吸收和宽带发射、发射强度高、颜色可调、热稳定性强等优点,可应用于制备紫外激发白光LED的蓝色或绿色成分。
本发明所述的一种紫外或近紫外激发的白光LED用颜色可调硅酸盐荧光粉,其化学式为(Ba1-XAX-Y)9(Lu1-mREm-n)2Si6O24:YEu2+,nCe3+,A为Sr、Ca或Mg,其中X为A取代Ba的量、Y为Eu2+的掺杂量;RE为La或Gd,m为RE取代Lu的量,n为Ce3+的掺杂量;X、Y、m、n为摩尔系数,范围分别为0.0≤X≤0.5、0.0≤Y≤0.1、0.0≤m≤0.5、0.0≤n≤0.1,其中Y与n不同时为0;但当X与m同时为0时,化学式为(Ba1-Y)9(Lu1-n)2Si6O24:YEu2+,nCe3+。
所述的颜色可调硅酸盐荧光粉能被280~450nm的光激发,发射光谱随着Sr或Ca取代Ba、RE取代Lu的量的增加向长波方向移动。
本发明所述的一种紫外或近紫外激发的白光LED用颜色可调硅酸盐荧光粉的制备方法,其步骤如下:
(1)按化学式(Ba1-XAX-Y)9(Lu1-mREm-n)2Si6O24:YEu2+,nCe3+称取所需的各个反应物,加入一定量的无水乙醇,所有反应物质量与无水乙醇的体积用量比例为1g:1~3mL,然后研磨混合均匀;
(2)将上述步骤得到的研磨产物在1400~1600℃还原气氛条件下煅烧4~8h,煅烧后自然冷却至室温后再研磨均匀,即得到本发明所述的一种紫外或近紫外激发的白光LED用颜色可调硅酸盐荧光粉。
反应物为Sr、Ca或Mg的氧化物或碳酸盐中的一种或一种以上(如SrO、CaO、MgO、SrCO3、CaCO3或MgCO3),含Ba的氧化物或碳酸盐中的一种或一种以上(如BaO或BaCO3),含La或Gd的氧化物、氢氧化物或碳酸盐中的一种或一种以上(如La2O3、Gd2O3、La(OH)3、Gd(OH)3、La2(CO3)3或Gd2(CO3)3),含Lu的氧化物、氢氧化物或碳酸盐中的一种或一种以上(如Lu2O3、Lu(OH)3或Lu2(CO3)3),含Si的氧化物(如SiO2),含Eu或Ce的氧化物或碳酸盐中的一种或一种以上(如Eu2O3、CeO2、Eu2(CO3)3或Ce2(CO3)3)。还原气氛为N2和H2混合气体,其中H2的体积分数为5%~10%。
有益效果
(1)本发明制备的紫外或近紫外激发的白光LED用颜色可调硅酸盐荧光粉具有紫外至可见光区范围宽带吸收和宽带发射的优点,可应用于制备紫外或近紫外激发白光LED的蓝色或绿色成分。
该荧光粉能被280~450nm范围内紫外或近紫外光激发,发射出波长在400~550nm范围内的蓝光到绿光的光谱,随着Sr取代Ba量的增加,发射主峰位的位置从460nm移动到520nm左右;随着Ca取代Ba量的增加,发射主峰位的位置从400nm移动到490nm左右,与近紫外LED芯片(355~365nm、390~410nm)输出波长匹配性好,可应用在白光LED领域。随着RE取代Lu量,发射主峰位的位置从400nm移动到490nm左右,可用于紫外芯片激发的白光LED用蓝光或绿光成分。
(2)本发明制备的紫外或近紫外激发的白光LED用颜色可调硅酸盐荧光粉具有较高的热稳定性,其中(Ba1-XSrX-Y)9Lu2Si6O24:YEu2+荧光粉当温度达到150℃时,其发射光强度仍为是室温的90%;Ba9(Lu1-mLam-n)2Si6O24:nCe3+荧光粉当温度达到150℃时,其发光强度并没有减弱。
附图说明
图1:本发明实施例1-5制备的(Ba1-XSrX-Y)9Lu2Si6O24:YEu2+颜色可调的荧光粉的X射线衍射谱图。
由图可见,随着Sr逐渐取代Ba,所合成(Ba1-XSrX-Y)9Lu2Si6O24:YEu2+颜色可调荧光粉的衍射峰均与纯相标准卡片(PDF#82-1119)的标准峰相匹配,表明所合成的荧光粉为纯相。
图2:本发明实施例1制备的(Ba1-XSrX-Y)9Lu2Si6O24:YEu2+荧光粉的激发光谱图(监测波长为460nm)。
由图可见,所述(Ba1-XSrX-Y)9Lu2Si6O24:YEu2+颜色可调荧光粉的激发光谱范围在250~450nm,最强激发波长为367nm。
图3:本发明实施例1-5制备的(Ba1-XSrX-Y)9Lu2Si6O24:YEu2+荧光粉的发射光谱对比图。
由图可见,本发明实施例1-5制备的样品随着Sr取代Ba量的增加,其发射峰的位置逐渐由蓝光到蓝光和绿光最后到绿光的过渡。
图4:不同Sr取代Ba的量的(Ba1-XSrX-0.03)9Lu2Si6O24:0.03Eu2+颜色可调荧光粉的色度坐标图。
由图可见,当Sr取代Ba的量为0时,色坐标为(0.198,0.2193),发射峰顶点在458nm,位于蓝光区;当Sr取代Ba的量为10%时:即X=0.1时,色坐标为(0.2405,0.3054),发射峰顶点在465nm,位于蓝绿光交界区;当Sr取代Ba的量为20%时:即X=0.2时,色坐标为(0.243,0.3659),发射峰顶点在510nm,位于青绿光区;当Sr取代Ba的量为30%时:即X=0.3时,色坐标为(0.2728,0.422),发射峰顶点在511nm,位于青绿光区;当Sr取代Ba的量为40%时:即X=0.4时,色坐标为(0.2755,0.4804),发射峰顶点在514nm,位于青绿光区。
图5:本发明实施例6-10在Sr取代Ba为40%时:即X=0.4时,不同Eu2+离子掺杂浓度的(Ba1-XSrX-Y)9Lu2Si6O24荧光粉的发射光谱图。
由图可见,本发明实施例6-10在Sr取代Ba为40%时的(Ba1-XSrX-Y)9Lu2Si6O24:YEu2+荧光粉,因浓度猝灭效应,随着Eu2+离子掺杂浓度的增加,发射光谱图先增强后减弱,发射光谱范围和最强发射峰峰位保持不变。
图6:本发明实施例10在Sr取代Ba为40%时,(Ba1-XSrX-Y)9Lu2Si6O24:YEu2+荧光粉的热猝灭曲线,并与商用绿粉(Ba,Sr)2SiO4:Eu2+进行了对比。
由图可见,本发明实施例10在Sr取代Ba为40%时,(Ba1-XSrX-Y)9Lu2Si6O24:YEu2+荧光粉,由于热猝灭效应,随着温度的增加,发射光强度略有下降,所合成荧光粉比商用绿粉(Ba,Sr)2SiO4:Eu2+热稳定性略高,所合成荧光粉具有耐高温性。
图7:本发明实施例11-14中(Ba1-XCaX-Y)9Lu2Si6O24:YEu2+颜色可调的荧光粉的X射线衍射谱图。
由图可见,随着Ca逐渐取代Ba,所合成(Ba1-XCaX-Y)9Lu2Si6O24:YEu2+颜色可调荧光粉的衍射峰均与纯相标准卡片(PDF#82-1119)的标准峰相匹配,表明所制备的紫外或近紫外激发的白光LED用颜色可调硅酸盐荧光粉为纯相。
图8:本发明实施例11中X=0.1时(Ba1-XCaX-Y)9Lu2Si6O24:YEu2+荧光粉的激发光谱图(监测波长分别为为460nm和500nm)。
由图可见,所述(Ba1-XCaX-Y)9Lu2Si6O24:YEu2+颜色可调荧光粉的激发光谱范围在250~450nm,最强激发波长为367nm。
图9:本发明实施例11-14中X=0.1、0.2、0.3、0.4时(Ba1-XCaX-Y)9Lu2Si6O24:YEu2+荧光粉的发射光谱对比图。
由图可见,本发明实施例11-14所合成样品随着Ca取代Ba的量增加,其发射峰的位置逐渐有蓝光到蓝光和绿光最后到绿光的过渡。
图10:本发明实施例15、16、17中Ba9(Lu1-mLam-n)2Si6O24:nCe3+荧光粉的X射线衍射谱图。
由图可见,随着La逐渐取代Lu,所合成Ba9(Lu1-mLam-n)2Si6O24:nCe3+荧光粉的衍射峰均与纯相标准卡片(PDF#82-1119)的标准峰相匹配,表明所合成紫外或近紫外激发的Ce3+离子掺杂硅酸盐颜色可调的荧光粉为纯相。
图11:本发明实施例15和实施例17中即m=0和0.3时的Ba9(Lu1-mLam-n)2Si6O24:nCe3 +荧光粉的激发光谱图(监测波长分别为为467nm和490nm)。
由图可见,所述Ba9(Lu1-mLam-n)2Si6O24:nCe3+荧光粉的激发光谱范围在280~450nm,当La部分取代Lu后,荧光粉在400nm处的吸收明显增强。
图12:本发明实施例15、16、17中Ba9(Lu1-mLam-n)2Si6O24:nCe3+荧光粉的发射光谱对比图。
由图可见,本发明实施例15、16、17所合成样品随着La取代量的增加,其发射峰的位置逐渐由420nm移动到490nm左右。
图13:本发明实施例17在La取代Lu为30%时即m=0.3时,Ba9Lu1.4La0.55Ce0.05Si6O24荧光粉的热猝灭曲线图。
由图可见,本发明实施例17中在La取代Lu为30%时,Ba9Lu1.4La0.55Ce0.05Si6O24荧光粉,随着温度的增加,发射光强度并没有下降,所合成荧光粉热稳定性较好,具有耐高温性。
图14:本发明实施例15、18中Ba9(Lu1-mGdm-n)2Si6O24:nCe3+荧光粉的X射线衍射谱图。
由图可见,随着Gd逐渐取代Lu,所合成Ba9(Lu1-mGdm-n)2Si6O24:nCe3+荧光粉的衍射峰均与纯相标准卡片(PDF#82-1119)的标准峰相匹配,表明所合成荧光粉为纯相。
图15:本发明实施例18中的Ba9Lu1.5Gd0.45Ce0.05Si6O24荧光粉的激发光谱图(监测波长分别为为457nm)。
由图可见,所述Ba9Lu1.5Gd0.45Ce0.05Si6O24荧光粉的激发光谱范围在280~420nm,最佳激发波长在327nm左右。
图16:本发明实施例15、18中Ba9(Lu1-mLam-n)2Si6O24:nCe3+荧光粉的发射光谱对比图。
由图可见,所述Ba9Lu1.5Gd0.45Ce0.05Si6O24荧光粉的激发光谱范围在280~420nm,最佳激发波长在327nm左右。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述,但本发明的实施方式不限于此,对于未特别注明的工艺参数,可参照常规技术进行。
实施例1:
称取BaCO3(分析纯)1.7761g,Lu2O3(99.99%)0.3979g,SiO2(分析纯)0.3605g,Eu2O3(分析纯)0.0475g,加入3mL乙醇后,将上述原料在玛瑙研钵中研磨1h,使原料充分混合。将混合均匀的反应物盛入刚玉坩埚,置于高温炉内,在90%N2+10%H2(体积)气氛下1500℃下煅烧5h。降至室温后,将煅烧得到的块状样品研磨成粉末,即得到所需荧光粉,该实施例是X与m同时为0时,满足化学式(Ba1-Y)9(Lu1-n)2Si6O24:YEu2+,nCe3+,即化学式为:Ba8.73Lu2Si6O24:0.03Eu2+,其中X=0、Y=0.03、m=0、n=0。
实施例2:
称取BaCO3(分析纯)1.5985g,SrCO3(分析纯)0.1284g,Lu2O3(99.99%)0.3979g,SiO2(分析纯)0.3605g,Eu2O3(分析纯)0.0475g。加入3mL乙醇后,将上述原料在玛瑙研钵中研磨1h,使原料充分混合。将混合均匀的反应物盛入刚玉坩埚,置于高温炉内,在90%N2+10%H2(体积)气氛下1500℃下煅烧5h。降至室温后,将煅烧得到的块状样品研磨成粉末,即得到所需荧光粉,其组成为:Ba8.1Sr0.63Lu2Si6O24:0.03Eu2+,其中A为Sr,X=0.1、Y=0.03、m=0、n=0。
实施例3:
称取BaCO3(分析纯)1.4208g,SrCO3(分析纯)0.2613g,Lu2O3(99.99%)0.3979g,SiO2(分析纯)0.3605g,Eu2O3(分析纯)0.0475g。加入3mL乙醇后,将上述原料在玛瑙研钵中研磨1h,使原料充分混合。将混合均匀的反应物盛入刚玉坩埚,置于高温炉内,在90%N2+10%H2(体积)气氛下1500℃下煅烧5h。降至室温后,将煅烧得到的块状样品研磨成粉末,即得到所需荧光粉,其组成为:Ba7.2Sr1.53Lu2Si6O24:0.03Eu2+,其中A为Sr,X=0.2、Y=0.03、m=0、n=0。
实施例4:
称取BaCO3(分析纯)1.2432g,SrCO3(分析纯)0.3942g,Lu2O3(99.99%)0.3979g,SiO2(分析纯)0.3605g,Eu2O3(分析纯)0.0475g。加入3mL乙醇后,将上述原料在玛瑙研钵中研磨1h,使原料充分混合。将混合均匀的反应物盛入刚玉坩埚,置于高温炉内,在氮氢混合气氛下1500℃下煅烧5h。降至室温后,将煅烧得到的块状样品研磨成粉末,即得到所需荧光粉,其组成为:Ba6.3Sr2.43Lu2Si6O24:0.03Eu2+,其中A为Sr,X=0.3、Y=0.03、m=0、n=0。
实施例5:
称取BaCO3(分析纯)1.0656g,SrCO3(分析纯)0.5270g,Lu2O3(99.99%)0.3979g,SiO2(分析纯)0.3605g,Eu2O3(分析纯)0.0475g。加入3mL乙醇后,将上述原料在玛瑙研钵中研磨1h,使原料充分混合。将混合均匀的反应物盛入刚玉坩埚,置于高温炉内,在90%N2+10%H2(体积)气氛下1500℃下煅烧5h。降至室温后,将煅烧得到的块状样品研磨成粉末,即得到所需荧光粉,其组成为:Ba5.4Sr3.33Lu2Si6O24:0.03Eu2+,其中A为Sr,X=0.4、Y=0.03、m=0、n=0。
实施例6:
称取BaCO3(分析纯)1.0656g,SrCO3(分析纯)0.5262g,Lu2O3(99.99%)0.3979g,SiO2(分析纯)0.3605g,Eu2O3(分析纯)0.0063g。加入3mL乙醇后,将上述原料在玛瑙研钵中研磨1h,使原料充分混合。将混合均匀的反应物盛入刚玉坩埚,置于高温炉内,在90%N2+10%H2(体积)气氛下1500℃下煅烧5h。降至室温后,将煅烧得到的块状样品研磨成粉末,即得到所需荧光粉,其组成为:Ba5.4Sr3.564Lu2Si6O24:0.004Eu2+,其中A为Sr,X=0.4、Y=0.004、m=0、n=0。
实施例7:
称取BaCO3(分析纯)1.0656g,SrCO3(分析纯)0.5208g,Lu2O3(99.99%)0.3979g,SiO2(分析纯)0.3605g,Eu2O3(分析纯)0.0127g。加入3mL乙醇后,将上述原料在玛瑙研钵中研磨1h,使原料充分混合。将混合均匀的反应物盛入刚玉坩埚,置于高温炉内,在90%N2+10%H2(体积)气氛下1500℃下煅烧5h。降至室温后,将煅烧得到的块状样品研磨成粉末,即得到所需荧光粉,其组成为:Ba5.40Sr3.528Lu2Si6O24:0.008Eu2+,其中A为Sr,X=0.4、Y=0.008、m=0、n=0。
实施例8:
称取BaCO3(分析纯)1.0656g,SrCO3(分析纯)0.5155g,Lu2O3(99.99%)0.3979g,SiO2(分析纯)0.3605g,Eu2O3(分析纯)0.0190g。加入3mL乙醇后,将上述原料在玛瑙研钵中研磨1h,使原料充分混合。将混合均匀的反应物盛入刚玉坩埚,置于高温炉内,在90%N2+10%H2(体积)气氛下1500℃下煅烧5h。降至室温后,将煅烧得到的块状样品研磨成粉末,即得到所需荧光粉,其组成为:Ba5.40Sr3.492Lu2Si6O24:0.012Eu2+。,其中A为Sr,X=0.4、Y=0.012、m=0、n=0。
实施例9:
称取BaCO3(分析纯)1.0656g,SrCO3(分析纯)0.5102g,Lu2O3(99.99%)0.3979g,SiO2(分析纯)0.3605g,Eu2O3(分析纯)0.0253g。加入3mL乙醇后,将上述原料在玛瑙研钵中研磨1h,使原料充分混合。将混合均匀的反应物盛入刚玉坩埚,置于高温炉内,在90%N2+10%H2(体积)气氛下1500℃下煅烧5h。降至室温后,将煅烧得到的块状样品研磨成粉末,即得到所需荧光粉,其组成为:Ba5.4Sr3.456Lu2Si6O24:0.016Eu2+,其中A为Sr,X=0.4、Y=0.016、m=0、n=0。
实施例10:
称取BaCO3(分析纯)1.0656g,SrCO3(分析纯)0.5049g,Lu2O3(99.99%)0.3979g,SiO2(分析纯)0.3605g,Eu2O3(分析纯)0.0317g。加入3mL乙醇后,将上述原料在玛瑙研钵中研磨1h,使原料充分混合。将混合均匀的反应物盛入刚玉坩埚,置于高温炉内,在90%N2+10%H2(体积)气氛下1500℃下煅烧5h。降至室温后,将煅烧得到的块状样品研磨成粉末,即得到所需荧光粉,其组成为:Ba5.40Sr3.42Lu2Si6O24:0.02Eu2+,其中A为Sr,X=0.4、Y=0.02、m=0、n=0。
实施例11:
称取BaCO3(分析纯)1.7761g,CaCO3(分析纯)0.0871g,Lu2O3(99.99%)0.3979g,SiO2(分析纯)0.3605g,Eu2O3(分析纯)0.0475g。加入3mL乙醇后,将上述原料在玛瑙研钵中研磨1h,使原料充分混合。将混合均匀的反应物盛入刚玉坩埚,置于高温炉内,在90%N2+10%H2(体积)气氛下1500℃下煅烧5h。降至室温后,将煅烧得到的块状样品研磨成粉末,即得到所需荧光粉,其组成为:Ba8.1Ca0.63Lu2Si6O24:0.03Eu2+,其中A为Ca,X=0.1、Y=0.03、m=0、n=0。
实施例12:
称取BaCO3(分析纯)1.7761g,CaCO3(分析纯)0.1772g,Lu2O3(99.99%)0.3979g,SiO2(分析纯)0.3605g,Eu2O3(分析纯)0.0475g。加入3mL乙醇后,将上述原料在玛瑙研钵中研磨1h,使原料充分混合。将混合均匀的反应物盛入刚玉坩埚,置于高温炉内,在90%N2+10%H2(体积)气氛下1500℃下煅烧5h。降至室温后,将煅烧得到的块状样品研磨成粉末,即得到所需荧光粉,其组成为:Ba7.2Ca1.53Lu2Si6O24:0.03Eu2+,其中A为Ca,X=0.2、Y=0.03、m=0、n=0。
实施例13:
称取BaCO3(分析纯)1.7761g,CaCO3(分析纯)0.2672g,Lu2O3(99.99%)0.3979g,SiO2(分析纯)0.3605g,Eu2O3(分析纯)0.0475g。加入3mL乙醇后,将上述原料在玛瑙研钵中研磨1h,使原料充分混合。将混合均匀的反应物盛入刚玉坩埚,置于高温炉内,在90%N2+10%H2(体积)气氛下1500℃下煅烧5h。降至室温后,将煅烧得到的块状样品研磨成粉末,即得到所需荧光粉,其组成为:Ba6.3Ca2.43Lu2Si6O24:0.03Eu2+,其中A为Ca,X=0.3、Y=0.03、m=0、n=0。
实施例14:
称取BaCO3(分析纯)1.7761g,CaCO3(分析纯)0.2672g,Lu2O3(99.99%)0.3979g,SiO2(分析纯)0.3605g,Eu2O3(分析纯)0.0475g。加入3mL乙醇后,将上述原料在玛瑙研钵中研磨1h,使原料充分混合。将混合均匀的反应物盛入刚玉坩埚,置于高温炉内,在90%N2+10%H2(体积)气氛下1500℃下煅烧5h。降至室温后,将煅烧得到的块状样品研磨成粉末,即得到所需荧光粉,其组成为:Ba5.4Ca3.33Lu2Si6O24:0.03Eu2+,其中A为Ca,X=0.4、Y=0.03、m=0、n=0。
实施例15:
称取BaCO3(分析纯)1.7761g,Lu2O3(99.99%)0.3880g,SiO2(分析纯)0.3605g,CeO2(分析纯)0.0086g。加入3mL乙醇后,将上述原料在玛瑙研钵中研磨1h,使原料充分混合。将混合均匀的反应物盛入刚玉坩埚,置于高温炉内,在90%N2+10%H2(体积)气氛下1500℃下煅烧5h。降至室温后,将煅烧得到的块状样品研磨成粉末,即得到所需荧光粉,该实施例是X与m同时为0时,满足化学式(Ba1-Y)9(Lu1-n)2Si6O24:YEu2+,nCe3+,即化学式为:Ba9Lu1.95Si6O24:0.025Ce3+,其中X=0、Y=0、m=0、n=0.025。
实施例16:
称取BaCO3(分析纯)1.7761g,Lu2O3(99.99%)0.3581g,La2O3(99.99%)0.0489g,SiO2(分析纯)0.3605g,CeO2(分析纯)0.0086g。加入3mL乙醇后,将上述原料在玛瑙研钵中研磨1h,使原料充分混合。将混合均匀的反应物盛入刚玉坩埚,置于高温炉内,在90%N2+10%H2(体积)气氛下1500℃下煅烧5h。降至室温后,将煅烧得到的块状样品研磨成粉末,即得到所需荧光粉,其组成为:Ba9Lu1.8La0.15Si6O24:0.025Ce3+,其中RE为La,X=0、Y=0、m=0.1、n=0.025。
实施例17:
称取BaCO3(分析纯)1.7761g,Lu2O3(99.99%)0.2786g,La2O3(99.99%)0.0896g,SiO2(分析纯)0.3605g,CeO2(分析纯)0.0086g。加入3mL乙醇后,将上述原料在玛瑙研钵中研磨1h,使原料充分混合。将混合均匀的反应物盛入刚玉坩埚,置于高温炉内,在90%N2+10%H2(体积)气氛下1500℃下煅烧5h。降至室温后,将煅烧得到的块状样品研磨成粉末,即得到所需荧光粉,其组成为:Ba9Lu1.4La0.55Si6O24:0.025Ce3+,其中RE为La,X=0、Y=0、m=0.3、n=0.025。
实施例18:
称取BaCO3(分析纯)1.7761g,Lu2O3(99.99%)0.3880g,Gd2O3(99.99%)0.0816g,SiO2(分析纯)0.3605g,CeO2(分析纯)0.0086g。加入3mL乙醇后,将上述原料在玛瑙研钵中研磨1h,使原料充分混合。将混合均匀的反应物盛入刚玉坩埚,置于高温炉内,在90%N2+10%H2(体积)气氛下1500℃下煅烧5h。降至室温后,将煅烧得到的块状样品研磨成粉末,即得到所需荧光粉,其组成为:Ba9Lu1.5La0.45Si6O24:0.025Ce3+,其中RE为Gd,X=0、Y=0、m=0.25、n=0.025。
Claims (6)
1.一种紫外或近紫外激发白光LED用硅酸盐颜色可调荧光粉,其特征在于:其化学式为(Ba1-XAX-Y)9(Lu1-mREm-n)2Si6O24:YEu2+,nCe3+,A为Sr、Ca或Mg,其中X为A取代Ba的量、Y为Eu2+的掺杂量;RE为La或Gd,m为RE取代Lu的量,n为Ce3+的掺杂量;X、Y、m、n为摩尔系数,范围分别为0.0≤X≤0.5、0.0≤Y≤0.1、0.0≤m≤0.5、0.0≤n≤0.1,其中Y与n不同时为0;但当X与m同时为0时,化学式为(Ba1-Y)9(Lu1-n)2Si6O24:YEu2+,nCe3+。
2.如权利要求1所述的一种紫外或近紫外激发白光LED用硅酸盐颜色可调荧光粉,其特征在于:所述的颜色可调硅酸盐荧光粉能被280~450nm的光激发,发射光谱随着Sr或Ca取代Ba、RE取代Lu的量的增加向长波方向移动。
3.如权利要求1或2所述的一种紫外或近紫外激发白光LED用硅酸盐颜色可调荧光粉的制备方法,其步骤如下:
(1)按化学式(Ba1-XAX-Y)9(Lu1-mREm-n)2Si6O24:YEu2+,nCe3+称取所需的各个反应物,加入一定量的无水乙醇,所有反应物质量与无水乙醇的体积用量比例为1g:1~3mL,然后研磨混合均匀;
(2)将上述步骤得到的研磨产物在1400~1600℃还原气氛条件下煅烧4~8h,煅烧后自然冷却至室温后再研磨均匀,即得到本发明所述的一种紫外或近紫外激发的白光LED用颜色可调硅酸盐荧光粉。
4.如权利要求3所述的一种紫外或近紫外激发白光LED用硅酸盐颜色可调荧光粉的制备方法,其特征在于:反应物为Sr、Ca或Mg的氧化物或碳酸盐中的一种或一种以上,含Ba的氧化物或碳酸盐中的一种或一种以上,含La或Gd的氧化物、氢氧化物或碳酸盐中的一种或一种以上,含Lu的氧化物、氢氧化物或碳酸盐中的一种或一种以上,含Si的氧化物,含Eu或Ce的氧化物或碳酸盐中的一种或一种以上。
5.如权利要求3所述的一种紫外或近紫外激发白光LED用硅酸盐颜色可调荧光粉的制备方法,其特征在于:反应物为SrO、CaO、MgO、SrCO3、CaCO3、MgCO3、BaO、BaCO3、La2O3、Gd2O3、La(OH)3、Gd(OH)3、La2(CO3)3、Gd2(CO3)3)、Lu2O3、Lu(OH)3、Lu2(CO3)3、SiO2、Eu2O3、CeO2、Eu2(CO3)3或Ce2(CO3)3。
6.如权利要求1所述的一种紫外或近紫外激发白光LED用硅酸盐颜色可调荧光粉的制备方法,其特征在于:还原气氛为N2和H2混合气体,其中H2的体积分数为5%~10%。
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