CN110591711B - 一种用于白光led的镓酸盐红色荧光粉及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于白光LED的镓酸盐红色荧光粉，所述镓酸盐红色荧光粉的化学通式为La1‑xMxSrGaO4；其中，M为Eu或Pr，0<x≤1。本发明的镓酸盐红色荧光粉采用LaSrGaO4作为基质，通过高温固相反应掺杂稀土离子Eu3+或Pr3+制备得到。该镓酸盐红色荧光粉在紫外光激发下可发出明亮红光，发光强度高，且物理、化学稳定性好，原材料易得，制备过程简单，对环境无污染，适合规模化生产。该红色荧光粉可以与蓝色、绿色荧光粉配比，实现紫外激发白光LED，在白光LED领域中具有应用价值。

Description

一种用于白光LED的镓酸盐红色荧光粉及其制备方法
技术领域
本发明涉及稀土发光材料技术领域，更具体地，涉及一种用于白光LED的镓酸盐红色荧光粉及其制备方法。
背景技术
白光LED由于其高效率、长寿命、节能、绿色环保等诸多优点，受到人们的广泛关注。
目前市场上应用最广泛、最成熟的白光LED技术是荧光粉转换型，其中一种是通过蓝光LED和可被蓝光有效激发的黄色荧光粉有机结合组成，其中以蓝光LED和一层黄色发光YAG:Ce荧光粉结合的白光LED为主，已经作为商业化的白光LED广泛使用。但由于缺乏红光部分，往往会导致不理想的显色和色温值。
另外一种采用紫外光芯片激发红绿蓝三种颜色的发光材料得到白光，实现的白光显色性更好，可实现低色温的白光发射，由于目前缺乏能够被紫外光激发的高效、高亮度、化学稳定性好的红色发光材料，导致实现的白光LED的显色指数较低。所以，开发新型红色荧光粉一直是国内外新型LED用荧光粉研发的问题之一。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的缺陷，提供一种用于白光LED的镓酸盐红色荧光粉，提供的镓酸盐红色荧光粉是一种新型的红色荧光粉，在紫外光激发下可发出明亮红光，发光强度高，物理、化学稳定性好。
本发明的另一目的在于提供上述用于白光LED的镓酸盐红色荧光粉的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种用于白光LED的镓酸盐红色荧光粉，所述镓酸盐红色荧光粉的化学通式为La1-xMxSrGaO4；其中，M为Eu或Pr，0<x≤1。
上述镓酸盐红色荧光粉中的Eu或Pr是荧光粉的发光中心。
本发明采用LaSrGaO4作为基质，通过高温固相反应掺杂稀土离子Eu3+或Pr3+，合成红色荧光粉，所得荧光粉可被200～400nm紫外光激发，与紫外LED芯片匹配，在紫外光激发下可发出主峰位于619nm或615nm的明亮红光，发光强度高。该红色荧光粉可以与蓝色、绿色荧光粉配比，实现紫外激发白光LED，在白光LED领域中具有应用价值。该红色荧光粉物理、化学稳定性好，原材料易得，制备过程简单，对环境无污染，适合规模化生产。
优选地，M为Eu，0.1<x≤0.3。更优选地，M为Eu，x＝0.2。
优选地，M为Pr，0.1≤x≤0.2。更优选地，M为Pr，x＝0.1。
本发明还保护上述镓酸盐红色荧光粉的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
S1.按照化学通式La1-xMxSrGaO4称取各元素的氧化物或盐，混合均匀，得到混合粉料；
S2.将步骤S1.的混合粉料在氧化条件下烧结，自然冷却，得到所述镓酸盐红色荧光粉；所述烧结的温度为1300～1500℃，烧结的时间为1～24h。
优选地，步骤S1.中称取的氧化物或盐包括La2O3、SrCO3、Ga2O3、Eu2O3、Pr2O3和Bi2O3。
步骤S1.中混合粉料经过研磨处理。研磨的时间可以为0.5～12h。
步骤S2.中混合粉料放置在刚玉坩埚中烧结。具体地，可以在马弗炉中烧结。
优选地，步骤S2.中烧结时升温速率为5～10℃/min。
优选地，步骤S2.中烧结的时间为4～12h。
优选地，步骤S2.中烧结的时间为6～10h。
优选地，步骤S2.中烧结的温度为1400℃，烧结的时间为8h。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的镓酸盐红色荧光粉采用LaSrGaO4作为基质，通过高温固相反应掺杂稀土离子Eu3+或Pr3+制备得到。该镓酸盐红色荧光粉在紫外光激发下可发出明亮红光，发光强度高，且物理、化学稳定性好，原材料易得，制备过程简单，对环境无污染，适合规模化生产。该红色荧光粉可以与蓝色、绿色荧光粉配比，实现紫外激发白光LED，在白光LED领域中具有应用价值。
附图说明
图1为本发明实施例1～4的镓酸盐红色荧光粉的XRD图谱与LaSrGaO4标准卡的衍射峰对比图。
图2为本发明实施例1的镓酸盐红色荧光粉La0.8Eu0.2SrGaO4的发射光谱。
图3为本发明实施例6的镓酸盐红色荧光粉La0.9Pr0.1SrGaO4的发射光谱。
图4为本发明实施例1的镓酸盐红色荧光粉La0.8Eu0.2SrGaO4与蓝色荧光粉、绿色荧光粉配比，用紫外365nm芯片封装而成的白光LED的光谱。
图5为本发明实施例1的镓酸盐红色荧光粉La0.8Eu0.2SrGaO4与蓝色荧光粉、绿色荧光粉配比，用紫外365nm芯片封装而成的白光LED的色坐标及发光照片(内图)。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
实施例中的原料均可通过市售得到；
除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
实施例1
一种用于白光LED的镓酸盐红色荧光粉，其化学通式为La0.8Eu0.2SrGaO4，制备方法如下：
S1.准备0.01mol样品，称取氧化镧La2O3：1.3033g，碳酸锶SrCO3：1.4912g，氧化镓Ga2O3：0.9372g，氧化铕Eu2O3：0.3519g；充分研磨混合得到混合粉料；
S2.将混合粉料置于刚玉坩埚中，在氧化条件下放入马弗炉中烧结，烧结温度为1400℃，升温速率为10℃/min，烧结时间为8小时；自然冷却至室温后，取出得到的产物，研磨后即可获得镓酸盐红色荧光粉。
实施例2
本实施例的用于白光LED的镓酸盐红色荧光粉的化学通式为La0.9Eu0.1SrGaO4，制备方法如下：
S1.准备0.01mol样品，称取氧化镧La2O3：1.4462g，碳酸锶SrCO3：1.4912g，氧化镓Ga2O3：0.9372g，氧化铕Eu2O3：0.1759g；充分研磨混合得到混合粉料；
S2.将混合粉料置于刚玉坩埚中，在氧化条件下放入马弗炉中烧结，烧结温度为1300℃，升温速率为8℃/min，烧结时间为4小时；自然冷却至室温后，取出得到的产物，研磨后即可获得镓酸盐红色荧光粉。
实施例3
本实施例的用于白光LED的镓酸盐红色荧光粉的化学通式为La0.7Eu0.3SrGaO4，制备方法如下：
S1.准备0.01mol样品，称取氧化镧La2O3：1.1404g，碳酸锶SrCO3：1.4912g，氧化镓Ga2O3：0.9372g，氧化铕Eu2O3：0.5278g；充分研磨混合得到混合粉料；
S2.将混合粉料置于刚玉坩埚中，在氧化条件下放入马弗炉中烧结，烧结温度为1450℃，升温速率为7℃/min，烧结时间为10小时；自然冷却至室温后，取出得到的产物，研磨后即可获得镓酸盐红色荧光粉。
实施例4
本实施例的用于白光LED的镓酸盐红色荧光粉的化学通式为La0.6Eu0.4SrGaO4，制备方法如下：
S1.准备0.01mol样品，称取氧化镧La2O3：0.9974g，碳酸锶SrCO3：1.4912g，氧化镓Ga2O3：0.9372g，氧化铕Eu2O3：0.7109g；充分研磨混合得到混合粉料；
S2.将混合粉料置于刚玉坩埚中，在氧化条件下放入马弗炉中烧结，烧结温度为1500℃，升温速率为5℃/min，烧结时间为12小时；自然冷却至室温后，取出得到的产物，研磨后即可获得镓酸盐红色荧光粉。
实施例5
本实施例的用于白光LED的镓酸盐红色荧光粉的化学通式为La0.5Eu0.5SrGaO4，制备方法如下：
S1.准备0.01mol样品，称取氧化镧La2O3：0.8145g，碳酸锶SrCO3：1.4912g，氧化镓Ga2O3：0.9372g，氧化铕Eu2O3：0.8887g；充分研磨混合得到混合粉料；
S2.将混合粉料置于刚玉坩埚中，在氧化条件下放入马弗炉中烧结，烧结温度为1500℃，升温速率为5℃/min，烧结时间为12小时；自然冷却至室温后，取出得到的产物，研磨后即可获得镓酸盐红色荧光粉。
实施例6
本实施例的用于白光LED的镓酸盐红色荧光粉的化学通式为La0.9Pr0.1SrGaO4，制备方法如下：
S1.准备0.01mol样品，称取氧化镧La2O3：1.4662g，碳酸锶SrCO3：1.4912g，氧化镓Ga2O3：0.9372g，氧化镨Pr2O3：0.1650g；充分研磨混合得到混合粉料；
S2.将混合粉料置于刚玉坩埚中，在氧化条件下放入马弗炉中烧结，烧结温度为1300℃，升温速率为5℃/min，烧结时间为4小时；自然冷却至室温后，取出得到的产物，研磨后即可获得镓酸盐红色荧光粉。
实施例7
本实施例的用于白光LED的镓酸盐红色荧光粉的化学通式为La0.8Pr0.2SrGaO4，制备方法如下：
S1.准备0.01mol样品，称取氧化镧La2O3：1.3033g，碳酸锶SrCO3：1.4912g，氧化镓Ga2O3：0.9372g，氧化镨Pr2O3：0.3301g；充分研磨混合得到混合粉料；
S2.将混合粉料置于刚玉坩埚中，在氧化条件下放入马弗炉中烧结，烧结温度为1400℃，升温速率为8℃/min，烧结时间为8小时；自然冷却至室温后，取出得到的产物，研磨后即可获得镓酸盐红色荧光粉。
实施例8
本实施例的用于白光LED的镓酸盐红色荧光粉的化学通式为La0.85Pr0.15SrGaO4，制备方法如下：
S1.准备0.01mol样品，称取氧化镧La2O3：1.3847g，碳酸锶SrCO3：1.4912g，氧化镓Ga2O3：0.9372g，氧化镨Pr2O3：0.2476g；充分研磨混合得到混合粉料；
S2.将混合粉料置于刚玉坩埚中，在氧化条件下放入马弗炉中烧结，烧结温度为1350℃，升温速率为6℃/min，烧结时间为6小时；自然冷却至室温后，取出得到的产物，研磨后即可获得镓酸盐红色荧光粉。
表征与测试
(1)XRD测试，采用X'Pert-Pro MPD X射线粉末衍射仪，管压40kV，管流40mA，步长0.02°，测试范围10-80°。
(2)发射光谱测试，采用FLS980型稳态/瞬态荧光光谱仪，激发光波长365nm。
(3)白光LED的色坐标，采用HP9000 LED光色电测试仪，室温，输入电压3V，电流20mA。
测试结果
图1为本发明实施例1～4的XRD图谱与LaSrGaO4标准粉末衍射图谱的对比，发现所得产物衍射峰都与标准卡片JCPDS 24-1208相对应，为LaSrGaO4纯相，表明掺杂的离子对基质结构没有造成明显影响。
图2是实施例1制得的La0.8Eu0.2SrGaO4红色荧光粉在365nm激发下的发射谱，发射峰分别位于590nm、619nm和698nm，分别源自Eu3+的5D0-7F1、5D0-7F2和5D0-7F4跃迁。实施例2～5所得镓酸盐红色荧光粉的发光特性与实施例1相似。
图3是实施例6制得La0.9Pr0.1SrGaO4红色荧光粉在365nm激发下的发射谱，发射峰位于615nm，源自Pr3+的1D2-3H4跃迁。实施例7～8所得镓酸盐红色荧光粉的发光特性与实施例6相似。
图4是实施例1制得的La0.8Eu0.2SrGaO4红色荧光粉与蓝色荧光粉、绿色荧光粉配比，用紫外365nm芯片封装而成的白光LED的发射光谱图。其中，蓝色荧光粉为商用BAM蓝粉(BaMgAl10O17:Eu2+)，绿色荧光粉为(Ba,Sr)2SiO4:Eu2+，La0.8Eu0.2SrGaO4红色荧光粉与蓝色荧光粉、绿色荧光粉的质量比为2∶1.5∶1.8。
接着测试该白光LED的色坐标，如图5所示，内图为发光照片。可见，白光LED色坐标为(0.32，0.32)，LED发光照片呈现明亮的白光发射，且强度较高。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于白光LED的镓酸盐红色荧光粉，其特征在于，所述镓酸盐红色荧光粉的化学通式为La1-xMxSrGaO4；
其中，M为Eu或Pr，0<x≤0.3。
2.根据权利要求1所述的镓酸盐红色荧光粉，其特征在于，M为Eu，0.1<x≤0.3。
3.根据权利要求2所述的镓酸盐红色荧光粉，其特征在于，M为Eu，x＝0.2。
4.根据权利要求1所述的镓酸盐红色荧光粉，其特征在于，M为Pr，0.1≤x≤0.2。
5.根据权利要求4所述的镓酸盐红色荧光粉，其特征在于，M为Pr，x＝0.1。
6.权利要求1～5任一项所述镓酸盐红色荧光粉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.按照化学通式La1-xMxSrGaO4称取各元素的氧化物或盐，混合均匀，得到混合粉料；
S2.将步骤S1.的混合粉料在氧化条件下烧结，自然冷却，得到所述镓酸盐红色荧光粉；所述烧结的温度为1300～1500℃，烧结的时间为1～24h。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤S1.中称取的氧化物或盐包括La2O3、SrCO3、Ga2O3、Eu2O3和Pr2O3。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤S2.中烧结时升温速率为5～10℃/min。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤S2.中烧结的时间为4～12h。
10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤S2.中烧结的温度为1400℃，烧结的时间为8h。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN116333730B (zh) * 2023-03-22 2024-01-30 河北大学 一种可调紫外光、白光双发射荧光粉及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4996187A (en) * 1988-10-17 1991-02-26 Allied-Signal Inc. Epitaxial Ba-Y-Cu-O superconductor film

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4996187A (en) * 1988-10-17 1991-02-26 Allied-Signal Inc. Epitaxial Ba-Y-Cu-O superconductor film

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
New materials for superconducting electronics: Epitaxial growth of LaSrGaO4 and PrSrGaO4 dielectric thin films by MOCVD;Belot, JA; Hinds, BJ; Chen, J; 等.;《CHEMICAL VAPOR DEPOSITION 》;19970330;第3卷(第2期);78 *

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