CN113845912A - 一种紫外光激发的宽带绿光荧光粉及其制备方法 - Google Patents
一种紫外光激发的宽带绿光荧光粉及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113845912A CN113845912A CN202111229010.9A CN202111229010A CN113845912A CN 113845912 A CN113845912 A CN 113845912A CN 202111229010 A CN202111229010 A CN 202111229010A CN 113845912 A CN113845912 A CN 113845912A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fluorescent powder
- light
- ultraviolet
- excited
- green light
- 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.)
- Granted
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 10
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 14
- WMWLMWRWZQELOS-UHFFFAOYSA-N bismuth(iii) oxide Chemical compound O=[Bi]O[Bi]=O WMWLMWRWZQELOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 9
- PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N tantalum pentoxide Inorganic materials O=[Ta](=O)O[Ta](=O)=O PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 7
- 229910000018 strontium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 7
- ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N niobium pentoxide Inorganic materials O=[Nb](=O)O[Nb](=O)=O ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 4
- LEDMRZGFZIAGGB-UHFFFAOYSA-L strontium carbonate Chemical compound [Sr+2].[O-]C([O-])=O LEDMRZGFZIAGGB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- DWYMPOCYEZONEA-UHFFFAOYSA-L fluoridophosphate Chemical compound [O-]P([O-])(F)=O DWYMPOCYEZONEA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 abstract description 6
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract description 6
- 230000009103 reabsorption Effects 0.000 abstract description 3
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 6
- 108010043121 Green Fluorescent Proteins Proteins 0.000 description 4
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 229910001451 bismuth ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000000695 excitation spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/74—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing arsenic, antimony or bismuth
- C09K11/7407—Chalcogenides
- C09K11/7421—Chalcogenides with alkaline earth metals
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
本发明属于新型荧光材料技术领域，尤其涉及一种紫外光激发的宽带绿光荧光粉及其制备方法。本发明的绿光荧光粉可在280‑360 nm紫外光有效激发下产生明亮的宽带绿光发射（波长范围430‑580 nm），发光效率高；可有效避免光谱再吸收问题；与商用的蓝光荧光粉、红光荧光粉以及紫外芯片组合，从而获得具有高显色性的暖白光。且本发明荧光粉的合成方法简单、无污染、易于操作、易于量产、成本低。
Description
技术领域
本发明属于新型荧光材料技术领域，涉及一种紫外光激发的宽带绿光荧光粉及其制备方法。
背景技术
全固态光源白光发光二极管（White Light Emitting Diodes，简称 WLEDs）相比传统照明光源具有转换效率高、寿命长、无污染等诸多优点，成为新一代通用照明光源，其广泛应用在节约能源、保护环境、提高人民生活质量等方面具有广泛而深远的意义。
目前，荧光转换型（即“芯片”+“荧光材料”）是白光LED的主要实现方式，其中又以InGaN 蓝光芯片与 Y3Al5O12:Ce3+（简写为YAG:Ce）黄光荧光粉的组合为最常见的形式。该组合形式利用芯片发出的蓝光激发荧光粉产生黄光发射，芯片剩余的蓝光透射出来与黄光互补产生白光。由于 YAG:Ce 荧光粉的发射光谱中缺乏红光成分使得白光LED器件显色指数较低（Ra < 75），相关色温较高（Tc ≈6000 K），无法满足高端照明要求，成为限制其全面市场化的瓶颈之一。近年来紫外芯片迅速发展，伴随紫外芯片发光效率的提高，“紫外芯片+三色（蓝、绿、红）荧光粉”组合方式获得广泛关注和研究，该种组合方式获得的白光LED具有高的显色指数和低的相关色温，能很好满足室内照明的需求。因此，开发能被紫外芯片有效激发的高效蓝、绿、红三色荧光粉具有重要的现实意义。
绿光荧光粉的激活剂主要为Eu2+、Ce3+、Tb3+离子，然而以Eu2+和Ce3+为激活剂的绿光荧光粉，通常面临光谱再吸收的问题，导致材料发光效率降低，造成能量损失。而Tb3+离子的发射是由于其电子在4fn组态内的跃迁产生的，是一种窄带发射，无法使封装的白光LED器件的发射光谱覆盖整个可见光区，不利于器件的显色指数和色温。Bi3+离子作为激活剂，其吸收光谱位于紫外区，可以有效避免光谱再吸收问题，获得高效率的荧光粉。此外， Bi3+离子为宽带发射，可以使得通过与其它荧光粉共同组成的白光LED的发射光谱覆盖整个可见光区，获得高显色性和低色温的白光器件。因此，以铋离子为激活离子，构建可被紫外芯片有效激发的宽带绿光荧光粉对于提升“紫外芯片+三色（蓝、绿、红）荧光粉”型白光LED的性能具有重要的现实意义和应用价值。
发明内容
本发明解决上述技术问题的方案如下：一种紫外光激发的宽带绿光荧光粉，其结构组成为Ca2(1-x-y)Bi2x Sr2y Ta2(1-z)Nb2z O7，其中0.005≤x≤0.5，0≤y≤0.5，0≤z≤0.5。
进一步，0.01≤x≤0.10，0≤y≤0.3，0≤z≤0.3。
本发明的第二个目的在于提供上述紫外光激发的宽带绿光荧光粉的制备方法，步骤如下：
(1)取原料CaCO3、Bi2O3、SrCO3、Ta2O5、Nb2O5，混合均匀；其中，原料CaCO3、Bi2O3、SrCO3、Ta2O5、Nb2O5之间的物质的量之比为（2-x-2y）：x：2y：（1-z）：z，其中0.01≤x≤0.10，0≤y≤0.3，0≤z≤0.3；
(2)将步骤(1)的混合物置于空气气氛下，在1000-1600℃条件下焙烧1-10小时，得紫外光激发的宽带绿光荧光粉；
(3)将步骤(2)的绿光荧光粉经过研磨分散后，得到紫外光激发的宽带绿光荧光粉；其中，研磨至粒径为1-10微米。
优选地，步骤(2)中，焙烧温度为1200-1450℃。
优选地，步骤(2)中，焙烧时间为4-6小时。
本发明的特点和有益效果是：本发明的绿光荧光粉可在280-360 nm紫外光有效激发下产生明亮的宽带绿光发射（波长范围430-580 nm），发光效率高；可有效避免光谱再吸收问题；与商用的蓝光荧光粉、红光荧光粉以及紫外芯片组合，从而获得具有高显色性的暖白光。且本发明荧光粉的合成方法简单、无污染、易于操作、易于量产、成本低。
附图说明
图1是实施例1制备的荧光粉的XRD谱图；
图2是实施例1制备的荧光粉以504 nm为监测条件得到的激发光谱图；
图3是实施例1制备的荧光粉在330 nm激发条件下的发射光谱图；
图4是实施例2制备的荧光粉的XRD谱图；
图5是实施例2制备的荧光粉在330 nm激发条件下的发射光谱图；
图6是实施例4制备的荧光粉的XRD谱图；
图7是实施例4制备的荧光粉在330 nm激发条件下的发射光谱图。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
一种紫外光激发的宽带绿光荧光粉Ca1.95Bi0.05Ta2O7的制备方法，步骤如下：
(1)取19.52克CaCO3、1.17克Bi2O3、44.19克Ta2O5，混合均匀；
(2)将步骤(1)的混合物置于空气气氛下，在1350℃条件下焙烧5小时，得紫外光激发的宽带绿光荧光粉；
(3)将步骤(2)的绿光荧光粉经过研磨分散后，得到紫外光激发的宽带绿光荧光粉；其中，研磨至粒径为1-10微米。
实施例2
一种紫外光激发的宽带绿光荧光粉Ca1.7Bi0.1Sr0.2Ta2O7的制备方法，步骤如下：
(1)取17.01克CaCO3、2.33克Bi2O3、2.95克SrCO3、44.19克Ta2O5，混合均匀；
(2)将步骤(1)的混合物置于空气气氛下，在1400℃条件下焙烧3小时，得紫外光激发的宽带绿光荧光粉；
(3)将步骤(2)的绿光荧光粉经过研磨分散后，得到紫外光激发的宽带绿光荧光粉；其中，研磨至粒径为1-10微米。
实施例3
一种紫外光激发的宽带绿光荧光粉Ca1.52Bi0.08Sr0.4Ta2O7的制备方法，步骤如下：
(1)取15.21克CaCO3、1.86克Bi2O3、5.91克SrCO3、44.19克Ta2O5，混合均匀；
(2)将步骤(1)的混合物置于空气气氛下，在1350℃条件下焙烧7小时，得紫外光激发的宽带绿光荧光粉；
(3)将步骤(2)的绿光荧光粉经过研磨分散后，得到紫外光激发的宽带绿光荧光粉；其中，研磨至粒径为1-10微米。
实施例4
一种紫外光激发的宽带绿光荧光粉Ca1.95Bi0.05Ta1.6Nb0.4O7的制备方法，步骤如下：
(1)取19.52克CaCO3、1.17克Bi2O3、35.35克Ta2O5、5.32克Nb2O5，混合均匀；
(2)将步骤(1)的混合物置于空气气氛下，在1300℃条件下焙烧8小时，得紫外光激发的宽带绿光荧光粉；
(3)将步骤(2)的绿光荧光粉经过研磨分散后，得到紫外光激发的宽带绿光荧光粉；其中，研磨至粒径为1-10微米。
实施例5
一种紫外光激发的宽带绿光荧光粉Ca1.75Bi0.05Sr0.2Ta1.8Nb0.2O7的制备方法，步骤如下：
(1)取17.52克CaCO3、1.17克Bi2O3、2.95克SrCO3、39.77克Ta2O5、2.66克Nb2O5混合均匀；
(2)将步骤(1)的混合物置于空气气氛下，在1350℃条件下焙烧6小时，得紫外光激发的宽带绿光荧光粉；
(3)将步骤(2)的绿光荧光粉经过研磨分散后，得到紫外光激发的宽带绿光荧光粉；其中，研磨至粒径为1-10微米。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种紫外光激发的宽带绿光荧光粉，其特征在于：化学组成式为：Ca2(1-x-y)Bi2xSr2yTa2(1-z)Nb2zO7，其中0.005≤x≤0.5，0≤y≤0.5，0≤z≤0.5。
2.按照权利要求1所述一种紫外光激发的宽带绿光荧光粉，其特征在于：所述x，y，z取值范围分别为0.01≤x≤0.10，0≤y≤0.3，0≤z≤0.3。
3.一种权利要求1-2任一项所述近紫外光激发的烧绿石型红光荧光材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
(1)取原料CaCO3、Bi2O3、SrCO3、Ta2O5、Nb2O5，混合均匀；其中，原料CaCO3、Bi2O3、SrCO3、Ta2O5、Nb2O5之间的物质的量之比为(2-x-2y)：x：2y：(1-z)：z，其中0.01≤x≤0.10，0≤y≤0.3，0≤z≤0.3；
(2)将步骤(1)的混合物置于空气气氛下，在1000-1600℃条件下焙烧1-10h，得紫外光激发宽带绿光荧光粉；
(3)将步骤(2)的绿光荧光粉经过研磨分散后，得到紫外光激发的宽带绿光荧光粉；其中，研磨至粒径为1-10微米。
4.按照权利要求3所述一种紫外光激发的宽带绿光荧光粉的制备方法，其特征在于：步骤(2)中温度1200～1450℃。
5.按照权利要求3所述一种近紫外光激发的氟磷酸盐基荧光粉的制备方法，其特征在于：步骤(2)中焙烧时间为3-6小时。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111229010.9A CN113845912B (zh) | 2021-10-21 | 2021-10-21 | 一种紫外光激发的宽带绿光荧光粉及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111229010.9A CN113845912B (zh) | 2021-10-21 | 2021-10-21 | 一种紫外光激发的宽带绿光荧光粉及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113845912A true CN113845912A (zh) | 2021-12-28 |
| CN113845912B CN113845912B (zh) | 2023-10-31 |
Family
ID=78982792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111229010.9A Active CN113845912B (zh) | 2021-10-21 | 2021-10-21 | 一种紫外光激发的宽带绿光荧光粉及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113845912B (zh) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5015461A (en) * | 1989-06-26 | 1991-05-14 | Exxon Research & Engineering Company | Novel high surface area oxide compositions with a pyrochlore structure, methods for their preparation, and conversion processes utilizing same |
| JP2000173350A (ja) * | 1998-11-30 | 2000-06-23 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | Ｂｉ系強誘電体薄膜の形成方法 |
| US6133051A (en) * | 1998-06-30 | 2000-10-17 | Advanced Technology Materials, Inc. | Amorphously deposited metal oxide ceramic films |
| US6287993B1 (en) * | 1998-09-22 | 2001-09-11 | Kabushiki Kaisha Ohara | Long-lasting phosphorescent glasses and glass-ceramics |
| JP2009081147A (ja) * | 2003-02-28 | 2009-04-16 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 蛍光ランプ用外套管 |
| CN101974331A (zh) * | 2010-10-19 | 2011-02-16 | 同济大学 | 一种蓝光激发的红色荧光材料及制备方法 |
| CN103205253A (zh) * | 2009-06-17 | 2013-07-17 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 用于白光led的铌酸盐或钽酸盐荧光材料及其制备方法 |
| WO2014076019A1 (de) * | 2012-11-16 | 2014-05-22 | Osram Gmbh | Optoelektronisches halbleiterbauelement |
| CN111450863A (zh) * | 2020-04-21 | 2020-07-28 | 晚叶保旺 | 一种Cu2+修饰g-C3N4-Bi2Fe4O9异质结光催化产氢材料及其制法 |
| CN113201342A (zh) * | 2021-04-02 | 2021-08-03 | 杭州电子科技大学 | Ce3+激活的硅酸盐宽带绿色荧光粉及制备方法和应用 |
-
2021
- 2021-10-21 CN CN202111229010.9A patent/CN113845912B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5015461A (en) * | 1989-06-26 | 1991-05-14 | Exxon Research & Engineering Company | Novel high surface area oxide compositions with a pyrochlore structure, methods for their preparation, and conversion processes utilizing same |
| US6133051A (en) * | 1998-06-30 | 2000-10-17 | Advanced Technology Materials, Inc. | Amorphously deposited metal oxide ceramic films |
| US6287993B1 (en) * | 1998-09-22 | 2001-09-11 | Kabushiki Kaisha Ohara | Long-lasting phosphorescent glasses and glass-ceramics |
| JP2000173350A (ja) * | 1998-11-30 | 2000-06-23 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | Ｂｉ系強誘電体薄膜の形成方法 |
| JP2009081147A (ja) * | 2003-02-28 | 2009-04-16 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 蛍光ランプ用外套管 |
| CN103205253A (zh) * | 2009-06-17 | 2013-07-17 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 用于白光led的铌酸盐或钽酸盐荧光材料及其制备方法 |
| CN101974331A (zh) * | 2010-10-19 | 2011-02-16 | 同济大学 | 一种蓝光激发的红色荧光材料及制备方法 |
| WO2014076019A1 (de) * | 2012-11-16 | 2014-05-22 | Osram Gmbh | Optoelektronisches halbleiterbauelement |
| CN111450863A (zh) * | 2020-04-21 | 2020-07-28 | 晚叶保旺 | 一种Cu2+修饰g-C3N4-Bi2Fe4O9异质结光催化产氢材料及其制法 |
| CN113201342A (zh) * | 2021-04-02 | 2021-08-03 | 杭州电子科技大学 | Ce3+激活的硅酸盐宽带绿色荧光粉及制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 胡秋阳: "稀土掺杂钽基烧绿石氧化物的制备及其发光特性研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》, no. 8 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113845912B (zh) | 2023-10-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5331981B2 (ja) | 複数の発光ピークを有するケイ酸塩ベースの発光材料、当該発光材料を調製するための方法、及び当該発光材料を用いた発光デバイス | |
| TWI296648B (en) | Fluorescent substance, method of manufacturing fluorescent substance, and light emitting device using the fluorescent substance | |
| CN112457848B (zh) | 一种窄带蓝光荧光粉及其制备方法与应用 | |
| CN113185977B (zh) | 一种铕掺杂的超宽带红色荧光材料及其制备方法和应用 | |
| CN101880528B (zh) | 一种单一基质白光荧光粉及其制造方法和所制发光器件 | |
| CN113249125B (zh) | Ce3+掺杂的硅酸盐基绿色荧光粉及其制备方法和应用 | |
| US20110155972A1 (en) | One silicon-aluminate light-conversion fluorescence material co-activated with halogen for white-light led | |
| CN103627392A (zh) | 一种锑酸盐基红色荧光粉及其制备方法和应用 | |
| CN105694870B (zh) | 一种Eu3+激活的正硅酸镁钠红色荧光粉及其制备方法和应用 | |
| CN113403074A (zh) | 一种Mn4+激活的锑酸盐窄带红色荧光粉及其制备方法 | |
| CN113201342A (zh) | Ce3+激活的硅酸盐宽带绿色荧光粉及制备方法和应用 | |
| CN112011332A (zh) | 一种远红光荧光粉以及包含该荧光粉的发光装置 | |
| CN109370580B (zh) | 一种铋离子激活的钛铝酸盐荧光粉及其制备方法与应用 | |
| CN103059849B (zh) | 一种Eu2+激活的硅磷酸盐绿色荧光粉、制备方法及应用 | |
| CN103289698B (zh) | 一种铕离子Eu3+激活的磷酸盐基红色荧光粉、制备方法及应用 | |
| CN102433119A (zh) | 一种白光led用钨钼酸盐红色荧光粉及其制备方法 | |
| CN112625683A (zh) | 一种锗酸盐型红色荧光粉及制备方法 | |
| CN108822842B (zh) | 一种红色锶镁磷酸盐荧光材料及其制备方法和应用 | |
| CN106978173A (zh) | 一种正硅酸盐基红色荧光粉及其制备方法 | |
| CN115340869B (zh) | 橙色发光材料及其制备方法、白光led | |
| CN111187622A (zh) | 白光led用单一基质磷酸盐荧光粉及其制备方法 | |
| CN115873595A (zh) | 一种可调控红光与近红外稀土发光材料及制备方法和红外led装置 | |
| CN113845912B (zh) | 一种紫外光激发的宽带绿光荧光粉及其制备方法 | |
| CN112852422A (zh) | 一种白色led荧光材料及其制备方法 | |
| CN115011341B (zh) | 一种发射宽带绿光的荧光粉及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |