銪激活的鉬酸鹽紅色螢光粉及其製備方法

2023-05-09 01:58:51 1

專利名稱：銪激活的鉬酸鹽紅色螢光粉及其製備方法
技術領域：
本發明涉及稀土發光材料，特別是一種銪激活的鉬酸鹽紅色螢光粉及其製備方法。
背景技術：
白光發光二極體(以下簡稱為LED)作為一種新型的綠色環保型固體照明光源，具有體積小、重量輕、能耗低、壽命長、亮度高、環境汙染小等優點，被譽為21世紀最有價值的新光源，在諸多領域有著廣泛的應用前景。目前實現白光LED照明主要有三種方法第一種是通過紅綠藍三種LED晶片組合形成白光。但這種方法需考慮三種晶片的不同驅動特性，電路設計十分複雜。第二種是集成單晶片法，也叫多量子阱法，是在一個晶片中利用多個活性層使LED晶片直接發出白光。第三種是使用紫外光、紫光或者藍光LED晶片上加上螢光粉，晶片和螢光粉二者發出的光混合形成白光，其中用GaN基晶片所發射的藍光激發YAG:Ce3+螢光粉發展最為迅速，已經實現市場化應用。第三種方法是目前應用最多也是最成熟的，但是缺點也十分明顯，由於是黃光和藍光二基色複合形成的白光，缺少了紅色的成分，所以顯色指數偏低。目前，國內外的黃色和綠色螢光粉在封裝應用中已經很成熟，而紅色螢光粉的發光效率和穩定性不能和其他粉相比，封裝應用中使用的紅色螢光粉主要是硫化物和氮化物。硫化物的發光效率低，穩定性差，而氮化物雖然克服了這些缺點， 但是製備條件苛刻，價格昂貴，因此開發一種性能穩定，價格便宜，能被紫外光、紫光或藍光 LED晶片高效激發的紅色螢光粉就成了目前國內外研究的熱點。在Eu3+激活的紅色螢光粉中，含有鉬酸根(Mo042_)的基質材料具有諸多優越的性能。在鉬酸鹽裡鉬原子與四個氧原子配位，形成四面體對稱配位的穩定結構。因此，鉬酸鹽材料具有好的化學穩定性，優於易分解的硫化物和硫氧化物紅色螢光粉，如CaS = Eu2+和 Y202S:EU3+o

發明內容
本發明的目的在於提供一種銪激活的鉬酸鹽體系的紅色螢光粉及其製備方法，該紅色螢光粉的製備方法簡單、發光效率高、化學性質穩定，可以被紫外光、紫光或藍光LED 晶片有效激發。本發明通過以下技術方案實現一種銪激活的鉬酸鹽紅色螢光粉，其特點在於該紅色螢光粉的分子式為 LiLu1^xEux(MoO4)2 ；其中Eu3+的摻雜濃度範圍為0. 05彡χ彡0. 50。所述的銪激活的鉬酸鹽紅色螢光粉的製備方法，該方法包括如下步驟①所用原料為含Li的化合物或鹽，含Lu的化合物或鹽，含Mo的化合物或鹽，含 Eu的化合物或鹽，所有原料純度均為分析純或優於分析純；首先根據所要製備的螢光粉的分子式，即所述的LiLivxEux (MoO4)2，選定χ值後，計算出每一種原料的重量，然後準確稱取原料，放在一起研磨，使之形成混合均勻的原料；②將所述的混合均勻的原料放入坩堝中，在空氣中高溫焙燒，溫度為750 1000°C，焙燒時間為1 10小時；③將焙燒產物研磨破碎，分級，最後獲得一種可被紫外光、紫光或藍光有效激發的紅色螢光粉。所述的原料為含有Li碳酸鹽，含有Lu的氧化物，含有Eu的氧化物以及含有Mo的氧化物。所述的高溫焙燒的溫度為750 1000°C，焙燒時間為2 10小時；本發明的技術效果實驗表明，本發明獲得的紅色螢光粉在紫外光、紫光或藍光的激發下發射很強的 610 630nm的紅色光，可以較好地滿足白光LED的封裝要求，提高白光LED的顯色指數和降低色溫。提供的製備該螢光粉方法簡單易行，易於操作和工業化生產。所製備的紅色螢光粉發射峰值波長為616nm，激發光譜主要由330nm、395nm和466nm的激發峰組成，可以有效地吸收紫外光、紫光和藍色光，其中，在藍光466nm激發下，LiLua9Euai(MoO4)2紅色螢光粉的發光強度高於I03:5at. % Eu的發光強度的3倍，這樣的激發和發射特性適合基於紫外光、紫光或藍色LED晶片的高顯色性的白光LED封裝要求。


圖1是實施例1製備的LiLua9Euai (MoO4)2紅色螢光粉的XRD衍射圖譜，橫坐標為衍射角度2 θ，縱坐標為相對衍射強度。圖2是實施例1製備的LiLua9Euai(M0O4)2紅色螢光粉的激發光譜，檢測波長為 616nm，圖中橫坐標為激發光波長，縱坐標為激發光相對強度。圖3是實施實例1製備的LiLua9Euai(MoO4)2紅色螢光粉的發射光譜，激發波長為 395nm，圖中橫坐標為發射光波長，縱坐標為發射光相對強度。圖4是實施實例1製備的LiLua9Euai(MoO4)2紅色螢光粉的發射光譜，激發波長為 466nm，圖中橫坐標為發射光波長，縱坐標為發射光相對強度。
具體實施例方式實施例1 按照分子式LiLua9tlEuaici(MoO4)2的化學計量比準確稱取試劑Li2CO3(99. 99% ), Lu2O3(99. 99% ), Eu2O5(99. 99% ), MoO3(分析純)，將上述原料準確稱量並混合均勻後裝入氧化鋁坩堝中在空氣中焙燒，焙燒溫度為850°C，保溫時間為4小時，等待溫度降到室溫後取出所得產品並破碎，即得所要製備的紅色螢光粉。其XRD圖譜見圖1，與LiLu(MoO4)2的 XRD粉末衍射標準卡片(JCPDF No. 23-1192)衍射峰完全匹配，說明所合成的螢光粉無雜相，衍射峰強度高且尖銳，說明所合成的螢光粉結晶性良好。其激發光譜見圖2，說明該螢光粉可被290 360nm、380 420nm以及460 475nm的LED晶片所發出的光有效激發。其發射光譜見圖3和圖4，發射主峰位於616nm，由圖可見該螢光粉單色性很好。實施例2 按照分子式LiLua95Euatl5(MoO4)2的化學計量比準確稱取試劑Li2CO3(99. 99% ),Lu2O3(99. 99% ), Eu2O5(99. 99% ), MoO3(分析純)，將上述原料準確稱量並混合均勻後裝入氧化鋁坩堝中在空氣中焙燒，焙燒溫度為850°C，保溫時間為4小時，等待溫度降到室溫後取出所得產品並破碎，即得所要製備的紅色螢光粉。實施例3 按照分子式LiLua85Euai5(MoO4)2的化學計量比準確稱取試劑Li2CO3(99. 99% ), Lu2O3 (99. 99% ), Eu2O5 (99. 99% ), MoO3 (99. 99% )，將上述原料準確稱量並混合均勻後裝入氧化鋁坩堝中在空氣中焙燒，焙燒溫度為850°C，保溫時間為4小時，等待溫度降到室溫後取出所得產品並破碎，即得所要製備的紅色螢光粉。實施例4 按照分子式LiLua8tlEua2ci(MoO4)2的化學計量比準確稱取試劑Li2CO3(99. 99% ), Lu2O3 (99. 99% ), Eu2O5 (99. 99% ), MoO3 (99. 99% )，將上述原料準確稱量並混合均勻後裝入氧化鋁坩堝中在空氣中焙燒，焙燒溫度為950°C，保溫時間為4小時，等待溫度降到室溫後取出所得產品並破碎，即得所要製備的紅色螢光粉。實施例5 按照分子式LiLua5tlEua5ci(MoO4)2的化學計量比準確稱取試劑Li2CO3(99. 99% ), Lu2O3 (99. 99% ), Eu2O5 (99. 99% ), MoO3 (99. 99% )，將上述原料準確稱量並混合均勻後裝入氧化鋁坩堝中在空氣中焙燒，焙燒溫度為850°C，保溫時間為8小時，等待溫度降到室溫後取出所得產品並破碎，即得所要製備的紅色螢光粉。實施例6:按照分子式LiLua65Eua35(MoO4)2的化學計量比準確稱取試劑Li2CO3(99. 99% ), Lu2O3(99. 99% ), Eu2O5(99. 99% ), MoO3(分析純)，將上述原料準確稱量並混合均勻後裝入氧化鋁坩堝中在空氣中焙燒，焙燒溫度為900°C，保溫時間為6小時，等待溫度降到室溫後取出所得產品並破碎，即得所要製備的紅色螢光粉。實施例7 按照分子式Li Lu0.65Eu0.35(MoO4)2的化學計量比準確稱取試劑Li2CO3(99. 99% ), Lu2O3 (99. 99% ), Eu2O5 (99. 99% ), MoO3 (99. 99% )，將上述原料準確稱量並混合均勻後裝入氧化鋁坩堝中在空氣中焙燒，焙燒溫度為900°C，保溫時間為6小時，等待溫度降到室溫後取出所得產品並破碎，即得所要製備的紅色螢光粉。實施例8 按照分子式LiLua55Eua45(MoO4)2的化學計量比準確稱取試劑Li2CO3(99. 99%), Lu2O3 (99. 99% ), Eu2O5 (99. 99% ), MoO3 (99. 99% )，將上述原料準確稱量並混合均勻後裝入氧化鋁坩堝中在空氣中焙燒，焙燒溫度為880°C，保溫時間為5小時，等待溫度降到室溫後取出所得產品並破碎，即得所要製備的紅色螢光粉。上述實施例經測試，具有實施例1的類似的光譜性能。實驗表明，本發明獲得的紅色螢光粉在紫外光、紫光或藍光的激發下發射很強的610 630nm的紅色光，可以很好地滿足白光LED的封裝要求，提高白光LED的顯色指數和降低色溫。提供的製備該螢光粉方法簡單易行，易於操作和工業化生產。
權利要求
1.一種銪激活的鉬酸鹽紅色螢光粉，其特徵在於該紅色螢光粉的分子式為LiLu1^xEux (MoO4)2 ；其中Eu3+的摻雜濃度範圍為0. 05彡χ彡0. 50。
2.權利要求1所述的銪激活的鉬酸鹽紅色螢光粉的製備方法，其特徵在於該方法包括如下步驟①所用原料為含Li的化合物或鹽，含Lu的化合物或鹽，含Mo的化合物或鹽，含Eu的化合物或鹽，所有原料純度均為分析純或優於分析純；首先根據所要製備的螢光粉的分子式LiLUl_xEux(MoO4)2並選定χ的值後，計算出每一種原料的質量，然後準確地稱取各原料， 放在一起研磨，使之形成混合均勻的原料；②將所述的混合均勻的原料放入坩堝中，在空氣中高溫焙燒，溫度為750 1000°C，焙燒時間為2 10小時；③將焙燒產物研磨破碎，分級，最後獲得一種可被紫外光、紫光或藍光有效激發的紅色螢光粉。
3.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵在於所述的原料為含有Li碳酸鹽，含有 Lu的氧化物，含有Eu的氧化物以及含有Mo的氧化物。
4.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵在於所述的高溫焙燒的溫度為850°C。
5.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵在於所述的高溫焙燒的時間為4個小時。
全文摘要
一種銪激活的鉬酸鹽紅色螢光粉及其製備方法，該螢光粉分子式為LiLu1-xEux(MoO4)2。Eu3+的摻雜濃度範圍為0.05≤x≤0.50。所製備的紅色螢光粉發射峰值波長為616nm，激發光譜主要由330nm、395nm和466nm的激發峰組成，本發明獲得的紅色螢光粉在紫外光、紫光或藍光的激發下發射很強的610～630nm的紅色光，可以很好地滿足白光LED的封裝要求，提高了白光LED的顯色指數，降低了色溫。提供的製備該螢光粉方法簡單易行，易於操作和工業化生產。
文檔編號C09K11/78GK102212364SQ201110082819
公開日2011年10月12日 申請日期2011年4月1日 優先權日2011年4月1日
發明者何曉明, 尹繼剛, 弓娟, 張連翰, 杭寅, 胡鵬超, 趙呈春 申請人:中國科學院上海光學精密機械研究所