一種多波長激發的高性能紅色熒光粉及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種熒光粉及其制備方法，具體涉及一種多波長激發的高性能紅色熒光粉及其制備方法，屬于固體發光技術領域。
【背景技術】
[0002]目前產生白光LED技術主要有兩種，一是利用超高亮度In-GaN藍色LED，其管芯上加上少許的釔鋁石榴石(YAG)為主體的熒光粉，發光粉的黃色熒光與LED芯片的藍光混合而成，穩定性較好，但其發光較剌眼，同時由于光譜成分中缺少紅光，造成色溫偏高和顯色性較差。還有一種是紫光LED芯片與三基色熒光材料組合，采用紫光LED芯片與三基色熒光材料組合的白光LED顯色性得到明顯提高，但是高效率熒光材料還比較缺乏，熒光材料之間存在顏色再吸收和配比調控問題。近年來，人們開始嘗試采用近紫外-紫外發射的InGaN管芯激發三基色熒光粉以實現白光LED，以獲得高顯色性、低色溫的白光LED。
[0003]紫外或近紫外LED與三基色熒光粉的組合，其顯色性最好，熒光材料發光效率較高。但目前的三基色熒光粉中，黃粉和藍粉的工藝相對成熟，產品發光效率高，而普遍使用的紅色熒光粉不僅發光效率低，而且在同黃色熒光粉配合的過程中會壓制整體封裝燈珠的光效，雖然在某種程度上可以提高光源的顯色性，但是其所犧牲的發光效率是十分顯著的。
[0004]因此開發性能較好的紅色熒光材料，對于白光LED的應用具有非常重要的意義。
【發明內容】
[0005]為解決上述問題，本發明提供一種可多波長激發的紅色熒光粉，發光效率高，且工藝流程簡單，容易操作，性能穩定。
[0006]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種多波長激發的高性能紅色熒光粉，所述熒光粉為銪摻雜的3102-￥203-1102復合材料，所述熒光粉受主波峰在387nm附近的近紫外光、主波峰在462nm附近的藍光以及主波峰在532nm附近的綠光激發，其發射主波峰為616nm附近的紅光。
[0007]優選地，所述銪的摻雜量為Si02-Y203-Ti02ft化物基質摩爾分數的2-10%。
[0008]進一步優選地，所述銪的摻雜量為3102-￥203-1102氧化物基質摩爾分數的3_9%。
[0009]作為上述技術方案的進一步改進，所述S12-Y2O3-T12氧化物基質中，各氧化物的摩爾比為:Si02:Ti02:Y203=l:(0.2-0.8):(0.8-0.2)。
[0010]本發明的另一方面，還提供了所述多波長激發的高性能紅色熒光粉的制備方法，包括以下步驟:
O按比例配置含有銪離子Eu3+和釔離子Y3+的可溶性鹽溶液；
2)在步驟I)得到的鹽溶液中按比例加入加入鈦酸四丁酯和正硅酸乙酯，在水浴加熱條件下，不斷攪拌，直到溶液形成膠體；
3)干燥，將步驟2)得到的膠體在70-100°C下烘干；
4)煅燒，將干燥后的膠體在空氣氣氛下，600-1000°C煅燒2-4h得到白色粉末。
[0011]優選地，所述的可溶性鹽選自硝酸鹽、碳酸鹽和鹵化物中的任意一種或一種以上。
[0012]優選地，所述步驟2中，水浴加熱的溫度為70_90°C，攪拌時間為3_4h。
[0013]優選地，所述干燥溫度為70-80°C，烘干時間>48h。
[0014]優選地，所述煅燒，首先將馬弗爐溫度升溫至400°C，然后放入干燥后的膠體，升溫至600-1000 °C進行煅燒。
[0015]本發明通過溶膠-凝膠法將稀土離子和氧化物基質材料的按照一定的比例組合，制備出了可以在近紫外387nm左右、藍光460nm左右、以及綠光532nm左右的多波長實現有效激發的紅色熒光粉，其具有以下優點:
1、本發明制備的紅色熒光粉與傳統的該系列熒光粉相比，激發波長范圍更寬，將在很大程度上提高了紅色熒光粉的發光效率和混合發光效率，將其配合適量的綠色、藍色熒光粉，涂敷和封裝于InGaN 二極管外，可制備高效率的白光LED照明器件。
[0016]2、本發明制備的紅色熒光粉，與其它硫化物、鹵化物相比，具有很好的化學穩定性和熱穩定性。
[0017]3、本發明的熒光粉制備工藝簡單，易于操作，合成溫度低(600?1000°C )，從而明顯降低產品成本和能源消耗，材料制備對于設備的要求遠遠低于同類熒光粉。
【附圖說明】
[0018]下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中:
圖1是本發明實施例1-3的熒光粉在監視波長616nm下的激發光譜圖；
圖2是本發明實施例1-3的熒光粉在不同激發波長下的發射光譜圖。
【具體實施方式】
[0019]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0020]實施例1
一種多波長激發的高性能紅色熒光粉的制備方法，包括以下步驟:
I)按照銪的摻雜量為3102-￥203-1102氧化物基質摩爾分數的9%，氧化物基質中，各氧化物的摩爾比為:Si02:Ti02:Y203=l:0.8:0.2，分別稱取3.168g的三氧化二銪，4.518g的三氧化二釔，溶于6mol/L的硝酸溶液中。
[0021]2)在步驟I)得到的鹽溶液中加入27.503g鈦酸四丁酯和20.823g正硅酸乙酯，在80°C水浴加熱條件下，攪拌3.5h，形成膠體。
[0022]3 )將步驟2 )得到的膠體放入烘箱中，在70 °C下烘烤55h。
[0023]4)將馬弗爐溫度升溫至400°C，然后放入干燥后的膠體，升溫至800°C，煅燒3.5h，得到白色粉末。
[0024]實施例2
與實施例1的區別在于，三氧化二銪的量為0.88g，銪的摻雜量為S12-Y2O3-T12氧化物基質摩爾分數的2.5%，其余同實施例1。
[0025]實施例3 與實施例1的區別在于，三氧化二銪的量為1.76g，銪的摻雜量為S12-Y2O3-T12氧化物基質摩爾分數的5%，其余同實施例1。
[0026]實施例4
一種多波長激發的高性能紅色熒光粉的制備方法，包括以下步驟:
I)按照銪的摻雜量為3102-￥203-1102氧化物基質摩爾分數的3%，氧化物基質中，各氧化物的摩爾比為-S12: T12: Y2O3=I:0.4:0.5，稱取0.088g的三氧化二銪，11.296g的三氧化二釔，溶于7mol/L的硝酸溶液中。
[0027]2)在步驟I)得到的鹽溶液中加入13.751g鈦酸四丁酯和20.823g正硅酸乙酯，在70°C水浴加熱條件下，攪拌4h，形成膠體。
[0028]3 )將步驟2 )得到的膠體放入烘箱中，在80 °C下烘烤60h。
[0029]4)將馬弗爐溫度升溫至400°C，然后放入干燥后的膠體，升溫至1000°C，煅燒3h，得到白色粉末。
[0030]實施例5
一種多波長激發的高性能紅色熒光粉的制備方法，包括以下步驟:
I)按照銪的摻雜量為3102-￥203-1102氧化物基質摩爾分數的5%，氧化物基質中，各氧化物的摩爾比為:Si02:Ti02:Y203=l:0.2:0.8，稱取1.76g的三氧化二銪，18.074g的三氧化二?乙，溶于7mol/L的硝酸溶液中。
[0031]2)在步驟I)得到的鹽溶液中加入6.876g鈦酸四丁酯和20.823g正硅酸乙酯，在65°C水浴加熱條件下，攪拌4h，形成膠體。
[0032]3 )將步驟2 )得到的膠體放入烘箱中，在75 °C下烘烤60h。
[0033]4)將馬弗爐溫度升溫至400°C，然后放入干燥后的膠體，升溫至600°C，煅燒4h，得到白色粉末。
[0034]將本發明實施例1-3得到的樣品，采用熒光分析儀分別測試其激發光譜，結果如圖1所示。可以看出，實施例1-3制備得到的樣品在監視波長為616nm的條件下，具有多個激發波段，分別是主波峰位于387nm附近的近紫外、462nm附近的藍光及532nm附近的綠光。并且隨著銪摻雜量的減少，其激發光譜的強度也隨之減少。
[0035]進一步的，在不同的激發光譜下，測試實施例1-3得到的樣品的發射光譜，如圖2所示。其中圖2 (a)為在462nm激發波長的條件下，得到的樣品發射光譜譜圖。圖2 (b)為在532nm的激發波長條件下，得到的樣品發射光譜譜圖。由圖可以看出，在不同的激發波長條件下，隨著銪摻雜量的增多，發射光譜的強度也隨之增強。
[0036]應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬于本發明所附權利要求的保護范圍。
【主權項】
1.一種多波長激發的高性能紅色熒光粉，其特征在于，所述熒光粉為銪摻雜的3102-￥203-1102復合材料，所述熒光粉受主波峰在387nm附近的近紫外光、主波峰在462nm附近的藍光以及主波峰在532nm附近的綠光激發，其發射主波峰為616nm附近的紅光。2.根據權利要求1所述的多波長激發的高性能紅色熒光粉，其特征在于，所述銪的摻雜量為3102-￥203-1102氧化物基質摩爾分數的2-10%。3.根據權利要求2所述的多波長激發的高性能紅色熒光粉，其特征在于，所述銪的摻雜量為3102-￥203-1102氧化物基質摩爾分數的2.5-9%。4.根據權利要求1-3任一項所述的多波長激發的高性能紅色熒光粉，其特征在于，所述S12-Y2O3-T12氧化物基質中，各氧化物的摩爾比為:Si02:Ti02:Y203=l:(0.2-0.8):(0.8-0.2)05.一種如權利要求1-4任一項所述的多波長激發的高性能紅色熒光粉的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: O按比例配置含有銪離子Eu3+和釔離子Y3+的可溶性鹽溶液； 2)在步驟I)得到的鹽溶液中按比例加入加入鈦酸四丁酯和正硅酸乙酯，在水浴加熱條件下，不斷攪拌，直到溶液形成膠體； 3)干燥，將步驟2)得到的膠體在70-100°C下烘干； 4)煅燒，將干燥后的膠體在空氣氣氛下，600-1000°C煅燒2-4h得到白色粉末。6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于:所述的可溶性鹽選自硝酸鹽、碳酸鹽和鹵化物中的任意一種或一種以上。7.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于:所述步驟2中，水浴加熱的溫度為70-90 °C，攪拌時間為3-4h。8.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于:所述干燥溫度為70-80°C，烘干時間>48ho9.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于:所述煅燒，首先將馬弗爐升溫至4000C，然后放入干燥后的膠體，升溫至600-1000°C進行煅燒。
【專利摘要】本發明提供了一種可多波長激發的紅色熒光粉及其制備方法，所述熒光粉為銪摻雜的SiO2-Y2O3-TiO2復合材料，所述熒光粉受主波峰在387nm附近的近紫外光、主波峰在462nm附近的藍光以及主波峰在532nm附近的綠光激發，其發射主波峰為616nm附近的紅光。本發明的制備方法通過溶膠-凝膠法將稀土離子和氧化物基質材料的按照一定的比例組合，工藝流程簡單，容易操作，得到的產品性能穩定，發光效率高，將其配合適量的綠色、藍色熒光粉，涂敷和封裝于InGaN二極管外，可制備高效率的白光LED照明器件。
【IPC分類】C09K11/79
【公開號】CN105038795
【申請號】CN201510519296
【發明人】賀珂, 張亞菲, 宋定潔
【申請人】佛山市南海區聯合廣東新光源產業創新中心
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年8月21日