CN113845912A - 一种紫外光激发的宽带绿光荧光粉及其制备方法 - Google Patents
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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。
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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