一种近紫外光激发的高量子效率绿色荧光粉及其制备方法

摘要

本发明公开了一种近紫外光激发的高量子效率绿色荧光粉及其制备方法。一种近紫外光激发的高量子效率绿色荧光粉，其化学组成表示式为：Ca3Lu2‑x‑yCexTbySi6O18，其中0≤x≤0.12，0≤y≤0.70。本发明提出的绿色荧光粉是首次在Ca3Lu2Si6O18基质中同时掺入Ce和Tb离子，利用Ce作为敏化剂将能量高效的传递给Tb激发出高亮度的绿光，与近紫外芯片匹配良好，且这种绿色荧光粉发光效率高，量子效率达到96.4％，可用于白光照明领域。

说明书

技术领域

本发明涉及发光材料技术领域，尤其涉及一种近紫外光激发的高量子效率绿色荧光粉及其制备方法。

背景技术

新型光源白光LED具有节能、绿色环保、寿命长、体积小、发光效率高等诸多优点，在照明和显示领域有着巨大的应用前景。目前，商用白光LED主要的实现方式是在蓝光芯片上涂覆YAG:Ce

然而当前市场上的绿色荧光粉发光效率比较低，例如商用(Ba,Sr)

发明内容

本发明提供了提供了一种近紫外光激发的高量子效率绿色荧光粉及其制备方法，本发明在Ca

本发明的目的是提出了一种近紫外光激发的高量子效率绿色荧光粉，其化学组成表示式为：Ca

本发明提出的特定化学结构式的绿色荧光粉能被330nm近紫外光有效激发，发射为中心波长在544nm绿光，发光效率高。

优选地，化学组成表示式中x和y满足以下条件：x＝0.08，0.30≤y≤0.70。

本发明还保护上述近紫外光激发的高量子效率绿色荧光粉的制备方法，包括如下步骤：

S1：按照化学组成表示式Ca

S2：将S1所得混合物在还原气氛下烧结，烧结结束后冷却至室温；

S3：将S2所得的高温烧结产物研磨成粉，即得到所述荧光粉。

优选地，步骤S1所述的含钙化合物为氧化钙、碳酸钙或草酸钙，含镥化合物为氧化镥、碳酸镥或草酸镥，含铈化合物为氧化铈、碳酸铈或草酸铈，含铽化合物为氧化铽、碳酸铽或草酸铽，含硅化合物为氧化硅、碳酸硅或草酸硅。

优选地，步骤S1所述的助熔剂选自硼酸、氟化铵和氟化钙中的一种以上。

优选地，步骤S1所述的助熔剂的质量占原料总质量的2％-5％。

优选地，步骤S2所述的还原气氛为10％H

优选地，步骤S2所述的烧结温度为1250℃～1600℃，烧结时间为4～7小时。进一步优选，步骤S2所述的烧结温度为1400℃，烧结时间为5～6小时。

本发明还保护上述近紫外光激发的高量子效率绿色荧光粉在发光器件中的应用。

一种发光器件，包括荧光体和激发光源，所述的荧光体包括近紫外光激发的高量子效率绿色荧光粉。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出的绿色荧光粉是首次在Ca

附图说明

图1为本发明实施例1得到的荧光粉及国际晶体标准衍射数据(ICSD No.59293)的XRD图谱。

图2为本发明实施例1的化学组成表示式为Ca

图3为本发明实施例1的化学组成表示式为Ca

图4为本发明实施例1的化学组成表示式为Ca

图5为本发明实施例1的化学组成表示式为Ca

图6为本发明对比例1的化学组成表示式为Ca

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。以下实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照本领域常规条件或按照制造厂商建议的条件；所使用的原料、试剂等，如无特殊说明，视为可以通过常规市场等商业途径得到的原料和试剂。本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

实施例1

选取氧化钙、氧化镥、二氧化硅、氧化铈和氧化铽作为起始原料，按各元素摩尔配比，分别称取五种原料，共7组，配合比如下：

(1)Ca:Lu:Si:Ce:Tb:O＝3:(2-x-y):6:x:y:18；x＝0.08，y＝0；

(2)Ca:Lu:Si:Ce:Tb:O＝3:(2-x-y):6:x:y:18；x＝0.08，y＝0.10；

(3)Ca:Lu:Si:Ce:Tb:O＝3:(2-x-y):6:x:y:18；x＝0.08，y＝0.20；

(4)Ca:Lu:Si:Ce:Tb:O＝3:(2-x-y):6:x:y:18；x＝0.08，y＝0.30；

(5)Ca:Lu:Si:Ce:Tb:O＝3:(2-x-y):6:x:y:18；x＝0.08，y＝0.40；

(6)Ca:Lu:Si:Ce:Tb:O＝3:(2-x-y):6:x:y:18；x＝0.08，y＝0.50；

(7)Ca:Lu:Si:Ce:Tb:O＝3:(2-x-y):6:x:y:18；x＝0.08，y＝0.60；

控制上述五种原料混合物总重为3克，称取质量分数为原料混合物总重3％的硼酸助熔剂，将原料混合物和硼酸进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，放入高温炉，在1400℃条件10％H

图1为本发明实施例1的配比(1)～(7)的XRD图，谱线采用德国布鲁克D8 AdvanceX射线衍射仪测定，测试电压40kV，测试电流40mA，扫描速度1°/min，选用Cu/KαX射线,波长为

图2为本发明实施例1的配比(1)样品的激发和发射光谱图，样品在390nm的监测下，覆盖了200nm到380nm的吸收，最大激发峰位于330nm，与商用近紫外LED芯片良好匹配；而在330nm近紫外光激发下，样品的发射波段在340-530nm范围，峰值位于390nm。

图3为本发明实施例1的配比(7)样品在不同监测波长下的激发光谱。以Ce

图4为本发明实施例1的配比(7)样品的发射光谱，在330nm近紫外光的激发条件下，我们发现样品的发射光谱即有Ce

对比例1

与实施例1相同，不同之处在于:Ca:Lu:Si:Ce:Tb:O＝3:(2-x-y):6:x:y:18；x＝0，y＝0.60。

图6为对比例1(不掺Ce

实施例2

选取碳酸钙、氧化镥、二氧化硅、氧化铈和氧化铽作为起始原料，按各元素摩尔配比Ca:Lu:Si:Ce:Tb:O＝3:1.32:6:0.08:0.60:18，分别称取五种原料，控制原料混合物总重为3克，称取质量分数为原料混合物总重3％的硼酸助熔剂。将原料混合物和硼酸进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，放入高温炉，在1500℃条件10％H

实施例3

选取碳酸钙、氧化镥、二氧化硅、氧化铈和氧化铽作为起始原料，按各元素摩尔配比Ca:Lu:Si:Ce:Tb:O＝3:1.32:6:0.08:0.60:18，分别称取五种原料，控制原料混合物总重为3克，称取质量分数为原料混合物总重3％的氟化铵助熔剂。将原料混合物和氟化铵进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，放入高温炉，在1600℃条件10％H

实施例4

选取碳酸钙、氧化镥、二氧化硅、氧化铈和氧化铽作为起始原料，按各元素摩尔配比Ca:Lu:Si:Ce:Tb:O＝3:1.32:6:0.08:0.60:18，分别称取五种原料，控制原料混合物总重为3克，称取质量分数为原料混合物总重3％的氟化钙助熔剂。将原料混合物和氟化钙进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，放入高温炉，在1600℃条件10％H

实施例5

选取氧化钙、氧化镥、二氧化硅、氧化铈和氧化铽作为起始原料，按各元素摩尔配比Ca:Lu:Si:Ce:Tb:O＝3:1.32:6:0.08:0.60:18，分别称取五种原料，控制原料混合物总重为3克，称取质量分数为原料混合物总重3％的氟化钙助熔剂。将原料混合物和氟化钙进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，放入高温炉，在1400℃条件CO气体中焙烧6小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，得到Ca

实施例6

选取氧化钙、氧化镥、二氧化硅、氧化铈和氧化铽作为起始原料，按各元素摩尔配比Ca:Lu:Si:Ce:Tb:O＝3:1.32:6:0.08:0.60:18，分别称取五种原料，控制原料混合物总重为3克，称取质量分数为原料混合物总重3％的硼酸助熔剂。将原料混合物和硼酸进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，放入高温炉，在1600℃条件CO气体中焙烧5小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，得到Ca

实施例7

选取碳酸钙、氧化镥、二氧化硅、氧化铈和氧化铽作为起始原料，按各元素摩尔配比Ca:Lu:Si:Ce:Tb:O＝3:1.32:6:0.08:0.60:18，分别称取五种原料，控制原料混合物总重为3克，称取质量分数为原料混合物总重3％的氟化钙和硼酸混合助熔剂，氟化钙和硼酸的质量比为1:1。将原料混合物、氟化钙和硼酸进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，放入高温炉，在1300℃条件CO混合气体中焙烧6小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，得到Ca

实施例8

选取碳酸钙、氧化镥、二氧化硅、氧化铈和氧化铽作为起始原料，按各元素摩尔配比Ca:Lu:Si:Ce:Tb:O＝3:1.32:6:0.08:0.60:18，分别称取五种原料，控制原料混合物总重为3克，称取质量分数为原料混合物总重2％的硼酸助熔剂。将原料混合物和硼酸进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，放入高温炉，在1500℃条件CO混合气体中焙烧5小时，冷却至室温时取出，研磨分散后，得到Ca

实施例9

选取碳酸钙、氧化镥、二氧化硅、氧化铈和氧化铽作为起始原料，按各元素摩尔配比Ca:Lu:Si:Ce:Tb:O＝3:1.18:6:0.12:0.0.70:18，分别称取五种原料，控制上述五种原料混合物总重为3克，称取质量分数为原料混合物总重5％的硼酸助熔剂，将原料混合物和硼酸进行充分研磨混合，放入氧化铝坩埚内，放入高温炉，在1400℃条件H

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。