一种绿色荧光粉及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种绿色荧光粉及其制备方法，所述绿色荧光粉的化学通式是MxN1‑x‑y‑zAl4O7：yCe，zTb，其中，M选自于由Li，Na和K所构成群组的其中之一或几种的组合，N选自于由Ca、Mg、Sr和Ba所构成群组的其中之一或几种的组合，0≤x＜1，0.005≤y≤0.05，0＜z≤0.15；所述绿色荧光粉的制备步骤包括，按化学通式MxN1‑x‑y‑zAl4O7：yCe，zTb中的摩尔计量比分别称取各组分的原料以及一定质量分数的助熔剂，将上述各组分的原料和助熔剂充分研磨混合均匀然后在还原气氛下进行高温烧结，冷却至室温，将产物研磨成粉得到绿色荧光粉。本发明专利技术涉及的绿色荧光粉与近紫外芯片匹配良好，能量传递效率高，发光亮度高，量子效率高，可用于白光LED及其他发光领域。

Green fluorescent powder and preparation method thereof

The present invention provides a green phosphor and a preparation method thereof. The chemical formula of the green phosphor is MxN1_x_y_zAl4O7:yCe, zTb, wherein M is selected from one or several combinations of groups composed of Li, Na and K, and N is selected from one or several combinations of groups composed of Ca, Mg, Sr and Ba. The preparation steps of the green phosphor include: weighing the raw materials of each component and the flux of a certain mass fraction according to the molar stoichiometric ratio in the chemical general formula MxN1_x_y_zAl4O7:yCe, zTb, grinding and mixing the raw materials and flux of each component well and then mixing them evenly. The green phosphor was obtained by high temperature sintering in reducing atmosphere and cooling to room temperature. The green phosphor matches well with the near ultraviolet chip, has high energy transfer efficiency, high luminous brightness and high quantum efficiency, and can be used for white LED and other luminous fields.

【技术实现步骤摘要】
一种绿色荧光粉及其制备方法
本专利技术涉及发光材料
，特别是涉及一种绿色荧光粉及其制备方法。
技术介绍
白光光发射二极管具有显色好、亮度高、耗能低、寿命长等众多优点，其发展备受人们的关注。目前，获取白光LED的途径大约有三种，即光转换型、多色组合型和多量子阱型。目前实现产业化的是光转换型白光LED，光转换材料的研究是当今发光材料研究领域中前沿课题。光转换型目前有两种方式：一、将光转换材料涂在芯片上，部分吸收芯片发射的蓝光，并被激发产生与蓝光互补的黄光，利用透镜原理将芯片的蓝光和激发的黄光混合以得到白光；20世纪90年代，随着应用InGaN材料的高亮度蓝光LED在技术上的突破，在1996年出现了用GaN蓝光半导体芯片激发产生550nm黄光的掺Ce3+钇铝柘榴石[Y3Al5O12：Ce3+(YAG：Ce3+)]荧光粉，蓝光和黄光混合获得白光。但由于芯片和荧光粉的衰退速率不一致，导致所合成的白光色温偏高，显色指数低。二、将若干种光转换材料涂在能产生近紫外发射的芯片上，全部吸收芯片的发射并被激发出红、绿、蓝发射光，从而复合得到白光。近紫外激发型白光LED的颜色只由荧光粉本身所决定，因此其显色指数高，色温低，稳定性好，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)2SiO4：Eu2+绿色荧光粉(专利号CN103194220A)的量子效率为70-80％要达到同样的发光要求，就必须加入更多的的绿色荧光粉，增加了生产成本。因此，寻找一种与近紫外芯片匹配良好，能量传递效率高，发光效率高，亮度高的绿色荧光粉，降低近紫外激发型白光LED生产成本，成为本领域的技术人员亟需解决的一个问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种绿色荧光粉及其制备方法，用于解决现有技术中绿色荧光粉发光效率低，亮度低，而导致近紫外激发型白光LED的生产成本高的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种绿色荧光粉，所述绿色荧光粉的化学通式如下所述：MxN1-x-y-zAl4O7：yCe，zTb其中，M选自于由Li，Na和K所构成群组的其中之一或几种的组合，起到电荷补偿的作用；N选自于由Ca、Mg、Sr和Ba所构成群组的其中之一或几种的组合；0≤x＜1，0.005≤y≤0.05，0＜z≤0.15。作为本专利技术的所述绿色荧光粉的一种优选方案，所述x满足以下条件：x＝0。作为本专利技术的所述绿色荧光粉的一种优选方案，所述N包含Ca。作为本专利技术的所述绿色荧光粉的一种优选方案，所述y满足以下条件：y＝0.04。作为本专利技术的所述绿色荧光粉的一种优选方案，所述z满足以下条件：0.02≤z≤0.06。作为本专利技术的所述绿色荧光粉的一种优选方案，所述z满足以下条件：z＝0.04。本专利技术还提供一种绿色荧光粉的制备方法，所述制备方法采用现有技术中的高温固相合成法，包括以下步骤：S10、按化学通式MxN1-x-y-zAl4O7：yCe，zTb中的摩尔计量比分别称取各组分的原料以及一定质量分数的助熔剂，助熔剂是为了促进绿色荧光粉的成相；S20、将步骤S10称取的所述原料和所述助熔剂充分研磨混合均匀；S30、将步骤S20中充分研磨混合均匀的所述原料在还原气氛中进行高温烧结，随后冷却至室温；S40、将步骤S30中的高温烧结的产物研磨成粉。作为本专利技术的所述绿色荧光粉的制备方法的改进，所述化学通式MxN1-x-y-zAl4O7：yCe，zTb中，所述M的原料选自于由Li，Na各K所构成群组的其中之一或其中几种的组合的碳酸盐或碳酸氢盐；所述N的原料选自于由Ca、Mg、Sr和Ba所构成群组的其中之一或其中几种的组合的氧化物、或热处理后可生成该氧化物的碳化盐、硝酸盐或草酸盐；所述铝的原料为Al2O3；所述铈的原料选自于由CeO2，硝酸铈和碳酸铈所构成群组的其中之一；所述铽的原料选自于由氧化铽，硝酸铽和碳酸铽所构成群组的其中之一。作为本专利技术的所述绿色荧光粉的制备方法的改进，所述还原气氛为体积比为10％H2和90％N2的混合气体。作为本专利技术的所述绿色荧光粉的制备方法的改进，所述高温烧结的温度为1400～1500℃，时间为3～6h.作为本专利技术的所述绿色荧光粉的制备方法的改进，所述助熔剂选自于由硼酸，氟化铵和氧化硼所构成群组的其中之一或几种的组合。作为本专利技术的所述绿色荧光粉的制备方法的改进，所述硼酸的量为绿色荧光粉基质摩尔量的8％，所述绿色荧光粉基质的化学式为NAl4O7。需要说明的是，绿色荧光粉基质是指所述绿色荧光粉在没有掺杂M，Ce，Tb元素时的基体。本专利技术还提供一种封装的白光LED，所述封装的白光LED由本专利技术的绿色荧光粉，商用的红色荧光粉CaAlSiN3：Eu2+和商用的蓝色荧光粉BaMgAl10O17：Eu2+封装而成。如上所述，本专利技术的绿色荧光粉及其制备方法，具有以下有益效果：本专利技术的所述绿色荧光粉是在基质中掺入Ce3+和Tb3+离子，利用Ce3+作为敏化剂将能量高效的传递给Tb3+激发出高亮度的绿光，降低了生产成本；这种绿色荧光粉发光效率高，量子效率达到92.55％，发光亮度是商用粉(Ba，Sr)2SiO4：Eu2+的2.45倍；而且与近紫外芯片匹配良好，可用于白光LED及其他发光领域。附图说明图1显示为本专利技术的绿色荧光粉的制备方法流程示意图。图2分别显示为本专利技术实施例1中的绿色荧光粉(a)及国际晶体衍射标准卡JCPDS：23-1037(b)的XRD图谱。图3显示为实施例1中的绿色荧光粉和商用粉(Ba，Sr)2SiO4：Eu2+的激发发射(PL)光谱。实线所示为本专利技术实施例1中的所述绿色荧光粉在350nm的激发下，其发射在360～700nm范围内，其中375～475nm归属于Ce3+的5d-4f跃迁，475～650nm的四组尖峰分别归属于Tb3+的5D4→7F6、5D4→7F5、5D4→7F4、5D4→7F3跃迁，其发射峰值在542nm，可作为白光LED用绿色荧光粉；虚线所示为商用粉(Ba，Sr)2SiO4：Eu2+在与本专利技术实施例1中的所述绿色荧光粉测试条件完全相同时的发射光谱；图4显示为实施例1中的绿色荧光粉和基准物BaSO4的发射光谱和散射光谱。可根据公式来计算样品的量子效率。其中，公式中，QY表示量子效率，Esample表示样品的发射谱的积分面积，Eblank表示参照物(BaSO4)的发射谱的积分面积，Ssample表示样品的散射谱的积分面积，Sblank表示参照物的散射谱积分面积。图5显示为本专利技术实施例1中的绿色荧光粉和商用的红粉CaAlSiN3：Eu2+及蓝粉BaMgAl10O17：Eu2+封装的LED的发射光谱图。元件标号说明S10～S40步骤具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种绿色荧光粉，其特征在于，所述绿色荧光粉的化学通式如下所述：MxN1‑x‑y‑zAl4O7：yCe，zTb其中，M选自于由Li，Na和K所构成群组的其中之一或几种的组合；N选自于由Ca、Mg、Sr和Ba所构成群组的其中之一或几种的组合；0≤x＜1，0.005≤y≤0.05，0＜z≤0.15。

【技术特征摘要】
1.一种绿色荧光粉，其特征在于，所述绿色荧光粉的化学通式如下所述：MxN1-x-y-zAl4O7：yCe，zTb其中，M选自于由Li，Na和K所构成群组的其中之一或几种的组合；N选自于由Ca、Mg、Sr和Ba所构成群组的其中之一或几种的组合；0≤x＜1，0.005≤y≤0.05，0＜z≤0.15。2.根据权利要求1所述的一种绿色荧光粉，其特征在于，所述x满足以下条件：x＝0。3.根据权利要求2所述的一种绿色荧光粉，其特征在于，所述N包含Ca。4.根据权利要求3所述的一种绿色荧光粉，其特征在于，所述y满足以下条件：y＝0.04。5.根据权利要求4所述的一种绿色荧光粉，其特征在于，所述z满足以下条件：0.02≤z≤0.06。6.根据权利要求5所述的绿色荧光粉，其特征在于，所述z满足以下条件：z＝0.04。7.一种如权利要求1-6任意一项所述的一种绿色荧光粉的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵磊，徐盼，余静，孟丹丹，
申请(专利权)人：宝鸡文理学院，
类型：发明
国别省市：陕西,61