一种蓝光激发的红色氧化物荧光粉及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种蓝光激发的红色氧化物荧光粉及其制备方法和应用，涉及无机发光材料领域。蓝光激发的红色氧化物荧光粉的化学分子式为Sr1‑

【技术实现步骤摘要】
一种蓝光激发的红色氧化物荧光粉及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及无机发光材料领域，尤其涉及一种蓝光激发的红色氧化物荧光粉及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]自中村等人发现了InGaN/GaN蓝光发光二极管以来，LED渐渐得到了广泛的关注。LED具有体积小、效率高、节能环保等优势，能应用在生活的各个方面(照明、指示、植物生长等)。一般来说，白光LED的合成主要有两种类型。第一种类型是基于结合三种单色LED芯片(红、绿、蓝)合成白光，该方法存在成本高、电子器件复杂、老化性能不匹配(热性能和驱动性能不同)等严重缺点，在实际中性价比不高。第二种类型是将单个LED芯片与一种或种荧光粉结合起来，以产生白光。在第二种类型中，市场最大的合成方式为蓝光LED芯片+黄色荧光粉(Y3Al5O
12
:Ce
3+
)，但通过这种方式得到的白光光谱中存在红光组分不足的问题，其显色性差(显色指数Ra<75)、相关色温高(Tc>6000K)，采用这种光源照明时，在视觉感觉上呈冷色调，不利于健康照明。因此，开发能被蓝光激发的红色荧光粉以提高白光LED的光色品质，对实现绿色健康照明具有重要的研究意义。
[0003]目前，市场上商用红色荧光粉主要为氟化物(K2SiF4:Mn
4+
)，以及氮化物((Ca,Sr)AlSiN3:Eu
2+
和(BaCa)2Si5N8:Eu
2+
)。然而，Mn
4+
掺杂氟化物红粉的物理/化学稳定性较差，其在湿、热作用下易发生分解而导致粉体失效，进而严重缩短白光LED器件的工作寿命；氮化物红色荧光粉具有发光量子效率高、发光热稳定性能好等优点，但也存在着合成困难等问题。与氮化物和氟化物荧光粉相比，包括硅酸盐、铝酸盐、硼酸盐和镓酸盐等在内的氧化物基荧光粉具有低成本和环保的优势，以及多变的晶体结构，这使得开发氧化物红色荧光粉成为热门研究方向。
[0004]线性发射的荧光粉用于白光LED时，白光LED的发射光谱不连续，从而无法获得具有高显色指数白光LED器件，因此宽带发射对于应用于LED的荧光粉是必要条件。掺杂氧化物激活离子一般以稀土离子和过渡金属离子为主，例如：Eu
2+/3+
、Mn
2+/4+
、Pr
3+
等，其中，Eu
3+
、Mn
2+/4+
、Pr
3+
属于禁止跃迁，发射峰往往以窄峰为主，对于用改善WLED的发光还有一定的限制。
[0005]综上所述，开发低成本、易制备、高效发光的红色荧光粉用以弥补“蓝光LED芯片+Y3Al5O
12
:Ce
3+
黄色荧光粉”制备的白光LED中红光缺失部分，对于获得高显色指数、低相关色温照明光源有着重要的现实意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种蓝光激发的红色氧化物荧光粉及其制备方法和应用，以提供蓝光激发的红色荧光粉，具有低成本、易制备、高效发光的优点。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术目的之一提供了一种蓝光激发的红色氧化物荧光粉，所述红色氧化物荧光粉的化学分子式为Sr1‑
x
Ga2O4:xEu
2+
，其中0＜x≤0.08。
[0008]作为优选方案，所述Sr
2+
由氧化锶、碳酸锶、硝酸锶中的一种或多种提供；所述Ga
3+
由氧化镓、碳酸镓、碳酸镓中的一种或多种提供；所述Eu
2+
由氧化铕、碳酸铕、硝酸铕中的一种或多种提供。
[0009]作为优选方案，所述Sr1‑
x
Ga2O4:xEu
2+
中的Sr1‑
x
Ga2O4为单斜晶系，其点群为P2
1/c
。
[0010]作为优选方案，所述红色氧化物荧光粉在620nm发射波长下的激发波长为250n
‑
600nm。
[0011]作为优选方案，所述红色氧化物荧光粉在470nm激发波长下的发射波长为550
‑
800nm。
[0012]作为优选方案，所述红色氧化物荧光粉的化学分子式为Sr
0.995
Ga2O4:0.005Eu
2+
、Sr
0.99
Ga2O4:0.01Eu
2+
、Sr
0.98
Ga2O4:0.02Eu
2+
、Sr
0.96
Ga2O4:0.04Eu
2+
、Sr
0.94
Ga2O4:0.06Eu
2+
、Sr
0.92
Ga2O4:0.08Eu
2+
或Sr
0.9
Ga2O4:0.1Eu
2+
。
[0013]作为优选方案，所述红色氧化物荧光粉Sr1‑
x
Ga2O4:xEu
2+
中Eu
2+
的掺杂量为0.005
‑
1mmol。
[0014]为了解决上述技术问题，本专利技术目的之二提供了一种蓝光激发的红色氧化物荧光粉的制备方法，包括以下步骤：按化学元素计量比称取各原料混合，得到混合物，将混合物研磨后在还原气氛下煅烧，冷却得到红色氧化物荧光粉。
[0015]作为优选方案，煅烧温度为900
‑
1400℃，煅烧时间为1
‑
10h。
[0016]为了解决上述技术问题，本专利技术目的之三提供了一种蓝光激发的红色氧化物荧光粉在蓝光激发的白光LED器件中的应用。
[0017]相比于现有技术，本专利技术实施例具有如下有益效果：
[0018]本申请通过在镓酸锶基质中掺入Eu
2+
离子，Eu
2+
掺杂Sr
2+
离子格位，Eu
2+
离子的发射为宽带，且当Eu
2+
离子掺杂到基质中时，5d激发态将与配位环境相互作用，由于晶体场分裂和质心偏移，导致光谱红移，使得制备的荧光粉在470nm蓝光激发下能发射出以620nm为中心的宽带光谱，采用蓝光激发的红色荧光粉，用于改善白光LED的发光性能，且在手电筒(如手机手电筒等)的照射下该荧光粉能产生明亮的余辉。
[0019]本申请红色氧化物荧光粉的化学分子式Sr1‑
x
Ga2O4:xEu
2+
中，限定0＜x≤0.08，可以保证荧光粉的发光强度，超出该范围后的荧光粉发生猝灭，发光强度几乎没有。
附图说明
[0020]图1为本专利技术实施例3制备的Sr
0.98
Ga2O4:0.02Eu
2+
红色氧化物荧光粉的X射线衍射图与标准卡片的对比图；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蓝光激发的红色氧化物荧光粉，其特征在于，所述红色氧化物荧光粉的化学分子式为Sr1‑
x
Ga2O4:xEu
2+
，其中0＜x≤0.08。2.如权利要求1所述的一种蓝光激发的红色氧化物荧光粉，其特征在于，所述Sr
2+
由氧化锶、碳酸锶、硝酸锶中的一种或多种提供；所述Ga
3+
由氧化镓、碳酸镓、碳酸镓中的一种或多种提供；所述Eu
2+
由氧化铕、碳酸铕、硝酸铕中的一种或多种提供。3.如权利要求1所述的一种蓝光激发的红色氧化物荧光粉，其特征在于，所述Sr1‑
x
Ga2O4:xEu
2+
中的Sr1‑
x
Ga2O4为单斜晶系，其点群为P2
1/c
。4.如权利要求1所述的一种蓝光激发的红色氧化物荧光粉，其特征在于，所述红色氧化物荧光粉在620nm发射波长下的激发波长为250n
‑
600nm。5.如权利要求1所述的一种蓝光激发的红色氧化物荧光粉，其特征在于，所述红色氧化物荧光粉在470nm激发波长下的发射波长为550
‑
800nm。6.如权利要求1所述的一种蓝光激发的红色氧化物荧光粉，其特征在于，所述红色氧化物荧光粉的化学分子式为Sr
0.995
Ga2O4:0.005Eu
2+
、Sr
0.99
Ga...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡桃，江泽龙，高妍，孟智超，宋济安，门凡钞，曾庆光，
申请(专利权)人：五邑大学，
类型：发明
国别省市：