System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种Eu2+掺杂的镓酸盐荧光粉及其制备方法与转换型LED发光装置制造方法及图纸_技高网

一种Eu2+掺杂的镓酸盐荧光粉及其制备方法与转换型LED发光装置制造方法及图纸

技术编号:40005056 阅读:13 留言:0更新日期:2024-01-09 04:48
本发明专利技术公开了一种Eu<supgt;2+</supgt;掺杂的镓酸盐荧光粉及其制备方法与转换型LED发光装置。本发明专利技术的Eu<supgt;2+</supgt;掺杂的镓酸盐荧光粉的化学组成式为Ba<subgt;y</subgt;Sr<subgt;2‑y</subgt;LaGaO<subgt;5</subgt;:xEu<supgt;2+</supgt;,0.01≤x≤0.08,0≤y≤0.8。本发明专利技术荧光粉可被蓝光激发,其以氧化物(Ba,Sr)<subgt;2</subgt;LaGaO<subgt;5</subgt;作为荧光粉基质,掺杂Eu<supgt;2+</supgt;实现发光,随着Ba/Sr替换还可以实现由红光至近红外光的调谐。本发明专利技术的荧光粉表现出发光强度高,热稳定良好的特征。它与现有技术中的绿光或黄光荧光粉组合,有望在蓝光激发下可实现高效的白光,对于优化白光LED的显色性能起到绝对的改善作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无机发光材料,具体涉及一种eu2+掺杂的镓酸盐荧光粉及其制备方法与转换型led发光装置。


技术介绍

1、白光led(wled)具有节能、环保、高效、使用寿命长的优点,被誉为新一代光源。随着蓝光(450-460nm)ingan芯片的不断发展,探索可被蓝光激发的荧光粉,来制备白光led设备已经成为了研究的热点。目前,常用的商业化白光led是通过使用黄色荧光粉yag:ce3+结合蓝光ingan芯片制备的。这种白光led虽然发光效率很高,但是因为缺少了红光部分的荧光粉,导致其也存在显色指数低(ra<80),而且相关色温较高(cct>5000k)的问题。

2、一般情况下,大功率wled在工作状态中温度可达150-200℃,如果使用的封装剂是一些热稳定性差的有机硅树脂或树脂,当其持续在高温环境下工作时,会出现严重的泛黄和老化问题,进而影响发光效果。因此,许多研究人员都致力于开发全无机荧光粉。而稀土发光材料是实现白光led的关键材料,所以制备热稳定性良好的稀土掺杂红光发射的荧光粉,来制备显色指数高(ra>80)且相关色温较低(cct<5000k)的白光led已成为当下急需解决的问题之一。

3、随着固态照明led不断地发展,也加快了人们对新基质的探索,大量的红色发光荧光粉被探索出来,现如今常见的商用红光荧光粉体系有硫化物及硫氧化物红色荧光粉,如常见的eu2+掺杂的碱土金属硫化物cas和srs(c.guo,d.huang,q.su,mater.sci.engineering:b 2006,130,189.)其在蓝光(430~500nm)激发下会产生红光发射的荧光粉,通过结合cas:eu2+或srs:eu2+可以很好地提高显色指数,降低色温,但是这类荧光粉普遍热稳定性较差,物理化学性质较不稳定,而且硫化物及硫氧化物荧光粉如果发生分解还会产生带硫的其他产物可能会危害环境;除此之外,氮化物红色荧光粉也是一种常见的红光荧光粉如(sr,ba)2si5n8:eu2+(li y,van steen j,van krevel j,etal.j.alloys compd.,2006,417(1–2):273–279.)和caalsin3:eu2+(xie r-j,hirosaki n,suehiro t,et al.chem.mater.,2006,18(23):5578–5583.)等,该类荧光粉普遍可以被宽带激发,具有良好的物理化学稳定性而且发光效率高,热稳定性好,例如sr2si5n8:eu2+(2mol%)的吸收效率、内量子效率和外量子效率分别为82%、87%和71%。即便达到wled的工作温度(150℃)时,其量子效率也下降非常少,证明其具有良好的热稳定性能,但是由于其发射光谱一般比较宽(500-800nm),实际应用中,当它与绿,黄色荧光粉混合一起时可能会发生重吸收的现象,且主要的发射峰所在波长范围超出人眼敏感区域,进而影响整个白光led器件体系的流明效率。除此之外氮化物荧光粉的合成条件一般都比较苟刻,通常需要在相当高的温度(1400-2000℃)下才可以合成,而且还需要通入氮气气氛。这种苛刻的合成条件不可避免的会增加生产设备投入和原料成本。再有,mn4+掺杂氟化物也可以制备出红色荧光粉,通常这类荧光粉会出现两个激发峰,激发峰波长范围大致从300nm-550nm,所以既可被近紫外光激发也可以被蓝光激发,发射峰一般为600-660nm的窄带峰如如:k2sif6:mn4+(adachi s,takahashi t.j.appl.phys.,2008,104(2):023512.),k2tif6:mn4+(zhou y y,song e h,deng t t,et al.acs appl.mater.interfaces,2018,10(1):880–889.),其内量子效率都高于90%。此类荧光粉大都具有反常的热猝灭性能以k2tif6:mn4+为例,当温度从室温升高到150℃发光强度先增加后下降,且在150℃发光强度与室温时相当,基本不发生衰减,显示出优异的热猝灭性能。但是此类荧光粉的合成过程中基本不可避免需要使用高毒性溶液hf,且抗湿性差。

4、相比之下,氧化物物理化学性质稳定,且合成温度较低,合成条件简单一般常压下就可以制得,通过调控eu2+与氧配体间共价性(eu-o学键长)和晶体场强(配位数、多面体尺寸和格位对称性等),原则上可以制备出eu2+掺杂氧化物的红光发射荧光粉。但是不像eu3+发光源于f-f电子跃迁,发射光谱的形状几乎不受外界环境影响,eu2+的发光源于f-d电子跃迁,光谱容易受基质结构和化学组成的影响,所以eu2+掺杂进基质中后有可能出现紫外光到近红外光的发射,并不一定能保证会出现红光发射。例如rbli(li3sio4)2:eu2+(zhao m,liaoh x,ning l x,et al.adv.mater.,2018,30(38):1802489.)表现为绿光发射;lisrpo4:eu2+(liu j,wu z,gong m.applied physics b,2008,93(2-3):583-587.)表现为蓝光发射。

5、综上所述,制备一种红色发光的氧化物荧光粉是弥补当前wled显色指数低和色温高(ra<80,cct>5000k)的问题的重要解决方案之一,因此,本专利技术致力于提供一种可被蓝光激发的,热稳定性较好的新型红色荧光粉,从而补足白光led中所缺失的红光波段,以增加白光led使用寿命,和改善白光led的显色性能。


技术实现思路

1、为此,本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种可被蓝光激发的eu2+掺杂的镓酸盐荧光粉((ba,sr)2lagao5:eu2+)及其制备方法与转换型led发光装置,以解决现有技术中白光led中所缺失的红光波段,以增加白光led使用寿命,和改善白光led的显色性能。

2、本专利技术将eu2+少量的掺杂进入sr2lagao5基质中,就会出现奇特的发光现象。而且通过ba/sr的替换,在没有改变sr2lagao5晶体结构的同时还使baysr2-ylagao5:0.06eu2+的光谱随着ba的掺杂而逐渐红移至近红外波段。本专利技术通过选取最合适的红光波段制备led器件发现以eu2+为发光中心在ba0.2sr1.8lagao5中产生强烈的红光发射现象,进而能够弥补当前白光照明中红光缺失的问题,从而得到制备简单,理化性质稳定的、新型的红光荧光粉。

3、本专利技术技术方案如下:

4、一种可被蓝光激发的eu2+掺杂的镓酸盐荧光粉,所述荧光粉的化学组成式为baysr2-ylagao5:xeu2+,其中,0.01≤x≤0.08(x为eu2+相对ga元素的比例),0≤y≤0.8;且以eu2+为发光中心。

5、优选的,0.2≤y≤0.8。

6、上述的eu2+掺杂的镓酸盐荧光粉的制备方法,采用高温固相法,包括以下步骤:

7、(1)按化学组成式baysr2-ylagao5:xeu本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种Eu2+掺杂的镓酸盐荧光粉,其特征在于,其化学组成式为BaySr2-yLaGaO5:xEu2+,0.01≤x≤0.08,0≤y≤0.8。

2.根据权利要求1所述的Eu2+掺杂的镓酸盐荧光粉,其特征在于,0.2≤y≤0.8。

3.权利要求1或2所述的Eu2+掺杂的镓酸盐荧光粉的制备方法,其特征在于,采用高温固相法,包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述的锶源为氧化锶、能转换为氧化锶的化合物中的至少一种;

5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述能转换为氧化锶的化合物为碳酸锶;

6.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述煅烧的温度为1400~1450℃,时间为5-6h。

7.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述还原气氛为体积百分比浓度为10-20%H2和80-90%N2的混合气体。

8.一种转换型LED发光装置,其特征在于,包括封装基板、LED芯片和权利要求1或2所述的Eu2+掺杂的镓酸盐荧光粉,所述Eu2+掺杂的镓酸盐荧光粉能够吸收LED芯片发的光并释放出红光或近红外光。

9.根据权利要求8所述的转换型LED发光装置,其特征在于,所述LED芯片为蓝光LED芯片。

10.根据权利要求9所述的转换型LED发光装置,其特征在于,所述LED芯片为InGaN或GaN半导体芯片。

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【技术特征摘要】

1.一种eu2+掺杂的镓酸盐荧光粉,其特征在于,其化学组成式为baysr2-ylagao5:xeu2+,0.01≤x≤0.08,0≤y≤0.8。

2.根据权利要求1所述的eu2+掺杂的镓酸盐荧光粉,其特征在于,0.2≤y≤0.8。

3.权利要求1或2所述的eu2+掺杂的镓酸盐荧光粉的制备方法,其特征在于,采用高温固相法,包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述的锶源为氧化锶、能转换为氧化锶的化合物中的至少一种;

5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述能转换为氧化锶的化合物为碳酸锶;

6.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员:夏志国陈宇
申请(专利权)人:华南理工大学
类型:发明
国别省市:

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