蓝光发光材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种蓝光发光材料及其制备方法，蓝光发光材料为以下化学式的物质：ａＣａＯ.ｂＡｌ２Ｏ３.ｃＳｉＯ２：ｘＣｅ，其中０．４≤ａ≤２．５，０．２≤ｂ≤１．５，ｃ＝１．０，０．００１≤ｘ≤０．１。制备方法包括以下步骤：（１）以Ｃａ的氧化物、碳酸盐、草酸盐中的一种或一种以上、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２和ＣｅＯ２为原料，（２）将原料混合均匀后，在还原气氛下升温到１０００～１４５０℃，在此条件下保温煅烧２～２０小时，然后冷却到室温，研磨即可制得蓝光发光材料。本发明专利技术提供一种适用于紫外光区域ＬＥＤ激发，实现高效蓝光发射的蓝光发光材料，以及一种制备工艺简单、成本低的蓝光发光材料的制备方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于照明
，涉及一种发光材料及其制备方法，尤其涉及一种蓝光 发光材料及其制备方法。
技术介绍
半导体照明技术(LED)作为新型发光元件，具有以下特点1、使用低压电源安全 可靠，特别适用于公共场所。2、节能消耗能量较同光效的白炽灯减少80%。3、适用性强 可以制备成各种形状的器件，并且适合于易变的环境。4、稳定性好寿命达到10万小时以 上，光衰为初始的50%。5、响应时间短LED灯的响应时间为纳秒级。6、对环境无污染无 有害金属汞存在。因此，LED广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源及普通照明等领域。目前实现LED白光发射的主流方式是通过蓝光LED芯片配合铈激活的稀土石榴石 黄色荧光粉(如YAG:Ce3+或TAG:Ce3+)，通过荧光材料被蓝光芯片发出的蓝光激发所发出的 黄光与蓝色芯片发出的剩余的蓝光复合实现白光发射。但在这种方法中，所使用的荧光材 料存在显色性低和色温高这两个明显的不足，在白光LED的应用和性能方面具有很大的局 限性，未来将会被“UV-LED+红、绿、蓝三基色荧光粉”所替代，所以开发适用于UV-LED的三 基色荧光粉显得特别重要。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术中的应用于白光发射的荧光材料存 在显色性低和色温高这两个明显的不足，提供一种适用于紫外光区域LED激发，实现高效 蓝光发射的蓝光发光材料。本专利技术进一步要解决的技术问题在于，提供一种制备工艺简单、成本低的蓝光发 光材料的制备方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种蓝光发光材料，为以下化学 式的物质aCaO · bAl203 · cSi02:xCe,其中 0· 4 彡 a 彡 2· 5，0· 2 彡 b 彡 1· 5，c = 1· 0，0. 001 ^ X ^ 0. 1。所述a、b、χ的取值分别优选为1彡a彡2，0. 5彡b彡1，0.01彡χ彡0.05。一种蓝光发光材料的制备方法，包括以下步骤(1)、以Ca的氧化物、碳酸盐、草酸盐中的一种或一种以上、Al203、Si02* ( 为原 料，按着化学表达式aCaO · bAl203 · cSi02:xCe的各元素之间的摩尔比来称取各原料，其中 0. 4 ^ a ^ 2. 5,0. 2 ^ b ^ 1. 5, c = 1. 0,0. 001 ^ χ ^ 0. 1 ；(2)、将步骤(1)中的原料混合均勻后，在还原气氛下升温到1000 1450°C，在此 条件下保温煅烧2 20小时，然后冷却到室温，研磨即可制得蓝光发光材料。蓝光发光材料的制备方法中，所述步骤O)中，优选将步骤(1)中的原料混合均 勻后倒入刚玉坩埚中，然后将装有原料的刚玉坩埚放入高温管式炉，在还原气氛下升温到 1100 1350°C，在此条件下保温煅烧6 12小时，然后冷却到室温，研磨即可制得蓝光发3光材料。蓝光发光材料的制备方法中，所述步骤( 之前还有预处理步骤，所述的预处理 步骤为将称取的原料混合均勻，升温到1000 1500°C保温煅烧4 20小时后，冷却到室温备用。蓝光发光材料的制备方法中，所述的预处理步骤优选为将称取的原料混合均勻 后放入刚玉坩埚，然后将该刚玉坩埚放入高温箱式炉中，升温到1200 1400°C保温煅烧 8 16小时后，冷却到室温备用。蓝光发光材料的制备方法中，所述的还原气氛选择为氢气、氢气和氮气的混合气 体或一氧化碳气体所形成的气氛。蓝光发光材料的制备方法中，所述的还原气氛还可以是指反应体系中有炭存在的气氛。本专利技术将稀土铈离子(Ce3+)掺杂到含CaO、A1203、SiO2的硅酸盐材料中，掺杂稀土 铈离子(Ce3+)的发光材料具有良好的光致发光性能，有一个宽的激发带，发射宽带的蓝色 光，所发出的蓝光色纯度和亮度均较高，并且其发光效率高、稳定性好，可以应用在紫光LED 发光器件中。本专利技术的制备方法可以制备出具有良好的光致发光性能、受激发后所发出的蓝光 色纯度和亮度均较高的发光材料，其工艺步骤简单，工艺条件易控制、易操作，成本低。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中图1是实施例3制备的蓝光发光材料在波长362nm的激发光激发下的发射光谱。图2是实施例4制备的蓝光发光材料在波长362nm的激发光激发下的发射光谱。图3是实施例5制备的蓝光发光材料在波长362nm的激发光激发下的发射光谱。图4是实施例6制备的蓝光发光材料在波长362nm的激发光激发下的发射光谱。图5是实施例9制备的蓝光发光材料在波长362nm的激发光激发下的发射光谱及 其对应的激发光谱。测试该光谱使用的仪器为岛津RF-5301PC荧光光谱仪，条件选择狭缝宽度为 1. 5nm、灵敏度为低。具体实施例方式实施例10. 4CaO · 0. 6Α1203 · 1. OSiO2 0. OlCe蓝光发光材料的制备分别称取碳酸钙 (CaCO3) 0. 4g、氧化铝(Al2O3)O. 612g、二氧化硅(SiO2)O. 601g 和氧化铈(CeO2) 0. 0172g，将称 量好的原料在玛瑙研钵中研磨混合均勻后装入刚玉坩埚中，将该刚玉坩埚放入高温管式炉 中，在95% N2+5% H2 (体积百分含量，下同)的还原气氛下升温到1300°C，在此条件下保温 煅烧10小时，后冷却到室温，将冷却后的产物研磨，即可得到蓝光发光材料。本实施例的蓝 光发光材料在波长为362nm激发光的激发下发射色纯高的蓝光。实施例22. 5Ca0 · 1. 2Α1203 · 1. OSiO2 0. ICe蓝光发光材料的制备分别称取氧化钙(CaO) 1.4g、氧化铝(Al2O3)L 2Mg、二氧化硅(SiO2) 0. 601g 和氧化铈(CeO2) 0. 172g，将称量 好的原料在玛瑙研钵中研磨混合均勻后，装入刚玉坩埚中，然后将该刚玉坩埚放入高温箱 式炉中，升温到1400度保温煅烧20小时，再冷却到室温，研磨均勻，然后放入高温管式炉， 在压还原气氛下升温到1000度保温20小时，再冷却到室温，研磨即可得到蓝光发光材料。 本实施例的蓝光发光材料在波长362nm的激发光激发下发射宽带的蓝光。实施例31. OCaO · 0. 33Α1203 · 1. OSiO2:0. 0023Ce蓝光发光材料的制备分别称取碳酸钙 (CaCO3) l.Og、氧化铝(Al2O3)O. 3366g、二氧化硅(SiO2) 0. 601g 和氧化铈(CeO2) 0. 0040g，将 称量好的原料在玛瑙研钵中研磨混合均勻后，装入刚玉坩埚中，然后将该刚玉坩埚放入高 温箱式炉中，升温到1200度保温煅烧6小时，再冷却到室温，研磨均勻，然后放入高温管式 炉，在95% N2+5% H2的还原气氛下升温到1150度保温4小时，再冷却到室温，研磨即可得 到蓝光发光材料。，图1是本专利技术实施例制备的蓝光发光材料在波长362nm的激发光激发下 的发射光谱。如图1所示，蓝光发光材料有发射峰为430nm的宽带蓝光发射光谱。实施例41. OCaO · 0. 33Α1203 · 1. OSiO2:0. 007Ce蓝光发光材料的制备分别称取碳酸钙 (CaCO3) l.Og、氧化铝(Al2O3)O. 3366g、二氧化硅(SiO2) 0. 601g 和氧化铈(CeO2)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓝光发光材料，其特征在于，为以下化学式的物质：ａＣａＯ.ｂＡｌ↓［２］Ｏ↓［３］.ｃＳｉＯ↓［２］：ｘＣｅ，其中０．４≤ａ≤２．５，０．２≤ｂ≤１．５，ｃ＝１．０，０．００１≤ｘ≤０．１。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周明杰，马文波，时朝璞，
申请(专利权)人：海洋王照明科技股份有限公司，深圳市海洋王照明技术有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]