一种白光LED用颜色可调卤硼酸盐荧光粉及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种白光LED用颜色可调卤硼酸盐荧光粉及其制备方法。该材料的化学组成为Ba2-xLn(BO3)2Cl:xEu2+(Ln为Y、Gd和Lu中的一种或多种；x为Eu2+的摩尔系数，0＜x＜1)。该发光材料的制备采用在还原气氛下固相合成法来制备，即在在900℃～1100℃下，碳或氢气和氮气的混合气体作为还原气氛下，煅烧2～4小时得到所述发光材料。本发明专利技术的发光材料能有效吸收200～450nm的近紫外光，并有效地发射出峰值波长位于500-550nm的从绿光到黄光可调的长波可见光，是一种适用于白光LED器件应用的新型颜色可调荧光粉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于卤硼酸盐发光材料
，更具体地，涉及一种白光LED用颜色可 调卤硼酸盐BivxLn (BO3)2Cl: xEu2+(Ln为Y、Gd和Lu中的一种或多种)及其制备方法。
技术介绍
发光二极管LED (Light Emitting Diode)是一种可将电能转换成光能的能量转 换器件，具有工作电压低、耗电量低、性能稳定、寿命长和发光响应快等优点，因此在显示器 件、普通照明灯、指示灯和信号灯等领域有广泛的应用。目前，白光LED的实现主要有两种类型第一种类型是将红、绿、蓝三种LED组合 产生白光；第二种类型是用LED去激发其它发光材料混合形成白光，即能被蓝光LED有效 激发而发黄光的荧光粉，蓝光和黄光混合形成白光；或者是在蓝光LED芯片上涂敷能被蓝 光激发而发射绿光和红光的荧光粉，红光、蓝光和绿光混合形成白光；或者是在紫光或紫外 LED芯片上涂敷高效的红、绿、蓝三种荧光粉而实现白光LED。从目前的发展趋势看，在可行 性、实用性和商业化等方面，第二种类型要优于第一种类型，因此合成具有良好发光性能的 荧光粉是实现白光LED的关键材料之一。近年来，含卤素化合物发光材料成为照明与显示材料领域的一个新的研究热点。 有报道的白光LED用含卤素化合物发光材料包括卤硅酸盐、卤硼酸盐、卤铝(镓)酸盐和 卤磷酸盐等。在碱土金属卤硼酸盐材料中，硼酸盐结构中的(BO3) (BO4)5-, _6)3-和 (B5Oltl)5-等基团可形成层状结构、相互平行的长链结构或网络结构。卤素离子的引入将使材 料结构类型更加丰富，依赖于不同组分、配比，可形成多种新型结构组成化合物。不难看出， 碱土金属卤硼酸盐材料可以给予稀土离子多样化的晶格环境，进而实现稀土离子在近紫外 激发下的多色光发光。因此，白光LED用卤硼酸盐材料具有重大的理论研究价值和市场应 用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新型卤硼酸盐Ba2_xLn (BO3) 2C1 xEu2+ (其中Ln为Y、Gd 和Lu中的一种或多种；χ为Eu2+的摩尔系数，0<x< 1)发光材料，该发光材料的化学性质 稳定，发光性能好，可被近紫外光激发出多种颜色光，即可以通过改变Ln金属种类和组成 来实现发射光的颜色可调。本专利技术的另一个目的在于提供一种制备上述新型卤硼酸盐 Ba2_xLn (BO3) 2C1:xEu2+(其中Ln为Y、Gd禾口 Lu中的一种或多种；χ为Eu2+的摩尔系数，0 < χ < 1)发光材料的方法，该制备方法简单、易于操作、设备成本低且无污染。本专利技术的专利技术人通过精心研究，通过以下技术方案达成上述专利技术目的。根据本专利技术的一个方面，提供一种白光LED用颜色可调卤硼酸盐发光材料，其化 学组成为B￡t2_xLn (BO3) 2C1 xEu2+，其中Ln为Y、Gd和Lu中的一种或多种，χ是Eu2+的摩尔系 数，为 0 < χ < 1。根据本专利技术的另一方面，提供一种制备白光LED用颜色可调卤硼酸盐发光材料的 方法，其中该材料的化学组成式为BivxLn (BO3)2Cl:xEu2+，Ln为Y、Gd和Lu中的一种或多种， χ是Eu2+的摩尔系数，为0 < χ < 1，所述方法包括1)按照上述化学组成式Ba2_xLn(B03)2C1:XEU2+化学计量比称取氯化钡、钡的氧化 物或碳酸盐、铕的氧化物或碳酸盐、硼酸或氧化硼以及Y、Gd和Lu中的至少一种的氧化物或 碳酸盐，并研磨以充分混合均勻；2)将步骤1)得到的混合物置入坩埚，在还原气氛的高温炉中于900°C 1100°C温 度下煅烧2 4小时，从而得到烧成的烧结体；3)将步骤2)得到的烧结体研磨成粉末，即得所述卤硼酸盐发光材料。本专利技术提供一种白光LED用颜色可调卤硼酸盐发光材料Ba2_xLn (BO3) 2C1 xEu2+ (其 中Ln为Y、Gd和Lu中的一种或多种，χ是Eu2+的摩尔系数，为0<x< 1)。与传统的白 光LED用卤硼酸盐发光材料相比，本专利技术的发光材料Ba2_xLn (BO3) 2C1 xEu2+具有以突出的特占.1.本专利技术的发光材料的组成不同于现有的发光材料，其是一种新型适用于近紫外 光激发的单一相卤硼酸盐荧光粉。2.化学性能稳定，经水泡以及在200°C高温加热，该发光材料的发光性能基本不 变；3.在被近紫外光有效激发而发出从绿光到黄光可调的长波可见光，变化稀土离子 Eu2+的掺杂量可以实现发射光的发光强度可调。具体地，变化Ln元素及其组合的比例，可 实现在近紫外激发时出现的发射峰从绿光(510nm)到黄光(550nm)移动。另外，近紫外激 发波长范围广、发光强度高、稳定性好；4.本专利技术的材料的制备方法简单、易于操作、设备成本低、无污染。5.本专利技术的发光材料应用范围广泛。例如1)在近紫外光激发下产生约511nm的 绿光，与红色荧光粉配合使用，涂敷在紫光LED芯片上，可实现新型的白光LED ；2)在近紫外 光激发下产生约546nm的黄光，与蓝色荧光粉配合使用，涂敷在紫光LED芯片上，可实现新 型的白光LED ；3)在近紫外光激发下产生的510 550nm波段颜色可调的可见光，再混合其 它类型的荧光粉，产生各种色彩的彩色LED。附图说明图1为本专利技术实施例1中组成为Bai.95Y(BO3)2Cl = O. 05Eu2+的发射光谱(激发光谱 λ ex为365nm)和激发光谱(监测光谱λ em为曲线示意图。图2为本专利技术实施例2中组成为Ba1.95Gd(BO3)2Cl = O. 05Eu2+的发射光谱(激发光 谱λ ex为365nm)和激发光谱(监测光谱Xem为M6nm)曲线示意图。图3为本专利技术实施例3中组成为Ba1.95Lu (BO3)2Cl :0. 05Eu2+的发射光谱(激发光 谱λ 为365nm)和激发光谱(监测光谱λ Μ为511nm)曲线示意图。具体实施例方式本专利技术的卤硼酸盐发光材料是一种单一相卤硼酸盐荧光粉，其适用于近紫外光激 发的单一相卤硼酸盐荧光粉。具体地，该材料化学组成式为Ba2_xLn (BO3)2Cl: xEu2+，Ln为Y、Gd和Lu中的一种或多种，χ是Eu2+的摩尔系数，为0<x< 1。根据本专利技术的优选实施方 式，在该材料BivxLn (BO3)2Cl: xEu2+中掺杂的稀土离子激活剂的摩尔量为0. 02彡χ彡0. 2。 根据本专利技术进一步优选的实施方式，所述卤硼酸盐发光材料的组成为Ba2_xY(BO3)2C1:xEU2+、 Ba2_xGd(BO3)2C1:xEu2+ 或者 Ba2_xLu(BO3)2C1:xEu2+，其中 0.02 彡 χ 彡 0.2。进一步优选为 Ba1.95Y (BO3) 2C1 0. 05Eu2+、Ba1.95Gd (BO3) 2C1:0. 05Eu2+ 或者 Ba1.95Lu (BO3) 2C1:0. 05Eu2+·根据本专利技术的另一个方面，本专利技术提供一种制备白光LED用颜色可调卤硼酸盐发 光材料的方法，其中该材料的化学组成式为BivxLn (BO3) 2C1 xEu2+, Ln为Y、Gd和Lu中的一 种或多种，χ是Eu2+的摩尔系数，为0 < χ < 1，所述方法包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种白光ＬＥＤ用颜色可调卤硼酸盐发光材料，其中，该材料化学组成式为Ｂａ↓［２－ｘ］Ｌｎ（ＢＯ↓［３］）↓［２］Ｃｌ：ｘＥｕ↑［２＋］，Ｌｎ为Ｙ、Ｇｄ和Ｌｕ中的一种或多种，ｘ是Ｅｕ２＋的摩尔系数，为０＜ｘ＜１。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：夏志国，杜鹏，廖立兵，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：11