一种紫外与红光双模式激发白光的LED用荧光粉及制备方法技术

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于功能材料
，涉及发光二极管用单一基质荧光粉及其制备方法。
技术介绍
双模式激发发光材料同时具有下转换和上转换发光特性，紫外激发白光LED用材料属于下转换发光材料，而红光或者红外激发白光LED用荧光材料则是上转换材料。目前，紫外激发白光LED有两种组合紫外LED芯片+红绿蓝荧光粉和紫外LED芯片+单一基质白色荧光粉。前者因荧光粉各自的光衰和驱动电流不一样，所得到的白光不稳定。而后者完全可以克服以上缺点，并且成本较低。因此，紫外激发白光LED用单一基质白光荧光粉成为近年来荧光粉的研究热点。(Kim S K, Jeon P E, Park Y H, Chio J C，Park HL, Kim G C，Kim T ff. White-light generation through ultraviolet-emitting diodeand white-emitting phosphor. Appl. Phys. Lett. , 2004,85(17):3696;Guo N, Huang YJ, Yang M, Song Y H, Zheng Y H, You H P. A tunabIesingle-component warm white-lightSr3Y(P04)3:Eu2+,Mn2+phosphor for white-light emittingdiodes. Phys. Chem. Chem.Phys. 2011, 13:15077-15082;Zhang J, Wang Y H,Zhang F,Huang Y.Single-PhaseWhite-emitting Ca8MgGd (PO4) 7: Ln3+, Mn2+ (Ln3+=Ce3+, Tb3+, and Dy3+) forMercury-FreeLamps. J. Electrochem. Soc. 2011, 158(4) : J110-J114)。然而利用红光上转换发光特性来实现白光LED的发光材料几乎没有报道，而同时具有上转换和下转换特性的荧光发光材料更为少见。偏钒酸盐基质是一种性能优良的紫外激发白光LED用单一基质荧光粉的发光材料。钒酸盐基质发光材料因具有合成温度较低、化学稳定性和热稳定性较好、发光强度高等优点而在显示显像、高压汞灯、X射线增感屏以及激光材料等领域得到广泛的应用。日本研究人员“Photoluminescence property of vanadates M2V2O7(Μ:Ba, Sr and Ca)，，(Na kajimaT, Isobe M, Tsuchiya Τ, Ueda Y,Manabe Τ. Opti. Mater. 2010, 32:1618-1621.) 一文中报道采用制备了对称性较低的偏钒酸盐系列M2V2O7 (M=Ba, Sr和Ca)荧光粉，该文献指出采用高温固相法在750°C退火24小时合成三斜晶系的M2V2O7 (M=Ba7Sr和Ca)荧光粉，其激发光谱在320nnT370nm区间有很宽的紫外峰，可以被紫外LED有效激发。在353nm的激发下，测得发射光谱的强发射峰位于400nnT700nm之间的可见光。尽管该文献所报道的单一基质荧光粉M2V2O7，其制备方法简单；但由于红光部分相对较弱而使得显色指数偏低，而且只具有传统的紫外激发下转换发光特性。同时，在现有商业化红光LED芯片中，波长为640nm商业化芯片的发光强度是商业化690nm芯片1000倍以上。因此，红光640nm有效激发且发光强度很强的单一基质荧光粉将为白光LED提供一种全新的商业化实现方法
技术实现思路
本专利技术提供一种紫外与红光双模式激发白光的LED用单一基质荧光粉及其制备方法，所述紫外(325nm和350nm)与红光(640nm和685nm)双模式激发白光的LED用单一基质Sr2_xV207 Tbx荧光粉具有较强的发光强度和较高的显色性能；尤其是能被640nm有效激发。本专利技术采用高温固相法制备紫外与红光双模式激发白光的LED用荧光粉SivxV2O7 Tbx，其中红光激发模式由于本身的红光完全可以克服红光不足所带来显色指数偏低的难题。尤其是该荧光粉在波长为640nm处有较强的吸收，而现有的该波长商业化芯片的发光强度是商业化685nm芯片1000倍以上。红光激发是采用双光子吸收原理，其发光强度是紫外激发的2-3倍。而且用低能量光激发出发光强度更高，能量更强和显色指数更高，从而有效 地降低单一基质白色荧光粉生产成本并提高荧光粉体的发光性能。本专利技术技术方案是一种紫外与红光双通道双模式激发白光的LED用荧光粉，为一种掺Tb3+离子的Sr2V2O7粉体材料，其晶向结构为三斜晶向，其分子式表示为Sr2_xV207 Tbx,其中0〈x ^ O. 35。上述紫外与红光双通道双模式激发白光的LED用荧光粉的制备方法，包括以下步骤步骤I :备料；称取相应质量的SrCO3粉末、NH4VO3粉末、Tb2O3粉末和Na2CO3粉末，其中Tb、Sr和V之间的摩尔比为X (2-x) :2,0<x ( O. 35 ;Na2C03粉末为助溶剂，其用量为前三种粉末总量的3% ；步骤2 :混料；将步骤I称取的原料混合均匀，得到混合料；步骤3 :烧结；将步骤2所得混合料放入清洁的刚玉坩埚，在700°C 1000°C下烧结31小时，冷却后研磨、过筛得到最终的紫外与红光双通道双模式激发白光的LED用荧光粉。 上述技术方案中，步骤2混料时，可将步骤I所称取的原料放入清洁的球磨罐中以球磨方式混料；具体球磨时，可先将步骤I所称取的原料放入球磨机中正反方向各球磨O. 5到I小时，然后取出一次球磨料烘干后在40(T50(rC下预烧Γ2小时，最后将预烧料放入研钵中二次研磨O. 5到2小时，得到均匀混合的混合料。上述技术方案中，步骤2混料时，步骤3烧结时的升温速度和降温速度为2飞。C /mirio本专利技术的有益效果是本专利技术提供的紫外与红光双通道双模式激发白光的LED用荧光粉，具有较强的发光强度和较高显色指数；其制备过程采用SrC03粉末、NH4V03粉末、Tb2O3粉末和Na2CO3粉末(Na2CO3粉末为助溶剂)为原料，通过高温固相反应法制备，具有成本低、重复性好、工艺简单的特点，适用于工业化生产。附图说明图I为本专利技术制备的紫外与红光双通道双模式激发白光的LED用荧光粉的X射线衍射谱。图2为本专利技术制备的紫外与红光双通道双模式激发白光的LED用荧光粉在波长544nm监测下的激发光谱。图3为本专利技术制备的紫外与红光双通道双模式激发白光的LED用荧光粉在波长325nm监测下的发射光谱(对应烧结温度为700°C，烧结时间为8小时)。图4为本专利技术制备的紫外与红光双通道双模式激发白光的LED用荧光粉在波长325nm监测下的发射光谱(对应烧结温度为800°C，烧结时间为5小时)。 图5为本专利技术制备的紫外与红光双通道双模式激发白光的LED用荧光粉在波长325nm监测下的发射光谱(对应烧结温度为900°C，烧结时间为5小时)。图6为本专利技术制备的紫外与红光双通道双模式激发白光的LED用荧光粉在波长325nm监测下的发射光谱(对应烧结温度为1000°C，烧结时间为3小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种紫外与红光双模式激发白光的LED用荧光粉，为一种掺Tb3+离子的Sr2V2O7粉体材料，其晶向结构为三斜晶向，其分子式表示为：Sr2？xV2O7∶Tbx，其中0

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨维清，林媛，赵江涛，白阳，许晓东，
申请(专利权)人：电子科技大学，成都信息工程学院，
类型：发明
国别省市：