專利名稱：紫光led轉(zhuǎn)換白光用稀土紅色發(fā)光材料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于發(fā)光與顯示技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種紅色發(fā)光材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
由于半導(dǎo)體(發(fā)光二極管LED)技術(shù)的快速發(fā)展，白光LED由于其高光效，高顯色性、環(huán)保、壽命長等諸多優(yōu)點(diǎn)已成為世界各國研究的焦點(diǎn)。藍(lán)光LED轉(zhuǎn)換白光的技術(shù)已趨于成熟，而下一代的紫光LED轉(zhuǎn)換白光的技術(shù)已在興起。為了進(jìn)一步提高紫光LED轉(zhuǎn)換白光的發(fā)光效率、顯色指數(shù)等，使其達(dá)到商品實(shí)用化，一方面需要對紫光LED芯片技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，另一方面需要提高轉(zhuǎn)換白光所用的稀土三基色紅，藍(lán)，綠發(fā)光材料的性能，特別是紅色發(fā)光材料的發(fā)光效率、穩(wěn)定性的改進(jìn)提高。目前已有的稀土激活的紅色發(fā)光材料如CaS:Eu3+，SrCaS:Eu、Y202S:Eu、SrSi04:Ei^等性能不穩(wěn)定，影響其發(fā)光性能。目前，已在研制的稀土激活的紅色發(fā)光材料，如中山大學(xué)、北京有色院等研制的稀土激活的硼酸鹽、鎢酸鹽等。本發(fā)明涉及一類新型稀土 Eu3+離子激活，并摻入適量的敏化劑Tb、 Pb共激活的堿土金屬鉬酸鹽紅色發(fā)光材料，這類發(fā)光材料具有發(fā)光效率高、穩(wěn)定性好、顯色性高、合成工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)，是可用于紫光LED轉(zhuǎn)換白光用途的高效發(fā)光材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的紫光LED轉(zhuǎn)換白光所用的稀土紅色發(fā)光材料，其結(jié)構(gòu)式為M4—3a—3b—2c* (Mo04)2:Ra'Rb*Nc。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下 ①物料選取根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)式M4—3a—3b—2。
(Mo04) 2: Ra Rb N。，當(dāng)M為Li， Ra為稀土Eu元素時(shí)，Rb為稀土 Tb元素時(shí)，N。為金屬Pb元素時(shí)，按其重量百分比稱取高純度如下物料 Li2C03 :5% -40% Eu203 :7% -45%
Mo03 : 40%_65%Tb407 :0. 2%-5%
PbO:O. 1%_4% ②將上述稱取的物料經(jīng)研磨混均后，裝入氧化鋁坩堝加蓋放入高溫爐中在空氣中400-600。C燒結(jié)1-2小時(shí)。 ③冷卻后取出研細(xì)，再裝入氧化鋁坩堝中加蓋，放入高溫爐中空氣中700-1000°C燒結(jié)2-3小時(shí)，冷卻取出研細(xì)得到在365nm和紫光LED激發(fā)下發(fā)出明亮紅光的晶體粉末。將其與發(fā)綠、藍(lán)光的稀土發(fā)光材料按一定比例混合后涂在紫光LED管芯上即可發(fā)出白光。
本發(fā)明的紫光LED轉(zhuǎn)換白光用稀土三基色發(fā)光材料中的紅色發(fā)光材料，其結(jié)構(gòu)式M4-3a—3b—2。
(Mo04)2:Ra Rb N。， (l)M為堿金屬Li元素，Ra為稀土激活劑Eu元素，Rb為稀土敏化劑Tb元素，N。為金屬敏化劑Pb元素，(2)結(jié)構(gòu)式中a的取值范圍0. 1《a《l，b的取值范圍0. 01《b《0. 07， c的取值范圍0. 001《c《0. 03。 本發(fā)明的紫光LED轉(zhuǎn)換白光用稀土三基色發(fā)光材料中的紅色發(fā)光材料優(yōu)點(diǎn)在于
①稀土 Eu元素為激活劑，敏化劑為稀土 Tb和金屬Pb元素，使其激活劑Eu的發(fā)光效率得到顯著提高。 ②高光效、顯色性好、工藝簡單。


圖1為實(shí)例1高溫煅燒后所得的新型紅色熒光粉，在近紫外光(A = 400nm)激發(fā)下的紅光發(fā)射光譜圖。 圖2為稀土三基色綠色熒光粉、藍(lán)色熒光粉及紅色熒光粉(實(shí)例一)按比例(2:5:9)混合，在近紫外光(A = 400nm)激發(fā)下所得白光(色坐標(biāo)為x = 0. 297，y =0.36)的發(fā)射光譜圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)例1①根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)式M4—3a—3b—2。
(Mo04)2:Ra *N。，當(dāng)M為Li元素時(shí)，Ra為Eu元素，Rb為Tb元素時(shí)，N。為金屬Pb元素時(shí)，按其重量百分比稱取如下高純度物料
Li2C03 :11. 51% Eu203:28.70%
Tb407:0.76% Mo03 :58. 75% Pb0:0.3% ②將上述稱取的物料經(jīng)研磨混均勻后，裝入氧化鋁坩堝加蓋放入高溫爐中在空氣中第一次40(TC燒結(jié)1小時(shí)。 ③冷卻后取出研細(xì)，再裝入氧化鋁坩堝中加蓋高溫爐中空氣中第二次70(TC燒結(jié)2小時(shí)，冷卻取出研細(xì)即得到在紫外365nm和紫光LED激發(fā)下發(fā)出明亮的紅光的晶體粉末。
實(shí)例2 根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)式M4—3a—3b—2c (Mo04)2:Ra Rb Nc，當(dāng)M為Li元素時(shí)，Ra為Eu元素，Rb為Tb元素時(shí)，N。為金屬Pb元素時(shí)，按其重量百分比稱取如下高純度物料
Li2C03 : 8 . 86% Eu203 :31. 8% Mo03 :57. 82% Tb407 :1. 12% PbO:O眉 第一次燒結(jié)450°C 1小時(shí)、第二次燒結(jié)750°C 2小時(shí)，燒結(jié)合成步驟同實(shí)例1
實(shí)例3根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)式M4—3a—3b—2。
(Mo04) 2: Ra Rb N。，當(dāng)M為Li元素時(shí)，Ra為Eu元素，Rb為Tb元素時(shí)，N。為金屬Pb元素時(shí)，按其重量百分比稱取如下高純度物料
Li2C03 :10. 95% Eu203 :28. 59% Mo03 : 58 . 49% Tb407:1.52%
PbO:0.45% 第一次燒結(jié)溫度450°C 2小時(shí)、第二次燒結(jié)800°C 2小時(shí)，燒結(jié)合成步驟同實(shí)例1
實(shí)例4 根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)式M4—3a—3b—2。
(Mo04) 2: Ra Rb N。，當(dāng)M為Li元素時(shí)，Ra為Eu元素，Rb為Tb元素時(shí)，N。為金屬Pb元素時(shí)，按其重量百分比稱取如下高純度物料
Li2C03:6.05% Eu203 :34. 74% Mo03 : 56 . 87% Tb407 :1. 85% Pb0:0.49% 第一次燒結(jié)溫度55(TC 1小時(shí)、第二次燒結(jié)溫度85(TC 1小時(shí)，燒結(jié)合成步驟同實(shí)例1 實(shí)例5 根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)式M4—3a—3b—2。
(Mo04) 2: Ra Rb N。，當(dāng)M為Li元素時(shí)，Ra為Eu元素，Rb為Tb元素時(shí)，N。為金屬Pb元素時(shí)，按其重量百分比稱取如下高純度物料 Li2C03 :6. 93% Mo03 : 56 . 41% Eu203 :34.46% Tb407 :1.46% Pb0:0.74% 第一次燒結(jié)溫度600°C 2小時(shí)、第二次燒結(jié)溫度850°C 3小時(shí)，燒結(jié)合成步驟同實(shí)例1 實(shí)例6 根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)式M4—3a—3b—2c (Mo04) 2: Ra Rb Nc，當(dāng)M為Li元素時(shí)，Ra為Eu元素，Rb為Tb元素時(shí)，N。為金屬Pb元素時(shí)，按其重量百分比稱取如下高純度物料 Li2C03 :15. 26% Eu203:21.9% Mo03 :59.75% Tb407 :2.32% Pb0:0.77% 第一次燒結(jié)溫度600°C 2小時(shí)、第二次燒結(jié)溫度900°C 2小時(shí)，燒結(jié)合成步驟同實(shí)例1 實(shí)例7 根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)式M4—3a—3b—2c (Mo04) 2: Ra Rb Nc，當(dāng)M為Li元素時(shí)，Ra為Eu元素，Rb為Tb元素時(shí)，N。為金屬Pb元素時(shí)，按其重量百分比稱取如下高純度物料 Li2C03 :20. 9% Eu203 :14. 97% Tb407:0.78% Mo03 : 61. 24% Pb0:2.11% 第一次燒結(jié)溫度600°C 1小時(shí)、第二次燒結(jié)溫度IOO(TC 2小時(shí)，燒結(jié)合成步驟同實(shí)例1。
權(quán)利要求
紫光LED轉(zhuǎn)換白光用稀土紅色發(fā)光材料的制備方法，其特征是具體步驟如下①根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)式M4-3a-3b-2c·(MoO4)2:Ra·Rb·Nc，當(dāng)M為Li，Ra為稀土Eu元素時(shí)，Rb為稀土Tb元素時(shí)，Nc為金屬Pb元素時(shí)，按其重量百分比稱取高純度如下物料Li2CO35％-40％Eu2O37％-45％MoO340％-65％ Tb4O70.2％-5％PbO0.1％-4％；②將上述稱取的物料經(jīng)研磨混均后，裝入氧化鋁坩堝加蓋放入高溫爐中在空氣中400-600℃燒結(jié)1-2小時(shí)；③冷卻后取出研細(xì)，再裝入氧化鋁坩堝中加蓋，放入高溫爐中空氣中700-1000℃燒結(jié)2-3小時(shí)，冷卻取出研細(xì)得到在365nm和紫光LED激發(fā)下發(fā)出明亮紅光的晶體粉末，將其與發(fā)綠、藍(lán)光的稀土發(fā)光材料按一定比例混合后涂在紫光LED管芯上即可發(fā)出白光。
2. 紫光LED轉(zhuǎn)換白光用稀土紅色發(fā)光材料，其特征在于其結(jié)構(gòu)式為 M4-3a-3b—2。
(Mo04)2:Ra Rb N。，其中(l)M為堿金屬Li元素，Ra為稀土激活劑Eu元素，Rb為 稀土敏化劑Tb元素，N。為金屬敏化劑Pb元素，(2) a的取值范圍0. 1《a《1， b的取值范 圍0. 01《b《0. 07， c的取值范圍0. 001《c《0. 03。
全文摘要
本發(fā)明涉及紫光LED轉(zhuǎn)換白光用稀土紅色發(fā)光材料及制備方法。本發(fā)明屬于發(fā)光與顯示技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種紅色發(fā)光材料及其制備方法。其結(jié)構(gòu)式M4-3a-3b-2c·(MoO4)2:Ra·Rb·Nc，其中M為堿金屬Li元素，Ra為稀土激活劑Eu元素，Rb為稀土敏化劑Tb元素，Nc為金屬敏化劑Pb元素。將結(jié)構(gòu)式M4-3a-3b-2c·(MoO4)2:Ra·Rb·Nc的物料按其重量百分比稱重，將稱取的物料研磨混均勻后裝入三氧化鋁坩堝在400-600℃高溫爐中燒結(jié)1-2小時(shí)，冷卻后取出碾碎再裝入坩堝中在高溫爐中空氣氣氛下700-1000℃燒結(jié)2-3小時(shí)，冷卻后取出碾碎，即得到在365nm和在紫光LED激發(fā)下發(fā)出明亮的紅光的晶體粉末。將其與發(fā)綠、藍(lán)光的稀土發(fā)光材料按一定比例混合后涂在紫光LED管芯上即可發(fā)出白光。
文檔編號C09K11/68GK101693834SQ20091021770
公開日2010年4月14日 申請日期2009年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月24日
發(fā)明者劉益春, 張昕彤, 戴鵬鵬, 趙成久 申請人:東北師范大學(xué);