專利名稱：一種紅光La<sub>1-x</sub>TiO<sub>7/2</sub>:Eu<sup>3+</sup>x熒光粉及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬熒光粉及其制備領(lǐng)域，特別是涉及一種紅光Lai-xTi07/2:Eu3+X熒光粉及其制 備方法。
背景技術(shù)：
自從發(fā)明了以InGaN為基礎(chǔ)的藍(lán)光激發(fā)白光發(fā)光二極管(White-LEDs)以來(lái)，白光 LED在電子器件中的應(yīng)用得到迅速發(fā)展，如手機(jī)的背光源等；同時(shí)隨著半導(dǎo)體芯片技術(shù)的 進(jìn)步和高效熒光粉的開(kāi)發(fā)，白光LED的發(fā)光效率已經(jīng)并將會(huì)得到更為顯著的提高。白光 LED已經(jīng)顯示了取代傳統(tǒng)照明方式的潛力，目前白光LED的發(fā)光效率已經(jīng)超過(guò)了白熾燈， 正在接近熒光燈。又由于白光LED的長(zhǎng)壽命、節(jié)省能源、環(huán)境友好的特性，正迅速由個(gè)人 通訊設(shè)備、液晶顯示背光源方面的應(yīng)用擴(kuò)展到汽車照明和家庭普通照明領(lǐng)域。
自從日本日亞化學(xué)公司于1996年首先研制出以黃光系列的釔鋁石榴石(yttrium aluminum garnet, YAG)熒光粉配合藍(lán)光LED得到高效率的白光光源，近年來(lái)，科研人員對(duì) 釔鋁石榴石系列熒光粉的制備、發(fā)光性能進(jìn)行了大量研究。這種熒光粉憑借良好的穩(wěn)定性 以及與相應(yīng)LED芯片的良好匹配得到了很廣泛的應(yīng)用，并且商業(yè)化。但是這類藍(lán)光LED 芯片搭配黃光熒光粉的設(shè)計(jì)存在著很大的缺陷，隨著使用時(shí)間的增加，芯片的老化問(wèn)題將 導(dǎo)致發(fā)出的光藍(lán)移，最終使其與熒光粉所發(fā)出的光的混合光源偏藍(lán)，使顯色指數(shù)大大降低。 而可被UV和近UV光有效激發(fā)的高效紅色熒光粉的研究可以解決發(fā)光偏冷這一問(wèn)題。紅 色熒光粉方面，莊衛(wèi)東等在中國(guó)稀土學(xué)報(bào)2004，22(6):854報(bào)道了一種二價(jià)銪激活堿土過(guò)渡 金屬?gòu)?fù)合硫化物的紅色熒光粉。二價(jià)銪激活硫化物(Sr， Ca)S:Ei^+在460mn激發(fā)下發(fā)射峰波 長(zhǎng)為600nm。但是，這種熒光粉穩(wěn)定性差、容易潮解，須進(jìn)行包覆處理。
可見(jiàn)，目前熒光粉研究領(lǐng)域中仍然存在許多嚴(yán)峻的問(wèn)題，比如，光轉(zhuǎn)換效率和熱穩(wěn)定 性能優(yōu)良的熒光粉，特別是可被近UV光有效激發(fā)的高效紅色熒光粉極其缺少，而又極其 需要。由于目前所開(kāi)發(fā)的白光LED用紅色熒光粉的發(fā)光效率低，不能滿足要求，這就需要 我們尋找新型高效的白光LED用紅色熒光粉。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種紅光Lai.xTi07/2:Eu3+x熒光粉及其制備方法， 該熒光粉隨著Eu離子摻雜濃度的增加，其發(fā)光強(qiáng)度逐漸提高；且制備工藝簡(jiǎn)單，所需生 產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。3+ L X熒光粉，其中La、Eu
熒光粉，其中La、Eu
i3+X熒光粉，其中La、Eu
L3+X熒光粉，其中La、Eu
本發(fā)明的一種紅光La,-xTi07/2:Ei^+x熒光粉，其中La: Eu : Ti的化學(xué)計(jì)量比為l-x: X: 1其中0<X《0.35。
— Ti的化學(xué)計(jì)量比為0.9:0.1:1。
Ti的化學(xué)計(jì)量比為0.8:0.2:1。 Ti的化學(xué)計(jì)量比為0.75:0.25:1。 Ti的化學(xué)計(jì)量比為0.65:0.35:1。 本發(fā)明的一種紅光Lai.xTi07/2:EU3+x熒光粉的制備方法，包括
(1) 以氧化鑭(La203)，氧化銪(EU203)和氧化鈦(Ti02)為原料，按摩爾比1-x: x: 1/2 于無(wú)水乙醇中均勻混合，干燥，其中0<x《0.35;
(2) 將上述混合物在空氣氛圍下進(jìn)行高溫煅燒，以5 7'C/分鐘的速率升溫至1300~1400 °C，保溫時(shí)間1-2小時(shí)；
(3)將煅燒產(chǎn)物進(jìn)行粉碎處理，從而得到白色熒光粉體。 所述步驟(1)中的原料與乙醇的質(zhì)量比為l:20 30; 所述步驟(1)中的混合方式為磁力攪拌20 30min和超聲混合5 10min; 所述步驟(1)中的干燥為烘箱干燥，干燥溫度60 8(TC，干燥時(shí)間2 5小時(shí)； 所述步驟(3)中的粉碎為手工粉碎、氣流粉碎或球磨粉碎。 有益效果
(1) 本發(fā)明的熒光粉以La2Ti207為基體，摻雜稀土元素Eu，在近紫外396nm被激發(fā)，發(fā) 出紅光，作為三基色熒光粉使用；在465nm的藍(lán)光位置被激發(fā)，發(fā)出紅光，可與氮化鎵芯 片聯(lián)用；在530nm的綠光位置被激發(fā)，發(fā)出紅光；其中部分鑭離子被銪離子取代，取代量 為0~35mol%;
(2) 在反應(yīng)溫度相同的條件下，在不超過(guò)一定量的銪離子范圍里，隨著Eu離子摻雜濃度 的增加，Lai.xTi07/2:Eu3+x熒光粉發(fā)光強(qiáng)度逐漸提高；
(3) 該制備方法工藝簡(jiǎn)單，所需生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
圖1為銪摻雜鈦酸鑭Lai.xTi07/2:Eu3+X熒光粉的X射線衍射圖； 圖2為銪摻雜鈦酸鑭Lai.xTi07/2:Eu3+x熒光粉在近紫外波段(396nm)激發(fā)的熒光光譜； 圖3為銪摻雜鈦酸鑭Lai-xTi07/2:Eu3+x熒光粉在藍(lán)光波段(465nm)激發(fā)的熒光光譜； 圖4為銪摻雜鈦酸鑭Lai.xTi07/2:Eu3+x熒光粉在綠光波段(532nm)激發(fā)的熒光光譜。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而 不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定 的范圍。
實(shí)施例1
取氧化鑭0.7331g (0.00225moD，氧化銪0.088g (0.00025mol)，氧化鈦0.3994g (0.005mol)，加入20ml濃度為99.8%的無(wú)水乙醇，以它為混合介質(zhì)，通過(guò)磁力攪拌20min 和超聲混合10min，混合均勻后將原料于80'C烘箱干燥2h。將得到的配料放入氧化鋁柑堝 中，放入馬弗爐中，在空氣氣氛下燒結(jié)，升溫至1400'C，升溫速率為7'C/分鐘，在此溫度 下，保溫2小時(shí)；最后，自然冷卻至室溫。將燒結(jié)產(chǎn)物通過(guò)粉碎后即可得到Laa9Ti07/2:Eu3、., 熒光粉。
圖1本實(shí)施例合成的熒光粉的X射線衍射圖，可以看出與JCPDS卡片上的28-0571 中的La2Ti207:Ei^+衍射峰基本一致，衍射峰顯示有個(gè)別雜峰，這與固相法采用的原料純度 不高而較易引入其他雜質(zhì)有關(guān)，但不影響其發(fā)光性能。
圖2熒光粉的396nm波長(zhǎng)光激發(fā)下的熒光光譜，可以看出合成的熒光粉在近紫外 光激發(fā)下具有較高的發(fā)射強(qiáng)度。
圖3熒光粉的464nm波長(zhǎng)光激發(fā)下的熒光光譜，可以看出合成的熒光粉在藍(lán)光激 發(fā)下具有較高的發(fā)射強(qiáng)度。
圖4熒光粉的532nm波長(zhǎng)光激發(fā)下的熒光光譜，可以看出合成的熒光粉在綠光激 發(fā)下具有一定的發(fā)射強(qiáng)度。
實(shí)施例2
取氧化鑭0.6516g (0.002mol)， 氧化銪0.1760g (0.0005mol)，氧化鈦0.3994g (0.005mol)，加入15ml濃度為99.8%的無(wú)水乙醇，以它為混合介質(zhì)，通過(guò)磁力攪拌30min 和超聲混合5min，混合均勻后將原料于7(TC烘箱干燥3h。將得到的配料放入氧化鋁坩堝 中，放入馬弗爐中，在空氣氣氛下燒結(jié)，升溫至140(TC，升溫速率為5。C/分鐘，在此溫度 下，保溫1個(gè)半小時(shí)；最后，自然冷卻至室溫。將燒結(jié)產(chǎn)物粉碎后即可得到Lao.8Ti07/2:Eu3+0.2 熒光粉。
X射線測(cè)試結(jié)果表明衍射峰與JCPDS卡片上的28-0571中的1^211207:￡113+衍射峰基 本一致，衍射峰顯示有個(gè)別雜峰，這與固相法采用的原料純度不高而較易引入其他雜質(zhì)有說(shuō)明書第4/5頁(yè)
關(guān)，但不影響其發(fā)光性能。
采用396nm波長(zhǎng)光激發(fā)測(cè)試熒光粉的熒光光譜測(cè)試表明合成的熒光粉在近紫外光激 發(fā)下具有較高的發(fā)射強(qiáng)度。
采用465nm波長(zhǎng)光激發(fā)測(cè)試熒光粉的熒光光譜測(cè)試表明合成的熒光粉在藍(lán)光激發(fā)下 具有較高的發(fā)射強(qiáng)度。
采用532nm波長(zhǎng)光激發(fā)測(cè)試熒光粉的熒光光譜測(cè)試表明合成的熒光粉在綠光激發(fā)下 具有一定的發(fā)射強(qiáng)度。
實(shí)施例3
取氧化鑭0.6109g C0.001875mo1)，氧化銪0.2200g (0.000625mol)，氧化鈦 0.3994g(0.005mo1)，加入25ml濃度為99.8%的無(wú)水乙醇，以它為混合介質(zhì)，通過(guò)磁力攪拌 30min和超聲混合8min，混合均勻后將原料于60'C烘箱干燥5h。將得到的配料放入氧化 鋁坩堝中，放入馬弗爐中，在空氣氣氛下燒結(jié)，升溫至130(TC，升溫速率為7'C/分鐘，在 此溫度下，保溫2小時(shí)；最后，自然冷卻至室溫。將燒結(jié)產(chǎn)物粉碎后即可得到 La0.75TiO7/2:Eu3+a25熒光粉。
X射線測(cè)試結(jié)果表明衍射峰與JCPDS卡片上的28-0571中的La2Ti207:Ei^+衍射峰基 本一致，衍射峰顯示有個(gè)別雜峰，這與固相法采用的原料純度不高而較易引入其他雜質(zhì)有 關(guān)，但不影響其發(fā)光性能。
采用396nm波長(zhǎng)光激發(fā)測(cè)試熒光粉的熒光光譜測(cè)試表明合成的熒光粉在近紫外光激 發(fā)下具有較高的發(fā)射強(qiáng)度。
釆用465nm波長(zhǎng)光激發(fā)測(cè)試熒光粉的熒光光譜測(cè)試表明合成的熒光粉在藍(lán)光激發(fā)下 具有較高的發(fā)射強(qiáng)度。
采用532nm波長(zhǎng)光激發(fā)測(cè)試熒光粉的熒光光譜測(cè)試表明合成的熒光粉在綠光激發(fā)下 具有一定的發(fā)射強(qiáng)度。
實(shí)施例4
取氧化鑭0.5295g C0.001625mo1)，氧化銪0.3079g (0.000875mol)，氧化鈦 0.3994g(0.005mo1)，以乙醇為介質(zhì)，乙醇加入量為25ml，通過(guò)磁力攪拌20min和超聲混合 10min，混合均勻后將原料于80'C烘箱干燥2h。將得到的配料放入氧化鋁坩堝中，放入馬 弗爐中，在空氣氣氛下燒結(jié)，升溫至140(TC，升溫速率為7。C/分鐘，在此溫度下，保溫l 小時(shí)；最后，自然冷卻至室溫。將燒結(jié)產(chǎn)物粉碎后即可得到Lao.65Ti07/2:EuS+o.35熒光粉。
X射線測(cè)試結(jié)果表明衍射峰與JCPDS卡片上的28-0571中的！^2丁1207丄^+衍射峰基本一致，衍射峰顯示有個(gè)別雜峰，這與固相法采用的原料純度不高而較易引入其他雜質(zhì)有 關(guān)，但不影響其發(fā)光性能。
采用396nm波長(zhǎng)光激發(fā)測(cè)試熒光粉的熒光光譜測(cè)試表明合成的熒光粉在近紫外光激 發(fā)下具有較高的發(fā)射強(qiáng)度。
采用465nm波長(zhǎng)光激發(fā)測(cè)試熒光粉的熒光光譜測(cè)試表明合成的熒光粉在藍(lán)光激發(fā)下 具有較高的發(fā)射強(qiáng)度。
采用532nm波長(zhǎng)光激發(fā)測(cè)試熒光粉的熒光光譜測(cè)試表明合成的熒光粉在綠光激發(fā)下 具有一定的發(fā)射強(qiáng)度。
權(quán)利要求
1.一種紅光La1-xTiO7/2:Eu3+x熒光粉，其特征在于，La∶Eu∶Ti的化學(xué)計(jì)量比為1-x∶x∶1其中0＜x≤0.35。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種紅光Lai.xTi07/2:E^+x熒光粉，其特征在于所述的紅光 La,.xTi07/2:Eu3+x熒光粉，其中La、 Eu 、 Ti的化學(xué)計(jì)量比為0.9:0.1:1 。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種紅光La,.;n07/2:E^+x熒光粉，其特征在于所述的紅光 La卜xTi07/2:Eu3+x熒光粉，其中La、 Eu 、 Ti的化學(xué)計(jì)量比為0.8:0.2:1 。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種紅光La^Ti07/2:Eu、熒光粉，其特征在于所述的紅光 La!-xTi07/2:Eu3+x熒光粉，其中La、 Eu 、 Ti的化學(xué)計(jì)量比為0.75:0.25:1 。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種紅光La"Ti07/2:Eu、熒光粉，其特征在于所述的紅光 La^Ti07/2:Eu3+x熒光粉，其中La、 Eu 、 Ti的化學(xué)計(jì)量比為0.65:0.35:1 。
6. —種紅光Lai-xTi07/2:Eu3+X熒光粉的制備方法，包括(1) 以氧化鑭La203，氧化銪Eu203和氧化鈦Ti02為原料，按摩爾比l-x: x: 1/2于 無(wú)水乙醇中均勻混合，干燥，其中0<x《0.35;(2) 將上述混合物在空氣氛圍下進(jìn)行高溫煅燒，以5~7"/分鐘的速率升溫至1300-1400 'C，保溫時(shí)間l-2小時(shí)；(3)將煅燒產(chǎn)物進(jìn)行粉碎處理，從而得到白色熒光粉體。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種紅光LaLxTi07/2:Ei^+x熒光粉的制備方法，其特征在于所 述步驟(1)中的原料與乙醇的質(zhì)量比為1:20~30。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種紅光LaLxTi07/2:E^+x熒光粉的制備方法，其特征在于所 述步驟(1)中的混合方式為磁力攪拌20~30min和超聲混合5 10min。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種紅光LaLxTi07/2:EuS+x熒光粉的制備方法，其特征在于所 述步驟(1)中的干燥為烘箱干燥，干燥溫度60 8(TC，干燥時(shí)間2 5小時(shí)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種紅光L^;nO^:ELiS+x熒光粉的制備方法，其特征在于所 述步驟(3)中的粉碎為手工粉碎、氣流粉碎或球磨粉碎。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種紅光La<sub>1-x</sub>TiO<sub>7/2</sub>:Eu<sup>3+</sup>x熒光粉，其特征在于，La∶Eu∶Ti的化學(xué)計(jì)量比為1-x∶x∶1其中0＜x≤0.35；其制備過(guò)程包括(1)以氧化鑭(La<sub>2</sub>O<sub>3</sub>)，氧化銪(Eu<sub>2</sub>O<sub>3</sub>)和氧化鈦(TiO<sub>2</sub>)為原料，于無(wú)水乙醇中均勻混合，干燥；(2)將上述混合物在空氣氛圍下進(jìn)行高溫煅燒，以5～7℃/分鐘的速率升溫至1300～1400℃，保溫時(shí)間1-2小時(shí)；(3)將煅燒產(chǎn)物進(jìn)行粉碎處理，從而得到白色熒光粉體。本發(fā)明的熒光粉隨著Eu離子摻雜濃度的增加，其發(fā)光強(qiáng)度逐漸提高；且制備工藝簡(jiǎn)單，所需生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C09K11/78GK101619213SQ200910054668
公開(kāi)日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2009年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月10日
發(fā)明者壯 孫, 張青紅, 李耀剛, 王宏志 申請(qǐng)人:東華大學(xué)