专利名称：镧系镓酸盐发光材料及制备方法
技术领域：
本发明涉及发光材料领域，更具体地说，涉及一种镧系镓酸盐发光材料及其制备 方法。
背景技术：
目前，稀土发光材料作为新型高效的发光材料，已经在信息显示、照明光源、光电 器件等众多领域有着广泛应用，是一种重要的发光材料。通过提高稀土发光材料的发光强 度，不仅可以有效地改善发光器件的性能，同时还能提高发光器件的发光效率，并且有效节 能。因此，提高稀土发光材料的发光效率一直是材料化学和材料物理学领域中稀土发光材 料研究的重要内容。稀土离子掺杂的镓酸盐发光材料具有良好的光致发光性能，可以作为紫外线LED 点光源(UV-LED)的三基色荧光粉应用。然而，如何进一步提高该材料的发光性能，一直是 本领域内研究人员努力的目标。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种镧系镓酸盐 发光材料，该发光材料利用锡(Sn)离子进行敏化，具有与现有技术相比更好的发光性能。本发明进一步要解决的技术问题在于，还提供一种工艺简单、成本低廉的镧系镓 酸盐发光材料的制备方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种镧系镓酸盐发光材料，其化学 式为 La1JahyO3 = Lnx, Sny，式中，Ln 为铥(Tm)、铽(Tb)、铕(Eu)、镨(ft·)、钐(Sm)中的一种 或者两种，χ的取值范围为0. 001 0. 15，y的取值范围为0. 001 0. 05。其中，所述χ的 取值范围优选为0. 001 0. 1，所述y的取值范围优选为0. 001 0. 02，最优选的是，所述 χ的取值范围为0. 01 0. 1，所述y的取值范围为0. 01 0. 02。—种镧系镓酸盐发光材料的制备方法，以分别含有La、Ga或Ln的化合物，如分别 含有LaWa或Ln的氧化物、碳酸盐、草酸盐、硝酸盐或氯化物和SnA为原料，将所有原料研 磨混合均勻，在1100 1400°C温度下焙烧1 他，冷却至室温，即得到上述的镧系镓酸盐 发光材料，其中，Ln为Tm、Tb、EU、Pr、Sm中的一种或者两种。其中，焙烧温度优选为1200 1350°C，焙烧时间优选为2 6h，最优选的是，在1250 1300°C下焙烧4 Mi ；在焙烧产 物冷却至室温后，优选地，将其研磨为粉末，得到上述的镧系镓酸盐发光材料。本发明的镧系镓酸盐发光材料中引入了 Sn离子，通过Sn离子对发光材料中镧系 稀土离子的敏化作用，与未引入Sn离子的发光材料相比，该发光材料在相同发射光波长的 激发条件下的发光性能得到极大的提高，因此光致发光性能良好，该发光材料受激发后所 发出的光的色纯度和亮度均较高，可以应用于LED等发光器件中。本发明的制备方法工艺步骤少，工艺简单，成本低廉，可广泛用于发光材料的制 造，且得到的镧系镓酸盐发光材料不引入其它杂质，质量高。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中图1是本发明实施例1制备的镧系镓酸盐发光材料和相同工艺条件制备得到的 La0.95Ga03:Tb0.05发光材料在波长为380nm的激发光激发下的发射光谱的对比图；图2是本发明实施例5制备的镧系镓酸盐发光材料和相同工艺条件制备得到的 La0.995Ga03:Sm0.005发光材料在波长为408nm的激发光激发下的发射光谱的对比图；图3是本发明实施例7制备的镧系镓酸盐发光材料和相同工艺条件制备得到的 La0.99Ga03:Tm0.01发光材料在波长为360nm的激发光激发下的发射光谱的对比图。本发明的发射光谱是采用岛津RF-5301PC荧光分光光度计测试，测试条件为 1.5nm狭缝，高灵敏度。
具体实施例方式实施例1、镧系镓酸盐发光材料LEia95GEia99O3 = Tbaci5, Snatll制备方法采用Lei203、Ga203> Tb4O7 和 Sr^2 为主要原料，称取 Lei2O3O. 7737g、Ga2O3 0. 4639g、Tb4O7 0. 0467g、SnO2 0. 0075g，将上述原料混合均勻后置于高温炉中，在1300°C 下焙烧4h，焙烧产物随炉冷却至室温，将所得到的产物研磨为粉末，即得到化学式为 La0.95Ga0.9903:Tb0.05, Snatll的镧系镓酸盐发光材料。图1是本实施例制备的发光材料在波长为380nm的激发光激发下的发射光谱，如 图1所示，本实施例制备的发光材料发射出波长为M4nm的绿色光，为使用相同工艺条件制 备得到的IAi.MfeO3 = Tbatl5发光材料在相同波长的激发光激发条件下的发光强度的2. 2倍。实施例2、镧系镓酸盐发光材料 Ia1. 999Ga0.9903 Pr0.001，Sn0.01制备方法采用LaCl3、GaCl3、Pr2 (CO3)3 和 SnO2 为主要原料，称取 LaCl3L 2250g、 GaCl3O. 8715g、Pr2(CO3)3O. OOllg、SnO2O. 0075g，将上述原料混合均勻后置于高温炉中，在 1100°C下焙烧8h，焙烧产物随炉冷却至室温，将所得到的产物研磨为粉末，即得到化学式为 La0.999Ga0.9903 Pr0.001，Sn0.01 的镧系镓酸盐发光材料。实施例3、镧系镓酸盐发光材料Leiq. 9(^α9803: Euaitl，Snatl2制备方法采用Lei2O3、GaCl3、EuCl3 和 SnO2 为主要原料，称取 La2O3O. 7330g、 GaCl3O. 8627g、EuCl3O. 1291g、SnO2O. 0150g,将上述原料混合均勻后置于高温炉中，在 1200°C下焙烧5h，焙烧产物随炉冷却至室温，将所得到的产物研磨为粉末，即得到化学式为 La0.90Ga0.9803:Eu0.10, Snatl2的镧系镓酸盐发光材料。实施例4、镧系镓酸盐发光材料LEia85GEia99O3 = Tbai5, Snatll制备方法采用Lei2 (CO3) 3、Ga203> Tb2 (C2O4) 3和Sr^2为主要原料，称取 La2 (CO3) 30. 9729g, Ga2O3O. 4639g、Tb2 (C2O4) 30. 2182g、SnO2O. 0075g，将上述原料混合均勻后 置于高温炉中，在1400°C下焙烧lh，焙烧产物随炉冷却至室温，将所得到的产物研磨为粉 末，即得到化学式为IAl85Giia99O3 = Tbai5, Sn0.01的镧系镓酸盐发光材料。实施例5、镧系镓酸盐发光材料 LEia 995GEia99O3: Smatltl5, Snatll制备方法采用Lei203、Ga203> Sm2O3 和 Sr^2 为主要原料，称取 Lei2O3O. 8104g、Ga2O3 0. 4639g、Sm2O3 0. 043g、SnO2 0. 0075g，将上述原料混合均勻后置于高温炉中，在1300°C下焙烧4h，焙烧产物随炉冷却至室温，将所得到的产物研磨为粉末，即得到化学式为 Lao.995Ga0.9903:Sm0.005, Snatll 的镧系镓酸盐发光材料。图2是本实施例制备的发光材料在波长为408nm光的激发光激发下的发射光谱， 如图2所示，本实施例制备的发光材料发射出波长为598nm的红色光，为使用相同工艺条件 制备得到的Laa 995GaO3 = Smacici5发光材料在相同波长的激发光激发条件下的发光强度的3. 1倍。实施例6、镧系镓酸盐发光材料 IAl92GEia 999O3 = Praci8, Snaocil制备方法采用Lei2 (C2O4) 3、GaCl3、Pr(NO3)3和SnO2为主要原料，称取 La2 (C2O4)3L 2462g、GaCl3O. 8795g、Pr(NO3)3O. 1307g、SnO2O. 0007g，将上述原料混合均勻后 置于高温炉中，在1400°C下焙烧2h，焙烧产物随炉冷却至室温，将所得到的产物研磨为粉 末，即得到化学式为IAl92Giia 999O3 = Praci8, Snatltll的镧系镓酸盐发光材料。实施例7、镧系镓酸盐发光材料Ia1. 99Ga0.9903 Tm0.01，Sn0.01制备方法采用La203> Ga203> Tm2O3和SnO2为主要原料，称取La2O3O. 8063g、 Ga2O3O. 4639g、Tm2O3O. 096g、SnO2O. 0075g，将上述原料混合均勻后置于高温炉中，在1300°C 下焙烧4h，焙烧产物随炉冷却至室温，将所得到的产物研磨为粉末，即得到化学式为 La0.99Ga0.9903:Tm0.01, Snatll的镧系镓酸盐发光材料。图3是本实施例制备的发光材料在波长为360nm的激发光激发下的发射光谱，如 图3所示，本实施例制备的发光材料发射出波长为460nm的蓝色光，为使用相同工艺条件制 备得到的Latl.^feO3 = Tmatll发光材料在相同波长的激发光激发条件下的发光强度的2. 3倍。实施例8、镧系镓酸盐发光材料Ia1. 98Ga0.9503 Sm0.02，Sn0.05制备方法采用La (NO3) 3、Gei2O3、Sm2(CO3)3和SnO2为主要原料，称取 La(NO3)3I- 5920g、Ga2O3O. 4451g、Sm2 (CO3) 30· 0240g、SnO2O. 0376g，将上述原料混合均勻后置 于高温炉中，在1250°C下焙烧6h，焙烧产物随炉冷却降温至室温，将所得到的产物研磨为 粉末，即得到化学式为IAl98Giia95O3 = Smaci2, Sn0.05的镧系镓酸盐发光材料。实施例9、镧系镓酸盐发光材料 LEia92GEia 988O3 = Euaci3, TbQ.Q5，Snatll2制备方法采用LaCl3、GaCl3、Eu2 (CO3) 3、Tb4O7和SnO2为主要原料，称取 LaCl3L 1282g、GaCl3O. 8696g、Eu2 (CO3) 30. 0363g、Tb4O7O. 0467g、SnO2O. 0090g,将上述原料混 合均勻后置于高温炉中，在1100°C下焙烧8h，焙烧产物随炉冷却至室温，将所得到的产物 研磨为粉末，即得到化学式为Ia1. A^ 988O3 = Euatl3, Tb0.05, Sn0.012的镧系镓酸盐发光材料。实施例10、镧系镓酸盐发光材料 LEia 975GEia 985O3 = Tbaci2, Smatltl5, Sna015制备方法用La203> GaCl3、Tb4O7, Sm2 (CO3) 3 和 SnO2 为主要原料，称取 La2O3 0. 7942g、GaCl3 0. 8672g, Tb4O7 0. 0187g、Sm2 (CO3) 3 0. 0060g、SnO2O. 0113g，将上述原料混合 均勻后置于高温炉中，在1200°C下焙烧5h，焙烧产物随炉冷却至室温，将所得到的产物研 磨为粉末，即得到化学式为Ia1. W5Giia 985O3 = Tbaμ，Smatltl5, Sn0.015的镧系镓酸盐发光材料。权利要求
1.一种镧系镓酸盐发光材料，其特征在于该镧系镓酸盐的化学式为Lai_xGai_y03:Lnx， Sny，式中，Ln为Tm、Tb、Eu、Pr、Sm中的一种或者两种，χ为0. 001 0. 15，y为0. 001 0. 05。
2.根据权利要求1所述的镧系镓酸盐发光材料，其特征在于，所述χ为0.001 0. 1。
3.根据权利要求1所述的镧系镓酸盐发光材料，其特征在于，所述y为0.001 0. 02。
4.根据权利要求2或3所述的镧系镓酸盐发光材料，其特征在于，所述χ为0.01 0. 1，所述 y 为 0. 01 0. 02。
5.一种镧系镓酸盐发光材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤①以分别含有La、Ga或Ln的化合物和SnA为原料，将所有原料研磨混合均勻；②在1100 1400°C温度下焙烧1 ；③将步骤②的焙烧产物冷却至室温，即得到化学式为LahfevyO3= Lnx, Sny的镧系镓酸 盐发光材料；所述化学式中，Ln为Tm、Tb、Eu、Pr、Sm中的一种或者两种，χ为0. 001 0. 15，y为 0. 001 0. 05。
6.根据权利要求5所述的镧系镓酸盐发光材料的制备方法，其特征在于，所述步骤① 中含有La、Ga或Ln的化合物分别为含有La、Ga或Ln的氧化物、碳酸盐、草酸盐、硝酸盐或 氯化物。
7.根据权利要求5所述的镧系镓酸盐发光材料的制备方法，其特征在于，所述步骤② 中的焙烧温度为1200 1350°C。
8.根据权利要求5所述的镧系镓酸盐发光材料的制备方法，其特征在于，所述步骤② 的中的焙烧时间为2 他。
9.根据权利要求7或8所述的镧系镓酸盐发光材料的制备方法，其特征在于，所述步骤 ②是在1250 1300°C下焙烧4 6h。
10.权据权利要求5所述的镧系镓酸盐发光材料的制备方法，其特征在于，所述步骤③ 为，将步骤②的焙烧产物冷却至室温，并研磨为粉末，即得到化学式为LahGivyO3 = Lnx, Sny 的镧系镓酸盐发光材料。
全文摘要
本发明涉及一种镧系镓酸盐发光材料及制备方法，该镧系镓酸盐发光材料的化学式为La1-xGa1-yO3:Lnx，Sny，式中，Ln为Tm、Tb、Eu、Pr、Sm中的一种或者两种，x为0.001～0.15，y为0.001～0.05。制备方法为以分别含有La、Ga或Ln的化合物和SnO2为原料，将所有原料研磨混合均匀，在1100～1400℃温度下焙烧1～8h，冷却至室温，将得到的产物研磨为粉末，即得到上述的镧系镓酸盐发光材料。本发明的制备方法工艺简单，成本低廉，制备得到的发光材料具有优良的发光性能，可用于LED等发光器件。
文档编号C09K11/80GK102051175SQ20091011029
公开日2011年5月11日 申请日期2009年10月30日 优先权日2009年10月30日
发明者周明杰, 时朝璞, 王荣, 马文波 申请人: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