一种适用于紫外/近紫外光激发的白光LED用蓝/绿色发光材料的制作方法

本发明属于发光材料技术领域，具体涉及一种适用于紫外/近紫外光激发的白光led用蓝/绿色发光材料及其制备方法。

背景技术：

白光发光二极管(led)，作为一种新型的固态照明技术，具有使用低压电源、耗能少、适用性强、稳定性高、响应时间短、对环境无污染、多色发光等的优点，将逐步取代耗能较大的白炽灯和汞污染的荧光灯。因此，许多国家和地区都制定了相应的措施和政策来发展白光led。

目前，白光led主要有三种实现方式：一是组合红、绿和蓝三种荧光粉的led；二是采用蓝光led组合黄色荧光粉(y3al5o12,yag)；三是采用紫外近紫外光led组合红、绿和蓝荧光粉。然而，目前能够真正商品化应用的只有第二种方式。

荧光转换材料作为白光led的关键材料之一，对高效半导体照明的发展至关重要。此前，白光led主要采用蓝光led组合yag黄色荧光粉的方式来实现，即一部分蓝光激发荧光粉产生黄光，黄光与部分蓝光组合实现白光。但是目前广泛使用的yag荧光粉，由于其缺少红光组分，采用这种方式得到的白光色温偏高，显色指数低，热特性不理想。因而，为了克服这些缺点，上述的第三种实现白光led的方案得到广泛的关注。新型蓝/绿色荧光粉的开发是其中很重要的一部分。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明的一个目的是一种适用于紫外/近紫外光激发的白光led用蓝/绿色发光材料。本发明的另一目的是提供制备上述发光材料的方法。

为实现上述目的，本发明采用以下方案：

一种适用于紫外/近紫外光激发的白光led用蓝/绿色发光材料，其化学式为：ca1.65-ysr0.35-xsi1-zo4:eux，cey/lz，式中0.001≤x≤0.08，0.001≤y≤0.15，0≤z≤0.5，l为al、ga和b中的一种或多种。

一种适用于紫外/近紫外光激发的白光led用蓝/绿色发光材的制备方法，包括以下步骤：

(1)按化学式ca1.65-ysr0.35-xsi1-zo4:eux，cey/lz中各元素的摩尔百分比称取反应原料，加入溶剂，充分研磨后烘干，再研磨；

(2)在还原气氛下烧结，冷却后取出，即得；

其中，0.001≤x≤0.08，0.001≤y≤0.15，0≤z≤0.5，l为al、ga和b中的一种或多种。

优选地，适用于紫外/近紫外光激发的白光led用蓝/绿色发光材的制备方法，包括以下步骤：

(1)按化学式ca1.65-ysr0.35-xsi1-zo4:eux，cey/lz中各元素的摩尔百分比称取含ca的碳酸盐或氧化物，含sr的碳酸盐或氧化物，二氧化硅或氮化硅，eu或ce的氧化物以及l的氧化物，加入溶剂，研磨充分后烘干，再研磨；

(2)在还原气氛下烧结，冷却后取出，即得。

优选地，所述溶剂是乙醇。

优选地，所述再研磨的时间为1-5min。

优选地，所述烘干温度为80-100℃，烘干时间为10-12h。

优选地，所述烧结的温度为1100-1300℃，时间为6-12h。

进一步优选地，所述烧结的温度为1200-1250℃，烘干时间为8-10h。

优选地，所述还原气氛中的气体为h2和n2的混合气体。

进一步优选地，h2和n2的体积百分比为10-30:70-90。

本发明的有益效果

1、本发明所述制备方法合成得到的铕和/或铈离子掺杂的硅酸盐发光材料，化学组成为ca1.65-ysr0.35-xsi1-zo4:eux，cey/lz，式中x＝0.001-0.08，y＝0.001-0.15，z＝0-0.5，l为al、ga和b中的一种或多种；在紫外/近紫外光(250-420nm)激发下，本发明的发光材料能够发射出明亮的蓝/绿光，其可和红粉混合后与紫外/近紫外光的led芯片封装成为白光发光二极管，应用于照明；

2、与现有蓝色bam荧光粉相比，本发明制备得到的蓝色荧光粉(如ca1.65-ysr0.35si1-zo4:cey/l)激发范围更广，激发峰的位置为370nm左右，可以更好的与紫外芯片相匹配；本发明的制备得到的蓝色荧光粉发射峰的位置和半高宽会随着l的含量的增加而增大，且其发射强度在某些l掺杂条件下会增强；

3、与(ba，sr)2sio4相比，本发明制备得到的绿色荧光粉(如ca1.65sr0.35-xsio4:eux)，激发范围更广，可以更好的与紫外/近紫外光led芯片相匹配；本发明的绿色荧光粉发射峰位置在510nm左右，半高宽约为87nm，其在150℃下的强度约为常温下的66％，优于(ba，sr)2sio4的49％，样品未进行后续处理，发光量子效率能达69％；

4、本发明的发光材料在365nm激发下，发射最强样品的发射峰分别是位于436和508nm的宽带发射；

5、本发明的发光材料对制备高效的、拥有潜在应用性的白光led用发光材料具有一定的推广价值；

6、本发明制备方法工艺简单，易于实现量产的目的，同时无污染、成本低。

附图说明

图1为实施例1-6制备得到的蓝/绿色发光材料的xrd图谱，分别对应图1中的a-f图；

图2为实施例1-6制备得到的蓝/绿色发光材料的激发与发射光谱图，分别对应图2中的a-f图；

图3为样品ca1.65sr0.35-xsio4:eux在365nm激发下随着eu²⁺掺杂浓度x的增加d的色坐标变化图。

具体实施方式

本发明所使用的原料是分析纯的caco3，srco3，sio2，al(oh)3/ga2o3/h3bo3和高纯的ceo2或者eu2o3(99.99％)，结合具体实施方式和附图对本发明作进一步详细说明，但本发明不局限于这些实施方式。

实施例1

物料选取根据化学式ca1.60sr0.35sio4:ce0.05，按照其摩尔百分比分别称取分析纯的caco3，srco3，sio2和高纯的ceo2(99.99％)，加入适量的乙醇充分研磨后，烘干后并研磨一分钟，装入坩埚中在1250℃还原气氛h2/n2(20％/80％)下烧结8h，冷却后取出，研磨后即可得到最终产物。

实施例2

物料选取根据化学式ca1.60sr0.35si0.7o4:ce0.05/0.30al，按照其摩尔百分比分别称取分析纯的caco3，srco3，sio2，al(oh)3和高纯的ceo2(99.99％)，加入适量的乙醇充分研磨后，烘干后并研磨一分钟，装入坩埚中在1250℃还原气氛h2/n2(20％/80％)下烧结8h，冷却后取出，研磨后即可得到最终产物。

实施例3

物料选取根据化学式ca1.60sr0.35si0.7o4:ce0.05/0.30ga，按照其摩尔百分比分别称取分析纯的caco3，srco3，sio2，ga2o3和高纯的ceo2(99.99％)，加入适量的乙醇充分研磨后，烘干后并研磨一分钟，装入坩埚中在1250℃还原气氛h2/n2(20％/80％)下烧结8h，冷却后取出，研磨后即可得到最终产物。

实施例4

物料选取根据化学式ca1.60sr0.35si0.7o4:ce0.05/0.30b,按照其摩尔百分比分别称取分析纯的caco3，srco3，sio2，h3bo3和高纯的ceo2(99.99％)，加入适量的乙醇充分研磨后，烘干后并研磨一分钟，装入坩埚中在1300℃还原气氛h2/n2(20％/80％)下烧结8h，冷却后取出，研磨后即可得到最终产物。

实施例5

物料选取根据化学式ca1.65sr0.34sio4:eu0.01，按照其摩尔百分比分别称取分析纯的caco3，srco3，sio2和高纯的eu2o3(99.99％)，加入适量的乙醇充分研磨后，烘干后并研磨一分钟，装入坩埚中在1250℃还原气氛h2/n2(20％/80％)下烧结8h，冷却后取出，研磨后即可得到最终产物。

实施例6

物料选取根据化学式ca1.60sr0.34sio4:eu0.01,ce0.05,按照其摩尔百分比分别称取分析纯的caco3，srco3，sio2和高纯的eu2o3(99.99％)，ceo2(99.99％)，加入适量的乙醇充分研磨后，烘干后并研磨一分钟，装入坩埚中在1100℃还原气氛h2/n2(20％/80％)下烧结10h，冷却后取出，研磨后即可得到最终产物。

参见图1-图3可知，上述实施例所制备的蓝色ca1.65-ysr0.35si1-zo4:cey/lz荧光粉激发范围更广，激发峰的位置为370nm左右，更适合匹配紫外芯片。制备的绿色ca1.65sr0.35-xsio4:eux荧光粉与(ba，sr)2sio4相比，激发范围更广可以更好的与紫外/近紫外光led芯片相匹配。同时在365nm激发下，发射最强样品的发射峰分别是位于436和508nm的宽带发射。蓝色荧光粉发射峰的位置和半高宽会随着l的含量的增加而增大。且其发射强度在某些l掺杂条件下会增强。绿色荧光粉的发射峰位置在510nm左右，其半高宽约为87nm。其在150℃的强度约为常温下的66％，优于(ba,sr)2sio4的49％，样品未进行后续处理，发光量子效率能达69％。

实施例7

物料选取根据化学式ca1.60sr0.35si0.80o4:ce0.05,al0.10,ga0.10按照其摩尔百分比分别称取分析纯的caco3，srco3，sio2，ga2o3，al(oh)3和高纯的ceo2(99.99％)，加入适量的乙醇充分研磨后，烘干后并研磨一分钟，装入坩埚中在1200℃还原气氛h2/n2(20％/80％)下烧结9h，冷却后取出，研磨后即可得到最终产物。

实施例8

物料选取根据化学式ca1.60sr0.35si0.70o4:ce0.05,al0.10,ga0.10,b0.10按照其摩尔百分比分别称取分析纯的caco3，srco3，sio2，ga2o3，al(oh)3，h3bo3和高纯的ceo2(99.99％)，加入适量的乙醇充分研磨后，烘干后并研磨一分钟，装入坩埚中在1250℃还原气氛h2/n2(20％/80％)下烧结9h，冷却后取出，研磨后即可得到最终产物。

其余实施例未制备的紫外/近紫外光激发的白光led用蓝/绿色荧光粉，只要化学组成为ca1.65-ysr0.35-xsi1-zo4:eux，cey/lz，式中x＝0.001-0.08，y＝0.001-0.15，z＝0-0.5，l为al、ga和b中的一种或多种。符合上述条件的蓝/绿色荧光粉均可在上述实施例公开的条件下制备得到，这里不再一一列举。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。