富鈣雙基團體系熒光粉的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及配合紫外芯片激發(fā)的三基色熒光粉研制技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，涉及一種CaO-S12-B2O3富鈣雙基團體系熒光粉。
【背景技術(shù)】
[0002]白光LED由于具有體積小、發(fā)光效率高，節(jié)能環(huán)保、壽命長等優(yōu)點而成為照明領(lǐng)域研究的熱點。目前，基于LED產(chǎn)生白光發(fā)射的方式主要有3種:(I)多色組合法，即通過紅色、綠色、藍色三色混合產(chǎn)生白光，如組合紅、綠、藍(RGB)三色發(fā)光二極管。(2)使用紫外LED激發(fā)RGB熒光粉。(3)使用藍色發(fā)光二極管激發(fā)黃色熒光粉。藍光芯片激發(fā)黃色熒光粉產(chǎn)生白光是目前最常用的白光LED組合方案，并己實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。這方面的研究成果已獲得2014年的諾貝爾物理學(xué)獎。然而，由于這種方式產(chǎn)生的白光缺少紅光組分，導(dǎo)致其顯色指數(shù)低，色溫較高，這在很大程度上限制了該方案的使用，尤其是在室內(nèi)照明、醫(yī)療照明、屏幕顯示等對顏色要求比較高的場合。使用紫外芯片，激發(fā)三基色熒光粉是解決這類問題的較優(yōu)方案。然而，目前的熒光粉體系中，嚴(yán)重缺少質(zhì)量優(yōu)異的三基色熒光粉，尤其是缺少性能優(yōu)異的低成本紅粉和高性能的藍粉及綠粉。
[0003]以硅酸鹽為基質(zhì)的發(fā)光材料由于陰陽離子大部分以強共價性離子鍵結(jié)合，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，結(jié)晶性能及透光性能優(yōu)異(夏威，王細鳳.白光LED用寬譜激發(fā)智能型硅酸鹽發(fā)光材料[J]材料導(dǎo)報，2007,21(8): 158-158.)，是非常優(yōu)異的基質(zhì)材料;硼酸鹽有著合成簡便、燒結(jié)溫度低、物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定以及高的發(fā)光亮度等優(yōu)點，因此硼硅酸鹽基質(zhì)發(fā)光材料尤其是硼酸鹽綠色熒光粉(王萍.白光LED用硼酸鹽綠色熒光粉的制備及發(fā)光性質(zhì)[D].[碩士學(xué)位論文].山東:青島科技大學(xué)，2013.)引起了人們的重視。但是現(xiàn)有的三基色熒光粉，很難實現(xiàn)一種體系的三基色發(fā)射，大多需要組合不同的體系的熒光粉來實現(xiàn)色彩轉(zhuǎn)換，這無形的增加了制造流程，提高了制作成本。因此，在目前的情況下，急需性能優(yōu)異、統(tǒng)一度高的單體系三基色熒光粉。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種同時含有硅酸根和硼酸根的富鈣雙基團CaO-S12-B2O3體系熒光粉。其三基色熒光粉體系性能優(yōu)異，統(tǒng)一度高，能展現(xiàn)出強烈的藍，綠，紅三基色發(fā)光。
[0005]本發(fā)明技術(shù)方案具體如下。
[0006]本發(fā)明提供一種CaO-S12-B2O3富鈣雙基團體系熒光粉，該體系同時含有硅酸根和硼酸根，且摩爾比須滿足 11: 4>CaO:Si02> 10:4,CaO: B2O3 > 10:l,4<Si02: B2O3 <4.80
[0007]本發(fā)明中，該體系熒光粉中還包括CeO2或EU203。
[0008]本發(fā)明體系熒光粉通過下述方法制備得到。本發(fā)明以Ca⑶3,H3BO3，S12, CeO2,Eu2O3為原料，首先，按照化學(xué)計量比稱取原料，將原料置于瑪瑙研缽中，加入適量的丙酮輔助使原料充分研磨均勻，將混合物置于剛玉坩禍，在C還原氣氛下的高溫電阻爐中于1250°C煅燒12h，取出研磨得到最終產(chǎn)品。
[0009]本發(fā)明所制得的CaO-S12-B2O3-Ce2O3 ,CaO-S12-B2O3-EuO, CaO-S12-B2O3-Eu2O3 熒光粉，能在365nm紫外光激發(fā)下，分別表現(xiàn)出強烈的藍，綠，紅三基色發(fā)光。
[0010]本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明所得熒光粉光學(xué)特性優(yōu)異、統(tǒng)一度高、穩(wěn)定性好、環(huán)保、制備工藝簡單且成本低。
【附圖說明】
[0011 ] 圖1是本發(fā)明實施例1所得10.98Ca0-4Si02-B203-0.02Ce203樣品在365nm波長激發(fā)下所得發(fā)射光譜。
[0012]圖2是本發(fā)明實施例2所得10.995Ca0-4Si02-B203-0.005Eu0樣品在365nm波長激發(fā)下所得發(fā)射光譜。
[0013]圖3是本發(fā)明實施例3所得10.9Ca0-4Si02-B203-0.1Eu203樣品的1931年色坐標(biāo)圖，插圖是該樣品在365nm波長激發(fā)下所得發(fā)射光譜和在365nm紫外燈照射下，置于暗室中拍得的照片。
[0014]圖4是本發(fā)明實施例1，2和3所得三個樣品的1931年CIE色坐標(biāo)，插圖是這三個樣品在365nm紫外燈照射下，置于暗室中拍得的照片。
【具體實施方式】
[0015]實施例1
[0016]10.98Ca0-4Si02-B203-0.02Ce203(記為 1# 樣品)熒光粉的合成
[0017]按照化學(xué)計量比稱取1.4572g CaC03、0.3246g Si02、0.1670g H3BO3和0.051 IgCeO2置于瑪瑙研缽中，加入適量的丙酮輔助使原料充分研磨均勻，將混合物置于剛玉坩禍，在C還原氣氛下高溫電阻爐中1250°C煅燒12h，取出研磨得到最終產(chǎn)品。
[0018]本實施案例制備的1#熒光粉的光致發(fā)光光譜如圖1所示，在365nm的紫外光激發(fā)下，1#熒光粉表現(xiàn)出了強烈的藍光發(fā)射，發(fā)光中心位于440nm，其在色度坐標(biāo)(1931)為:(x =
0.2128,y = 0.428)0.
[0019]實施例2
[0020]10.995Ca0-4Si02-B203-0.005Eu0(記為 2# 樣品)熒光粉的合成
[0021]按照化學(xué)計量比稱取1.4913g CaC03、0.3272g Si02、0.1684g H3BO3和0.0132gEu2O3置于瑪瑙研缽中，加入適量的丙酮輔助使原料充分研磨均勻，將混合物置于剛玉坩禍，在C還原氣氛下高溫電阻爐中1250°C煅燒12h，取出研磨得到最終產(chǎn)品。
[0022]本實施案例制備的2#熒光粉的發(fā)光光譜如圖2所示，在365nm的紫外光激發(fā)下，2#熒光粉表現(xiàn)出了強烈的綠光發(fā)射，發(fā)光中心位于505nm，其在色度坐標(biāo)(1931)為:(x =
0.1541,y = 0.1082)o
[0023]實施例3
[0024]10.9Ca0-4Si02-B203-0.1Eu2O3(記為3#樣品)熒光粉的合成
[0025]按照化學(xué)計量比稱取1.2798g CaC03、0.3104g Si02、0.1597g H3BO3和0.2500gEu2O3置于瑪瑙研缽中，加入適量的丙酮輔助使原料充分研磨均勻，將混合物置于剛玉坩禍，在C還原氣氛下高溫電阻爐中1250°C煅燒12h，取出研磨得到最終產(chǎn)品。
[0026]本實施案例制備的3#熒光粉的發(fā)光光譜如圖3所示，在365nm的紫外光激發(fā)下，3#熒光粉表現(xiàn)出了強烈的紅光發(fā)射，發(fā)光中心位于61 lnm，其在色度坐標(biāo)(1931)為:(x =
0.4984,y = 0.3257)o
【主權(quán)項】
1.一種CaO-S12-B2O3富鈣雙基團體系熒光粉，其特征在于，該體系在富鈣的前提下，同時復(fù)合硅酸根基團和硼酸根基團，且摩爾比滿足11:4>CaO: S12 > 10:4,CaOIB2O3 > 10:1,4< S12IB2O3 < 4.8ο2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富鈣雙基團體系熒光粉，其特征在于，該體系熒光粉中還包括Ce〇2 或 E112O3。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富鈣雙基團體系熒光粉，其特征在于，該體系熒光粉中包括CaO-S12-B2O3-Ce2O3 熒光粉，CaO-S12-B2O3-EuO 熒光粉以及 CaO-S12-B2O3-Eu2O3 熒光粉，分別表現(xiàn)出藍，綠，紅三基色發(fā)光。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種CaO-SiO2-B2O3富鈣雙基團體系熒光粉。該體系熒光粉同時含有硅酸根和硼酸根，且11:4>CaO:SiO2≥10:4,CaO:B2O3≥10:1,4≤SiO2:B2O3≤4.8。在365nm紫外光激發(fā)下，CaO-SiO2-B2O3-Ce2O3，CaO-SiO2-B2O3-EuO，CaO-SiO2-B2O3-Eu2O3熒光粉，分別表現(xiàn)出強烈的藍，綠，紅三基色發(fā)光，表明該體系熒光粉具有與標(biāo)準(zhǔn)365nm紫外芯片搭配組裝LED器件的價值。另外，該體系富鈣的特點不僅大大提高了熒光粉的穩(wěn)定性，同時能夠降低熒光粉的生產(chǎn)成本，是一種性能優(yōu)異的熒光粉基質(zhì)體系。
【IPC分類】C09K11/63, C09K11/79
【公開號】CN105602555
【申請?zhí)枴緾N201510836628
【發(fā)明人】房永征, 于圣潔, 侯京山, 朱付萍, 李柯旺, 張娜, 劉啟會
【申請人】上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年11月26日