一种Ｅｕ２＋激活的硅氧磷灰石发光材料及其制备方法技术

一种Ｅｕ２＋激活的硅氧磷灰石发光材料及其制备方法，该发光材料的化学通式由以下化学式表示：（Ｓｒ１－ａＭａ）５［（Ｐ０．６７，Ｓｉ０．３３）Ｏ４］３：Ｅｕ２＋ｘ，Ｌｎｙ，Ｘｚ；其中：Ｍ选自Ｃａ，Ｂａ中一种，０≤ａ＜０．５；Ｌｎ选自Ｃｅ３＋、Ｓｎ２＋、Ｐｒ３＋或Ｄｙ３＋中至少一种，Ｘ为Ｆ－或Ｃｌ－中一种或两种。ｘ、ｙ和ｚ为摩尔系数，其范围为０．００１≤ｘ＜０．５，０≤ｙ＜０．２，０．１＜ｚ＜１。由于激发带宽，可覆盖紫－紫外－可见区，发射峰为蓝－绿和橙－红双峰，有利于发光材料与紫、紫外或蓝光组合构建白光ＬＥＤ，因而解决了ＬＥＤ光色失真和比例失配问题。

【技术实现步骤摘要】
一种Eu2+激活的硅氧磷灰石发光材料及其制备方法技术领 域本专利技术涉及一种Eu2+激活的硅氧磷灰石发光材料及其制备方法，属于稀土发光材 料及其制备

技术介绍
二十世纪后半叶，世界各国都以不同冠名先后不同程度地启动了固体照明工程或 称半导体照明工程，目的是利用发光二极管在电激励下发射出的特定波长作激发源，构建 出满足实际照明需求的人造光源器件-白光发射的发光二极管。因“发光二极管”英文缩 写为“LED”，故“白光发射发光二极管”又统称为“白光LED”。获取白光LED的重要方法之一是通过发光材料对半导体芯片发出的光进行能 量下转换。以这种方法获得的白光LED被称作“荧光体光色转换型白光LED，英文简写作 pc-LED。pc-LED主要特点是采用一块芯片，白光输出品质主要取决于荧光体，如荧光体类 型、组合时荧光体的厚度或色密度等，而这些因素都比较容易控制和调整。目前pc-LED的 获取途径主要是用InGaN半导体芯片发射出的高亮度蓝光激发可产生黄光发射的荧光 粉，芯片剩余的蓝光与荧光体发出的黄光复合成白光。所用荧光体是三价镧系离子铈激活 的钇铝石榴石，其化学表达式为Y3A15012:Ce3+。其主要缺点是，发光光谱中缺少甚至没 有红光发射组分，绿光发射组分也不足，因此，显色指数难以大幅度提高，显色指数和发光 效率同时优化困难大。若未来以这种人造光源替代白炽灯或荧光灯广泛用于生活照明，显 色性可能无法满足要求。因此探找新的获取pc-LED方法，特别是开发新的发光材料的研 究工作国内外都异常活跃。其中，2005年RaginaMueller-Mach等发表在Physics State Solids (固体物理)第9期1727-1732页上的稀土离子激活氮化物体系最具代表性采用 高亮度蓝光发射的半导体芯片激发产生绿、红光发射的二种氮化物荧光体复合出的白光， 光效与显色指数都令人满意。但是，这类体系中，两种不同的荧光体必须共享同一个激发波 长，并且必须与芯片发射波长一致，而且两种荧光体的老化衰减性能要相同或非常接近。这 些要求给发光材料种类的选择造成了很大受限性。1969年，荷兰科学家G.Blasse和A.Bril，旨在研究二价铕离子基础光谱特性， 曾在学术期刊《物理快报》(Physics Letters) 28卷第8期572-573页上简短地报道过一 个类似硅氧磷灰石的发光体系，即Sr5(PO4)2SiO4 = Eu2+;2007年9月5日公开的一项中国 专利技术专利CN101029231A，也曾提供过一类与G. Blasse报道的体系相类似的扩展体系，即 M7_a_bM' a(P04)x(Si04)y:Eub，该体系的荧光粉虽然具有较宽的激发光谱，但其发射光谱为单 峰，要想实现显示性高的白光LED，依然需要和别的荧光粉进行组合，仍然存在LED光色失 真和比例失配问题。本专利技术提供一种二价铕离子——可写作铕(II)离子或Eu2+，激活的硅氧磷灰石 荧光体。该荧光粉体系与上述两体系的组成与结构明显不同，本专利技术的荧光粉由于激发带 宽，可覆盖紫_紫外_可见区，发射峰为蓝_绿和橙_红双峰，有利于发光材料与紫、紫外或 蓝光组合构建白光LED，因而解决了 LED光色失真和比例失配问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可被250nm 500nm的光源激发，同时发射出蓝-绿光 及橙-红光的二价铕离子激活的硅氧磷灰石发光材料，适用于制备白光LED。本专利技术提供一种二价铕离子激活的硅氧磷灰石发光材料，具有双发射峰，其化学 表达通式为(SivaMa) 5 3 Eu2+X, Lny, Xz ；其中M选自Ca, Ba中一种；Ln选自Ce3+、Sn2+、Pr3+或Dy3+中至少一种，X为F-或 CF中一种或两种；a、x、y和ζ为摩尔系数，其范围为0彡a < 0. 5，0. 001彡χ < 0. 5，0彡y < 0. 2,0. 1 < ζ < 1。该发光材料可被250nm 500nm的光源所激发，同时发射出465 498nm蓝-绿 光及555 575nm橙-红光，可用于制备显色性良好的白光LED。本专利技术提供的硅氧磷灰石发光材料的制备方法为一步还原灼烧法或两步还原灼 烧法。其中一步还原灼烧法的步骤为(1)按照所述发光材料的元素配比称取原材料①SrCO3或MCO3,②MHPO4或 NH4H2PO4,③SiO2. ηΗ20或SiO2，④Eu2O3和⑤Ln的氧化物，并且加入原材料总重量的0. 1 5%含有卤素化合物的助熔剂，以促进反应的进行；(2)将上述原材料用干法或湿法球磨的方法混合均勻，然后在1000 1350°C的箱 式炉中，保温2 8小时，保持弱还原气氛为氮氢混合气，最后破碎、过筛、分级。两步还原灼烧法包含(1)按照所述发光材料的元素配比称取原材料①SrCO3或MCO3,②MHPO4或 NH4H2PO4,③SiO2. ηΗ20或SiO2，④Eu2O3,⑤Ln的氧化物，并且加入原材料总重量的0. 1 5% 含有卤素化合物的助熔剂，以促进反应的进行；(2)将上述原材料用干法或湿法球磨的方法混合均勻，然后将混合好的原料于弱 还原气氛中在1000 1300°C下保温3 6小时，研磨过筛后，再于弱还原气氛中在1000 1400°C下保温3 8小时，最后破碎、过筛、分级。为了更好地促进反应进行，提高发光材料的质量，在制备过程中可以加入原材料 总重量0. 1 5%的助熔剂，所用的助熔剂为SrF2、CaF2, MgF2, SrCl2 · 6H20、BaCl2 · 6H20、 NH4F, NH4Cl 中的 1 2 种。所述一步还原灼烧法和两步还原灼烧法中原材料中的③SiO2. IiH2O或SiO2过量 10-20wt% ；所述一步还原灼烧法和两步还原灼烧法中的弱还原气氛为氮氢混合气，其中氮气 和氢气的体积百分比95 5。本专利技术提供的硅氧磷灰石发光材料的特点是(1)由于存在硅酸根阴离子基团， Eu2+激发带可覆盖光谱的紫-紫外-可见区，其强谱峰位可延伸至蓝-绿区；(2)由于硅酸 根与磷酸根两个阴离子基团共存同一体系，Eu2+的发射带加宽，并在可见区域内具有双峰特 征，强谱峰位可延伸至橙-红区。这些特点有利于发光材料与紫、紫外或蓝光芯片组合构建 白光LED。本专利技术的有益效果是不会因多种不同基质化合物之间老化程度不同导致LED光色失真，也不会因多个激活离子必须共享同一个激发波长而使光色比例产生失配。 附图说明图1 实施例 1 中 Sr53:Euatl2Fa41 的激发光谱2 实施例 1 中 Sr53:Euatl2Fa41 的发射光谱3 实施例 6 中 Sr5^Euaci25Snaci05Fa6 的发射光谱4 实施例 7 中 Sr5 3:Eu0.025Pr0.023F0.6 的发射光谱图具体实施例方式实施例1 :Sr5 3: Euatl2Fa41 发光材料的制备称取SrCO3 36. 9g, NH4H2PO4 11. 5g, SiO2 3. 6g, Eu2O3 0. 18g, CaF2 0. 8g，研磨均勻 后于箱式还原炉1220度保温3小时。出炉，研磨过筛，即可得到在365nm光源激发下，发射 峰值在490nm及5本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种Ｅｕ２＋激活的硅氧磷灰石发光材料，其特征在于其化学通式为：（Ｓｒ１－ａＭａ）５［（Ｐ０．６７，Ｓｉ０．３３）Ｏ４］３：Ｅｕ２＋ｘ，Ｌｎｙ，Ｘｚ；其中：Ｍ选自Ｃａ和Ｂａ中的一种；Ｌｎ选自Ｃｅ３＋、Ｓｎ２＋、Ｐｒ３＋和Ｄｙ３＋中至少一种，Ｘ为Ｆ－或Ｃｌ－中一种或两种；ａ、ｘ、ｙ和ｚ为摩尔系数，其范围为０≤ａ＜０．５，０．００１≤ｘ＜０．５，０≤ｙ＜０．２，０．１＜ｚ＜１；该发光材料被２５０ｎｍ～５００ｎｍ的光源所激发，发射出在４６５～－５７５ｎｍ范围内具有两个发射峰的光，其中一个发射峰是在４６５～５００ｎｍ范围内呈现蓝绿发射，另一个发射峰是在５５５～５７５ｎｍ范围内呈现橙红发射。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖志国，王细凤，夏威，张宏伟，石春山，
申请(专利权)人：大连路明发光科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]