[发明专利]一种紫外、蓝光激发的红色荧光粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种紫外、蓝光激发的红色荧光粉及其制备方法。

背景技术

白光LED由于具有体积小、节能环保、寿命长、反应速率快等优点而成为了最近发光领域研究的核心，也因此被人们看成是继白炽灯、荧光灯和高压气体放电灯之后第四代照明光源。如今有两种比较成熟的方法来制备白光LED：一种是以GaN为基质的蓝色LED去激发YAG:Ce³⁺黄色荧光粉，使剩余的蓝光和黄光混合产生白光。但是，通过这种方法得到的白光LED由于在光谱中缺少红色成分而拥有比较低的彩色再现指数R_a(CRI，60～75)。因此为了得到想要的白光LED，可在其中加入少量的红色荧光粉，使其R_a能大于80。第二种是用紫光或近紫外LED去激发红、绿、蓝三种荧光粉产生白光，这种白光LED拥有很高的R_a(＞90)和较高的能量转化率。为了能得到拥有很好彩色再现指数R_a的白光LED，这两种方法都需要有高效的红色荧光粉，使其激发波长能与GaN基蓝色LED的发射波长(λ_em＝440-470nm)或者与紫外/近紫外LED的发射波长(λ_em＝350～420nm)相匹配。而如今市场上用于这方面的红色荧光粉仍然限制于二价铕离子激发的碱土硫化物和Y₂O₂S:Eu³⁺，但是这两种硫化物红色荧光粉与白光LED中的蓝光和绿光相比较，其化学稳定性不好，使用寿命不长，而且发光亮度低，从而影响了白光LED的普及应用。另一方面，人们高度关注的等离子显示器(PDP)同样面临着缺乏合适的红色荧光粉的问题。因此，迫切需要寻找一种稳定性好、色度纯且在400nm左右的光激发下能产生高亮度的红色荧光粉。

目前，所研发的LED用红色荧光粉除了以上所说的两种外，主要还有Eu³⁺激发的钒酸盐基、磷酸盐基、硼酸盐基、钼酸盐基、氟氧化物基等。但是它们在紫外、蓝光激发下，发光效率低，稳定性比较差，或者合成工艺复杂、成本比较高，还是不能满足现实的需要。以Eu³⁺激发的氧化物基红色荧光粉由于其物化稳定性好、发光强度高、色纯度好，已广泛应用于各发光显示领域。但是由于其在紫外、蓝光的激发比较弱，从而限制了它在LED中的应用。因此，研究一种紫外、蓝光激发的红色荧光粉及其制备方法具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是弥补现有技术的不足，提供一种紫外、蓝光激发的红色荧光粉及其制备方法。本发明的荧光粉表面光滑，形貌尺寸可控，且制备工艺简单，成本低。

实现本发明目的的技术方案是：一种紫外、蓝光激发的红色荧光粉，其化学式为Ln_2(1-x)Eu_2xO₃，其中，Ln为Y、Gd、Yb或Lu中的至少一种，0.001≤x≤0.1。

所述红色荧光粉受波长为220～280nm波段的紫外光、370～430nm和460～480nm的紫外至蓝光激发，发射主峰波长位于612nm的红光。

所述红色荧光粉的粒径为0.2μm～3μm。

本发明还提供了上述紫外、蓝光激发的红色荧光粉的制备方法，包括以下步骤：

(1)根据红色荧光粉的化学式Ln_2(1-x)Eu_2xO₃，其中Ln为Y、Gd、Yb或Lu中的至少一种，0.001≤x≤0.1，按化学计量比称取该化学式中各金属元素的单质、氧化物或相应的盐作为原料并混匀；

(2)以LiNO₃、KNO₃或NaNO₃中的任一种或几种按任意质量比混合的混合物作为熔盐，按原料中稀土离子与熔盐的物质的量之比为1∶1～10的比例将原料与熔盐混匀并充分研磨，将得到的粉料在空气中于80℃～120℃干燥2～12个小时，然后在300℃～550℃条件下焙烧2～24小时；或者以LiCl、KCl或NaCl中的任一种或几种按任意质量比混合的混合物作为熔盐，按原料中稀土离子与熔盐的物质的量之比为1∶1～10的比例将原料与熔盐混匀并充分研磨，将得到的粉料在空气中于80℃～120℃干燥2～12个小时，然后在650℃～1100℃条件下焙烧2～24小时；

(3)烧结完后将产物随炉冷却至室温，用去离子水充分洗涤除去产物中未反应的熔盐和杂质，干燥后得到红色荧光粉。