[发明专利]CaTiO3:Eu3+荧光粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属荧光粉及其制备领域，特别是涉及一种CaTiO₃:Eu³⁺荧光粉及其制备方法。 

背景技术

白光LED照明光源与传统的白炽灯和荧光灯相比，有着很大的优势。首先白光LED体积小，寿命长达数万小时，结构紧密可实现大面积阵列；再者白光LED不含有对人体有害的铅和汞，避免了对环境的污染；白光LED使用低于5V的直流电源驱动，因此不存在传统照明光源的50Hz频闪；传统的照明灯辐射区主要在红外区，会产生大量的热，而白光LED的辐射区主要集中在可见光区，几乎不产生热，是一种冷光源，因此既节能又消除了可见光以外的电磁波对人体的危害；白光LED封装好后抗震动，安全性好，可以应用在各种恶劣的环境下；白光LED响应时间也很小，而且是逐步失效。正是有这么显著的优势，半导体照明将成为21世纪最具有发展前景的高新技术。 

作为白光LED的核心材料的荧光粉一直以来都是照明领域的热点研究课题，荧光粉的性能也直接影响着白光LED的发展。荧光粉的制备方法很多，目前主要的合成方法有：高温固相反应法、溶胶-凝胶法、均相共沉淀法、低温燃烧合成法、水热合成法、微波辐射合成法、高分子网络凝胶法、表面扩散法等。日本日亚化学公司于1996年首先研制出以黄光系列的钇铝石榴石(yttrium aluminum garnet，YAG)荧光粉配合蓝光LED得到高效率的白光光源。近年来，科研人员对钇铝石榴石系列荧光粉的制备、发光性能进行了大量研究。这种荧光粉凭借良好的稳定性以及与相应LED芯片的良好匹配得到了很广泛的应用，并且商业化。但是这类蓝光LED芯片搭配黄光荧光粉的设计存在着很大的缺陷，首先这种荧光粉是由高温固相反应法制备的，尽管高温固相反应法是合成荧光粉应用最早、最多的一种方法。但这种方法的一个主要缺陷是制备温度高、反应不完全、产品中含有少量原来的固体原料。其次，随着使用时间的增加，芯片的老化问题将导致发出的光蓝移，最终使其与荧光粉所发出的光的混合光源偏蓝，使显色指数大大降低。Zhou等在Alloys and Compounds.2004，375(1)：93中报道了一种通过湿化学法制备的Y₃Al₅O₁₂:RE³⁺(RE:Eu，Dy)荧光粉，可以有效简化合成工艺，但是仍然无法解决芯片老化引起的一系列问题。而可被UV和近UV光有效激发的高效红色荧光粉的研究可以解决发光偏冷这一问题。红色荧光粉方面，庄卫东等在中国稀土学报2004，22(6)：854报道了一种二价铕激活碱土过渡金属复合硫化物的红色荧光粉。二价铕激活硫化物(Sr，Ca)S:Eu²⁺在460nm激发下发射峰波长为600nm。但是，这种荧光粉稳定性差、容易潮解，须进行包覆处理。可见，目前荧光粉研究领域中仍然存 在许多严峻的问题，比如，光转换效率和热稳定性能优良的荧光粉，特别是可被近UV光有效激发的高效红色荧光粉极其缺少，而又极其需要。由于目前所开发的白光LED用红色荧光粉的发光效率低，不能满足要求，这就需要我们寻找新型高效的白光LED用红色荧光粉。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种CaTiO₃:Eu³⁺荧光粉及其制备方法，该CaTiO₃:Eu³⁺荧光粉，化学稳定性高、晶粒尺寸小、晶相纯；具有良好的稳定性与极高的发光强度，方法简单，煅烧温度低，生产设备易得，适合于工业化生产。 

本发明的一种CaTiO₃:Eu³⁺荧光粉，其特征在于，钙∶钛∶铕的化学计量比为(1～18)∶(32～49)∶50。 

所述的CaTiO₃:Eu³⁺荧光粉，其中钙∶钛∶铕的化学计量比为0.92∶1∶0.08。 

所述的CaTiO₃:Eu³⁺荧光粉，其中钙∶钛∶铕的化学计量比为0.88∶1∶0.12。 

所述的CaTiO₃:Eu³⁺荧光粉，其中钙∶钛∶铕的化学计量比为0.86∶1∶0.14。 

所述的CaTiO₃:Eu³⁺荧光粉，其中钙∶钛∶铕的化学计量比为0.94∶1∶0.06。