[发明专利]近紫外宽带激发的红色荧光粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种红色荧光粉及其制备方法，特别涉及一种近紫外宽带激发的红色荧光粉 及其制备方法。

背景技术

红色荧光粉是一种能把辐照到它表面的波长较短的紫外光或可见光转换成波长较长的红 光的粉体物质，通常也称为红色转光粉。从组成来看，红色荧光粉是在基质材料中引入一定 量的稀土元素或过渡金属离子(称为激活剂)经高温烧结所得到的物质。通常，红色荧光粉 所采用的激活剂以铕离子(Eu³⁺)、二价铕离子(Eu²⁺)、铈离子(Ce³⁺)等稀土离子以及四价锰 离子(Mn⁴⁺)等过渡金属离子为主。从它们的荧光光谱的特点来看，Eu³⁺呈锐线谱(半峰宽 小于20nm)，后三者系宽带谱(半峰宽大于30nm)。Eu²⁺和Ce³⁺都是重要的稀土激活剂，但 是，由于它的外层的5d电子缺乏屏蔽，容易受到其周围晶场的影响，当掺杂到不同的基质化 合物中时，激发和发射峰通常为宽带谱(Eu²⁺的半峰宽为30nm～90nm，Ce³⁺的半峰宽可达 100nm)。从荧光材料的工作原理来看，其激发峰越宽，对外界辐照光吸收效果才越好，然 而，宽带发射峰却常常导致该类红色荧光粉的流明效率偏低。Mn⁴⁺激活的氟锗酸镁( 3.5 MgO·0.5MgF₂·GeO₂:Mn⁴⁺)和砷酸镁(6MgO·As₂O₅:Mn⁴⁺)呈宽带发射峰，发射峰中心波 长位于655nm附近，为深红色，人眼对此不敏感。另外，作为原料的锗的氧化物比较昂贵， 而砷化物又有剧毒。因此Eu²⁺、Ce³⁺或Mn⁴⁺激活的红色荧光粉，难以将紫外光、近紫外光或者 蓝光转换成发射峰中心波长在610nm附近、半峰宽较窄(小于20nm)的红光。

鉴于窄带发射光谱复合成的白光比宽带发射谱复合成的白光，亮度更高，显色性更好。 通常，为了获得高流明输出效率，要求荧光粉的发射谱的半峰宽尽可能小。Eu³⁺的发射谱为 窄带锐峰，因此，采用Eu³⁺做激活剂的红色荧光粉的流明输出效率高，与绿色(如 CeMgAl₁₁O₁₉:Ce³⁺，Tb³⁺等)和蓝色(如BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺等)荧光粉组合后能得到亮度更高的 白光输出。目前铕离子(Eu³⁺)作激活剂的商用红色荧光粉主要有：铕激活的钒酸钇(记作 YVO₄:Eu³⁺)、铕激活的氧化钇(记作Y₂O₃:Eu³⁺)或硫氧化钇(记作Y₂O₂S:Eu³⁺)等。尽管上 述红色荧光粉的发光颜色纯正，但是，也存在以下无法克服的不足之处：YVO₄:Eu³⁺的激发宽 带只延伸至350nm，波长大于350nm的区域的吸收很弱；Y₂O₃:Eu³⁺的吸收主要发生在300nm以 下的短波紫外区，激发主峰位于254nm附近，在近紫外区(波长为300nm至410nm)的激发效 率极低；Y₂O₂S:Eu³⁺的激发主峰位于335nm附近，激发宽带覆盖了230nm至400nm，但在波长大 于350nm后的区域的激发强度下降很快，400nm波长后的激发强度更弱。这些不足之处制约了 它们对近紫外光的转换效果。

发明内容

本发明的第一目的是克服上述问题，提供一种对近紫外光呈宽带激发、锐峰发射，且红 色发光强度高、色纯度好的红色荧光粉。

本发明的第二目的是提供上述红色荧光粉的制备方法。