[发明专利]一种铋和铕离子共掺杂的锆酸盐荧光材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于显示和照明荧光粉技术领域，具体涉及一种在紫外光激发下具有显示照明功能的陶瓷荧光粉。

背景技术

白光LED是一种新型的固态照明能源，它以其节能，使用寿命长，耗能低，无污染，效率高等优点被认为是21世纪有可能取代传统照明光源的新能源。目前获得白光LED主要有两种方法：一种是多芯片组合型，把分别发射红、绿、蓝光的LED组合，混合三种光而形成白光发射。这种方案的白光具有亮度高，稳定性和显色性好等优点；但成本高, 驱动电路复杂，目前没有规模化生产。另一种是荧光粉转换型，用蓝光LED激发能发射黄光的荧光粉，剩余的蓝光与黄光复合形成白光。这种方案在技术和工艺上都比较成熟，是目前产业化的主流产品。但这种方案获得的白光缺乏红色成份，显色性较低。此外由于蓝光和红光来源于不同的基体，发光热稳定性不理想。通过紫外光激发发射红、绿、蓝三基色的混合荧光粉，可获得高显色性的白光发射，但不同荧光粉之间存在着导致发光效率下降的重吸收问题和荧光粉的配比调控不易解决的问题，限制了其应用。因此，若采用单一基质的白光发射荧光粉，可望同时获得高的发光效率和发光稳定性，同时使得LED封装工艺大大简化，因此近几年来单一基质的白光荧光粉的研究十分活跃。相比之下，目前市场上还缺乏性能优异、热稳定性和化学稳定性好的单一基质的白光陶瓷荧光粉材料。

发明内容

本发明的目的是针对现有LED照明荧光粉可见光发光色域窄、显色性较低、需要多种荧光粉复合，制备方法成本高、复杂等问题，采用Bi、Eu离子作为激活离子，制备铋，铕离子共掺杂的锆酸盐白色荧光粉材料，对紫外光激发具有高效的响应特性。

本发明通过下列技术方案实现：一种铋和铕离子共掺杂的锆酸盐荧光材料，该材料中的MZrO₃：Eu：Bi的摩尔比=1：0.01～0.1：0.01～0.1；其中，M为Mg、Ca、Sr、Ba中的任意一种。

本发明的另一目的在于提供一种铋和铕离子共掺杂的锆酸盐荧光材料的制备方法，经过下列各步骤：

（1）按M：Zr：Eu：Bi的摩尔比=1：1：0.01～0.1：0.01～0.1，称量MCO₃、ZrO₂、Bi₂O₃和Eu₂O₃，再混合均匀，其中，M为Mg、Ca、Sr、Ba中的任意一种；

（2）将步骤（1）所得的混合料置于刚玉坩埚内，在空气中于1300℃下预煅烧1～4h，待自然冷却后，在还原气氛中于1000～1300℃下煅烧1～5h，研磨后即得到铋和铕离子共掺杂的锆酸盐荧光材料。

所述步骤（2）的还原气氛为H₂+N₂。

本发明与现有的荧光粉材料相比，具有如下突出的优点：

采用Bi、Eu离子作为激活离子，制备铋，铕离子共掺杂的锆酸盐白色荧光粉材料，对紫外光激发具有高效的响应特性，在紫外光激发下可以发射白光。在紫外光激发下发光色域宽，无需多种荧光粉配比，不会出现色温飘移问题。该荧光粉在340nm紫外光激发下，具有来自于Bi³⁺的位于470nm宽带发射峰和Eu³⁺的红色特征发射；该材料有望成为新型荧光照明显示材料。

附图说明

图1是本发明实施例1所得的BaZrO₃：0.025Eu：0.05Bi荧光粉的发射谱图。

具体实施方式

下面将结合实施例进一步阐明本发明的内容，但这些实例并不限制本发明的保护范围。

实施例1

（1）按Ba：Zr：Eu：Bi的摩尔比=1：1：0.025：0.05，称量BaCO₃、ZrO₂、Bi₂O₃和Eu₂O₃，再混合均匀；

（2）将步骤（1）所得的混合料置于刚玉坩埚内，在空气中于1300℃下预煅烧3h，待自然冷却后，在还原气氛H₂+N₂中于1300℃下煅烧3h，研磨后即得到铋和铕离子共掺杂的锆酸盐荧光材料BaZrO₃：0.025Eu：0.05Bi。

实施例2