[发明专利]一种发红光钨酸盐荧光粉

说明书

技术领域

本发明涉及一种发红光的钨酸盐荧光粉，属于发光材料技术领域。

背景技术

色纯度高和发光强度大的荧光粉是照明和显示领域的关键材料。目前商用发红光荧光粉主要有两种，其中掺Eu的Y₂O₂S化学稳定性差，所产生的SO₂不利于人体并且污染环境。另一种商用发红光荧光粉是掺Eu的Y₂O₃，虽然化学稳定并且绿色环保，但是所使用的高纯Y₂O₃价格昂贵，缺乏经济性。另外，虽然与传统白炽灯相比，1997年开始商业化的白光LED更加节能和环保，被誉为21世纪的绿色光源，但是其所需要的可被紫光或者蓝光半导体芯片有效激发而产生红光的荧光粉仍处于探索阶段，从而导致目前商用蓝光半导体芯片和黄色荧光粉YAG∶Ce组成的白光LED由于缺乏可见光的红色部分，明显偏离色平衡。

综上所述，新型、价格低廉并且能高效发射红光的荧光粉既可以用于传统照明和显示领域，也可以满足新兴白光LED的需求，具有很好的经济价值。

近年来以钨酸盐为基质的发光材料已经成为国内外商用发光材料研发和知识产权申请的热点之一，同时也是国内外学术性基础研究的前沿课题之一。其中Eu掺杂的NaY(WO₄)₂人工单晶和粉体已有学术文献报道，但是由于发光性能不理想等因素，无法取代商业发红光荧光粉，因此仅停留在基础研究阶段，缺乏商业性应用的意义，而且迄今为止，国内外没有以该钨酸盐为基础研制的荧光粉的专利报道。

发明内容

本发明通过改造NaY(WO₄)₂化合物得到了一种新型荧光粉，化学式为Na_1-yLi_yY_1-xEu_x(WO₄)₂，其中x=0.01-1，y=0.01-0.5。所述的发红光荧光粉，其特征在于使用不同原料提供所需的Na、Li、Y、Eu、W和O元素，并且使用化学合成方法制备，最终化学组成以及x和y取值满足上式。该荧光粉在波长小于535nm的入射光激发下可获得红色发光，中心波长在614±10nm。

该荧光粉与NaY(WO₄)₂同构，但是构成单元大小和组成不一样，因此表征化合物结构的X射线粉末衍射谱图相对于NaY(WO₄)₂存在角度偏移（参见附图1）。

本发明获得的新型荧光粉可以在紫外光到蓝光波长范围内受激发射鲜艳的红光，在激发光为380nm（商用LED蓝光半导体芯片的发光波长）时，发光强度是商业发红光荧光粉掺Eu的Y₂O₃的两倍以上，并且发射光谱分布与之一致，即红色光纯净（参见附图2），因此属于一种高效发红光的荧光粉。

本发明获得的发红光荧光粉为了确保发光性能，必须对组成浓度进行限制，要求Li的浓度y值范围是（0.01-0.5），而Eu由于与Y离子半径相近，因此可变范围较大，x值范围是（0.01-1），上述范围均不包括边界值，比如Li的y值不能为零，其余依此类推。

本发明获得的发红光荧光粉物理与化学性质稳定，不需要特殊保护措施；熔点和分解点在1000℃以上，能承受器件加工中热处理过程几百摄氏度的烘烤；耐机械研磨，便于获得合适粒径的粉粒；可以通过固相合成法获得，便于利用传统荧光粉企业生产设备直接并且大量生产，降低设备改造成本。

本发明获得的荧光粉既可以取代现有商业发红光荧光粉用于传统照明和显示领域，也可以作为组装白光LED的红粉，尤其适用于蓝光半导体芯片激发组成的白光LED。

附图说明

图1 Na_0.8Li_0.2Y_0.91Eu_0.09(WO₄)₂与钨酸钇钠（NaY(WO₄)₂）（ICDD PDF# 48-0886）的X射线粉末衍射谱图对比。