[发明专利]一种铋掺杂钨酸盐红色荧光粉及制备方法、应用

说明书

本发明公开了一种铋掺杂钨酸盐红色荧光粉，化学通式为Zn_1‑xWO₄:xBi³⁺，其中x为摩尔分数，且0<x≤0.05。本发明还公开了该荧光粉的制备方法，按化学组成通式所称取各元素相应的化合物；研磨混匀后在800‑1200℃煅烧4‑12h。该荧光粉可被250‑410nm范围内的紫外光有效激发，发光在450‑850nm范围之内，中心位于665nm，在紫外区有吸收，在蓝光和绿光区无吸收，可用于制备近紫外LED芯片激发的白光LED器件。

技术领域

本发明涉及发光材料领域，特别涉及一种铋掺杂钨酸盐红色荧光粉及制备方法、应用。

背景技术

近年来，随着气候变化和环境问题日益显现，人们正在寻找替代化石燃料不排放二氧化碳的能源。白光LED由于高效、紧凑、耐用以及环保等优越的性能而备受关注。白光LED的推广使用非常重要，可以显著地降低全球电力需求和化石燃料的使用，减少二氧化碳等温室气体的排放。目前，白光LED已广泛地应用于日常照明，逐渐取代传统的照明光源——白炽灯、荧光灯。

荧光粉转换的白光LED(简称pc-WLEDs)被视为下一代新型照明光源。目前，白光LED器件通常采用蓝光LED芯片和YAG:Ce荧光粉组合封装而成。但是，这种组合由于缺少红光成分，显色指数偏低(Ra<80)，色温偏高(Tc>7000K)，阻碍了它向其它一些应用领域拓展。此外，蓝光LED芯片与YAG:Ce荧光粉的热老化速率不同，随着白光LED器件运行时间的延长，其发光将逐渐偏离白光。

为了解决上述问题，研究人员开始尝试新的封装方案，采用紫外-近紫外LED芯片(350-410nm)与红、绿、蓝三基色荧光粉组合产生白光。将若干种荧光粉涂在UV LED芯片上，芯片激发荧光粉形成红、绿、蓝发光，三色光相叠加得到白光。这种方案可以获得显色性高，色差小以及色温可调的白光，克服蓝光LED芯片和YAG:Ce荧光粉组合面临的问题。新方案要求红、绿、蓝荧光粉必须在350-410nm有吸收，在可见光区无吸收，并且在可见光区高效发光。现有的荧光粉，尤其是红色荧光粉，例如(Ba,Sr)₂Si₅N₈:Eu²⁺，(Sr,Ca)AlSiN₃:Eu²⁺，(Sr,Ca)S:Eu²⁺，除了在紫外区有吸收之外，在蓝光和绿光区也有吸收，部分蓝色或绿色荧光粉的发光被红色荧光粉重吸收，导致发光效率降低，难以满足新方案要求。因此，开发在紫外区(特别是350-410nm)有吸收，在蓝光或绿光区无吸收的红色荧光材料是发光材料领域亟待解决的重大科技问题。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种铋掺杂钨酸盐红色荧光粉，在紫外区有吸收，在蓝光和绿光区无吸收，在红光区有发光。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种铋掺杂钨酸盐红色荧光粉，化学通式为Zn_1-xWO₄:xBi³⁺，其中x为摩尔分数，且0<x≤0.05。

一种铋掺杂钨酸盐红色荧光粉的制备方法，包括以下步骤：

(1)按化学通式为Zn_1-xWO₄:xBi³⁺，其中x为摩尔分数，且0<x≤0.05，称量含Zn元素的化合物、含W元素的化合物和含Bi元素的化合物，研磨混合均匀，得到混合物料；

(2)将步骤(1)得到的混合物料在800-1200℃煅烧4-12h，冷却至室温后，研磨即得铋掺杂钨酸盐红色荧光粉。

所述含Zn元素的化合物为氧化锌、乙酸锌或硝酸锌。

所述含W元素的化合物为三氧化钨或钨酸铵。