[发明专利]可被近紫外和蓝光激发的红色荧光粉、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种可被近紫外和蓝光激发的红色荧光粉、制备方法及应用，属无机发光材料技术领域。该荧光粉是一种非稀土离子掺杂的铝酸盐，其化学式为：Ba₄Ti₁₀Al_2‑2xMn_2xO₂₇，其中x为Mn⁴⁺离子掺杂在该铝酸盐中的摩尔百分比系数，掺杂范围为0.001≤x≤0.2，采用简单的高温固相法和溶胶凝胶法制备得到。可在近紫外或蓝光激发下，发射出中心波长在654纳米左右的红色荧光，发光强度高、稳定性好，并且与蓝光芯片的激发波长相匹配，可满足WLEDs中的调制光源色温和提高显色指数。本发明制备方法简单、易于操作，成本低且原料供应不受限制，易于操作和工业化生产；生产过程无废气废液排放，是一种环境友好的无机发光材料。

技术领域

本发明涉及一种发光材料、制备方法及应用，特别涉及一种可被近紫外和蓝光激发的红色荧光粉、制备方法及应用，属于无机发光材料技术领域。

背景技术

白光LEDs具有高亮度、长寿命、节能、环保等特点，作为一种新型的绿色光源，被广泛应用于信号灯、指示灯、显示屏和景观照明等领域。现使用的白光LEDs主要以蓝光LED和YAG荧光粉组合形成白光为主，虽然在质和量方面有很大的进展，但也存在一些关键问题，最大的缺陷就是显色指数偏低，显色指数较好的仅在85左右，通过大量研究证明，主要是因为LED红光区域的光度所制。将红色荧光粉与黄色荧光YAG：Ce混合，并与InGaN蓝光芯片组合可以得到人们所需求的暖白光，因此，红色荧光粉越来越受到了研究者们的关注。

虽然目前已经研发了大量的红色荧光粉，但是能被近紫外光和蓝光有效激发的红色荧光粉比较少。传统的商用红色荧光粉是在固体材料中掺杂稀土离子，并在紫外(小于365纳米)下激发，但是因为其与蓝光芯片(激发区域一般在380-470纳米)不匹配所以不能满足WLEDs中的应用需求，而且稀土离子价格昂贵，全球的供应也越来越匮乏，因此近些年来，寻找低成本、高性能的荧光粉材料已经成为一种趋势。

发明内容

针对上述现有技术本发明的目的在于提供一种能够实现近紫外光和蓝光有效激发的、显色指数高的红色荧光粉，本发明的另一目的在于提供上述红色荧光粉的制备方法，保证操作简单、成本低且可重复性好，本发明的第三个目的在于提供上述红色荧光粉的应用。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种可被近紫外和蓝光激发的红色荧光粉，化学式为Ba₄Ti₁₀Al_2-2xMn_2xO₂₇，x为Mn⁴⁺离子掺杂的摩尔百分比系数，掺杂范围0.001≤x≤0.2。

本发明还提供了一种可被近紫外和蓝光激发的红色荧光粉的制备方法，采用高温固相法，包括以下步骤：

(1)按照化学式Ba₄Ti₁₀Al_2-2xMn_2xO₂₇，其中0.001≤x≤0.2对应的化学计量比称取含钡离子Ba²⁺的化合物、含钛离子Ti⁴⁺的化合物、含铝离子Al³⁺的化合物和含锰离子Mn⁴⁺的化合物，研磨并混合均匀；

(2)将混合物在空气气氛下预煅烧，预煅烧温度为300～500℃，预煅烧时间为3～10小时；

(3)将上述煅烧后的产物冷却至室温，取出样品，充分研磨并混合均匀，在含有氧气的气氛中煅烧，煅烧温度为500～1000℃，煅烧时间为6～15小时；

(4)冷却至室温后取出样品，充分研磨并混合均匀，再次在含有氧气的气氛中煅烧，煅烧温度为1000～1500℃，煅烧时间为8～16小时，即可得到一种能被近紫外和蓝光激发的红色荧光粉。