[发明专利]一种可被近紫外光激发的红色荧光材料、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种可被近紫外光激发的红色荧光材料、制备方法及应用，其化学式为：Ca_5‑5xEu_5xNb₄Ti₃O₂₁，其中x是稀土铕离子Eu³⁺取代Ca离子的摩尔比，且0.0001≤x≤0.20。本发明在激发光为350‑420纳米的近紫外区域内，能够发射峰值位于615纳米左右的红光，其发光的色度坐标值为x＝0.625‑0.655，y＝0.345‑0.375的红色，色度纯正；激发波长与InAlGaN、InGaAs等近紫外半导体芯片非常匹配，可用作多基色节能荧光光源LED和WLED中的深红色组分，以调制光源色温和提高显色指数。基质稳定耐腐蚀，发光效率高，无毒无公害；制备方法简单易于操作，对生产条件和设备要求不高，成本低、无任何污染，适于工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种可被近紫外光激发的红色荧光材料、制备方法及应用，属于发光材料和显示技术领域。

背景技术

白光LED是新兴的绿色照明技术，具有强大的发展潜力。与白炽灯与荧光灯相比，白光LED更节能：白光LED的能耗仅为白炽灯的1/8，节能灯的1/2；寿命长：10万小时以上；可以工作在高速状态：节能灯如果频繁的启动或关断灯丝就会发黑很快的坏掉；环保：废弃物可回收、没有污染；制备容易：固态封装，不怕振动，基本上用不着考虑散热等等。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：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白光。虽然LED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红光区域的光度不好所致。因此，红色荧光粉越来越受到了研究者们的关注。

另一方面，虽然目前已经研发了一些红色荧光粉，但是大部分是在紫外(小于365纳米)下激发，其与蓝光芯片(激发区域一般在380-470纳米)不匹配所以不能稳定地满足WLEDs中的应用需求，因此现阶段能被近紫外光有效激发的红色荧光粉比较少，且稳定性和发光效率不高，另外普通的荧光粉在紫外线辐射下还会产生硫化物等有毒气体，对环境造成危害，其制造麻烦、制取过程花费的成本也较高。因此研究性能好的红色荧光粉不仅具有一定的理论意义，更具有重要的实际应用意义。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的第一个目的是提供一种能够被近紫外光有效激发，稳定性好、发光质量高和无污染的发射红光的荧光材料，本发明的另一目的在于提供上述荧光材料的制备方法，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荧光材料的应用。

为到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种可被近紫外光激发的红色荧光材料，化学通式为：Ca_5-5xEu_5xNb₄Ti₃O₂₁，其中x是铕离子Eu³⁺取代Ca离子的摩尔比，且0.0001≤x≤0.20。

本发明还提供了一种上述的可被近紫外光激发的红色荧光材料的制备方法，采用高温固相法，包括以下步骤：

(1)按通式Ca_5-5xEu_5xNb₄Ti₃O₂₁，0.0001≤x≤0.20中对应元素的化学计量比称取含有钙离子Ca²⁺的化合物、含有铕离子Eu³⁺的化合物、含有铌离子Nb⁵⁺的化合物、含有钛离子Ti⁴⁺的化合物为制备的原料，将称取的原料分别研磨，混合均匀；

(2)将步骤(1)得到的混合物在空气气氛下预烧结1～2次，烧结温度为900～1200℃，烧结时间为1～10小时；