[发明专利]在近紫外激发下发射黄光的荧光材料、制备方法和应用

说明书

本专利发明公开了一种在近紫外激发下发射黄光的荧光材料、制备方法和应用，材料化学式为：Ca_5‑5xDy_5xNb₄Ti₃O₂₁；其中x是稀土镝离子Dy³⁺取代钙离子Ca²⁺的摩尔比，且0.0001≤x≤0.20。本发明黄色荧光材料在激发光为350‑420纳米的近紫外区域内，发射峰值位于574纳米左右的黄光，其发光的色度坐标值为x＝0.490‑0.505，y＝0.490‑0.485；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中的黄色组分，以调制光源色温和提高显色指数，还可以用于被紫外光激发的其他各种照明设备中。其物理化学性能稳定，发光效率高，无毒、无公害；制备方法简单易于操作，直接在空气中焙烧，成本低、无任何污染，适于工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种在近紫外激发下发射黄光的荧光材料、制备方法和应用，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具有体积小、节能、寿命长、环保、制备容易等优点。白光是由多种颜色混合而成的光，现使用的白光LEDs主要是将红色荧光粉与黄色荧光粉混合，并与InGaN蓝光芯片组合得到人们所需求的白光。

虽然目前已经研发了一些黄色荧光粉，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黄色荧光粉比较少，且稳定性和发光效率不高，导致显色指数偏低、色调偏冷，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。因此研究性能好的黄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黄光的荧光材料，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：一种在近紫外激发下发射黄光的荧光材料，其化学组成通式为：Ca_5-5xDy_5xNb₄Ti₃O₂₁，其中x是镝离子Dy³⁺取代钙离子Ca²⁺的摩尔比，且0.0001≤x≤0.20。

本发明还提供了一种上述在近紫外激发下发射黄光的荧光材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按通式Ca_5-5xDy_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、含有镝离子Dy³⁺的化合物、含有铌离子Nb⁵⁺的化合物、含有钛离子Ti⁴⁺的化合物作为制备的原料，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；

(3)将步骤(2)的混合物自然冷却后，研磨均匀，在空气气氛中煅烧，煅烧温度为1200～1400℃，煅烧时间为1～15小时，即可得到一种黄色荧光材料。