[发明专利]一种铕离子Eu3+激活的红色荧光粉、制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种用作近紫外激发下发射红色荧光的荧光材料，特别涉及一种铕离子Eu³⁺激活的红色荧光粉及其制备方法，它可应用于适于用作近紫外350～400nm 辐射的InGaN管芯激发的LED 荧光粉中，属于荧光材料技术领域。 

背景技术

20世纪60年代问世的LED在短短30多年里得到了飞速的发展，特别是1998年白光LED的开发成功，使得LED应用从单纯的标示显示功能向照明功能迈出了实质性的一步。

目前，白光LED普遍使用发蓝光LED叠加由蓝光激发的发黄光的钇铝石榴石（YAG）荧光粉，合成白光。由于其发光光谱中仅含有蓝、黄这两个主波，缺少红光成分，所以存在色温偏高、显色指数偏低的问题，不符合普通照明的要求。由于人眼对色差的敏感性大大高于对光强弱的敏感性，对照明而言，光源的显色性往往比发光效率更重要。白光发射的重要途径之一是利用稀土发光材料的荧光转换技术，把InGaN半导体管芯发射的460nm蓝光或400nm近紫外光转化成白光。

尽管目前白光LED在流明效率、显色指数、色温、色坐标等单项指数上都能取得很好的结果，但是，却未能制备出各项性能都令人满意的器件。使用荧光粉与LED组合实现白光的工艺，可以通过改变荧光粉的发射波长、荧光粉厚度来调节白光LED的色度、色温等，因该方式可得到很高的显色性能，色温是在2500～10000K范围之内任意匹配。在现有的技术中，由于白光LED的荧光粉缺乏红光成分，或是红色荧光粉的发光效率不高，或是性能不稳定，致使封装出的白光LED发光效率较低或者寿命较短。因此，开发新型的红色荧光粉成为国内外研究的热点。

发明内容

本发明是为了克服红色荧光粉在近紫外和蓝光区域吸收弱的不足，提供一种结晶度高，发光质量好，且制备工艺简单、无污染的Eu³⁺激活的红色荧光粉，制备方法及其应用。

为到以上目的，本发明采用的技术方案是提供一种铕离子Eu³⁺激活的红色荧光粉，它的化学式为CaMg₃Y_8-8xEu_8xO₁₆，其中，x为Eu³⁺掺杂的摩尔百分数，0.0001≤x≤1.0。

本发明技术方案包括一种如上所述的铕离子Eu³⁺激活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、以含有钙离子Ca²⁺的化合物、含有镁离子Mg²⁺的化合物、含有钇离子Y³⁺的化合物、含有铕离子Eu³⁺的化合物为原料，按通式CaMg₃Y_8-8xEu_8xO₁₆中对应元素的化学计量比称取各原料，其中x为Eu³⁺掺杂的摩尔百分数，0.0001≤x≤1.0；将称取的原料分别研磨，混合均匀；

 2、将得到的混合物在空气气氛下预烧结1～2次，烧结温度为500～1000℃，一次的烧结时间为8～20小时；

3、自然冷却后，研磨并混合均匀，在空气气氛中煅烧，煅烧温度为1000～1500℃，煅烧时间为8～20小时，得到一种铕离子Eu³⁺激活的红色荧光粉。

本发明所述的含有钙离子Ca²⁺的化合物为氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙、硝酸钙、草酸钙、硫酸钙中的一种。所述的含有镁离子Mg²⁺的化合物为氧化镁、硝酸镁、碱式碳酸镁中的一种。所述的含有铕离子Eu²⁺的化合物为氧化铕、硝酸铕中的一种。所述的含有钇离子Y³⁺的化合物为氧化钇、硝酸钇中的一种。

本发明优选的技术方案是：步骤2所述的混合物在空气气氛下预烧结为一次，烧结温度为600～950℃，烧结时间为10～18小时。步骤3所述的在空气气氛中煅烧，煅烧温度为1100～1450℃，煅烧时间为10～18小时。

本发明所述的铕离子Eu³⁺激活的红色荧光粉的应用，其荧光粉的激发波长在350～400nm的近紫外区域，匹配近紫外InGaN芯片的辐射波长，将其配合适量的蓝色荧光粉，涂敷和封装于InGaN二极管外，制备白光LED照明器件。

与现有技术相比，本发明技术方案的优点在于：