[发明专利]一种适于白光LED应用的钛酸盐红色荧光粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于稀土发光材料技术领域，具体涉及一种适于白光LED应用的钛酸盐红色荧光粉及其制备方法。

背景技术

白光LED是一种高效、节能、环保、绿色的照明光源，被广泛应用于各种照明和显示领域。

目前，商用的红色荧光粉为Y₂O₂S∶Eu³⁺。但是红色荧光粉Y₂O₂S∶Eu³⁺存在发光效率低、稳定性差、易老化等问题，而且对近紫外光的吸收有限，其发光强度只有蓝色荧光粉和绿色荧光粉亮度的八分之一。高效稳定红色荧光粉的缺乏制约了白光LED性能的进一步发展。

目前，发光材料掺杂的稀土元素主要集中在Ce、Tb、Eu等上，对于能吸收紫外光并发射红光的Sm研究较少，Sm的这一特点在白光LED降低相关色温上具有应用价值。钛酸盐在近紫外区有较强的吸收，基质阴离子团对稀土离子存在着有效的能量传递。

发明内容

本发明的目的是提供一种适合白光LED应用的钛酸盐红色荧光粉及其制备方法，其发光强度高，稳定性强。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种适于白光LED应用的钛酸盐红色荧光粉，所述钛酸盐基荧光粉的化学通式为NaA_1-xTiO₄∶xSm，其中，A为La³⁺或Y³⁺，0.001≤x≤0.10。

上述适于白光LED应用的钛酸盐红色荧光粉的制备方法，包括以下步骤：

（1）按化学通式NaA_1-xTiO₄∶xSm中的化学计量比，将含有Na元素的固体化合物、含有A元素的固体化合物、含有Ti元素的固体化合物、含有Sm元素的固体化合物和助熔剂混合，然后研磨混合均匀，得到混合物；

（2）将混合物装入坩埚中，再将坩埚放入高温电炉中，在空气气氛下煅烧，得到煅烧物；

（3）将煅烧物粉碎、研磨、过筛、洗涤、干燥，得到NaA_1-xTiO₄∶xSm红色荧光粉。

所述步骤（1）中含有Na元素的固体化合物为Na₂CO₃，含有Ti元素的固体化合物为TiO₂，含有Eu元素的固体化合物为Eu₂O₃，含有A元素的固体化合物为La₂O₃或Y₂O₃。

所述步骤（1）中的助熔剂为Na₂CO₃，用量为含有Na元素的固体化合物物质的量的20％～50％。

所述步骤（1）中研磨的时间为30～60分钟。

所述步骤（2）中煅烧采用的煅烧制度为，在空气气氛下自室温以10℃/min的升温速率升至900～1100℃，保温时间为2～8小时。

所述步骤（3）中过筛为过100目筛；洗涤具体为酸洗、水洗中的一种或两种，其中，酸洗采用pH值为1的稀盐酸进行。

所述步骤（3）中干燥的温度为120～150℃，时间为4～8小时。

相对于现有技术，本发明具有的有益效果：

本发明提供的一种白光LED用钛酸盐基红色荧光粉的制备方法，该方法可操作性强，制备工艺简单，适合于大规模工业化生产。由于钛酸盐具有良好的热稳定性和化学稳定性，是一种很好的发光基质材料；三价稀土离子具有丰富的能级，其掺杂的发光材料在绿色照明、生物荧光标识、短波长激光器、信息显示以及光电子学等领域有着广阔的应用前景，所以本发明制得的钛酸盐红色荧光粉以三价钐离子Sm³⁺为激活离子，NaLaTiO₄或NaYTiO₄为基质，可被390～410nm的紫外光及460～490nm的蓝光有效激发，适合于紫外、近紫外或蓝光等激发光源激发，发射波长在560～670nm的红光，且发光效率高、高温稳定性能好，作为红光成分适用于紫外激发的白光LED中，是一种发光性能优良的白光LED用硅酸盐红色荧光粉。

附图说明

图1是实施例1制备的NaLa_0.995Sm_0.005TiO₄红色荧光粉的X-射线衍射图谱与NaLaTiO₄标准卡片（PDF#86-0828）对照图。