[发明专利]近紫外光转换发射红色荧光的材料的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种近紫外光转换发射红色荧光的材料的制备方法及其应用，属于发光物理学中的无机发光材料领域。

背景技术

近年来，白光LED以低能耗而获得较高的发光效率，是新颖的节能照明光源。此外，目前广泛使用的节能灯，其灯管中都含有污染环境的化学物质汞，容易给环境带来危害。而白光LED在生产及使用过程中，并不产生对环境有害的化学物质，消除了汞对人体及周围环境的污染，因而被称为是一种“绿色环保”的照明设备。所谓的“白光”是将多种颜色混合所得到的混合光，实现白光LED的途径从技术上有两种方式：（1）多色LED芯片组合法是将红、绿、蓝三种LED芯片以一定的方式排布、集合成一个发白光的LED模块，从而实现白光的输出；（2）荧光体转换是指将一块单色LED芯片与一种或者多种荧光体组合，当电流通过时，荧光体将芯片发出的紫外光转换为可见光，或将芯片发出的蓝光部分转换为黄光(或绿光、红光)，经透镜复合成白光。

目前，具有物理化学性能稳定、无污染等优点的稀土发光材料已成为新型发光材料研究和发展的新方向，此类荧光粉可广泛应用为白光LED的组成部分。其中，铕离子因其具有丰富的能级，其4f电子轨道具有独特的电子结构和多样化的跃迁模式，可以在不同能级之间跃迁，使其在光谱研究方面应用最广泛，人们对Eu³⁺的发光性能研究已较为成熟，Eu³⁺发射出较狭窄的波长，且其发射出的波长主要位于橙-红色光范围内。因而对Eu³⁺掺杂的稀土发光材料的制备和发光性能的探讨是目前研究的热点。

中国专利CN200910189058.4报道了一种铕和钐共掺杂的铝酸盐红色荧光粉及其制备方法；中国专利CN201310580907.5报道了一种铕和铽共掺杂的锑铝酸盐发光材料的制备方法和应用。在这些报道的基础上，我们研究了一种可以实现紫外光转换发射红色荧光的铝酸盐材料M_1-xEu_xZn₇AlO₁₀(M=Lu，Y)，其中x为Eu³⁺掺杂的摩尔百分数，0.0001≤x≤0.6。该材料的制备工艺简单，不会产生任何污染，同时具有合成的光转换材料性能稳定的优点，且目前尚无报道。

发明内容

本发明的意义在于提供一种能够实现近紫外光转换发射红色荧光的白光LED用荧光材料。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种近紫外光转换发射红色荧光的材料，其特征在于：它在390纳米附近的近紫外光激发下发射610纳米附近的红色荧光；所述材料的化学通式为M_1-xEu_xZn₇AlO₁₀(M=Lu，Y)，其中x为Eu³⁺掺杂的摩尔百分数，0.0001≤x≤0.6。

一种近紫外光转换发射红色荧光的材料制备方法，采用高温固相法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤（1）：按化学式M_1-xEu_xZn₇AlO₁₀中各元素的化学计量比，其中0.0001≤x≤0.6，分别称取含有M离子M³⁺的化合物、含有铕离子Eu³⁺的化合物、含有锌离子Zn²⁺的化合物、含有铝离子Al³⁺的化合物，研磨并混合均匀，得到混合物；

步骤（2）：将步骤（1）得到的混合物在空气气氛下煅烧1～2次；所述煅烧温度为300～700℃，煅烧时间为1～12小时；

步骤（3）：将步骤（2）得到的混合物自然冷却，研磨并混合均匀后，在空气气氛中煅烧，煅烧温度为700～1000℃，煅烧时间为1～12小时；

步骤（4）：将步骤（3）得到的混合物自然冷却，研磨并混合均匀后，在空气气氛中煅烧，煅烧温度为1000～1300℃，煅烧时间为1～12小时，自然冷却到室温，得到一种实现近紫外光转换发射红色荧光的材料。

进一步的，步骤（2）的煅烧温度为350～650℃，煅烧时间为2～10小时。

进一步的，步骤（3）的煅烧温度为750～950℃，煅烧时间为2～10小时。

进一步的，步骤（4）的煅烧温度为1050～1250℃，煅烧时间为2～10小时。