[发明专利]一种LED用紫外、近紫外、蓝光激发的红色荧光粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于LED发光材料技术领域，具体涉及一种紫外、近紫外、蓝光激发的偏硅酸盐基红色荧光粉及其制备方法。

背景技术

白光LED照明被称为第四代照明光源，可广泛应用于各种照明设施，具有取代传统照明的趋势。目前，实现白光LED是蓝光GaInN芯片激发YAG(Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺)荧光粉产生黄光，与芯片蓝光混合成白光。由于YAG荧光粉发射光谱缺少红光成分，存在显色指数低、色温高等缺陷，一些常用的稀土激活的硫化物红色荧光粉(CaS:Eu²⁺；Ca_1-xSr_xS:Eu²⁺等)虽然可以弥补红光的不足，但这些硫化物的化学稳定性较差，难以大规模推广使用，因此急需发光强度高、性质稳定的可被蓝光芯片激发的红色荧光粉。由于人眼对紫外和近紫外光不敏感，因此最新的获得白光LED的方案是用紫外或近紫外芯片来激发按比例混合好的红色、绿色、蓝色荧光粉，调节各颜色的强度获得白光，此方法获得的白光色温可控且稳定，成为了未来的发展趋势。因此人们迫切需要一种发光强度高，稳定性好，廉价易得的可被紫外或近紫外光激发红色荧光粉。稀土铕离子由于可以被230-300 nm的紫外光、360-420 nm的近紫外光以及460-480nm的蓝光有效激发，而成为了一种非常合适的激活剂离子。例如CN104818017A公开了一种白光LED用钼酸盐基红色荧光粉及其制备方法，该荧光粉可被近紫外光和蓝光激发获得红光，不能被紫外光有效激发。而CN106978173A公开了一种正硅酸盐基红色荧光粉及其制备方法，该荧光粉可以被紫外光和近紫外光激活，但是其采用的高温固相法所需的烧结温度过高，能耗过大，而溶胶凝胶法涉及有毒物质，伤及人体健康，不适合推广。铋离子由于其发射光谱与铕离子的吸收范围重叠较好，共掺铋离子可有效敏化铕离子，提高红光的强度，因此被较多的采用，例如 CN104004518A公开了一种铕/铋共掺型CaWO₄红色荧光粉的制备方法，可以被蓝光和近紫外光激发，CN106497564A公开了一种红色荧光粉，其化学通式为Sr₃Ga₂Ge₄O₁₄:xEu³⁺，yBi³⁺，该荧光粉可被近紫外光有效激发，但是很难被紫外光和近紫外光同时激发。为了解决以上的问题，本发明公开了一种LED用紫外、近紫外、蓝光三激发偏硅酸盐红色荧光粉及其制备方法，荧光粉在较低的温度下煅烧得到，时间短、节省能源、原料廉价易得、工艺简单、易于工业化生产，具有广泛的应用价值。因此，研究、开发新型紫外近紫外双激发的偏硅酸盐基红色荧光粉很可能是解决现在白光LED技术难题的关键，具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明目的在于提供一种LED用紫外、近紫外、蓝光激发的偏硅酸盐基红色荧光粉及其制备方法，该荧光粉在230-300nm的紫外光、360-420nm的近紫外光以及460-480nm的蓝光激发下发射位于570-720nm的红光，其峰值波长为616nm，适用于紫外或近紫外激发白光LED。该制备方法包括下列步骤：

（1）根据化学式Ba_1-2x-2ySiO₃:xEu³⁺，yBi³⁺，(x+y)K⁺元素化学计量比，其中0.01≤x≤0.1，0< y≤0.02，0.01<x+y≤0.1，分别称取钡盐氧化铕、含铋化合物，电荷补偿剂钾盐，量取正硅酸乙酯；

（2）配制沉淀剂溶液，浓度为1～3mol/L；

（3）将量取的正硅酸乙酯加入到适量的超纯水中，滴加少量浓酸，然后水浴加热至40℃～70℃使其分解；

（4）将称取的氧化铕用适量的浓酸溶解，含铋化合物为氧化铋时与氧化铕一同溶解，加入适量的去离子水后加入（3）所得溶液进行水浴处理；

（5）向步骤（4）获得的溶液加入上述含铋化合物、钡盐与钾盐，同时搅拌，滴加沉淀剂，直至溶液pH≥7，继续搅拌1～4小时，至反应充分进行；

（6）将上述溶液直接烘干，然后在600~800℃预烧1~3小时，充分研磨后得到前驱物；

（7）将前驱物置于马弗炉中在空气下煅烧，煅烧温度为1000～1200℃，煅烧时间为2～7小时，即得到目标产物；