[發明專利]銪摻雜水合鉬酸鋅高效紅色熒光粉及其制備方法

無效

• 申請號: 201110166255.1
• 申請日: 2011-06-21
• 公開（公告）號: CN102277162A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 李永繡;饒陽;周雪珍;李穎毅;胡小野;歐陽春梅
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: C09K11/68
• 分類號: C09K11/68;H01L33/50
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 徐光熙

技術領域

本發明屬于稀土發光材料技術領域，具體涉及一種可被近紫外和藍光有效激發紅色熒光粉及其制備方法，該類熒光粉可用于白光LED器具、生物探針、醫學造影等領域。

背景技術

發光材料有很多應用領域，其中固體白光照明和生物探針是當前研究最為熱門的領域。不同的應用目的對熒光粉的要求不同，因此，針對具體的應用目標要求來設計合成高效熒光材料是當前研究的重點。?

白光發光二極管（LED）具有高效，低能耗，無污染等特點，是符合環保、節能的綠色光源，有著廣闊的應用前景。目前，白光LED的商業化產品主要是用藍光LED+YAG:Ce黃色熒光粉來構建的。這種組合方式所得的白光由于缺乏紅光，顯色指數低。為了提高顯色性，需要開發高效高穩定性紅色熒光粉，但目前商用的硫化物系紅色熒光粉化學性能不穩定，壽命短，容易分解并產生對人體有害的SO₂氣體，硫元素的析出也會對芯片造成腐蝕性影響，從而導致整個器件的失效。另一類可用于白光LED以提高顯色性的黃色和紅色熒光粉是稀土摻雜的氮化物和氮氧化物，但它們的合成條件苛刻，需要很高的溫度和10大氣壓的氣氛下合成，因此，需要尋求性能優異合成方便的熒光粉；?

作為生物探針和細胞造影應用的熒光材料中應用最早的是熒光蛋白、染料及紫外光激發的各種熒光粉，由于紫外光對細胞和生命體的損害作用，希望能尋找出不用紫外激發的熒光材料。這些年，可為近紅外高效激發的上轉換發光材料引起了人們的廣泛重視和系統的研究，主要是稀土鉺、鈥、鐿摻雜的稀土氟化物和氧化物。但它們本身的生物相容性不好，需要采用高效的表面活性劑或對它們進行進一步的化學處理才能得到很好的效果。合成成本高，有些高效表面活性劑本身就有毒性。因此，尋求合成簡單、在水溶液中仍然有很強熒光特征的可用可見光激發的新型熒光粉，是這一領域的一條新途徑。

Eu³⁺激活的鎢酸鹽和鉬酸鹽體系在近紫外區具有較寬的高強電荷轉移吸收帶，經過紫外激發后其能量通過無輻射躍遷傳遞給激活劑離子，產生高效的紅色熒光。在可見光區也有多個與Eu³⁺的4f-4f躍遷相關的激發峰，因此，可以用于多種光源的激發發出高效的紅色熒光粉。鉬酸鹽是一類發光性能優良的基質材料，我們曾選用Zn²⁺為熒光粉的基質陽離子，采取Eu³⁺摻雜以及用電荷補償等方法合成得到了能夠被近紫外和藍光激發的高效紅色熒光粉【】，但合成方法是通常的高溫固相化學反應法。高溫固相法能耗大，反應時間長，合成的熒光粉硬度較大，粒度偏大。本發明采用簡單的共沉淀法，成功合成了一類銪摻雜水合鉬酸鋅高效紅色熒光粉，有效提高了該熒光粉在近紫外和藍色LED光激發下的發光亮度，可望在藍光LED芯片激發的白光照明器具和生物探針等領域得到應用。?

合成紅色熒光粉的發光強度高于高溫固相化學反應發合成的產品，且在水中穩定，可以通過合成條件的控制得到納米級熒光粉，滿足生物醫藥研究和產品開發的要求。具有方法簡單、能耗低、發光強度高、對水穩定等優點。?

發明內容

本發明的目的是提供一種化學性能穩定、發光效果好、色純度理想的可同時被近紫外和藍光LED有效激發而發紅色光的熒光粉。?

本發明的另一目的是尋求上述紅色熒光粉的低能耗經濟合成方法以取代目前常用的高溫固相化學反應法，通過節能降耗來達到無污染，低成本目標。?

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：?

采用穩定的ZnMoO₄為基質晶格，采用Eu³⁺作為激活中心。以Li⁺，Na⁺，K⁺中的一種或多種作為電荷補償劑，以提高Eu³⁺在395nm和466nm處的吸收激發，從而很好的提高熒光粉的發光亮度。合成熒光粉的化學組成通式為A_1-x-yMoO₄:Eu_x?B_y，x和y的取值范圍為：0.05≤x≤0.3，0≤y≤0.3，最佳值為x=0.25,?y=0.25；其中，A為Zn及其替代元素Ca,?Gd等堿土金屬、稀土金屬中的一種或多種，B為Li⁺,?Na⁺,?K⁺中的一種或多種，且B為Li時效果最好。

本發明涉及的制備熒光粉的方法如下：?