[發明專利]一種可被近紫外光激發的紅色熒光材料、制備方法及應用

有效

• 申請號: 201710196254.9
• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN107099291B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 喬學斌
• 申請（專利權）人: 江蘇師范大學
• 主分類號: C09K11/67
• 分類號: C09K11/67;H01L33/50
• 代理公司: 徐州市淮海專利事務所 32205
• 代理人: 李鵬

本發明公開了一種可被近紫外光激發的紅色熒光材料、制備方法及應用，其化學式為：Ca_5?5xEu_5xNb₄Ti₃O₂₁，其中x是稀土銪離子Eu³⁺取代Ca離子的摩爾比，且0.0001≤x≤0.20。本發明在激發光為350?420納米的近紫外區域內，能夠發射峰值位于615納米左右的紅光，其發光的色度坐標值為x＝0.625?0.655，y＝0.345?0.375的紅色，色度純正；激發波長與InAlGaN、InGaAs等近紫外半導體芯片非常匹配，可用作多基色節能熒光光源LED和WLED中的深紅色組分，以調制光源色溫和提高顯色指數。基質穩定耐腐蝕，發光效率高，無毒無公害；制備方法簡單易于操作，對生產條件和設備要求不高，成本低、無任何污染，適于工業化生產。

技術領域

本發明涉及一種可被近紫外光激發的紅色熒光材料、制備方法及應用，屬于發光材料和顯示技術領域。

背景技術

白光LED是新興的綠色照明技術，具有強大的發展潛力。與白熾燈與熒光燈相比，白光LED更節能：白光LED的能耗僅為白熾燈的1/8，節能燈的1/2；壽命長：10萬小時以上；可以工作在高速狀態：節能燈如果頻繁的啟動或關斷燈絲就會發黑很快的壞掉；環保：廢棄物可回收、沒有污染；制備容易：固態封裝，不怕振動，基本上用不著考慮散熱等等。現使用的白光LEDs主要以藍光LED和YAG熒光粉組合形成白光為主：將紅色熒光粉與黃色熒光YAG：Ce混合，并與InGaN藍光芯片組合可以得到人們所需求的白光。雖然LED在質和量方面有很大的進展，但也存在一些關鍵問題，最大的缺陷就是顯色指數偏低，顯色指數較好的僅在85左右，通過大量研究證明，主要是因為LED紅光區域的光度不好所致。因此，紅色熒光粉越來越受到了研究者們的關注。

另一方面，雖然目前已經研發了一些紅色熒光粉，但是大部分是在紫外(小于365納米)下激發，其與藍光芯片(激發區域一般在380-470納米)不匹配所以不能穩定地滿足WLEDs中的應用需求，因此現階段能被近紫外光有效激發的紅色熒光粉比較少，且穩定性和發光效率不高，另外普通的熒光粉在紫外線輻射下還會產生硫化物等有毒氣體，對環境造成危害，其制造麻煩、制取過程花費的成本也較高。因此研究性能好的紅色熒光粉不僅具有一定的理論意義，更具有重要的實際應用意義。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明的第一個目的是提供一種能夠被近紫外光有效激發，穩定性好、發光質量高和無污染的發射紅光的熒光材料，本發明的另一目的在于提供上述熒光材料的制備方法，保證操作簡單、成本低且可重復性好，本發明的第三個目的在于提供上述熒光材料的應用。

為到以上目的，本發明采用的技術方案是：一種可被近紫外光激發的紅色熒光材料，化學通式為：Ca_5-5xEu_5xNb₄Ti₃O₂₁，其中x是銪離子Eu³⁺取代Ca離子的摩爾比，且0.0001≤x≤0.20。

本發明還提供了一種上述的可被近紫外光激發的紅色熒光材料的制備方法，采用高溫固相法，包括以下步驟：

(1)按通式Ca_5-5xEu_5xNb₄Ti₃O₂₁，0.0001≤x≤0.20中對應元素的化學計量比稱取含有鈣離子Ca²⁺的化合物、含有銪離子Eu³⁺的化合物、含有鈮離子Nb⁵⁺的化合物、含有鈦離子Ti⁴⁺的化合物為制備的原料，將稱取的原料分別研磨，混合均勻；

(2)將步驟(1)得到的混合物在空氣氣氛下預燒結1～2次，燒結溫度為900～1200℃，燒結時間為1～10小時；