[發(fā)明專利]一種紅色鉍磷酸鹽熒光材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2017-07-10
• 公開（公告）號: CN107474841B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 辛雙宇;王闖;朱革;張偉;李卓為;周發(fā)光
• 申請（專利權(quán)）人: 大連民族大學
• 主分類號: C09K11/81
• 分類號: C09K11/81;H01L33/50
• 代理公司: 錦州遼西專利事務(wù)所(普通合伙) 21225
• 代理人: 王佳佳

一種紅色鉍磷酸鹽熒光材料及其制備方法和應(yīng)用，化學式為：Ca₁₈Li₃Bi_xEu_1?x(PO₄)₁₄。原料包括：含有Ca的氧化物或能夠轉(zhuǎn)化為該氧化物的化合物作為Ca源；含有Li的氧化物或能夠轉(zhuǎn)化為該氧化物的化合物作為Li源；含有Eu氧化物、氯化物或硝酸鹽作為Eu源；含有Bi的氧化物、氫氧化物作為Bi源；含有P的氧化物或能夠轉(zhuǎn)化為P的氧化物的化合物作為P源；將原料混合，先加熱至800℃，保溫2h，然后將溫度升高至1180℃，保溫8h，隨后管式爐冷卻至室溫。優(yōu)點是：制備方法簡便，具有高的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性，產(chǎn)品易大量生產(chǎn)，極具產(chǎn)業(yè)應(yīng)用價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種紅色鉍磷酸鹽熒光材料及其制備方法和應(yīng)用，特別涉及一種用于半導體照明中光致發(fā)光的紅色鉍磷酸鹽熒光材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

19世紀末期，Edison發(fā)明了電燈，第一次改寫了人類照明的歷史，盡管現(xiàn)在的白熾燈發(fā)光效率可以達到15-25流明/瓦特，但其能量轉(zhuǎn)換效率只有5％，其余95％能量都以熱量形式損失。20世紀中期，熒光燈、鹵素燈以及其他的照明設(shè)備陸續(xù)問世，將發(fā)光效率提高到了61-100流明/瓦特，然而其能量轉(zhuǎn)換效率依然只有25％。隨著全球氣候變暖、能源危機以及環(huán)境污染問題日益突出，更加高效、節(jié)能、環(huán)保以及長壽命的照明光源已經(jīng)成為人們不斷追求的目標。20世紀90年代初期，赤崎勇(Isamu Akasaki)，天野浩(Hiroshi Amano)，中村修二(Shuji Nakamura)從半導體中獲得了第一道藍光，使得白光發(fā)光二極管燈(Whitelight emitting diodes,簡稱WLEDs)成為可能，同時開啟了人類照明史的一次新的革命。這種WLEDs燈的效率是傳統(tǒng)日光燈的4倍，白熾燈的近20倍了；而且壽命可達10萬小時，相比之下熒光燈是其十分之一、白熾燈是其百分之一。WLEDs燈的出現(xiàn)是全世界共同提倡和參與節(jié)能、環(huán)保的發(fā)展需要，在節(jié)能、環(huán)保、壽命長等方面具有獨特優(yōu)勢的WLEDs燈替代能耗較大的白熾燈和熒光燈成為必然趨勢。另外，LED燈由于其無鉛、汞等污染物，是真正的環(huán)保產(chǎn)品。

目前國際上商業(yè)應(yīng)用最廣泛的WLEDs技術(shù)是采用黃色熒光粉(如日本日亞化學公司具有專利技術(shù)的(Y_1-aGd_a)₃(Al_1-bGa_b)₅O₁₂:Ce³⁺，簡稱YAG:Ce)與藍色LED芯片結(jié)合的方法實現(xiàn)的，該方法雖然可獲得高效的白光LED光源，但該光源由于缺乏紅色(600nm或更長波長)成分，所以存在顯色指數(shù)偏低、色溫偏高(>5500K)以及高溫光衰嚴重等缺點，很難以滿足普通照明“暖白光”的需求。通過(近)紫外芯片與紅、綠、藍三色熒光材料結(jié)合獲得顯色指數(shù)高、同時色溫低的WLEDs。為了提高最終WLEDs的顯色性和穩(wěn)定性，要求(近)紫外芯片激發(fā)的熒光材料具有較高的發(fā)光效率以及熱穩(wěn)定性能。因此，亟需研發(fā)新型高效且穩(wěn)定性好的發(fā)光材料。

到目前為止能夠被(近)紫外激發(fā)的具有高效率、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性能的紅色發(fā)光材料少有報到。其中性能最好的紅色熒光材料是Y₂O₂S:Eu³⁺，但是它們由于硫酸鹽制備過程中有硫化物的副產(chǎn)物生成，對環(huán)境會造成污染，且在特定的溫度下，化學穩(wěn)定性較差，直接影響光轉(zhuǎn)換效率，Y₂O₂S:Eu³⁺的穩(wěn)定性能有待進一步提高。因此開發(fā)新型高效的紅色熒光材料具有一定的科學和實際意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種熱穩(wěn)定性優(yōu)良、制備方法簡便的紅色鉍磷酸鹽熒光材料及其制備方法和應(yīng)用。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：