[发明专利]一种Ca1-x-yTiO3:Eu3+x,Sm3+y荧光粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属CaTiO₃:Eu³⁺荧光粉及其制备领域，特别是涉及一种Ca_1-x-yTiO₃:Eu³⁺_x，Sm³⁺_y荧光粉及其制备方法。 

背景技术

自从发明了以InGaN为基础的蓝光激发白光发光二极管(White-LEDs)以来，白光LED在电子器件中的应用得到迅速发展，如手机的背光源等；同时随着半导体芯片技术的进步和高效荧光粉的开发，白光LED的发光效率已经并将会得到更为显著的提高。白光LED已经显示了取代传统照明方式的潜力，目前白光LED的发光效率已经超过了白炽灯，正在接近荧光灯。又由于白光LED的长寿命、节省能源、环境友好的特性，正迅速由个人通讯设备、液晶显示背光源方面的应用扩展到汽车照明和家庭普通照明领域。 

自从日本日亚化学公司于1996年首先研制出以黄光系列的钇铝石榴石(yttriumaluminum garnet，YAG)荧光粉配合蓝光LED得到高效率的白光光源，近年来，科研人员对钇铝石榴石系列荧光粉的制备、发光性能进行了大量研究。这种荧光粉凭借良好的稳定性以及与相应LED芯片的良好匹配得到了很广泛的应用，并且商业化。但是这类蓝光LED芯片搭配黄光荧光粉的设计存在着很大的缺陷，随着使用时间的增加，芯片的老化问题将导致发出的光蓝移，最终使其与荧光粉所发出的光的混合光源偏蓝，使显色指数大大降低。 

随着UV和近UV光有效激发的高效红色荧光粉的研究，逐渐可以解决发光偏冷这一问题。红色荧光粉方面，庄卫东等在中国稀土学报2004，22(6)：854报道了一种二价铕激活碱土过渡金属复合硫化物的红色荧光粉。二价铕激活硫化物(Sr，Ca)S:Eu²⁺在460nm激发下发射峰波长为600nm。但是，这种荧光粉稳定性差、容易潮解，须进行包覆处理。可见，目前荧光粉研究领域中仍然存在许多严峻的问题，比如，光转换效率和热稳定性能优良的荧光粉，特别是可被近UV光有效激发的高效红色荧光粉极其缺少，而又极其需要。 

目前作为在紫外激发范围的固态光源是InGaN基的二极管和荧光材料来实现的。目前最为常用的是InGaN基蓝光LED芯片与蓝色荧光粉BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺和绿色荧光粉ZnS:Cu⁺，A1³⁺以及Y₂O₂S:Eu³⁺的组合，然而，Y₂O₂S:Eu³⁺是低化学稳定性的，它在400nm激发时激发强度会突然降低。这样就急需一个具有好的稳定性的荧光粉，并且它既能在紫外范围被激发，又能提供高的发光强度。 

CaTiO₃:Eu³⁺作为一种新兴的红色荧光粉，具有很好的热稳定性和化学稳定性，同时还具有较高的显色指数。但CaTiO₃:Eu³⁺荧光粉的激发范围仍不理想，当芯片老化，激发范围 偏移，就会严重影响LED灯的使用，并且影响和限制了这种材料的广泛应用，本发明就是以不降低或只稍微降低其发光强度的基础上，增宽其受激发的范围，使其更适用于各种应用。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种Ca_1-x-yTiO₃:Eu³⁺_x，Sm³⁺_y荧光粉及其制备方法，该方法工艺简单，所需生产设备简单，易于实现工业化生产；制备的Sm掺杂CaTiO₃:Eu³⁺荧光粉在465nm处比CaTiO₃:Eu³⁺荧光粉激发范围增宽80％～90％。 

本发明的一种Ca_1-x-yTiO₃:Eu³⁺_x，Sm³⁺_y荧光粉，其中钙∶钛∶铕∶钐的化学计量比为1-x-y∶1∶x∶y，其中，0＜x≤0.28，0＜y≤0.05。