[发明专利]一种色度可调荧光粉的制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及光致发光材料领域，特别是涉及一种采用碱金属碱土金属硼酸盐固溶体为基质，进行稀土离子掺杂合成掺铕硼酸钠锶钡盐NaSr_4-xBa_x(BO₃)₃:Eu³⁺(0.5≤x≤3.5)的制备方法及其在光致发光方面的用途。

背景技术

光致发光是指用紫外、可见光及红外光激发发光材料而产生发光的现象。第四代绿色照明光源LED(光致发光二极管)就是利用这一原理制成的。目前，实现白光LED主要通过三基色LED混色法和光转换法。参阅文献1：徐舒瑢，苏勉曾，《发光学与发光材料》，化学工业出版社，2004。其中光转换白光LED是当今国际上的主流方案，而高性能光转换荧光体则是其中的关键材料。参阅文献2：X.Q.Piao，T.Horikawa，H.Hanzawa，et al.，Appl.Phys.Lett.88(2007)161908。在LED用荧光粉中，稀土Eu³⁺掺杂一直是最为广泛的红色荧光粉制备方法之一，参阅文献3：Jong Seong Bae and Jung Hyun Jeong，Appl.Phys.Lett.82(2003)3629。它具有发光强度高，色度纯正等特点。

在含有碱土金属离子的化合物中进行Eu³⁺掺杂时，它很容易取代晶格中Sr²⁺和Ba²⁺的某些位置，而形成发光中心。例如NaSr₄(BO₃)₃:Eu³⁺在400nm的近紫外光激发下，可发射主峰在613nm的红光，而NaBa₄(BO₃)₃:Eu³⁺在同样波长光激发下，发射光的主峰在586nm。参阅文献4：L.Wu，X.L.Chen，H.Li，et al.，Inorg.Chem.44(2005)6409。显示了Eu³⁺对两种不同碱土金属离子位置取代时的择优性(即在NaSr₄(BO₃)₃中占据非中心对称的48f位置，在NaBa₄(BO₃)₃中占据中心对称的16a位置)和不同晶场环境对Eu³⁺离子发光的影响，这为合成连续调节色度的荧光粉提供了条件。

NaSr₄(BO₃)₃和NaBa₄(BO₃)₃可形成连续固溶体NaSr_4-xBa_x(BO₃)₃(0.5≤x≤3.5)，鉴于Eu³⁺对Sr²⁺和Ba²⁺取代位置的不同，我们认为，将Eu³⁺掺杂到该固溶体中，随x值的变化，可利用Sr²⁺和Ba²⁺在固溶体中的不同含量，使制备的荧光粉发光色度具有连续变化的特点，在白光LED色度调节时发挥作用。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种利用固溶体基质的色度可调荧光粉及其制备方法。

本发明的另一目的是提供上述荧光粉在光致发光方面的用途。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种色度可调荧光粉，所述的荧光粉为以固溶体为基质的掺铕的硼酸钠锶钡盐NaSr_4-xBa_x(BO₃)₃:Eu³⁺，0.5≤x≤3.5。

一种色度可调荧光粉的制备方法，以连续固溶体为基质进行制备。

所述的色度可调荧光粉的制备方法，所用连续固溶体晶胞中可替代的阳离子具有两种不同对称性的格位。

所述的色度可调荧光粉的制备方法，具体包括以下步骤：

将碱金属碳酸盐，碱土金属碳酸盐，稀土氧化物和硼酸混合均匀后放入反应容器中，将反应容器的温度升至550-650℃，保温然后使其自然冷却，取出产物置于研钵中均匀研磨后再次放入反应容器，加热至750-850℃，保温后，自然冷却至室温，即获得相应的荧光粉。