[发明专利]一种红色荧光材料及其制备

说明书

技术领域

本发明涉及一种可用于白光LED技术的新型蓝光激发的红色荧光材料及制备方法，属于发光材料技术领域。

背景技术

白光LED具有低能耗、长寿命、体积小、重量轻、方向性好、响应快、固体化、无污染和耐各种恶劣条件等优点，被誉为继白炽灯、荧光灯和高强度气体放电灯之后的第四代照明光源。自1996年第一只白光LED问世以来，发展迅速，发光效率不断提高，有望取代白炽灯、荧光灯和高压汞灯等传统的照明光源，成为二十一世纪最具发展前景的绿色照明光源。

到目前为止，白光LED的制备技术主要有3种：(1)红/绿/蓝三色LED的组合，此法可随意调整颜色，但供电复杂，成本较高。(2)紫外LED与多色荧光粉的组合，此法显色性最好，但目前效率低。(3)蓝光LED与YAG(Y₃Al₅O₁₂):Ce³⁺黄色荧光粉的组合，这种方法相对成本较低，效率较高。如目前采用蓝光InGaN芯片涂敷黄色荧光粉YAG:Ce³⁺所形成的白光LED，在技术上最成熟，已经进入了特殊照明领域。但是，与荧光灯相比其显色指数较低，主要原因是YAG:Ce³⁺光谱中红光波段发射较弱的缘故。(Ca_1-xSr_x)S:Eu²⁺可以被蓝光激发而发射出红光，因而可用作蓝光LED晶片白光LED的红色成分，能弥补黄色荧光粉YAG:Ce³⁺所形成白光LED显色性的不足。但是，这种荧光粉，稳定性差、容易潮解，须进行包覆处理。

因此，这就要求人们在对现有红色荧光粉显色特性改进的同时，还要不断寻找新的基质，开发新组分的白光LED用红色荧光粉。而未掺杂稀土元素的钛酸铋钠本身作为很好的无铅压电材料，还可以用于超声换能器、传感器、无损检测、压电变压器以及通讯技术中。本发明为适应白光LED技术发展的要求，开发了一种用于白光LED的钛酸铋钠基蓝光激发的红色荧光材料及制备方法。

发明内容

本发明目的在于提供一种蓝光激发的红色荧光材料及制备方法，以克服现有技术的不足。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下的技术方案来实现：

本发明的蓝光激发的红色荧光材料，其化学表达通式为(Bi_0.5+δNa_0.5-yA_y)_1-xR_xTiO₃:φC，其中R选自稀土元素Pr、Sm、Eu和Lu中的一种或多种，A选自同组一价元素K和Li中的一种或多种，C选自Li、Na、K、Tl和Ag中的一种或多种，x的取值范围为0.001≤x≤0.1，y的取值范围为0≤y≤0.5，δ的取值范围为0≤δ≤0.1，φ的取值范围为0≤φ≤0.1。所述元素右下角部分代表元素的摩尔比。

本发明的蓝光激发的红色荧光材料具体包括如下几部分：

首先，本发明的蓝光激发的红色荧光材料包括(Bi_0.5Na_0.5)_1-xR_xTiO₃，R选自稀土元素Pr、Sm、Eu和Lu中的一种或多种，x的取值范围为0.001≤x≤0.1；优选的，所述x的取值范围为0.001≤x≤0.01；

其次，本发明的蓝光激发的红色荧光材料包括(Bi_0.5Na_0.5-yA_y)_1-xR_xTi₁O₃，即：Na被同组一价元素K和Li中的一种或多种替代，替代量y的取值范围为0≤y≤0.5；

再次，本发明的蓝光激发的红色荧光材料包括(Bi_0.5+δNa_0.5-yA_y)_1-xR_xTiO₃，即：Bi过量，Bi的过量值δ的取值范围为0≤δ≤0.1；

最后，本发明的蓝光激发的红色荧光材料还包括(Bi_0.5+δNa_0.5-yA_y)_1-xR_xTiO₃:φC，即C做为价态补偿元素，选自Li、Na、K、Tl和Ag中的一种或多种，φ为补偿量，φ值的取值范围为0≤φ≤0.1。