[发明专利]一种铌酸盐红色荧光粉、制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种铕离子Eu3+激活的铌酸盐荧光粉，属于荧光材料技术领域。

背景技术

随着高亮度GaN蓝色二极管LED在技术上的突破，1996年出现了用蓝色LED芯片与荧光粉（(Y,Gd)₃Al₅O₁₂:Ce³⁺）组合而成的白发光二极管照明（白光LED），近年来，白光LED照明迅速发展，被认为是人类照明历史上继白炽灯、荧光灯之后的又一次技术突破，是21世纪最具有发展前景的高技术之一。

采用荧光粉产生白发光一般有三种方法：第一是蓝光LED芯片配合黄色荧光粉；第二是蓝光LED芯片结合红色和绿色荧光粉；第三是利用近紫外发光的UV-LED芯片配合红、蓝、绿色三基色荧光粉产生白光。其中第一种方法已经实现商业化，但是该方法生产的产品会出现自身的缺陷：因为缺少红光而导致显色性不好，解决办法是可以在其中加入红色荧光粉获得高的显色指数。另外，目前开发白光LED 的趋势是第三种方法：利用近紫外UV-LED芯片配合红、蓝、绿色三基色荧光粉的方式，它具有更广阔的应用前景。这是因为该方式可得到很高的显色性能，色温是在2500-10000K范围之内任意匹配。在现有的技术之中，用于白光LED的荧光粉缺乏红光成分，或者红色荧光粉的发光效率不高，或者性能不稳定，致使封装出的白光LED发光效率较低或者寿命较短。因此开发新型的红色荧光粉成为国内外研究的热点。

发明内容

本发明是为了克服红色荧光粉在近紫外和蓝光区域吸收弱的不足，提供一种结晶度高，发光质量好，且制备工艺简单、无污染的Eu³⁺激活的铌酸盐红色荧光粉、制备方法及其应用。

为达上述发明目的，本发明采用的技术方案是：提供一种铌酸盐红色荧光粉，它的红发光激活离子为铕离子Eu³⁺，在350～400nm的近紫外区域和450nm附近的蓝光区域具有有效的激发效率；所述的铌酸盐红色荧光粉的化学式为Mg₂La_3-3x-3yR^III_3yNbO₉:Eu_3x，其中，R^III为稀土钐离子Sm³⁺、钆离子Gd³⁺、铽离子Tb³⁺、镝离子Dy³⁺、镥离子Lu³⁺，及钇离子Y³⁺中的至少一种，x为铕离子Eu³⁺掺杂取代镧离子La³⁺的摩尔百分比系数，0.00001≤x≤0.6，y是稀土离子R^III取代镧离子La³⁺的摩尔百分比系数，0.00001≤y≤0.6。

一种铌酸盐红发光材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）以含有镁离子Mg²⁺、镧离子La³⁺、稀土离子R^III、铌离子Nb⁵⁺、铕离子Eu³⁺的化合物为原料，按化学式Mg₂La_3-3x-3yR^III_3yNbO₉:Eu_3x中各个元素的摩尔比称取上述各种原料，研磨并混合均匀，得到混合物；

（2）将步混合物在空气气氛下预烧结1～3次，烧结温度为300～1000℃，煅烧时间为1～10小时；

（3）混合物自然冷却后，添加混合物质量0.1～5wt%的烧结助剂，研磨并混合均匀后，在空气气氛中煅烧，煅烧温度为1100～1500℃，煅烧时间为1～15小时，得到一种铌酸盐红色荧光粉；所述的烧结助剂为含有锂离子Li⁺的化合物、含有硼离子B³⁺的化合物中的一种，或它们的任意组合。

所述的含有镁离子Mg²⁺的化合物为氧化镁、碳酸镁、五水碱式碳酸镁、氢氧化镁、硝酸镁、硫酸镁中的一种，或它们的组合；

所述的含有镧离子La³⁺的化合物为氧化镧、硝酸镧及镧离子La³⁺的有机络合物中的一种，或它们的组合。