[发明专利]一种红色荧光材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种红色荧光材料及其制备方法，属于稀土发光材料技术领域。

背景技术

半导体发光二极管器件（LED）的诞生为绿色照明指出新的希望。LED 由于具有低能耗、高效率、长寿命等特点，与以往的白炽灯、节能灯等常用照明光源相比有着显著的优势。目前以LED 为主的新一代照明体系的白光实现方式有以下几种：第一，通过将不同颜色的LED芯片（通常是红绿蓝三基色）集成并混合成白光。但不同芯片的偏压不同，电路控制要求较高，成本很高。第二种是借鉴荧光灯的照明原理，在LED 芯片表面涂覆荧光材料，获得白光。如1996 年日本年日本日亚公司首先研制出发黄光的钇铝石榴石(YAG) 荧光粉，配合蓝光LED 得到高效率的白光光源。蓝光激励YAG荧光粉， 部分蓝光被荧光粉吸收而激发出黄光， 其余部分蓝光同黄光混合成白光。这种白光实现方式成本较低，是目前广泛采用的方式，然而这种荧光粉缺少红光成分，所以显色指数不好，而且其色温较高，并且很难调节，不能得到暖白光。还有一种荧光粉辅助产生白光的方式是利用近紫外LED 激发红绿蓝三基色荧光粉混合实现白光，这种紫外光LED 有更强的激发强度和更高的转换效率，然而其中红色荧光粉相对于蓝绿荧光粉发光效率较低，如Y₂O₂S:Eu³⁺ 荧光粉，能量转化效率低，并且热稳定性差。目前，市场上尚缺乏性能优异的，基于近紫外或蓝光二极管的白光照明LED 用三基色荧光粉，尤其是能够被近紫外光和蓝光激发的红色荧光粉。

发明内容

本发明的目的是提供一种近紫外或蓝光激发的高热稳定性红色荧光材料及其制备方法，使其解决现有技术中发射光谱的红光成分少而使其显色指数偏低，不能合成单一白光的问题，并且使其化学稳定性好，激发效率高，热稳定性高，能同时被近紫外和蓝光激发。

本发明的红色荧光粉的化学通式为Ca_2-x-yGe₇O₁₆: xA, yB，其中A为Eu，B为Li、Na、K中的一种，0<x≤0.2，0≤y≤0.2。

本发明的红色荧光粉的制备方法为：

（1）按化学通式中的配比称取以下原料：碳酸钙、A的氧化物、B的碳酸盐、氧化锗；

（2）将步骤（1）称取的原料研磨并混匀；

（3）将混匀的原料在900℃-1050℃煅烧10-16h，然后冷却至室温，研碎即得。

本发明步骤（2）中研磨时在原料中加入原料总质量3-4倍的乙醇，可使研磨更充分，容易混匀。

本发明的有益效果为：

本发明的红色荧光粉化学热稳定性好，激发效率高，能在近紫外（395nm）、蓝光（466nm）激发下获得位于618nm 左右的红色发光，可与近紫外和蓝光LED 匹配，是一种新型的白光LED 用红色荧光粉。

附图说明

图1是实施例1制备得到的Ca₂Ge₇O₁₆:Eu³⁺荧光粉的吸收光谱和激发光谱图；

图2是本发明实施例1-6中荧光粉的发射光谱图；

图3是荧光粉的发光强度与x取值的关系曲线图；

图4是本发明实施例7-9中荧光粉的发射光谱图；

图5是本发明实施例7中荧光粉的热稳定性发射光谱图；

图6是本发明实施例7中荧光粉的热稳定性与商用粉Y₂O₃：Eu³⁺的对比。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。

     实施例1

本实施例制备的红色荧光材料的化学通式为Ca_1.99Ge₇O₁₆:0.01Eu³⁺。

本实施例所述红色荧光材料的制备方法为：称取CaCO₃（分析纯）0.199 克、 GeO₂（分析纯） 0.7325克、Eu₂O₃（99.99%）0.0017克；加入2克乙醇，用玛瑙研钵充分研磨，混合均匀后送入粉炉在900℃煅烧10h，冷却后研碎即得到红色荧光材料。