[发明专利]基于紫外及近紫外光激发的蓝色荧光粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，具体涉及一种基于紫外及近紫外光(230-420nm)激发的蓝色荧光粉及其制备方法。

背景技术

照明作为一种世界性普及的辅助人类活动的措施，消耗着全世界将近四分之一的电量。照明工具经历过无数的变革，出现过火把、蜡烛、煤油灯到白炽灯、日光灯。1997年，日亚(Nichia)公司生产出了第一支商用的白光LED(Lighting Emitting Dioxide)。由于白光LED照明具有节能环保、寿命长、体积小、响应时间短等优点，因此迅速受到众多科技工作者的重视，并被认为是有望取代传统照明的第四代照明光源。

现有技术中，商用化的白光LED的实现方法是在蓝光LED芯片上涂敷黄色荧光粉(主要是Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺)，由LED芯片发出的蓝光一部分被荧光粉吸收后发射出黄光，另一部分直接逸出与黄光混合而形成白光。由于蓝光LED芯片和黄色荧光粉的发光效率都很高，所以该方案能够实现高效白光LED。但是，该方案合成的白光缺少红光成分，导致合成的白光显色指数偏低(Ra<80)，色温较高。此外，由于LED芯片发射的蓝光参与合成白光，而LED芯片的蓝光发射随温度和电流密度而变化，这会导致合成的白光存在色漂移。这都限制了白光LED在低色温、高显色性的普通照明领域的应用。

为了解决上述问题，人们提出了利用紫外及近紫外LED芯片与三基色荧光粉组合实现白光LED的方案，因人眼对紫外光不敏感，该方案获得的白光的光色参数只由荧光粉决定，因此色彩稳定，封装的白光LED显色指数可达90以上，可以满足理想照明所需的高显色性要求，且色温可调，色彩不漂移。而能被紫外及近紫外光有效激发且热稳定性好的高效荧光粉还非常缺乏。因此，开发出高效的、热稳定性好的三基色荧光粉成为目前荧光粉研究领域的重点。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于紫外及近紫外光激发的蓝色荧光粉及其制备方法。

本发明的基于紫外及近紫外光激发的蓝色荧光粉的化学式为K_2-x-yNa_xEu_yAl₂B₂O₇，其中，x、y为摩尔分数，x、y的取值范围为：0≤x≤1，0.005≤y≤0.1，所述荧光粉的晶体结构为三角晶系，空间群为P321。

优选的是，所述x、y的取值范围为：0≤x≤0.5，0.005≤y≤0.06。

本发明还提供上述基于紫外及近紫外光激发的蓝色荧光粉的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、按化学式K_2-x-yNa_xEu_yAl₂B₂O₇中各元素的化学计量比，分别称取含钾离子(K⁺)的化合物，含有钠离子(Na⁺)的化合物、含有铕离子(Eu³⁺)的化合物、含有铝离子(Al³⁺)的化合物和含有硼离子(B³⁺)的化合物，研磨并混合均匀，得到混合物；

步骤二、将步骤一得到的混合物在空气气氛下，以350℃-700℃烧结1-10h，得到预烧结混合物；

步骤三、将步骤二得到的预烧结混合物自然冷却，充分研磨后，在CO或者H₂还原气氛下，以900℃-1100℃烧结2-24h，得到的固体经自然冷却、研磨后，即为基于紫外及近紫外光激发的蓝色荧光粉。

优选的是，所述含有K⁺的化合物、含有Na⁺的化合物及含有B³⁺的化合物的称取量分别为按K⁺、Na⁺及B³⁺化学计量比计算量的102℅-110℅。

优选的是，所述步骤三中得到的固体经研磨后，再依次经洗涤、烘干、过筛，得到基于紫外及近紫外光激发的蓝色荧光粉。

优选的是，所述含有K⁺的化合物为含有K⁺的碳酸盐、含有K⁺的硝酸盐、含有K⁺的卤化物中的一种或多种的组合。