[发明专利]一种近紫外光激发的单基质白光荧光粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无机光致发光材料领域，具体涉及一种可以在近紫外光激发下发出白光的单基质荧光粉及其制备方法。

背景技术

白光LED由于具有节能、环保、体积小、长寿命、响应速度快、全固态、抗震性及安全性能好等诸多优点而被广泛应用在照明和显示领域。

目前，商业化的白光LED器件的实现方式主要有两种：一种是在GaInN蓝光芯片上涂覆以Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺为代表的黄色荧光粉，利用荧光粉的黄光和芯片的蓝光而复合形成白光。这种器件的发光颜色随荧光粉厚度以及驱动电流的变化而变化，色彩还原性、发色稳定性差，发光较刺眼，显色指数低，对显示物体颜色高的场合无法使用。第二种是在近紫外(350～410nm)芯片上涂覆红、绿、蓝三基色荧光粉，调和荧光粉发出的三基色光而得到白光。相比于第一种，这种器件的显色效果只由荧光粉决定而受芯片的影响很小，因此其显色指数较好。但是由于混合的三种荧光粉之间存在颜色再吸收以及配比调控问题，使得器件的流明效率和色彩还原性受到较大影响。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于，提供一种可被近紫外光激发的单一基质白光荧光粉Ca₂Y_3(1-x-y)Sb₃O₁₄:xBi³⁺,yEu³⁺，本发明所述的近紫外光波段范围为350nm-370nm。该荧光粉是在Ca₂Y_3(1-x-y)Sb₃O₁₄基质材料中掺入Bi³⁺和Eu³两种激发剂，由Bi³⁺发射的蓝光和Eu³发射的橙红光本征组合即得到白光。将这种荧光粉涂覆在近紫外LED芯片上即可获得的白光LED器件，其白光的发色稳定，色彩还原性好，工艺简单，流明效率高。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

(1)一种近紫外光激发的单基质白色荧光粉，其特征在于，化学式为：Ca₂Y_3(1-x-y)Sb₃O₁₄:xBi³⁺,yEu³⁺，其中，0.08≤x≤0.2，0<y≤0.15。

(2)一种单基质白色荧光粉的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括：将含钙化合物、含钇化合物、含铋化合物、含铕化合物和助溶剂含硼化合物混合，1300～1500℃下煅烧3-8h，冷却即得所述的单基质白色荧光粉。

所述的含钙化合物为钙的氧化物或含氧酸盐中至少一种，所述的含铋化合物为铋的氧化物，所述的含钇化合物为钇的氧化物或含氧酸盐中至少一种，所述的含铕化合物为铕的氧化物或含氧酸盐中至少一种。

所述的助溶剂优选为H₃BO₃，其占原料的质量百分比为3％～5％。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

通过筛选大量的基质材料，制备出具有“阳离子混和排列”特征的锑酸盐基质材料(即Ca₂Y₃Sb₃O₁₄)，使得Ca₂Y₃Sb₃O₁₄:Bi³⁺,Eu³⁺的激发波长(350-370nm)可以很好地匹配近紫外LED芯片，该材料可以发射白光，并能调控光谱，其白光的发色稳定，色彩还原性好，流明效率高。选用三价铋和三价铕作为激活剂离子，使得材料制备过程无需使用还原性气氛，简化了设备，降低了成本，无废水废气排放，对环境友好。

附图说明

图1为实施例1制得单基质白色荧光粉的X射线衍射图。

图2为实施例1制得单基质白色荧光粉在615nm监控下的激发光谱。

图3为实施例1制得单基质白色荧光粉在350nm近紫外光激发下的发射光谱。

图4为实施例2制得单基质白色荧光粉的X射线衍射图。

图5为实施例2制得单基质白色荧光粉在615nm监控下的激发光谱。

图6为实施例2制得单基质白色荧光粉在350nm近紫外光激发下的发射光谱。