[发明专利]一种稀土离子掺杂的红色荧光粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种荧光材料及其制备方法，特别涉及一种稀土离子掺杂的红色荧光粉及其制备方法，属于无机发光材料领域。

背景技术

稀土离子由于其独特的电子层结构使得稀土离子掺杂的发光材料具有其他发光材料所不具有的许多优异性能。稀土发光材料具有发光亮度高、发射波长可调、无辐射无污染等优异性能特点，是新一代的发光材料，成为了目前国内外发光材料的研究热点。

稀土发光材料作为今天的重要功能材料，主要用于照明光源和信息显示设备的荧光粉。从最初的钨酸盐荧光粉发展到卤粉，再到今天的稀土三基色荧光粉，荧光粉经历了发光效率低、稳定性差、显色低到高光效、高显色性、高光通量等阶段。稀土三基色荧光粉主要指以三价铕离子Eu³⁺为激活剂的红色荧光粉、铽离子Tb³⁺为激活剂的绿色荧光粉和以二价铕离子Eu²⁺为激活剂的蓝色荧光粉。

白光LED具有体积小、发热量低、耗电量小、寿命长和反应速率快等特点，是新一代节能光源，在室内照明、液晶显示以及背光源等方面具有广泛的应用。目前使用的白光LED是采用GaN基芯片所发射的蓝光激发YAG：Ce³⁺荧光粉而获得的，但其由于缺少红光成分而存在显色指数低，色彩还原性差等缺点，从而导致其应用和推广受到限制。为了解决这个问题，可以利用近紫外光芯片激发红绿蓝三基色荧光粉获得颜色稳定性好、色彩还原性好和显色指数高的白光LED光源。目前应用的红色荧光粉主要是采用三价铕离子Eu³⁺激活的材料，例如Eu³⁺离子掺杂的氧化钇Y₂O₃:Eu³⁺和硫氧钇Y₂O₂S:Eu³⁺，尽管发光色度纯正，但是在近紫外区域吸收效率很低，很难和近紫外和蓝光LED芯片匹配，发光效率低，且化学性能不稳定，容易分解，因此开发新型的红色荧光粉成为国内外的热点。另外，在文献和专利报道中涉及的几类主要的可望用于LED的红色荧光粉还有：Ca₃(VO₄)₂:Eu³⁺、YVO₄:Eu³⁺、Y₂O₃:Eu³⁺，Bi³⁺、CaO:Eu³⁺、CaMoO₄:Eu³⁺、(Gd,Y,Eu)₂(MoO₄)₃:Sm³⁺、Ca₅(SiO₄)₂Cl₂:Eu²⁺、Sr₂Si₅N₈:Eu²⁺等。其中稀土激活的氮氧化物的稳定性高发光效率好而受到重视，如：Sr₂Si₅N₈:Eu²⁺、SrSi₂O₂N₂:Eu²⁺，但这类材料的基质合成需要在高温(1600-1700℃)高氮气或氨气压力(10atm)下完成，对生产设备的要求非常苛刻。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种发光效果好、稳定性好，可以应用于LED照明器件制备的稀土离子掺杂的红色荧光粉；本发明的另一目的在于提供一种制备简单、耗能少、生产成本低的稀土离子掺杂的红色荧光粉的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种稀土离子掺杂的红色荧光粉材料的化学通式为KMg₂Al₁₅O₂₅:xEu，其中x为Eu³⁺掺杂的摩尔百分数，0.0001≤x≤0.5。

本发明还提供一种上述的稀土离子掺杂的红色荧光粉的制备方法，采用高温固相法，包括如下步骤：