[发明专利]一种稀土离子掺杂的铌酸锆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铌酸锆荧光粉及其制备方法，属于无机发光材料领域。

背景技术

随着全球环境问题加重，能源短缺，节能环保成为当前人们面临的重要课题。在普通照明发光领域，白光LED产品成为人们关注的重点。它是一种新型绿色环保照明产品，具有较高的电光效率、较小的体积、低功率、高寿命等优点，被认为是新一代照明光源，有着很好的发展趋势。

白光LED产生白光主要有两条途径：第一种是将红、绿、蓝三种LED组合产生白光；第二种是用LED去激发光转换荧光粉混合形成白光，这种途径有两种实现方案，其中比较成熟的方法是蓝光LED芯片与YAG:Ce黄色荧光粉搭配来实现白光发射(美国专利5998925)，但由于缺乏红色光，复合得到的白光为冷白光，因此，该方案仍需添加适当的红色荧光粉来提高其显色指数，另一种方案则是用近紫光LED芯片(390-410nm)与红/绿/蓝三基色荧光粉组合，因此红色荧光粉起着举足轻重的作用。而现有的红色荧光粉的有效激发范围多数在短波UV区域，在近紫外和蓝光下的激发效率低。因此，研制高效稳定的近紫外光、蓝光LED用红色荧光粉显得尤为重要。目前，市场上尚缺乏性能优异的可被近紫外光或蓝光LED芯片激发的红色荧光粉。

目前，能够在发光强度和稳定性方面都达到应用要求的红色荧光粉还很少见。例如：有人试图将Y₂O₂S:Eu³⁺应用于WLED领域，然而，目前商用的红色荧光粉Y₂O₂S:Eu³⁺存在诸多缺点：在近紫外光激发下发光效率低，化学性能不稳定，容易分解，寿命短，硫元素的析出会对芯片造成腐蚀性影响，从而导致整个器件的失效。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。

现阶段，关于铌酸盐为基质的荧光粉的文献报道和专利很少，中国发明专利CN201310089492.1报道了一种掺杂金属纳米粒子的铌酸盐发光材料及其制备方法，该发光材料可以应用于场发射器件。中国专利CN201310580990.6报道了一种铕铽共掺杂铝铌酸盐发光材料，该铕铽共掺杂铝铌酸盐发光材料制成的发光薄膜在490纳米和510纳米波长区都有很强的发光峰，能够应用于薄膜电致发光显示器中。

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铌酸锆荧光粉；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铌酸锆荧光粉的制备方法。

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铌酸锆荧光粉，材料的化学式为Zr₆Nb₂O₁₇: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铌酸锆荧光粉的制备方法，采用高温固相法，包括如下步骤：