[发明专利]一种稀土离子及过渡金属离子掺杂的单基质磷酸盐白色荧光粉及其制备方法

说明书

本发明公开了一种稀土离子及过渡金属离子掺杂的单基质磷酸盐白色荧光粉，其化学通式为：Ca_8.78‑x‑ySr_xBa_yEu_0.06Mn_0.16Ce(PO₄)₇，其中0≤x≤1.0，0≤y≤1.0，且x和y不同时为0。其制备方法包括：a）按照荧光粉的化学通式的各元素的摩尔比称取含有Ca、Sr、Ba、Eu、Mn、Ce、P元素的氧化物、碳酸盐或磷酸盐，混合，搅拌，研磨，得混合物；b）将混合物置于还原气氛中，加热升温焙烧，得烧结体；c）将烧结体冷却至室温后充分研磨即得。本发明制备的白色荧光粉激发波长范围宽，发光强度高，能被特定紫外波长有效激发，发出明亮的白光，其受热稳定性好，而且采用的高温固相法，制备工艺简单，易于操作控制，安全性高，制备时间短，生产效率高，适于工业化大规模生产及应用。

技术领域

本发明涉及发光材料和制备方法，具体地说是一种稀土离子及过渡金属离子掺杂的单基质磷酸盐白色荧光粉及其制备方法。

背景技术

白光LED(Light Emitting Diode，发光二极管)被认为是取代传统的白炽灯、荧光灯和高强度气体放电灯的第四代固体照明光源。LED器件具有节能、高效、环保、体积小、使用寿命长、可靠性高、可智能化操控等优点，被广泛应用在各种照明和显示领域。

目前，LED实现白光发射的途径主要有四种：(1)分别发射红光、绿光和蓝光的LED芯片组合在一起，使红绿蓝三种光叠加在一起，形成白光；(2)近紫外光或紫光LED芯片激发分别发射红光、绿光、蓝光的三种荧光粉，红、绿、蓝光混合成白光；(3)蓝光LED芯片激发黄色荧光粉，蓝光和黄光混合成白光；(4)紫外LED芯片激发白光发射单基质荧光粉。第一种实现方式由于红、绿、蓝三种LED所需驱动电压不同，电路复杂，成本较高，使用范围较窄。第二种方案，由于蓝色荧光粉对红色荧光粉所发红光存在吸收效应，使得所形成的白光在实际使用过程中产生颜色漂移现象。目前使用最广泛的技术方案是第三种，所使用的蓝光LED是氮化镓二极管，技术比较成熟的黄色荧光粉是YAG:Ce³⁺，它能够被440-480nm的蓝光LED芯片有效激发，与蓝光混合形成白光，其优点是发光亮度高、电光转换效率高、热稳定性强，但是也有一些明显的缺点，例如光谱中缺少红色成分，导致色温较高，发光颜色较冷，显色性较差，反应合成的荧光粉粒径大小不易控制。第四种方案近年来越来越受到关注，单基质三基色荧光粉拥有诸多优势，例如，可以有效避免自吸收现象，显色指数高，颜色和色温可调等。因此，不断开发更多种类的单基质三基色荧光粉是目前行业内研发人员积极探索的课题。

发明内容

本发明的目的就是提供一种稀土离子及过渡金属离子掺杂的单基质磷酸盐白色荧光粉和其制备方法，为白色荧光粉提供更多市场需求的选择。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种稀土离子及过渡金属离子掺杂的单基质磷酸盐白色荧光粉，其特征在于，其化学通式为：

Ca_8.78-x-ySr_xBa_yEu_0.06Mn_0.16Ce(PO₄)₇，其中0≤x≤1.0，0≤y≤1.0，且x和y不同时为0。

优选地，化学通式中x＝0.2，y＝0.2时，所制备的荧光粉的热稳定性最好。

本发明还公开了一种稀土离子及过渡金属离子掺杂的单基质磷酸盐白色荧光粉的制备方法，包括以下步骤：