[发明专利]一种铋离子激活的氟铝酸钙蓝色荧光粉及其制备方法

说明书

本发明属于具体涉及一种铋激活的氟铝酸钙蓝色荧光粉及其制备方法，属于发光材料技术领域。解决了现有技术中蓝色荧光粉的发光再吸收问题。本发明的荧光粉其化学式为：Ca_12‑xAl₁₄O₃₂F₂:Bi_x，其中x为摩尔分数，取值范围为0.001≤x≤0.02。本发明的荧光粉能很好的被250～350nm紫外光激发，主发射波长位于450nm，蓝光发射效率高，热稳定性好，制备工艺简单灵活，可重复性高，有望应用于紫外LED芯片基白光LED中。

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，具体涉及一种紫外光激发的铋掺杂氟铝酸钙蓝光发射荧光粉。

背景技术

稀土蓝色发光材料可广泛用于显示器、照明、涂料、发出蓝色荧光的防伪标识等很多领域。目前大多数蓝色荧光材料都采用二价铕离子作为激活剂，然而掺杂二价铕离子的发光材料存在以下问题：（1）铕的价格较高，无疑使成本升高，在一定程度上限制了其大批量的生产和使用；（2）二价铕离子的斯托克斯位移较小，在实际应用中特别是在白光LED中，容易出现发光的再吸收问题，从而导致显色性能和发光效率的显著降低。

发明内容

为了解决上述问题和缺陷，本发明提供了一种低成本新型蓝色荧光粉及其制备方法，其目的在于，提供一种在紫外光激发下发出宽带蓝光的荧光粉，且斯托克斯位移较大，可与红光、绿色荧光粉组合制备白光LED，可有效改善在实际应用中因再吸收问题导致显色性能和发光效率的降低。

本发明采用氟铝酸钙（Ca₁₂Al₁₄O₃₂F₂）为掺杂的基质材料。由于其具有良好的化学稳定性及温度稳定性，且其禁带宽度达5.9 eV，有利于稀土离子的有效发光，很适合做发光材料基质。另一方面，选用原料价格低的Bi³⁺作为激活剂离子。

本发明采用固态烧结法制备铋(Bi³⁺)掺杂氟铝酸钙蓝光发射荧光粉。本发明制备方法的具体步骤如下：

(1). 按摩尔比n_Ca:n_Al:n_Bi= (12-x):14:x (0.001≤x≤0.020) 称量高纯CaCO₃、CaF₂、Al₂O₃、Bi₂O₃原料，置于研钵中，用乙醇做溶剂研磨，研磨使原料充分混合后烘干；

(2). 将烘干后的原料在800-900℃预烧1-3小时，再研磨1-2小时；

(3). 将混合充分的原料在空气气氛下1200-1350℃煅烧4-8小时；

(4). 研磨后，获得紫外光激发的蓝光发射铋掺杂氟铝酸钙荧光粉 (Ca₁₂Al₁₄O₃₂F₂:Bi³⁺)。

本发明的有益效果是：

1. 本发明采用传统固态烧结方法，制备工艺简单，可大规模生产，有较好的市场应用前景。

2. 本发明制备的铋掺杂氟铝酸钙粉体的激发范围主要集中在260-350 nm，中心激发波长为310 nm适合做紫外光激发的LED用蓝光发射荧光粉。

3. 本发明制备的铋掺杂氟铝酸钙荧光粉的斯托克斯位移较大，可有效避免发光再吸收问题。

4. 本发明制备铋掺杂氟铝酸钙粉体所需的原料价格便宜，自然界中储量丰富，且不造成环境污染。

附图说明