[发明专利]一种高量子产率的Eu3+

说明书

本发明公开了一种高量子产率的Eu³⁺激活红色荧光粉及其制备方法。Eu³⁺激活红色荧光粉的化学组成表示式为：EuSc₃(BO₃)₄。本发明的硼酸钪铕红色荧光粉可以在近紫外光、紫光或蓝光区域被有效激发，并且发射出红色荧光，在587 nm，613 nm和698 nm附近可以看到明显的三个窄带发射，且主峰位于613 nm处。其色坐标为(0.6523，0.3469)，色纯度高达94.2%。其发光强度高，以硫酸钡为参比时，内量子效率高达96%，优于绝大多数红色荧光粉。该荧光粉原料易得，且合成方法简单，可应用于WLED及显示领域中。

技术领域

本发明涉及红色荧光粉领域，主要涉及一种新型Eu³⁺ 离子激活的硼酸钪铕红色荧光材料及其制备方法。

背景技术

近年来，白色发光二极管（WLEDs）因其发光效率高、功耗低、使用寿命长、安全系数高、环境友好等优点而备受关注，被认为是极具发展前景的新一代光源，在汽车工业、公共照明以及日常照明等领域都有着广泛的应用。

目前， WLEDs主要是将蓝光LED芯片与一个或多个下转换荧光粉结合，从而实现白光发射。通常，有着宽带黄光发射的Y₃Al₅O₁₂: Ce³⁺（YAG:Ce³⁺）是主流荧光粉，但是由于它缺少红光成分，因而存在着一些潜在缺点，如：显色指数低（CRI ≤ 75）、相关色温高（CCT 6000 K）、显色指数低（Ra 70）等，这些问题严重阻碍了其应用。一种改进的方法是将近紫外光LED芯片与红、绿、蓝三色荧光粉相结合，以获得高质量的暖白光。通过这种方式获得的荧光粉显色指数高。

对于高CRI的照明用WLEDs来说，红色荧光粉是模拟自然光WLEDs的重要组成部分。由于Eu³⁺激活的红色荧光粉具有⁵D₀−⁷F_J (J = 1、2、3和4)跃迁的特性，能够在橙红色以及红色光谱区域产生窄带发射，且色纯度较高。在所有的跃迁中，⁵D₀−⁷F₂对应于最佳红光区域(610−630 nm)的发射峰，可以同时用于室内照明和全彩显示。鉴于上述优点，Eu³⁺激活的红色荧光粉已被广泛地研究，如钛酸盐荧光粉Ba₆Gd₂Ti₄O₁₇:Eu³⁺，钽酸盐荧光粉Sr₃ZnTa₂O₉:Eu³⁺，多磷酸盐荧光粉Ba₂LiGa(P₂O₇)₂:Eu³⁺等，但这些荧光粉的应用还比较有限。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种窄带发射的高量子产率的Eu³⁺激活红色荧光粉及其制备方法。该荧光材料可以在近紫外光、紫光或蓝光区域被有效激发，并且发射出红色荧光，在587 nm，613 nm和698 nm附近可以看到明显的三个窄带发射，且主峰位于613 nm处，587 nm和698 nm处的发射峰有劈裂现象。该荧光粉采用传统的高温固相法合成，制备工艺简单，易于操作。利用简单的金属氧化物以及适当的助熔剂作为原料，在空气气氛下通过预烧和烧结两步，直接合成新型的硼酸钪铕红色荧光粉。