一種白光led用層狀鈣鈦礦紅色熒光粉及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于稀±發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及一種白光L邸用層狀巧鐵礦紅色巧光粉 及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 白色發(fā)光二極管（whiteL邸S)作為一種新型固態(tài)照明器件W其節(jié)能、高效、體積 小、無污染和可平面化等優(yōu)點而迅速在平板顯示、道路照明等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。
[000引 目前已商業(yè)化的獲得白光的途徑為460皿藍(lán)光GaN巧片激發(fā)Y3AIA2:Ce3+黃色巧 光粉，巧光粉發(fā)射的黃光和巧片激發(fā)后剩余的藍(lán)光組合形成白光，其光譜中較弱的紅區(qū)發(fā) 射造成其顯色指數(shù)較低，因此需要在巧光粉中混入同激發(fā)的紅粉來補(bǔ)償紅光發(fā)射和提高光 轉(zhuǎn)換效率；同時，在近紫外L邸激發(fā)的紅綠藍(lán)=基色巧光粉中，目前所用的紅色巧光粉的如 CaS:Eu"、Y2O2S:Eu3+等的發(fā)光強(qiáng)度遠(yuǎn)低于同激發(fā)的BaMgAl1。0。:Eu"藍(lán)色與aiS:Cu+，A13+綠 色巧光粉。另外，硫化物化學(xué)穩(wěn)定性一般，在使用過程中釋放出的硫氣體和較寬的紅色發(fā)射 帶所造成的污染和較差的色純度等都限制了其應(yīng)用。因此，在近紫外到藍(lán)光范圍內(nèi)具有高 效吸收的、在紅光范圍具有較窄發(fā)光譜帶且環(huán)境穩(wěn)定性好的紅色巧光粉獲得了廣泛研究， 如鶴鋼酸鹽、磯酸鹽、饑酸鹽、鐵酸鹽等。
[0004] 其中，鐵酸鹽基質(zhì)具有良好的熱穩(wěn)定性W及化學(xué)穩(wěn)定性。其較強(qiáng)的發(fā)光亮度和穩(wěn) 定的發(fā)光性能使該類材料受到廣泛關(guān)注，如化Ti化:Pr3+等。其主要優(yōu)勢體現(xiàn)在；1)具有非 常好的物理化學(xué)穩(wěn)定性，可W穩(wěn)定存在于環(huán)氧樹脂或硅膠等封裝材料中；2)在該基質(zhì)材料 中，Ti〇44畫團(tuán)在近紫外光波段（<400nm)存在較強(qiáng)的吸收，能夠高效吸收激發(fā)能并傳遞給 稀±離子而使其發(fā)光；3)Pr37化激活的鐵酸鹽巧光粉激發(fā)峰在350~400皿左右，可W 和紫外L邸很好地配合，并發(fā)射較強(qiáng)純正紅光；4)我國鐵資源豐富，且與其他鶴鋼酸鹽類相 比，鐵酸鹽具有明顯的價格優(yōu)勢，為稀±鐵酸鹽巧光粉材料的發(fā)展提供了有利條件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有白光L邸用紅色巧光粉發(fā)光強(qiáng)度低及化學(xué)穩(wěn)定性差等 問題，而提供一種新型的白光L邸用層狀巧鐵礦紅色巧光粉及其制備方法。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案為；在層狀巧鐵礦AJisCVMe巧光粉中，非化學(xué)計量加入電荷 補(bǔ)償劑B+離子，通電荷補(bǔ)償和晶相穩(wěn)定等作用來提高發(fā)光強(qiáng)度，優(yōu)化發(fā)光顏色，其加入量 與激活離子Me3+等摩爾量，范圍為0. 005《X《0. 1。其具有Ruddlesden-PoppeHR巧結(jié) 構(gòu)，該類型的典型結(jié)構(gòu)通式為SiViTi"〇3w，屬于層狀的巧鐵礦結(jié)構(gòu)，其晶體結(jié)構(gòu)是SrO層和 Ti化層交替排列組成，當(dāng)n= 1時，分子式為Sr2了1〇4,即（SrTi〇3)SrO,是兩個SrO層和一 個Ti化層交替排列的正方結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的對象是n= 3時的層狀巧鐵礦結(jié)構(gòu)，其分子式為 八4化〇1。(4 =化或Sr)，即（ATi〇3)3AO,是四個A0層和一個Ti化層交替排列的正方結(jié)構(gòu)。與 n= 1或2時相比，n= 3的晶體結(jié)構(gòu)具有更大的晶胞參數(shù)，其滲雜的稀±離子Me3+(Me=化 或Pr)取代A"晶體格化可W達(dá)到更高的濃度，形成更多的、有效的發(fā)光中心從而保證其 較高的發(fā)光強(qiáng)度和發(fā)光效率；與此同時，在該體系中同時滲入電荷補(bǔ)償劑B+離子炬=Li、 化或K)，其滲入方式為非化學(xué)計量滲入，不占用A2+離子的化學(xué)配比，理想中，其W填隙形式 存在于較大晶胞的間隙位置，其加入量與發(fā)光激活離子Me3+(Me=Eu或Pr)等摩爾量，起到 支撐穩(wěn)定結(jié)構(gòu)和電荷補(bǔ)償?shù)男Ч?。因此，保證了所得到的巧光材料發(fā)光強(qiáng)度高，相純度好， 其在近紫外或藍(lán)光激發(fā)下發(fā)射其特征紅光。
[0007] 本發(fā)明的具體技術(shù)方案為；一種白光L邸用層狀巧鐵礦紅色巧光粉，其特征在于 其結(jié)構(gòu)式為：
[0008] (Ai_xMeA)4Ti3〇i〇
[0009] 其中，A為化或Sr中的一種，Me為稀±元素化或Pr中的一種，B為Li、化或K 中的一種；0. 005《X《0. 1。
[0010] 本發(fā)明還提供了上述的白光L邸用層狀巧鐵礦紅色巧光粉的方法，其具體步驟如 下：
[0011] (1)粉體稱量、球磨與干燥：按層狀巧鐵礦組成（Ai_xMexBx)4Ti3〇ici所需的金屬元素 摩爾比稱量原料，置于球磨罐內(nèi)，同時加入球磨介質(zhì)，將球磨罐放入球磨機(jī)上，設(shè)定球磨轉(zhuǎn) 速為100~3(K)r/min，球磨6~15h;將球磨后的漿料取出，放入干燥；其中原料粉體：球的 質(zhì)量比為1: (1~3);
[0012] (2)鍛燒；將干燥過篩后的混合料進(jìn)行高溫鍛燒，1300~1500°C下保溫2~化鍛 燒，隨爐冷卻到室溫后，即得到層狀巧鐵礦紅色巧光粉。
[0013] 上述原料A、B金屬離子分別取相應(yīng)的分析純W上的金屬碳酸鹽，Me金屬離子取相 應(yīng)的金屬氧化物，Ti源為市售高純Ti〇2。
[0014] 優(yōu)選球磨介質(zhì)為無水己醇；無水己醇與原料粉體總質(zhì)量比為（2~4) : 1。
[0015] 優(yōu)選干燥箱的溫度為60~80°C，干燥時間為8~15h。
[0016] 優(yōu)選球磨罐內(nèi)的磨球為高純氧化侶球；球磨罐為高純氧化侶罐。
[0017] 有益效果；
[0018] 1.本發(fā)明提供的巧光材料為W鐵酸鹽為基質(zhì)，其激發(fā)光譜在350~400nm范圍內(nèi)， 該與InGaN基近紫外L邸巧片的發(fā)射峰十分吻合，可用于白光L邸及其他發(fā)光材料領(lǐng)域。
[0019] 2.本發(fā)明提供的巧光材料發(fā)射Eu3+或Pr離子的特征紅光，其在該類巧光粉中占 據(jù)晶格對稱性較低的位置，對激發(fā)能的吸收較強(qiáng)，發(fā)射波長在590-650nm紅光范圍內(nèi)，發(fā)射 強(qiáng)度高，色純度與顯色性好。
[0020] 3.本發(fā)明提供的巧光材料采用固相法制備，原料經(jīng)濟(jì)，工藝簡單可控，試驗生產(chǎn)周 期短、穩(wěn)定性好。
【附圖說明】
[0021]圖1為實例1制備的府。.995化0.005叫.005)4化〇1庚光粉在615nm監(jiān)測下的激發(fā)光 譜，橫坐標(biāo)為波長（nm)，縱坐標(biāo)為發(fā)光強(qiáng)度。
[00巧圖2為實例2制備的姑。.95?町。5化。.。5)4化01庚光粉在395皿激發(fā)下的發(fā)射光譜， 橫坐標(biāo)為波長（nm)，縱坐標(biāo)為發(fā)光強(qiáng)度。
[002引圖3為實例3制備的姑。.9611。.11(。.1)4化01庚光粉和商用￥2025:化巧光粉分別在 395nm激發(fā)下的發(fā)射光譜，橫坐標(biāo)為波長（nm)，縱坐標(biāo)為發(fā)光強(qiáng)度。其中本發(fā)明制備的巧光 材料的紅光發(fā)光強(qiáng)度明顯高于商用巧光粉。
【具體實施方式】
[0024] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但不應(yīng)W此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。 本發(fā)明采用固相法合成稀±離子化或Pr離子滲雜的層狀巧鐵礦紅色巧光粉的3個具體 實施例的配方如表1所示。
[00巧]表1
[0026]
[0027]頭施例1 ((Ca〇.ggsEUo. QQsLio. QQ5) JisO