一種白光led用層狀鈣鈦礦紅色熒光粉及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于稀±發光材料技術領域，設及一種白光L邸用層狀巧鐵礦紅色巧光粉 及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 白色發光二極管（whiteL邸S)作為一種新型固態照明器件W其節能、高效、體積 小、無污染和可平面化等優點而迅速在平板顯示、道路照明等領域獲得了廣泛應用。
[000引 目前已商業化的獲得白光的途徑為460皿藍光GaN巧片激發Y3AIA2:Ce3+黃色巧 光粉，巧光粉發射的黃光和巧片激發后剩余的藍光組合形成白光，其光譜中較弱的紅區發 射造成其顯色指數較低，因此需要在巧光粉中混入同激發的紅粉來補償紅光發射和提高光 轉換效率；同時，在近紫外L邸激發的紅綠藍=基色巧光粉中，目前所用的紅色巧光粉的如 CaS:Eu"、Y2O2S:Eu3+等的發光強度遠低于同激發的BaMgAl1。0。:Eu"藍色與aiS:Cu+，A13+綠 色巧光粉。另外，硫化物化學穩定性一般，在使用過程中釋放出的硫氣體和較寬的紅色發射 帶所造成的污染和較差的色純度等都限制了其應用。因此，在近紫外到藍光范圍內具有高 效吸收的、在紅光范圍具有較窄發光譜帶且環境穩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，鐵酸鹽基質具有良好的熱穩定性W及化學穩定性。其較強的發光亮度和穩 定的發光性能使該類材料受到廣泛關注，如化Ti化:Pr3+等。其主要優勢體現在；1)具有非 常好的物理化學穩定性，可W穩定存在于環氧樹脂或硅膠等封裝材料中；2)在該基質材料 中，Ti〇44畫團在近紫外光波段（<400nm)存在較強的吸收，能夠高效吸收激發能并傳遞給 稀±離子而使其發光；3)Pr37化激活的鐵酸鹽巧光粉激發峰在350~400皿左右，可W 和紫外L邸很好地配合，并發射較強純正紅光；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勢，為稀±鐵酸鹽巧光粉材料的發展提供了有利條件。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是針對現有白光L邸用紅色巧光粉發光強度低及化學穩定性差等 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] 本發明的技術方案為；在層狀巧鐵礦AJisCVMe巧光粉中，非化學計量加入電荷 補償劑B+離子，通電荷補償和晶相穩定等作用來提高發光強度，優化發光顏色，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 構，該類型的典型結構通式為SiViTi"〇3w，屬于層狀的巧鐵礦結構，其晶體結構是SrO層和 Ti化層交替排列組成，當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構。本發明的對象是n= 3時的層狀巧鐵礦結構，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構。與 n= 1或2時相比，n= 3的晶體結構具有更大的晶胞參數，其滲雜的稀±離子Me3+(Me=化 或Pr)取代A"晶體格化可W達到更高的濃度，形成更多的、有效的發光中心從而保證其 較高的發光強度和發光效率；與此同時，在該體系中同時滲入電荷補償劑B+離子炬=Li、 化或K)，其滲入方式為非化學計量滲入，不占用A2+離子的化學配比，理想中，其W填隙形式 存在于較大晶胞的間隙位置，其加入量與發光激活離子Me3+(Me=Eu或Pr)等摩爾量，起到 支撐穩定結構和電荷補償的效果。因此，保證了所得到的巧光材料發光強度高，相純度好， 其在近紫外或藍光激發下發射其特征紅光。
[0007] 本發明的具體技術方案為；一種白光L邸用層狀巧鐵礦紅色巧光粉，其特征在于 其結構式為：
[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，同時加入球磨介質，將球磨罐放入球磨機上，設定球磨轉 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 質量比為1: (1~3);
[0012] (2)鍛燒；將干燥過篩后的混合料進行高溫鍛燒，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的分析純W上的金屬碳酸鹽，Me金屬離子取相 應的金屬氧化物，Ti源為市售高純Ti〇2。
[0014] 優選球磨介質為無水己醇；無水己醇與原料粉體總質量比為（2~4) : 1。
[0015] 優選干燥箱的溫度為60~80°C，干燥時間為8~15h。
[0016] 優選球磨罐內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.本發明提供的巧光材料為W鐵酸鹽為基質，其激發光譜在350~400nm范圍內， 該與InGaN基近紫外L邸巧片的發射峰十分吻合，可用于白光L邸及其他發光材料領域。
[0019] 2.本發明提供的巧光材料發射Eu3+或Pr離子的特征紅光，其在該類巧光粉中占 據晶格對稱性較低的位置，對激發能的吸收較強，發射波長在590-650nm紅光范圍內，發射 強度高，色純度與顯色性好。
[0020] 3.本發明提供的巧光材料采用固相法制備，原料經濟，工藝簡單可控，試驗生產周 期短、穩定性好。
【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監測下的激發光 譜，橫坐標為波長（nm)，縱坐標為發光強度。
[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皿激發下的發射光譜， 橫坐標為波長（nm)，縱坐標為發光強度。
[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激發下的發射光譜，橫坐標為波長（nm)，縱坐標為發光強度。其中本發明制備的巧光 材料的紅光發光強度明顯高于商用巧光粉。
【具體實施方式】
[0024] 下面結合實施例對本發明作進一步的說明，但不應W此限制本發明的保護范圍。 本發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