一种以钨酸盐为基质的红色荧光粉及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种以钨酸盐为基质的红色荧光粉及其制备方法。其化学通式为：K2Ba1-x(WO4)2∶xEu，其中0.05≤x≤0.8。可以被近紫外或蓝光有效激发，发出色纯度高的红色光。本发明是基于固相合成法来制备红色荧光粉，其制备方法简单，煅烧温度低，在空气气氛下制备，重现性好，制备周期短，无污染物排放，环境友好，易于操作和工业化生产。
【专利说明】—种以钨酸盐为基质的红色荧光粉及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于LED用荧光粉【技术领域】，涉及一种以钨酸盐为基质的红色荧光粉及其制备方法。
【背景技术】
[0002]发光二极管(Light Emitting Diode,LED)被公认为是二^--世纪的新光源，具有
节能、响应快、绿色环保、寿命长、体积小、发光效率高等诸多优点，在照明和显示领域有着巨大的应用前景。
[0003]目前，获得照明用白光LED的形式主要有三种:第一，将红绿蓝三基色LED芯片按一定比例组合封装产生白光；第二，在蓝光LED芯片上涂覆YAG荧光粉，芯片发出蓝光激发荧光粉，产生黄光，黄光与剩余蓝光混合，形成白光；第三，在近紫外LED芯片上涂覆红绿蓝三色荧光粉，以近紫外光激发蓝色、绿色、红色荧光粉形成蓝光、绿光、红光组合而产生白光。
[0004]当前商业 用的红色荧光粉主要是Y2O2S: Eu3+，然而红色荧光粉Y2O2S = Eu3+其发光强度大约是蓝色荧光粉BaMgAlltlO17 = Eu2+和绿色荧光粉ZnS: (Cu+，Al3+)的八分之一。而且，红色荧光粉Y2O2S = Eu3+容易分解并产生对人体有害的气体。所以开发能够被近紫外光和蓝光有效激发的白光LED用红色荧光粉具有实际应用价值。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于针对上述白光LED技术存在的问题，提供一种以钨酸盐为基质的红色荧光粉及其制备方法，采用固相法来制备，其工艺简单，操作性强，重现性好，制备周期短。
[0006]本发明是通过以下技术方案来实现:
[0007]—种以鹤酸盐为基质的红色荧光粉，该红色荧光粉的化学通式为K2Ba1^x (WO4)2: xEu，其中 0.05 ≤ X ≤ 0.8。
[0008]该红色荧光粉的激发光谱在350~550nm，两个主要激发峰在394nm和465nm附近，其发射光谱在580~630nm，主峰在617nm附近。
[0009]所述的红色荧光粉能够在近紫外或蓝光激发下发出红光。
[0010]一种以钨酸盐为基质的红色荧光粉的制备方法，包括以下步骤:
[0011](I)按照红色荧光粉的化学结构SK2Bah(WO4)2: xEu的摩尔配比量，分别称取含有K、Ba、W、Eu元素的化合物作为原料，将称取的原料充分研磨并混合均匀；
[0012](2)将均匀的原料在空气气氛下，于700~1100°C下煅烧3~8小时；
[0013](3)煅烧完成后，冷却至室温后取出，充分研磨粉碎，得到掺铕的钨酸盐红色荧光粉 K2Bah (WO4) 2: xEu，其中 0.05 ≤ X ≤ 0.8。
[0014]所述的含有K、Ba、W、Eu元素的化合物，分别为其碳酸盐或者氧化物。
[0015]所述的含有K、Ba、W、Eu元素的化合物，分别为K2C03、BaCO3> WO3> Eu203。[0016]所述在煅烧时，是以3~10°C /min的升温速率升至700~1100°C。
[0017]所述的原料的研磨、煅烧后的研磨其研磨时间为20~60min。
[0018]与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果:
[0019]本发明提供的以钨酸盐为基质的红色荧光粉，其中的W042_基团中的W-O键具有较强的共价键效应，多面体中的氧离子受到邻近高价态钨的极化作用，使得稀土激活离子的荧光猝灭效应降低，从而使激活离子的掺杂浓度提高。通过掺杂激活离子Eu3+，可在近紫外(394nm)和蓝光(465nm)激发下获得主峰位于617nm附近发光强度较强、色纯度较高的红光。该红色荧光粉的CIE色坐标与NTSC标准色坐标完全吻合，与近紫外芯片和蓝光芯片的发光二极管匹配，可做为白光LED用红 色荧光粉。
[0020]本发明提供的以钨酸盐为基质的红色荧光粉的制备方法，其制备方法是基于固相合成法来制备的，操作性强，煅烧温度低，在空气气氛下制备，升温过程简单，制备方法简单易行，重现性好，制备周期短。
【专利附图】
【附图说明】
[0021 ] 图1是K2Baa8 (WO4) 2: 0.2Eu红色荧光粉的X射线衍射图谱与K2Ba (WO4) 2标准卡片(PDF#51-0083)对比图。
[0022]图2是1(28%.8(104)2: 0.2Eu红色荧光粉的激发光谱和发射光谱。
[0023]图3是1(28&。.4(104)2: 0.6Eu红色荧光粉的CIE色坐标图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
[0025]实施例1
[0026]按化学式K2Baa95 (WO4) 2: 0.05Eu的化学计量配比，利用电子天平分别准确称取原料K2C03、BaCO3> WO3> Eu2O3，其中稀土氧化物的纯度为99.99%,其余均为分析纯。将上述原料进行研磨混合均匀后，装入刚玉坩埚，置于快速升温电阻炉中，在空气气氛以5°C /min的升温速率升至800°C，保温7小时，然后随炉冷却，待样品冷却至室温。取出样品再次研磨粉碎，即得到掺铕的鹤酸盐红色突光粉。
[0027]实施例2
[0028]按化学SK2Baa8(WO4)2: 0.2Eu的化学计量配比，利用电子天平分别准确称取原料K2C03、BaCO3> WO3> Eu2O3，其中稀土氧化物的纯度为99.99%,其余均为分析纯。将上述原料进行研磨混合均匀后，装入刚玉坩埚，置于快速升温电阻炉中，在空气气氛以5°C /min的升温速率升至800°C，保温5小时，然后随炉冷却，待样品冷却至室温。取出样品再次研磨粉碎，即得到掺铕的鹤酸盐红色突光粉。
[0029]图1为本实施例2制备的K2Baa8(WO4)2: 0.2Eu红色荧光粉的X射线衍射图谱与K2Ba(WO4)2标准卡片(H)F#51-0083)对比图。从图中可看出，物相纯度高，结晶度好。
[0030]图2为本实施例2制备的K2Baa8(WO4)2: 0.2Eu红色荧光粉的激发光谱和发射光谱。主发射峰位于617nm附近，两个主激发峰分别位于394nm附近和465nm附近。由此可见，该荧光粉可被近紫外光和蓝光有效激发而发出红光，可应用于白光LED。[0031]实施例3
[0032]按化学SK2Baa6(WO4)2: 0.4Eu的化学计量配比，利用电子天平分别准确称取原料K2C03、BaCO3> WO3> Eu2O3，其中稀土氧化物的纯度为99.99%,其余均为分析纯。将上述原料进行研磨混合均匀后，装入刚玉坩埚，置于快速升温电阻炉中，在空气气氛以5°C /min的升温速率升至900°C，保温5小时，然后随炉冷却，待样品冷却至室温。取出样品再次研磨粉碎，即得到掺铕的鹤酸盐红色突光粉。
[0033]实施例4
[0034]按化学SK2Baa5(WO4)2: 0.6Eu的化学计量配比，利用电子天平分别准确称取原料K2C03、BaCO3> WO3> Eu2O3，其中稀土氧化物的纯度为99.99%,其余均为分析纯。将上述原料进行研磨混合均匀后，装入刚玉坩埚，置于快速升温电阻炉中，在空气气氛以5°C /min的升温速率升至800°C，保温5小时，然后随炉冷却，待样品冷却至室温。取出样品再次研磨粉碎，即得到掺铕的鹤酸盐红色突光粉。
[0035]图3是本实施例4所制备的K2Baa4(WO4)2: 0.6Eu红色荧光粉的CIE色坐标图。从图中可看出，该红色荧光粉的CIE色坐标为(X = 0.670，y = 0.330)，与NTSC标准色坐标(X = 0.670，y = 0.330)完全吻合。
[0036]实施例5
[0037]按化学SK2Baa3(WO4)2: 0.7Eu的化学计量配比，利用电子天平分别准确称取原料K2C03、BaCO3> WO3> Eu2O3，其中稀土氧化物的纯度为99.99%,其余均为分析纯。将上述原料进行研磨混合均匀后，装入刚玉坩埚，置于快速升温电阻炉中，在空气气氛以10°C /min的升温速率升至900°C，保温3小时，然后随炉冷却，待样品冷却至室温。取出样品再次研磨粉碎，即得到掺铕的鹤酸盐红色荧光粉。
【权利要求】
1.一种以钨酸盐为基质的红色荧光粉，其特征在于，该红色荧光粉的化学通式为K2Ba1^x (WO4)2: xEu，其中 0.05 ≤ X ≤ 0.8。
2.如权利要求1所述的以钨酸盐为基质的红色荧光粉，其特征在于，该红色荧光粉的激发光谱在350~550nm，两个主要激发峰在394nm和465nm附近，其发射光谱在580~630nm,主峰在617nm附近。
3.如权利要求2所述的以钨酸盐为基质的红色荧光粉，其特征在于，所述的红色荧光粉能够在近紫外或蓝光激发下发出红光。
4.一种以钨酸盐为基质的红色荧光粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)按照红色荧光粉的化学结构式化、(WO4)2: xEu的摩尔配比量，分别称取含有K、Ba、W、Eu元素的化合物作为原料，将称取的原料充分研磨并混合均匀； (2)将均匀的原料在空气气氛下，于700~1100°C下煅烧3~8小时； (3)煅烧完成后，冷却至室温后取出，充分研磨粉碎，得到掺铕的钨酸盐红色荧光粉K2Ba1^x (WO4)2: xEu，其中 0.05 ≤ X ≤ 0.8。
5.如权利要求4所述的以钨酸盐为基质的红色荧光粉的制备方法，其特征在于，所述的含有K、Ba、W、Eu元素的化合物，分别为其碳酸盐或者氧化物。
6.如权利要求5所述的以钨酸盐为基质的红色荧光粉的制备方法，其特征在于，所述的含有K、Ba、W、Eu元素的化合物，分别为K2C03、BaCO3> WO3> Eu2O3。
7.如权利要求4所述的以钨酸盐为基质的红色荧光粉的制备方法，其特征在于，所述在煅烧时，是以3~10°C /min的升温速率升至700~1100°C。
8.如权利要求4所述的以钨酸盐为基质的红色荧光粉的制备方法，其特征在于，所述的原料的研磨、煅烧后的研磨其研磨时间为20~60min。
【文档编号】C09K11/68GK103980898SQ201410216461
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2014年5月21日
【发明者】任强, 陈娟妮, 武秀兰, 杨元东, 张晋春 申请人:陕西科技大学