技術領域

本發(fā)明涉及發(fā)光材料技術領域，尤其是涉及一種硼酸鹽黃色熒光粉及其制備方法。

背景技術：

白光LED是一種將電能轉換為白光的固態(tài)半導體器件，又稱半導體照明，具有效率高、體積小、壽命長、安全、低電壓、節(jié)能、環(huán)保等諸多優(yōu)點，被人們看成是繼白熾燈、熒光燈、高壓氣體放電燈之后第四代照明光源，是未來照明市場上的主流產品。

目前出現了各種各樣的白光LED制備方法，其中藍光LED芯片與黃色熒光材料組合、藍光LED芯片與紅色和綠色熒光材料組合、紫光LED芯片與三基色熒光材料組合這三種方法以價格低、制備簡單成為制備白光LED的主要方法。藍光LED芯片與黃色熒光材料組合是研究最早也是最成熟的方法，制備的白光LED發(fā)光效率已經遠遠超過白熾燈，但是顯色指數低，色溫高，不能作為室內照明使用。為了提高白光LED的顯色性，各國科學家研發(fā)了藍光LED芯片與紅、綠色熒光材料組合和紫光LED芯片與紅、綠、藍三基色熒光材料組合另外兩種實現白光LED的方法。

目前InGaN芯片的發(fā)射波長已經移至近紫外區(qū)域, 能為熒光粉提供更高的激發(fā)能量，進一步提高白光LED的光強。由于紫外光不可見, 紫外激發(fā)白光LED的顏色只能由熒光粉決定，因此顏色穩(wěn)定，顯色指數高，使用近紫外InGaN芯片和藍、黃熒光粉或者與三基色熒光粉組合來實現白光的方案成為目前白光LED行業(yè)發(fā)展的重點。黃色熒光粉是該方案中不可缺少的成分。

傳統的熒光粉材料大都依賴于激活劑或共激活劑發(fā)光，而激活劑通常選用稀土元素，稀土元素價格較高而且其氧化物、氯化物以及檸檬鹽有毒性，此外熒光粉材料的制備往往需要高溫還原氣氛等較為苛刻的條件。因此，經濟環(huán)保的熒光粉的制備及應用成為了必要。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的是提供一種能實現黃光發(fā)射，具有寬的激發(fā)帶寬，覆蓋紫外、紫光和藍光區(qū)域的硼酸鹽黃色熒光粉及其制備方法。

為實現上述目的，本發(fā)明所采取的技術方案是：該熒光粉具有如下化學表示式：MZnBO₃，M為Na和K中的任意一種。

一種硼酸鹽黃色熒光粉的制備方法，包括如下步驟：(1) 以含M的化合物、氧化鋅和硼酸，按化學表達式MZnBO₃的摩爾比稱取所述原料，得到混合物； (2) 將該混合物裝入坩堝，在高溫爐內600～850℃條件下燒結2～7小時，后冷卻到室溫得到所述硼酸鹽黃色熒光粉。

進一步的，所述的M為Na和K中的任意一種。

進一步的，所述含M的氧化物為Na₂O和K₂O中任意一種。

與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：（1）本發(fā)明的熒光粉不含價格較為昂貴的稀土元素，且制備條件溫和，不需要高溫和還原氣氛；（2）本發(fā)明的黃色熒光粉具有寬的激發(fā)帶寬，覆蓋紫外、紫光和藍光區(qū)域，激發(fā)峰位于400nm附近，與紫外芯片的發(fā)射峰重疊很好，能夠有效被激發(fā)；（3）本發(fā)明的MZnBO₃中M選擇Na或者K，能實現黃光發(fā)射，而選擇其它堿金屬離子或者其它陽離子，得不到此發(fā)明效果。

附圖說明

圖1 是本發(fā)明實施例1制備的熒光粉體激發(fā)光譜圖（監(jiān)控波長535納米）。

圖2 是本發(fā)明實施例1制備的熒光粉體發(fā)射光譜圖（激發(fā)波長400納米）。

具體實施方式

下面結合附圖1和2對本發(fā)明做進一步描述。

對比例

按照LiZnBO₃稱取Li₂O、ZnO和 H₃BO₃，它們之間的摩爾比為0.5：1：1，充分研磨混合均勻后，放置坩堝中，再在高溫爐在600℃焙燒7小時，后冷卻到室溫，得到的粉體，在紫外、紫光和藍光激發(fā)下，未見明顯的可見光發(fā)射。

實施例1

按照NaZnBO₃稱取Na₂O、ZnO和 H₃BO₃，它們之間的摩爾比為0.5：1：1，充分研磨混合均勻后，放置坩堝中，再在高溫爐在600℃焙燒7小時，后冷卻到室溫，得到硼酸鹽黃色熒光粉。

從圖1中可以看出，本實施例的熒光粉激發(fā)譜為一寬譜，覆蓋了紫光和藍光區(qū)域，激發(fā)峰位于400nm附近，光譜峰值高，說明本實施例的熒光粉可以被紫外和紫光芯片有效激發(fā)。當發(fā)射光譜的激發(fā)波長為400nm，從圖2中可以看出，本實施例的熒光粉的發(fā)射為寬帶黃光發(fā)射，發(fā)射峰位于535nm附近，說明本實施例的熒光粉適合做紫光和藍光激發(fā)的黃色熒光粉。

實施例2

按照KZnBO₃稱取K₂O、ZnO和 H₃BO₃，它們之間的摩爾比為0.5：1：1，充分研磨混合均勻后，放置坩堝中，再在高溫爐在850℃焙燒2小時，后冷卻到室溫，得到硼酸鹽黃色熒光粉。

本實施例的熒光粉激發(fā)譜為一寬譜，覆蓋了紫光和藍光區(qū)域，激發(fā)峰位于400nm附近，光譜峰值高，說明本實施例的熒光粉可以被紫外和紫光芯片有效激發(fā)。當發(fā)射光譜的激發(fā)波長為400nm，本實施例的熒光粉的發(fā)射為寬帶黃光發(fā)射，發(fā)射峰位于545nm附近，說明本實施例的熒光粉適合做紫光和藍光激發(fā)的黃色熒光粉。

實施例3

按照KZnBO₃稱取Na₂O、ZnO和 H₃BO₃，它們之間的摩爾比為0.5：1：1，充分研磨混合均勻后，放置坩堝中，再在高溫爐在650℃焙燒5小時，后冷卻到室溫，得到硼酸鹽黃色熒光粉。

本實施例的熒光粉激發(fā)譜為一寬譜，覆蓋了紫光和藍光區(qū)域，激發(fā)峰位于400nm附近，光譜峰值高，說明本實施例的熒光粉可以被紫外和紫光芯片有效激發(fā)。當發(fā)射光譜的激發(fā)波長為400nm，本實施例的熒光粉的發(fā)射為寬帶黃光發(fā)射，發(fā)射峰位于545nm附近，說明本實施例的熒光粉適合做紫光和藍光激發(fā)的黃色熒光粉。

實施例4

按照KZnBO₃稱取K₂O、ZnO和 H₃BO₃，它們之間的摩爾比為0.5：1：1，充分研磨混合均勻后，放置坩堝中，再在高溫爐在700℃焙燒3小時，后冷卻到室溫，得到硼酸鹽黃色熒光粉。

本實施例的熒光粉激發(fā)譜為一寬譜，覆蓋了紫光和藍光區(qū)域，激發(fā)峰位于400nm附近，光譜峰值高，說明本實施例的熒光粉可以被紫外和紫光芯片有效激發(fā)。當發(fā)射光譜的激發(fā)波長為400nm，本實施例的熒光粉的發(fā)射為寬帶黃光發(fā)射，發(fā)射峰位于545nm附近，說明本實施例的熒光粉適合做紫光和藍光激發(fā)的黃色熒光粉。

上述實施例用來解釋說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進行限制，在本發(fā)明的精神和權利要求的保護范圍內，對本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護范圍。