法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2020-05-22
授权
授权
2018-11-30
实质审查的生效 IPC(主分类):C09K11/78 申请日:20180719
实质审查的生效
2018-11-06
公开
公开
技术领域
本发明涉及发光材料技术领域，特别是一种可由近紫外或蓝光芯片激发的红光发光材料及其制备方法和应用。
背景技术
白光二极管(WLED)作为一种新颖的固体光源，以其发光效率高、体积小、寿命长、功耗小、响应迅速、绿色环保及安全可靠等显著优点，未来有望广泛应用于室内照明、液晶显示器背光源、航空航海、标识标记照明、户外照明、医疗及通讯等领域。如此可见，白光LED的市场经济效益是十分可观的。
目前，最为常用且已实现商业化的白光LED是利用InGaN/GaN蓝光 LED芯片搭配掺Ce3+的Y3Al5O12:Ce(YAG:Ce)黄色荧光粉，即>3+，Gd3+等稀土离子可使>3+的发射峰的峰位红移，但其移动范围是十分有限的，致使色温的改善效果并不明显。
另一种较为常用的白光LED为近紫外LED芯片搭配三基色(红、绿、篮)荧光粉，即利用红、绿、蓝光相混合形成白光。该方法更易实现发光颜色稳定的白光，其显色指数和光输出效率要优于蓝光LED芯片 +黄色荧光粉。但是，目前用于近紫外LED芯片的三基色荧光粉中，红色荧光粉相对于蓝色荧光粉和绿色荧光粉在技术上存在着较大的挑战。例如，已商业化的硫化物Y2O2S:Eu3+红色荧光粉，其在近紫外波段不能有效地吸收，致使其发光强度远远低于商用高效的绿色荧光粉和蓝色荧光粉。并且，在近紫外光的激发下，Y2O2S:Eu3+的化学稳定性及热稳定性较差，容易释放出危害人体健康的H2S气体，对周围环境不友好；氮化物和氮氧化物红色荧光粉虽然具有良好的物理化学性质，较高的发光效率，但是其制备条件十分苛刻，一般需要在高温(1400～2000℃)，氮气气氛下长时间保温才能完成。可见，红光发光材料的这些不足已然成为阻碍白光LED进一步发展的屏障。
而作为目前在照明及显示领域应用最为广泛的红光荧光粉材料之一，Y2O3:Eu荧光粉具有优异的红光发射，发光效率高，色纯度高，物理化学性质稳定及良好的光衰特性。虽然Y2O3:Eu荧光粉在阴极射线或短紫外波段(210-250nm)激发下具有优异的红光荧光性能，但其对于近紫外及蓝光的吸收很差，不能与近紫外及蓝光LED芯片有效地匹配。
因此，开发一种可被蓝光LED芯片或被近紫外LED芯片高效激发的红光材料，使其能与现有的商业荧光材料结合应用于白光LED，弥补红光成分的缺失，实现暖白光的发射，具有十分重要的意义和广泛的市场经济应用价值。
另一方面，现今常见的白光LED封装技术主要是将荧光粉均匀地分散于环氧树脂或硅胶层中形成荧光粉胶以固定LED芯片，但是这些有机高分子封装材料热导率低，散热性能较差，在LED持续点亮过程中会造成封装层温度升高，致使荧光粉的发光效率降低，并且有机高分子封装材料在高温时会发生化学反应，使其老化变质，大大影响LED器件的光输出。特别是在大功率的LED器件应用场合，这种封装方案会直接影响器件的使用寿命及品质。同时，这种封装工艺较为繁琐，芯片表面荧光粉与封装材料混合层的涂覆厚度较难控制，易导致发射光不均匀，在一定程度上限制了其广泛应用。
为了解决这种问题，近年来，荧光透明陶瓷和荧光透明薄膜作为新型的光功能材料逐渐走进人们的视野。与环氧树脂及硅胶相比，荧光透明陶瓷和荧光透明薄膜的导热性和热稳定性好，可以抗光衰，降低散射损失，有利于获得高品质的荧光。荧光透明陶瓷和荧光透明薄膜样品的尺寸和厚度可调，与LED芯片直接结合，不但简化了封装工艺，还可有效延长器件的使用寿命及稳定性。
因此，开发一种与蓝光LED芯片或近紫外LED芯片有效匹配的高效发光的红光透明陶瓷材料和红光透明薄膜材料，用来替代常规的荧光粉材料，构建新型LED器件，具有较高的经济效益。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为解决上述技术问题，本发明在目前广泛应用的Y2O3:Eu红光荧光粉基础上，通过组分调控及适量引入Zr、La、Mg元素来调整发光材料的光学参数，提出了一种可由近紫外或蓝光LED芯片激发的高效红光发光材料RE2O3:Eu(RE＝Y，Lu，Gd)，可用于制备满足不同应用要求的高品质红光发光材料。
(二)技术方案
要实现上述目的，本发明的技术方案包括：
第一方面，本发明提出了一种可由近紫外或蓝光芯片激发的红光发光材料，所述红光发光材料的化学组成通式为：
(RE1-x-y-z-mLamZryMgz)2O3:xEu，0.01≤x≤0.2，0.001≤y≤0.2，0≤z≤0.1，>1-p-rYpGdr，0≤p<1，0≤r<1。
第二方面，本发明提出了一种红光发光材料制品，所述红光发光材料制品中含有所述的红光发光材料，所述红光发光材料制品为荧光透明陶瓷、荧光透明薄膜或荧光胶粉。
第三方面，本发明提出了一种制备所述红光发光材料的方法，包括：
步骤S1，根据所述红光发光材料的化学组成中各金属元素的摩尔比，配制金属粉末混合物；
步骤S2，煅烧所述金属粉末混合物，制得所述红光发光材料。
所述步骤S1中配制金属粉末混合物时，是
以纯度大于99.99％的Y原料、Lu原料、Gd原料、La原料、Eu原料、Zr原料、Mg原料为原料；
其中：所述Y的原料采用的是Y2O3和Y(NO3)3·6H2O中的一种；
所述Lu原料采用的是Lu2O3和Lu(NO3)3·6H2O中的一种；
所述Gd原料采用的是Gd2O3和Gd(NO3)3·6H2O中的一种；
所述La原料采用的是La2O3和La(NO3)3·6H2O中的一种；
所述Eu原料采用的是Eu2O3和Eu(NO3)3·6H2O中的一种；
所述Zr原料采用的是ZrO2和Zr(NO3)4·5H2O中的一种；
所述Mg原料采用的是MgO和Mg(NO3)2·6H2O中的一种。
步骤S2中，所述煅烧的方法为：
先将要煅烧的金属粉末混合物在空气或氧气气氛下进行煅烧，煅烧温度为700～1300℃，升温速率为2～5℃/min，煅烧时间为0.5～6h；
再将获得的粉体在真空或惰性气体气氛下进行煅烧获得红光发光材料，煅烧温度为1000～1700℃，升温速率为2～10℃/min，煅烧时间为 0.5～10h。
可选地，制备所述红光发光材料的方法，包括：
步骤101：获得前驱体沉淀物：根据所述红光发光材料中各金属元素的摩尔比，配制金属盐混合液，采用沉淀法获得含有这些金属元素的前驱体沉淀物；
步骤102：煅烧所述前驱体沉淀物，制得所述红光发光材料。
所述步骤101包括：采用共沉淀法将沉淀剂加入所述金属盐混合液，并持续搅拌数小时，直至所述金属盐混合液与沉淀剂反应完全，获得前驱体沉淀物；或者，
采用均匀沉淀法将沉淀剂加入所述金属盐混合液，再将金属盐混合液加热至80～98℃，保温60-240min，获得前驱体沉淀物；或者，
采用水热法将沉淀剂加入金属盐混合液中至金属盐混合液的pH值达到预定值，将金属盐混合液搅拌均匀后获得的悬浊液置于水热釜中，于烘箱内在预定的温度下进行水热反应，获得前驱体沉淀物。
可选地，制备所述红光发光材料的方法，包括：
步骤201，根据所述的红光发光材料的化学组成中各金属元素的摩尔比，配制金属盐混合溶液；
步骤202，向所述金属盐混合溶液加入络合剂，获得溶胶；
步骤203，挥发溶剂，将溶胶处理得凝胶；
步骤204，干燥并煅烧该凝胶，获得红光发光材料。
可选地，制备所述红光发光材料的方法，包括：
步骤301，根据所述红光发光材料的化学组成中各金属元素的摩尔比，配制金属盐混合溶液；
步骤302，将燃烧剂与所述金属盐混合溶液混合，高温下使发生燃烧反应，制得红光发光材料。
第四方面，本发明提供了一种红光透明陶瓷的制备方法，包括：
步骤401，将所述的红光发光材料在一定的压力下采用轴向加压方式进行干压成型制得素坯，将素坯在一定的压力下冷等静压成型；
步骤402，将经步骤401得到的素坯进行烧结处理，获得陶瓷；
步骤403，对经步骤402处理的陶瓷进行退火处理，获得红光透明陶瓷。
所述步骤401包括，
步骤401a，将所述的红光发光材料在一定的压力下采用轴向加压方式进行干压成型制得素坯，其中，加压的压力为50～100MPa，保压时间为1～5min；
步骤401b，将素坯在一定的压力下冷等静压成型，其中，压力为 180～400MPa，保压时间为1～5min。
所述步骤402包括：
将经步骤401得到的素坯在真空烧结炉中进行真空烧结，其中，真空度为10-3～10-4Pa，烧结温度为1500～1850℃，保温时间为0～15h；或者，
将经步骤401得到的素坯置入真空热压烧结炉中进行烧结，其中，烧结温度为1300～1800℃，施加压力为10～70MPa，保温时间为2～10h，真空度为10-3Pa；或者，
将经步骤401得到的素坯置入热压烧结炉中进行烧结，其中，施加压力为10～70MPa，烧结温度为1300～1700℃，保温时间为1～10h；或者，
将经步骤401得到的素坯置入SPS烧结炉中进行烧结，其中，施加压力为10～70MPa，烧结温度为1300～1700℃，保温时间为2～60min。
所述步骤403包括步骤403a：对经步骤402处理的陶瓷在空气或氧气气氛下进行退火处理，其中，退火温度为1100℃～1500℃，保温时间为 0.5～20h。
可选地，所述步骤403进一步包括：
步骤403b，将退火后的陶瓷烧结体置入热等静压烧结炉中进行烧结，其中，烧结温度为1500～1850℃，施加的压力为150～200MPa，保温时间为0.5～10h；
步骤403c，对热等静压烧结后的陶瓷在空气或氧气气氛下进行退火处理获得红光透明陶瓷，其中，退火温度为1100℃～1500℃，保温时间为 0.5～20h。
第五方面，本发明提供了一种红光透明薄膜的制备方法，包括：
501，根据所述权利要求1所述的红光发光材料的化学组成中各金属元素的摩尔比，配制金属盐混合溶液；
502，向所述金属盐混合溶液加入乙二醇EG后，搅拌下加热，获得胶体；
503，将胶体滴在成膜模板上，获得表面覆盖了红光发光材料胶膜的成膜模板；
504，步骤503的成膜模板在700～1100℃下烧结处理；
505，重复步骤503和504直至达到目标膜厚，获得红光透明薄膜。
第六方面，本发明提供了一种红光发光材料在制作白光灯上的应用。
所述应用包括：
将所述的红光发光材料与蓝色荧光粉和绿色荧光粉组合，用于制得白光LED；或者，
将所述红光发光材料与黄色荧光粉组合，用于制得白光LED。
可选地，所述应用包括：
将黄色荧光粉涂覆在所述的红光透明陶瓷上，与蓝光LED芯片直接结合封装成白光LED；或者，
将蓝色和绿色荧光粉混合涂覆在所述的红光透明陶瓷上，与近紫外 LED芯片直接结合封装成白光LED；或者，
将所述红光透明陶瓷与黄光透明陶瓷结合制作复合结构透明陶瓷，与蓝光LED芯片直接结合封装成白光LED；或者，
将所述红光透明陶瓷与蓝光和绿光透明陶瓷结合制作复合结构透明陶瓷，与近紫外LED芯片直接结合封装成白光LED；或者，
将所述红光透明薄膜与黄光透明陶瓷结合，与蓝光LED芯片直接结合封装成白光LED；或者，
将所述红光透明薄膜与蓝光和绿光透明陶瓷结合，与近紫外LED芯片直接结合封装成白光LED。
(三)有益效果
通过采用上述设计方案，本发明的有益效果是本发明的红光发光材料的激发光谱覆盖范围宽，物理化学性能稳定且热稳定优异，发光强度大，发光效率高，可与近紫外或蓝光LED芯片相匹配。本发明的红光发光材料制品包括红光胶粉材料、红光透明陶瓷材料及红光透明薄膜材料，可以与近紫外芯片或蓝光芯片进行不同形式的封装，应用于白光 LED照明光源。
(1)本发明红光发光材料的激发峰覆盖350～480nm的近紫外及蓝光波段，与近紫外及蓝光LED芯片的发射峰位相匹配。
(2)本发明红光发光材料在360-400nm的近紫外及465nm蓝光激发下，都有明亮的红光发射，且色纯度高，能够满足高亮度、高显色性能白光LED封装的需求，能够拥有十分广阔的市场应用前景。
(3)本发明红光发光材料的制备工艺简单、环境友好，其中制备的红光透明陶瓷材料和红光透明薄膜材料大小厚度可控，并可制成不同形状，适合工业批量化生产。
(4)本发明红光透明陶瓷材料和红光透明薄膜材料的透光性好，致密度高，均匀性好，热猝灭温度高及物理化学性质稳定，不仅有利于提高发光强度和发光效率，还有利于产品的加工及器件的封装。
附图说明
附图1为本发明所述红光透明陶瓷与商业荧光粉相结合用于封装白光LED的结构简图；
附图2为本发明所述红光透明陶瓷与商业荧光透明陶瓷相结合用于封装白光LED的结构简图；
附图3为本发明实施例2所得的红光透明陶瓷的XRD谱图；
附图4为本发明实施例3所得的红光透明陶瓷和商业Y2O3:Eu荧光粉制备的透明陶瓷在612nm监测下的激发光谱对比图；
附图5为本发明实施例5所得的红光透明陶瓷的直线透光率；
附图6为本发明实施例7所得的红光荧光粉在395nm激发下的发射光谱；
附图7为本发明实施例9所得的红光荧光粉在465nm激发下的发射光谱；
附图8为本发明实施例13所得的红光透明陶瓷在465nm激发下的发射光谱；
附图9为本发明实施例14所得的红光透明陶瓷在395nm激发下的发射光谱；
附图10为本发明实施例17所得的红光透明陶瓷在不同温度下的发射光谱，激发波长为465nm；
附图11为本发明实施例19所得的红光透明薄膜的色坐标图。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，下面结合图例将本发明的具体实施方式作详细的阐述。
本发明所述红光荧光粉的制备方法包括：固相法，共沉淀法、均匀沉淀法、水热法、溶胶凝胶法、燃烧法。
本发明所述红光透明陶瓷的制备工艺包括：真空烧结、热压烧结、放电等离子(SPS)烧结、真空热压烧结、热等静压烧结。
本发明所述红光透明薄膜采用溶胶凝胶旋涂法。
实施例1
一种可由近紫外芯片或蓝光芯片激发的红光荧光粉，该红光荧光粉的化学组成通式为：(Lu0.68La0.2Zr0.04Mg0.01)2O3:0.07Eu。
该红光荧光粉采用固相法制备，包括以下步骤:
(1)采用高纯Lu2O3(99.99％)、La2O3(99.99％)、Eu2O3(99.99％)、>3)4·5H2O(99.0％)和Mg(NO3)2·6H2O(99.0％)为原料。各组分掺入量均以摩尔百分比为计，各原料组分的摩尔量配比为：Eu2O3>2O3>3)4·5H2O>3)2·6H2O>2O3>
(2)球磨混合后的浆料经烘干，研磨过筛，得到所需的粉体混合物；
(3)将得到的粉体先在空气气氛下进行煅烧，煅烧温度为700℃，升温速率为2℃/min，煅烧时间为6h，再将得到的粉体在真空气氛下进行煅烧，煅烧温度为1000℃，升温速率为10℃/min，煅烧时间为6h，获得红光荧光粉。
实施例2
本实施例提供了一种可由近紫外芯片或蓝光芯片激发的红光透明陶瓷，该红光透明陶瓷的化学组成通式为：(Lu0.68La0.2Zr0.04Mg0.01)2O3:0.07Eu。
该红光透明陶瓷采用真空烧结工艺制备，包括以下步骤:
(1)将实施例1中得到的红光荧光粉在50MPa压力下采用轴向单向加压方式进行干压成型，保压时间为2min；再将成型后的素坯在180MPa压力下冷等静压成型，保压时间为5min；
(2)将成型后的素坯置入真空烧结炉中进行真空烧结，烧结温度为 1850℃，保温时间为0h，真空度为1×10-3Pa。
(3)对真空烧结的陶瓷在空气气氛下进行退火处理，退火温度为 1500℃，保温时间为10h，获得致密透明的红光透明陶瓷。
本实施例制得的高效红光透明陶瓷的XRD谱图见图3，由图3可见，该红光透明陶瓷的衍射峰与立方相Lu2O3标准卡片一致，且无其他杂相的衍射峰出现，说明制备的高效红光透明陶瓷为纯相Lu2O3结构。
实施例3
一种可由近紫外芯片或蓝光芯片激发的红光透明陶瓷，该红光透明陶瓷的化学组成通式为：(Lu0.41Y0.1Gd0.25Zr0.2)2O3:0.04Eu。
该红光透明陶瓷采用共沉淀合成的粉体结合真空烧结工艺制备，包括以下步骤:
(1)采用高纯Lu2O3(99.99％)、Y2O3(99.99％)、Gd2O3(99.99％)、Eu2O3(99.99％)和Zr(NO3)4·5H2O(99.0％)为原料。各组分掺入量均以摩尔百分比为计，各原料组分的摩尔量配比为：Eu2O3>2O3 25at.％，>3)4·5H2O>2O3>2O341at.％；将按配方配置好的原料混合，加入硝酸充分溶解，制得原料混合溶液；
(2)将氨水和碳酸氢铵的混合溶液在搅拌的条件下缓慢加入到原料混合溶液中，滴加完毕后继续搅拌数小时，使反应完全；
(3)所得白色沉淀经离心分离、洗涤、烘干，得到前驱体粉末；
(4)将得到的前躯体先在空气气氛下进行煅烧，煅烧温度为700℃，升温速率为3℃/min，煅烧时间为4h，再将得到的粉体在真空气氛下进行煅烧，煅烧温度为1100℃，升温速率为10℃/min，煅烧时间为0.5h，获得红光荧光粉；
(5)将煅烧后的粉体先在100MPa压力下采用轴向单向加压方式进行干压成型，保压时间为1min；再将成型后的素坯在400MPa压力下冷等静压成型，保压时间为1min；
(6)将成型后的素坯置入真空烧结炉中进行真空烧结，烧结温度为 1500℃，保温时间为15h，真空度为10-4Pa。
(7)对真空烧结的陶瓷在氧气气氛下进行退火处理，退火温度为 1250℃，保温时间为10h，获得致密透明的的红光透明陶瓷。
本实施例制得的高效红光透明陶瓷和商业Y2O3:Eu荧光粉制备的透明陶瓷，在612nm监测下的激发光谱对比图见图4，由图4可见，Y2O3:Eu透明陶瓷在近紫外及蓝光波段的激发峰很弱，而本发明制备的红光透明陶瓷在近紫外及蓝光波段有很强的激发峰出现，表明本发明制备的红光透明陶瓷可有效地与近紫外及蓝光LED芯片相匹配。
实施例4
一种可由近紫外芯片或蓝光芯片激发的红光荧光粉，该红光荧光粉的化学组成通式为：(Lu0.71Zr0.07Mg0.02)2O3:0.2Eu。
该红光荧光粉采用均匀沉淀法制备，包括以下步骤:
(1)采用高纯Lu2O3(99.99％)、Eu2O3(99.99％)、ZrO2(99.0％)和>2O3>27at.％，MgO>2O3>
(2)将沉淀剂(实为一种沉淀剂前驱物，加入溶液后会生成沉淀剂)加入到原料混合溶液中，搅拌均匀，得到均匀的混合溶液；
其中，所述沉淀剂为能够与溶液中其他成分或水反应生成沉淀剂的物质，例如可以是尿素，氨水等。
(3)将混合溶液加热至80℃，待溶液中出现白色沉淀后，保温240min，得到悬浊液；
(4)待悬浊液冷却后，所得白色沉淀经离心分离、洗涤、烘干，得到前驱体粉末；
(5)将得到的前躯体先在氧气气氛下进行煅烧，煅烧温度为800℃，升温速率为5℃/min，煅烧时间为0.5h，再将得到的粉体在真空气氛下进行煅烧，煅烧温度为1100℃，升温速率为10℃/min，煅烧时间为4h，获得红光荧光粉；
实施例5
一种可由近紫外芯片或蓝光芯片激发的红光透明陶瓷，该红光透明陶瓷的化学组成通式为：(Lu0.71Zr0.07Mg0.02)2O3:0.2Eu。
该红光透明陶瓷采用真空热压烧结工艺制备，包括以下步骤:
(1)将实施例4中得到的红光荧光粉先在100MPa压力下采用轴向单向加压方式进行干压成型，保压时间为1min；再将成型后的素坯在300MPa 压力下冷等静压成型，保压时间为2min；
(2)将成型后的素坯置入真空热压烧结炉中进行烧结，烧结温度为 1700℃，保温时间为2h，施加的压力为10MPa，真空度为10-3Pa。
(3)对真空热压烧结的陶瓷在氧气气氛下进行退火处理，退火温度为 1400℃，保温时间为0.5h，获得致密透明的红光透明陶瓷。
本实施例制得的高效红光透明陶瓷的直线透过率见图5，由图5可见，该红光透明陶瓷在600-800nm范围(可见光)内的最高直线透光率高达 80.2％，表明本发明制得的红光透明陶瓷具有高透光性。
实施例6
一种可由近紫外芯片或蓝光芯片激发的红光透明陶瓷，该红光透明陶瓷的化学组成通式为：(Lu0.68La0.2Zr0.04Mg0.01)2O3:0.07Eu。
该红光透明陶瓷采用真空热压烧结工艺制备，包括以下步骤:
(1)将实施例1中得到的红光荧光粉先在100MPa压力下采用轴向单向加压方式进行干压成型，保压时间为1min；再将成型后的素坯在300MPa 压力下冷等静压成型，保压时间为2min；
(2)将成型后的素坯置入真空热压烧结炉中进行烧结，烧结温度为 1300℃，保温时间为10h，施加的压力为70MPa，真空度为10-3Pa。
(3)对真空热压烧结的陶瓷在氧气气氛下进行退火处理，退火温度为 1100℃，保温时间为20h，获得致密透明的红光透明陶瓷。
实施例7
一种可由近紫外芯片或蓝光芯片激发的红光荧光粉，该红光荧光粉的化学组成通式为：(Y0.56Lu0.2Zr0.08Mg0.1)2O3:0.06Eu。
该红光荧光粉采用均匀沉淀法制备，包括以下步骤:
(1)采用高纯Y2O3(99.99％)、Lu2O3(99.99％)、Eu2O3(99.99％)、>2(99.0％)和MgO(99.0％)为原料。各组分掺入量均以摩尔百分比为计，各原料组分的摩尔量配比为：Eu2O3>2 8at.％，MgO>2O3>2O3>
(2)将尿素加入到原料混合溶液中，搅拌均匀，得到均匀的混合溶液；
(3)将混合溶液加热至98℃，待溶液中出现白色沉淀后，保温60min，得到悬浊液；
(4)待悬浊液冷却后，所得白色沉淀经离心分离、洗涤、烘干，得到前驱体粉末；
(5)将得到的前躯体先在氧气气氛下进行煅烧，煅烧温度为900℃，升温速率为2℃/min，煅烧时间为4h，再将得到的粉体在真空气氛下进行煅烧，煅烧温度为1300℃，升温速率为5℃/min，煅烧时间为4h，获得红光荧光粉。
本实施例制得的高效红光荧光粉的发射光谱见图6，由图6可见，在 396nm激发下，出现了对应于Eu3+的5D0-7F2电偶极跃迁的明亮的红光发射>
实施例8
一种可由近紫外芯片或蓝光芯片激发的红光荧光粉，该红光荧光粉的化学组成通式为：(Lu0.739Y0.25Zr0.001)2O3:0.01Eu。
该红光荧光粉采用水热法制备，包括以下步骤:
(1)采用高纯Lu(NO3)3·6H2O(99.99％)、Y(NO3)3·6H2O(99.99％)、>3)3·6H2O(99.99％)和Zr(NO3)4·5H2O(99.0％)纳米粉为原料。各组分掺入量均以摩尔百分比为计，各原料组分的摩尔量配比为：Eu(NO3)3·6H2O>3)4·5H2O>3)3·6H2O>3)3·6H2O>
(2)将氨水逐滴滴入原料混合溶液中，至pH达到预定值，搅拌均匀后将所得悬浊液移至水热釜内，于烘箱内在预定温度下进行水热反应；
(3)反应产物自然冷却后，经离心分离、洗涤、烘干，得到前驱体粉末；
(4)将得到的前躯体先在空气气氛下进行煅烧，煅烧温度为1100℃，升温速率为3℃/min，煅烧时间为0.5h，再将得到的粉体在真空气氛下进行煅烧，煅烧温度为1500℃，升温速率为2℃/min，煅烧时间为3h，获得红光荧光粉。
实施例9
一种可由近紫外芯片或蓝光芯片激发的红光荧光粉，该红光荧光粉的化学组成通式为：(Lu0.71Y0.05La0.05Zr0.05Mg0.05)2O3:0.09Eu。
该红光荧光粉采用溶胶凝胶法制备，包括以下步骤:
(1)采用高纯Lu2O3(99.99％)、Y2O3(99.99％)、La2O3(99.99％)、>2O3(99.99％)、ZrO2(99.0％)和Mg(NO3)2·6H2O(99.0％)为原料。各组分掺入量均以摩尔百分比为计，各原料组分的摩尔量配比为：Eu2O3 9at.％，>2>3)2·6H2O>2O35at.％，La2O3>2O3>
(2)将一定量的柠檬酸加入到原料混合溶液中，在一定温度下加热搅拌，随着水分的蒸发，逐渐形成溶胶，继续蒸发形成凝胶；
(3)将凝胶置于烘箱中烘干，得到干凝胶；
(4)将干凝胶先在空气气氛下进行煅烧，煅烧温度为700℃，升温速率为5℃/min，煅烧时间为6h，再将得到的粉体在真空气氛下进行煅烧，煅烧温度为1000℃，升温速率为10℃/min，煅烧时间为4h，获得红光荧光粉。
本实施例制得的高效红光荧光粉的发射光谱见图7，由图7可见，在 465nm激发下，出现了对应于Eu3+的5D0-7F2电偶极跃迁的明亮的红光发射>
实施例10
一种可由近紫外芯片或蓝光芯片激发的红光透明陶瓷，该红光透明陶瓷的化学组成通式为：(Lu0.71Y0.05La0.05Zr0.05Mg0.05)2O3:0.09Eu。
该红光透明陶瓷采用热压烧结工艺制备，包括以下步骤:
(1)将实施例9中得到的红光荧光粉先在50MPa压力下采用轴向单向加压方式进行干压成型，保压时间为5min；再将成型后的素坯在200MPa 压力下冷等静压成型，保压时间为1min；
(2)将成型后的素坯置入热压烧结炉中进行烧结，烧结温度为1300℃，保温时间为10h，施加的压力为70MPa；
(3)对热压烧结的陶瓷在空气气氛下进行退火处理，退火温度为 1100℃，保温时间为20h，获得致密透明的红光透明陶瓷。
实施例11
一种可由近紫外芯片或蓝光芯片激发的红光透明陶瓷，该红光透明陶瓷的化学组成通式为：(Lu0.71Y0.05La0.05Zr0.05Mg0.05)2O3:0.09Eu。
该红光透明陶瓷采用SPS烧结工艺制备，包括以下步骤:
(1)将实施例9中得到的红光荧光粉先在50MPa压力下采用轴向单向加压方式进行干压成型，保压时间为5min；再将成型后的素坯在180MPa 压力下冷等静压成型，保压时间为1min；
(2)将成型后的素坯置入SPS烧结炉中进行烧结，烧结温度为1300℃，保温时间为60min，施加的压力为70MPa；
(3)对SPS烧结的陶瓷在空气气氛下进行退火处理，退火温度为 1100℃，保温时间为15h，获得致密透明的红光透明陶瓷。
实施例12
一种可由近紫外芯片或蓝光芯片激发的红光荧光粉，该红光荧光粉的化学组成通式为：(Lu0.765Gd0.05La0.05Zr0.1Mg0.005)2O3:0.03Eu。
该红光荧光粉采用溶胶凝胶法制备，包括以下步骤:
(1)采用高纯Lu2O3(99.99％)、Gd2O3(99.99％)、La2O3(99.99％)、>2O3(99.99％)、ZrO2(99.0％)和MgO(99.0％)为原料。各组分掺入量均以摩尔百分比为计，各原料组分的摩尔量配比为：Eu2O3>2>2O3>2O3>2O3>
(2)将一定量的柠檬酸加入到原料混合溶液中，在一定温度下加热搅拌，随着水分的蒸发，逐渐形成溶胶，继续蒸发形成凝胶；
(3)将凝胶置于烘箱中烘干，得到干凝胶；
(4)将干凝胶先在空气气氛下进行煅烧，煅烧温度为800℃，升温速率为3℃/min，煅烧时间为4h，再将得到的粉体在真空气氛下进行煅烧，煅烧温度为1000℃，升温速率为10℃/min，煅烧时间为10h，获得红光荧光粉。
实施例13
一种可由近紫外芯片或蓝光芯片激发的红光透明陶瓷，该红光透明陶瓷的化学组成通式为：(Lu0.765Gd0.05La0.05Zr0.1Mg0.005)2O3:0.03Eu。
该红光透明陶瓷采用SPS烧结工艺制备，包括以下步骤:
(1)将实施例12中得到的红光荧光粉先在50MPa压力下采用轴向单向加压方式进行干压成型，保压时间为5min；再将成型后的素坯在180MPa 压力下冷等静压成型，保压时间为1min；
(2)将成型后的素坯置入SPS烧结炉中进行烧结，烧结温度为1700℃，保温时间为2min，施加的压力为10MPa；
(3)对SPS烧结的陶瓷在空气气氛下进行退火处理，退火温度为 1400℃，保温时间为10h，获得致密透明的红光透明陶瓷。
本实施例制得的高效红光透明陶瓷的发射光谱见图8，由图8可见，在 465nm激发下，出现了对应于Eu3+的5D0-7F2电偶极跃迁的明亮的红光发射>
实施例14
一种可由近紫外芯片或蓝光芯片激发的红光透明陶瓷，该红光透明陶瓷的化学组成通式为：(Lu0.765Gd0.05La0.05Zr0.1Mg0.005)2O3:0.03Eu。
该红光透明陶瓷采用热压烧结工艺制备，包括以下步骤:
(1)将实施例12中得到的红光荧光粉先在50MPa压力下采用轴向单向加压方式进行干压成型，保压时间为3min；再将成型后的素坯在200MPa 压力下冷等静压成型，保压时间为1min；
(2)将成型后的素坯置入热压烧结炉中进行烧结，烧结温度为1700℃，保温时间为1h，施加的压力为10MPa；
(3)对热压烧结的陶瓷在空气气氛下进行退火处理，退火温度为 1400℃，保温时间为10h，获得致密透明的红光透明陶瓷。
本实施例制得的高效红光透明陶瓷的发射光谱见图9，由图9可见，在 395nm激发下，出现了对应于Eu3+的5D0-7F2电偶极跃迁的明亮的红光发射>
实施例15
一种可由近紫外芯片或蓝光芯片激发的红光荧光粉，该红光荧光粉的化学组成通式为：(Lu0.64Gd0.15La0.03Zr0.08)2O3:0.1Eu。
该红光荧光粉采用燃烧法制备，包括以下步骤:
(1)采用高纯Lu2O3(99.99％)、Gd2O3(99.99％)、La2O3(99.99％)、>2O3(99.99％)、和ZrO2(99.0％)为原料。各组分掺入量均以摩尔百分比为计，各原料组分的摩尔量配比为：Eu2O3>2O3>2O3 3at.％，>2>2O3>
(2)将燃烧剂与原料混合，加热升温，当反应液到达一定温度时会发生剧烈的燃烧反应；
(3)反应结束后，待反应产物自然冷却，获得红光荧光粉。
实施例16
一种可由近紫外芯片或蓝光芯片激发的红光透明陶瓷，该红光透明陶瓷的化学组成通式为：(Lu0.739Y0.25Zr0.001)2O3:0.01Eu。
该红光透明陶瓷采用先真空烧结后热等静压烧结工艺制备，包括以下步骤:
(1)将实施例8中得到的红光荧光粉在50MPa压力下采用轴向单向加压方式进行干压成型，保压时间为2min；再将成型后的素坯在200MPa压力下冷等静压成型，保压时间为2min；
(2)将成型后的素坯置入真空烧结炉中进行真空烧结，烧结温度为 1700℃，保温时间为6h，真空度为10-3Pa。
(3)对真空烧结的陶瓷在空气气氛下进行退火处理，退火温度为 1400℃，保温时间为10h，获得陶瓷烧结体。
(4)将退火后的陶瓷烧结体再置入热等静压烧结炉中进行烧结，烧结温度为1850℃，保温时间为0.5h，施加的压力为150MPa。
(5)对热等静压烧结的陶瓷在空气气氛下进行退火处理，退火温度为 1300℃，保温时间为10h，获得红光透明陶瓷。
实施例17
一种可由近紫外芯片或蓝光芯片激发的红光透明陶瓷，该红光透明陶瓷的化学组成通式为：(Lu0.71Gd0.05La0.05Zr0.05Mg0.05)2O3:0.09Eu。
该红光透明陶瓷采用先SPS烧结后热等静压烧结工艺制备，包括以下步骤:
(1)将实施例11获得的经SPS烧结且退火后的陶瓷烧结体再置入热等静压烧结炉中进行烧结，烧结温度为1500℃，保温时间为10h，施加的压力为200MPa。
(2)对热等静压烧结的陶瓷在空气气氛下进行退火处理，退火温度为 1200℃，保温时间为15h，获得红光透明陶瓷。
本实施例制得的高效红光透明陶瓷在不同温度下(298～573K)的发射光谱见图10，由图10可见，在465nm激发下，透明陶瓷的发光强度随着温度的升高逐渐降低，但发射光谱的峰形无变化。在423K下，透明陶瓷的荧光强度为室温下的88％。当温度升至573K时，其荧光强度仍是室温的67％，表明红光透明陶瓷具有非常优异的热稳定性。
实施例18
一种可由近紫外芯片或蓝光芯片激发的红光荧光粉，该红光荧光粉的化学组成通式为：(Lu0.6La0.2Zr0.08Mg0.04)2O3:0.08Eu。
该红光荧光粉采用固相法制备，包括以下步骤:
(1)采用高纯Lu 2O3(99.99％)、La2O3(99.99％)、Eu2O3(99.99％)、>3)4·5H2O(99.0％)和Mg(NO3)2·6H2O(99.0％)为原料。各组分掺入量均以摩尔百分比为计，各原料组分的摩尔量配比为：Eu2O3>2O3>3)4·5H2O>3)2·6H2O4at.％，Lu2O3>
(2)球磨混合后的浆料经烘干，研磨过筛，得到所需的粉体混合物；
(3)将得到的粉体先在空气气氛下进行煅烧，煅烧温度为1300℃，升温速率为5℃/min，煅烧时间为2h，再将得到的粉体在惰性气体气氛下进行煅烧，煅烧温度为1700℃，升温速率为2℃/min，煅烧时间为2h，获得红光荧光粉。
实施例19
一种可由近紫外芯片或蓝光芯片激发的红光透明薄膜，该红光透明薄膜的化学组成通式为：(Y0.45Lu0.25Gd0.2Zr0.06)2O3:0.04Eu。
该红光透明薄膜采用溶胶凝胶旋涂法，包括以下步骤:
(1)采用高纯Y(NO3)3·6H2O(99.99％)、Lu(NO3)3·6H2O(99.99％)、>3)3·6H2O(99.99％)、Eu(NO3)3·6H2O(99.99％)和Zr(NO3)4·5H2O(99.0％) 为原料。各组分掺入量均以摩尔百分比为计，各原料组分的摩尔量配比为：>3)3·6H2O>3)4·5H2O>3)3·6H2O>3)3·6H2O>3)3·6H2O45at.％；将按配方配置好的原料混合，加入硝酸充分溶解，制得原料混合溶液；
(2)在原料混合溶液加入一定量的乙二醇(EG)作为溶剂，将此混合溶液在搅拌下加热，以去除水分。
(3)搅拌若干小时后，将处理干净的石英基片固定在匀胶机上，将胶体滴在石英片上进行匀胶后于干燥箱中烘干；
(4)然后再在700℃的管式炉中进行烧结处理。
(5)重复步骤(3)和(4)直至目标膜厚，得到红光透明薄膜。
本实施例制得的红光透明薄膜的色坐标图如图11所示，由图11可见，本实施例红光透明薄膜的色度坐标为(0.66，0.34)，接近标准红光色度坐标。
实施例20
一种可由近紫外芯片或蓝光芯片激发的红光透明薄膜，该红光透明薄膜的化学组成通式为：(Y0.64Lu0.25Zr0.06)2O3:0.05Eu。
该红光透明薄膜采用溶胶凝胶旋涂法，包括以下步骤:
(1)采用高纯Y(NO3)3·6H2O(99.99％)、Lu(NO3)3·6H2O(99.99％)、>3)3·6H2O(99.99％)和Zr(NO3)4·5H2O(99.0％)为原料。各组分掺入量均以摩尔百分比为计，各原料组分的摩尔量配比为：>3)3·6H2O>3)4·5H2O>3)3·6H2O>3)3·6H2O>
(2)在原料混合溶液加入一定量的乙二醇(EG)作为溶剂，将此混合溶液在搅拌下加热，以去除水分。
(3)搅拌若干小时后，将处理干净的石英基片固定在匀胶机上，将胶体滴在石英片上进行匀胶后于干燥箱中烘干；
(4)然后再在1100℃的管式炉中进行烧结处理。
(5)重复步骤(3)和(4)直至目标膜厚，得到红光荧光透明薄膜。
实施例21
本实施例中，将介绍所述可由近紫外芯片激发的红光发光材料在白光LED中的应用。
本发明所述的可由近紫外芯片激发的红光荧光粉，可用于三基色白光LED中的红光荧光粉，即将本发明所述的红光荧光粉与商业化蓝色荧光粉和绿色荧光粉用环氧树脂混合均匀，涂覆在近紫外LED芯片上，封装固化制得白光LED。
本发明所述的可由蓝光芯片激发的红光荧光粉，可用于与商业化的 YAG:Ce黄色荧光粉相混合，涂覆在蓝光InGaN芯片上，封装固化制得白光LED，实现暖白光的发射。
目前，专利CN 102620167B公开了一种透明陶瓷白光LED及其制备方法，该发明利用(Y1-xCex)3Al5O12(0.0005≤x≤0.005)透明陶瓷与蓝光LED>
本发明所述的可由蓝光芯片激发的高效红光透明陶瓷，可将商业的 YAG:Ce荧光粉涂覆在本发明的红光透明陶瓷上，作为封装材料与蓝光LED芯片直接结合封装成白光LED(如附图1所示)。在蓝光激发下，下层红光透明陶瓷产生的红光与上层YAG:Ce荧光粉产生的黄光及透过的蓝光相混合形成高品质的白光，具有色温温和，显示指数高的特点；此外，简化了封装工艺，出光均匀，散热性好。
本发明所述的可由蓝光激发的高效红光透明陶瓷，可以与商业的 YAG:Ce透明陶瓷结合制作复合结构透明陶瓷，作为封装材料与蓝光LED 芯片直接结合封装成白光LED，即将两种透明陶瓷直接覆盖在蓝光LED 芯片上(如附图2所示)。在蓝光激发下，下层红光透明陶瓷产生的红光与上层YAG:Ce透明陶瓷产生的黄光及透过的蓝光相混合形成高品质的白光，具有色温温和，显示指数高的特点；此外，简化了封装工艺，出光均匀，散热性好。
本发明所述的可由近紫外芯片激发的高效红光透明陶瓷，可用于三基色白光LED中的红光，应用方式同上述蓝光激发的红光透明陶瓷的应用；
本发明所述的可由蓝光激发的高效红光透明薄膜的应用与红光透明陶瓷的应用原理相同。
以上实施例中使用的原料均为市购，除特殊说明，原料为分析纯试剂。
需要理解的是，以上对本发明的具体实施例进行的描述只是为了说明本发明的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，但本发明并不限于上述特定实施方式。凡是在本发明权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
机译： 能够吸收蓝光或近紫外光激发光的从蓝光到红光发出的氧化氮或基于氮化物的磷
机译： 白光发光二极管封装，通过将红光发光二极管芯片与蓝光发光二极管或蓝光发光二极管内部的串联连接，可以实现白光照明
机译： 制备可被真空紫外线辐射激发的发光材料，可被真空紫外线辐射激发的发光材料和包括该发光材料的发光元件
