[发明专利]一种碱土金属磷硅酸盐白色光发射荧光粉及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属稀土发光材料技术领域，具体涉及一种二价铕和二价锰共激活的碱土金属磷硅酸盐单一基质白色光发射荧光粉及其制备方法。

背景技术

白光LED(发光二极管)与传统的照明光源相比较，有节能、高效、体积小、寿命长，响应速度快、驱动电压低、抗震动等优点，受到世界各国的广泛关注。在技术角度讲，有两种方法可以得到白色LED光源。一种是将红、绿、蓝三种单色LED组合产生白光；第二种是用LED去激发其他发光材料混合形成白光，即用蓝光LED配合发黄光的荧光粉，或用近紫外LED去激发红、绿、蓝三种荧光粉。红、绿、蓝三种单色LED组合产生白光的方法具有效率高、可以动态调节色温、显色性好等优点，但三种颜色LED的正向电压和光输出不同，另外他们的温度特性和光维持特性也不相同，它必须具备光输出信号取样和反馈功能，进行动态控制，以便所发出的白光的色度点的坐标保持不变，因而对电路设计的要求较高。从目前发展趋势看，将LED芯片与荧光粉组合，利用LED发射的光激发荧光粉并混合形成白光的方法，在可行性、实用性和商品化方面第二种方法都优于第一种方法。在两种使用荧光粉进行光转换的方案中，近紫外紫光芯片激发的白光LED由于白光颜色是荧光粉涂层决定的，所以光色品质、光色一致性、以及工作过程中光色稳定性方面要优于蓝光芯片与黄色荧光粉的组合。近紫外紫光芯片激发的白光LED可以使用混合红、绿、黄中两色或红、绿、蓝三基色荧光粉制得，也可使用单一基质白色发射荧光粉。由于混合物间存在颜色再吸收、能量损耗、配比调控及老化速率不同的问题，导致流明效率和显色指数等受到较大影响。因此研制单一基质白光发射荧光粉具有一定优势。本发明专利即提供一种可被紫外紫光和激发的单一基质白光发射荧光粉。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可被紫外紫光激发的、单一基质白色光发射荧光粉及其制备方法。

本发明提供的白色光发射荧光粉是一种二价铕和二价锰共激活的碱土金属磷硅酸盐单一基质白色光发射荧光粉，其组成成分可由下述化学式表示：Ba_aSr_bCa_c(PO₄)_x(SiO₄)_y:Eu_d，Mn_e，其中3.9≤a＜9，0≤b≤3，0.1＜c≤1，0.01＜d≤0.1，0.01＜e≤0.1，1＜x≤4，0.1＜y≤2。

本发明提供的上述二价铕和二价锰共激活的碱土金属磷硅酸盐单一基质白色光发射荧光粉的制备方法包括以下步骤：

(1)配料，按化学式Ba_aSr_bCa_c(PO₄)_x(SiO₄)_y:Eu_d，Mn_e，其中3.9≤a＜9，0≤b≤3，0.1＜c≤1，0.01＜d≤0.1，0.01＜e≤0.1，1＜x≤4，0.1＜y≤2，称取需要量的碳酸钡、碳酸钙、碳酸锶、二氧化硅、三氧化二铕、磷酸氢二铵、碳酸锰，再称取占化学式0.5％～5％质量的助熔剂，将这些组分充分混匀；

(2)烧结，将上述混合物装入刚玉坩埚，并置于高温炉中烧结，气氛为空气，烧结温度为800～1400℃，烧结时间为3～10小时；

(3)还原，将烧结物在还原气氛下高温处理，处理温度为1100～1350℃，处理时间为3～5小时；

(4)洗涤，烘干，在还原气氛中降到室温，将烧结物破碎，用70～85℃去离子水洗涤，120～150℃温度下烘干，即得到所需产物。

本发明中，所述的助熔剂为SrF₂，BaF₂，NH₄HF₂，SrCl₂，BaCl₂，NH₄Cl，H₃BO₃中的一种或几种，其用量为荧光粉化学式质量的0.5％～5％，优选2～3％。