[发明专利]硅酸盐发光材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光材料及其制备方法，尤其涉及一种硅酸盐发光材料及其制备方法，该发光材料适用于紫光区域LED激发，实现高效绿光发射。

背景技术

由于半导体照明(LED照明)具有无须暖灯时间(idling time)、反应速度很快(约在10^-9秒)、体积小、节能、可靠性高、应用灵活等诸多优点，广泛应用于汽车、通讯产业、电脑、交通信号灯、液晶面板用背光源、LED屏幕以及普通照明等领域，特别以第三代半导体材料氮化镓为代表的新型半导体照明光源，在同等亮度下耗电量仅为普通白炽灯的1/10，寿命可以达到10万小时以上。

目前实现LED白光发射的主要方式是：通过蓝光LED芯片配合铈激活的稀土石榴石黄色荧光材料(如YAG:Ce³⁺或TAG:Ce³⁺)，通过蓝光芯片激发荧光材料发出黄光与蓝色芯片的发出的蓝光复合实现白光发射。但在这种方法中，主要由于所使用的荧光材料存在显色性低和色温高这两个明显的不足，使其在白光LED的应用和性能方面具有很大的局限性，未来将会被“UV-LED+红、绿、蓝三基色荧光粉”所替代，所以开发适用于UV-LED的三基色荧光粉显得特别重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的LED白光发射所采用的荧光材料存在显色性低和色温高的缺陷，提供一种适用于紫外光区域LED激发，能高效发射绿光的硅酸盐发光材料。

本发明进一步要解决的技术问题在于，提供一种制备工艺简单、成本低的硅酸盐发光材料的制备方法。

本发明采用以下技术方案来解决上述技术问题：一种硅酸盐发光材料，其主要成分的化学通式为：aCaO·bAl₂O₃·cSiO₂:xCe，yTb，其中，a、b、c、x、y为摩尔份数，0.4≤a≤2.5、0.2≤b≤1.5、c＝1.0、0.001≤x≤0.1、0.005≤y≤1.5。

硅酸盐发光材料中，所述a、b、x、y的取值分别优选为：1≤a≤2、0.5≤b≤1、0.01≤x≤0.1、0.05≤y≤1。

一种硅酸盐发光材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)、以Ca的氧化物、碳酸盐、草酸盐中的一种或一种以上、Al₂O₃、SiO₂和Tb₄O₇为原料，按着主要成分的化学通式aCaO·bAl₂O₃·cSiO₂:xCe，yTb的各元素之间的摩尔比来称取各原料，并将该原料混合，其中0.4≤a≤2.5、0.2≤b≤1.5、c＝1.0、0.001≤x≤0.1、0.005≤y≤1.5；

(2)、将前述步骤得到的物质在还原气氛下升温到1000～1500℃，在此条件下保温煅烧2～20小时，冷却到室温，研磨即可制得硅酸盐发光材料。

硅酸盐发光材料的制备方法中，所述步骤(2)优选将所述原料混合均匀后倒入刚玉坩埚中，然后将装有原料的刚玉坩埚放入高温管式炉，在还原气氛下升温到1200～1400℃，在此条件下保温煅烧6～10小时，冷却到室温，研磨即可制得硅酸盐发光材料。

硅酸盐发光材料的制备方法中，所述步骤(2)之前还有预处理步骤，所述的预处理步骤为：将步骤(1)中的原料混合均匀，升温到1000～1500℃保温煅烧4～20小时，冷却到室温。

硅酸盐发光材料的制备方法中，所述的预处理步骤优选为：将步骤(1)中称取的原料混合均匀后放入刚玉坩埚，然后将该刚玉坩埚放入高温箱式炉中，升温到1200～1450℃保温煅烧4～12小时后，冷却到室温。

硅酸盐发光材料的制备方法中，所述的还原气氛优选为氢气、氢气和氮气的混合气体或一氧化碳气体所形成的气氛。

硅酸盐发光材料的制备方法中，所述的还原气氛还可以优选指反应体系中有炭存在的气氛。