[发明专利]一种双重核壳荧光材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及发光材料技术领域，尤其涉及一种核壳结构荧光粉及其制备方法。

背景技术

显示和照明技术的发展给人类的生活带来巨大的改变，尤其是白光LED的出现，是LED从标识功能向照明功能跨出的实质性一步。白光LED最接近日光，更能较好反映照射物体的真实颜色。由于它还具有无污染、长寿命、耐震动和抗冲击的鲜明特点，从技术角度看，白光LED无疑是LED最尖端的技术，将成为21世纪的新一代光源——第四代电光源，白光LED的应用市场将非常广泛。 

目前在现有技术领域，实现照明和显示的方式，以通过紫外芯片或蓝光芯片激发荧光材料的方法或者低压汞放电产生紫外线激发荧光粉的方法为主。但是，由于受到荧光材料的限制，这些方法都存在一定的局限性。 

如专利US5998925、US6998771、ZL00801494.9中，都是利用蓝光芯片激发铈激活的稀土石榴石荧光材料(如Y₃Al₅O₁₂:Ce，(Y，Gd)₃(Al，Ga)₅O₁₂:Ce，简称YAG；或Tb-石榴石，简称TAG)，通过蓝光芯片激发荧光材料发出黄光与部分蓝色芯片的蓝光复合出白光。这种方法中，所使用的荧光材料在白光LED的应用和性能方面具有很大的局限性。首先，这种荧光材料的激发范围在420～490nm的范围内，最有效的激发在370～470nm的范围内，对于紫外光区 域和可见光的短波长侧区域及绿光区域不激发；其次，这种稀土石榴石结构的荧光粉的发射光谱最大只能到540nm左右，缺少红色成分，造成白光LED的显色指数较低。 

如专利US6649946、USPA20040135504、CN1522291A、CN1705732A、CN1596292A、CN1596478A、US6680569中，所涉及的是UV-蓝光区域可以有效激发的稀土激活的氮化物或氮氧化物荧光材料。这种方法的荧光材料的有效激发波长范围有所增加，发射范围也可以从绿光到红光，但是这种荧光材料的发光亮度较低，而且制造成本较高，作为实用化的LED荧光粉使用还有很大的局限性。 

如专利USPA6351069中所涉及的是硫化物红色荧光材料，这种荧光材料可以作为补色成分加入到白光LED中，用以弥补显色指数，降低色温。但是，硫化物荧光材料的发光亮度低，虽然提高显色指数，却降低LED的流明效率；而且，其化学稳定性和耐老化性能差，并腐蚀芯片，缩短了LED的使用寿命。 

实际上，在现有其它已经授权或者正在申请的专利所阐述的各类荧光材料中，铝酸盐类荧光材料的激发光谱很难实现在可见光区的有效激发；而硅酸盐类或者卤硅酸盐类荧光材料则在热稳定方面性能稍差。

发明内容

因此，本发明的目的是提供了一种核 壳结构荧光粉，不仅导电性良好，而且形貌类球形，具有较好的发光强度、发光均匀度和与基板的附着力。

本发明的另一发明目的是提供了一种工艺简单、成本低廉的核壳结构荧光粉的制备方法；

所述荧光材料的化学组成表示式为：a(Ba, Sr)Si₂O₁₁:xPbSiO₂M_y SiO₂M_y，其中0.5≤a≤1.0；0≤d≤0.5；0.001≤x≤0.1；0<y≤1×10^-2，是包覆；M为内核；SiO₂为中间壳层；a(Ba, Sr)Si₂O₁₁:xPbSiO₂M_y为外壳层，M是Ag、Au、Pt、Pd或Cu金属纳米颗粒中的至少一种。

优选地，0.5≤a≤0.8；0≤d≤0.15；0.001≤x≤0.01；0<y≤1×10^-3。

依据本发明的第二方面，提供一种核壳结构荧光粉的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：采用 StOber方法对M金属纳米颗粒包覆SiO₂，得到含有包覆产物的溶液，其中M是Ag、Au、Pt、Pd或Cu金属纳米颗粒中的至少一种；