[发明专利]一种黄色长余辉发光材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及长余辉发光材料领域，更具体地，涉及一种黄色长余辉发光材料及其制备方法。

背景技术

传统的长余辉材料主要是硫化锌（ZnS:Cu）以及碱土硫化物（CaS:Bi、Ca，SrS:Bi）荧光体等。稀土激活的硫化物长余辉发光材料虽具有体色鲜艳，弱光下吸收速度快，发光颜色多样等优点，但仍存在传统硫化物长余辉材料化学性质不稳定，在日光照射下会和空气中的水反应释放H₂S气体等缺点。20世纪60年代，日本的研究人员发现了SrAl₂O₄:Eu²⁺的长余辉现象；20世纪90年代中期，科技工作者开发出了性能有显著提高的新型SrAl₂O₄:Eu²⁺，Dy³⁺的绿光长余辉材料。与硫化物材料相比，铝酸盐长余辉材料具有发光效率高，余辉时间长，化学性质稳定，抗氧化性及温度猝灭特性好，无放射性污染，生产工艺简单，成本低等优点，在近十几年来发展迅速。铝酸盐长余辉材料主要的缺点是发光颜色单调，发射光谱主要集中在440～520nm范围内，遇水不稳定，常用包膜处理来提高其耐水性。

以硅酸盐为基质的长余辉发光材料由于其良好的化学稳定性和热稳定性，且原料二氧化硅价廉易得引起人们的兴趣。张家骅等人在授权中国发明专利（ZL 200710056035.7）《橙黄色长余辉荧光粉及其制备方法》中，公开了一种硅酸盐长余辉荧光粉，该专利是以Sr₃SiO₅为基质材料，单掺Eu²⁺离子或者双掺杂Eu²⁺, Dy³⁺离子形成的黄色长余辉材料。该专利材料制备方法简单，原料成本低，但存在所发射的余辉光亮度较低的问题。随后，湘潭大学的Kai Dong等人在国外学术期刊上发表一篇文章“Enhancement of yellow emission and afterglow in Sr3SiO5: Eu2+, Dy3+ by adding alkaline earth metal fluorides”（J. Mater. Res., Vol. 27, No. 19, Oct 14, 2012），研究了组成为Sr₃-xSiO₅, xMF₂: Eu²⁺, Dy³⁺ (0≤x≤0.15, M: Ba, Sr, Ca)的荧光粉，并发现碱土金属氟化物的加入使其荧光发射强度增至Sr₃SiO₅: Eu²⁺, Dy³⁺荧光粉的2.3倍，余辉强度也有所增强。但是，该研究依然没有解决余辉强度较弱的问题，且氟化物原料对人和环境有巨大的危害作用。

目前市场上的LED多是低压直流器件，在日常的高压交流电源（AC100～220V）下使用时要前置一个变压驱动装置，将交流（AC）变换成直流（DC）恒流源才能使用。交流LED可以直接被AC100～220V直接驱动，但致命的问题就是交流电产生的频闪。

在上述专利内容和文献的基础上, 本发明公开了一种新型硅酸盐长余辉发光材料及其制备技术，不仅原料易得，制备方法简单，对环境无污染，更重要的是，与Sr₃SiO₅: Eu²⁺, Dy³⁺相比，本发明所公开的材料的长余辉发光强度可提高至其11.3倍。并且，该材料具有能在日光激发下产生较强的黄色余辉发射的特点。

    本发明所公开的稀土硅酸盐黄色长余辉发光材料也可用于蓝光芯片激发的交流白光LED上，有效控制交流LED的频闪效应。LED和传统光源相比，具有高效节能、绿色环保、使用时间长的优点。目前市场上的LED多是低压直流器件，在日常的高压交流电源（AC100～220V）下使用时要前置一个变压驱动装置，将交流（AC）变换成直流（DC）恒流源才能使用。交流LED可以直接被AC100～220V直接驱动，但致命的问题就是交流电产生的频闪。本发明所公开的硅酸盐长余辉荧光粉在电压下降时, 可以将储存的光能释放出来，弥补截止区间的发光空白，从而有效缓解交流驱动LED的频闪效应，是一种可用于交流白光LED上的高亮度黄色长余辉荧光粉。

发明内容