[发明专利]一种氟硅酸盐红色荧光粉及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种荧光粉及其制备方法，尤其适用于LED的氟硅酸盐红色荧光粉及其制备方法，属于稀土发光材料技术领域。

背景技术

二十世纪九十年代，随着高亮度GaN蓝色LED在技术上取得突破，1996年出现了用蓝色LED与YAG荧光粉 (Y,Gd)₃Al₅O₁₂: Ce³⁺）组合而成的白光LED。白光LED作为新型绿色照明产品，具有节能、高效、寿命长、体积小等优点，已经得到广泛应用。目前，商品化的白光LED主要是由蓝色LED芯片与YAG荧光粉的黄光组合而成，但因其缺少红光部分辐射，产品存在显色指数低，色彩还原性差等缺点，限制了其在高端照明领域的大范围应用和推广。而紫外或近紫外（350－420 nm）LED与三基色荧光粉的组合是实现白光的另外一种形式，具有显色性好、色温在2500－10000K 范围内任意匹配的优点，但是荧光材料发光效率较低。因此开发新型高效的、热稳定性好的紫外或近紫外荧光粉是提高白光LED发光质量的关键。

稀土离子掺杂的硅酸盐具有良好的化学稳定性、热稳定性和较高的结晶性、可见光透过性，原料又廉价易得，而且退火温度比铝酸盐低，可以作为发光材料应用在近紫外型白光LED照明中。最近，具有磷灰石结构的氟硅酸盐荧光粉得到了广泛研究。如中国发明专利ZL201110411787.7公开了一种磷灰石结构的M^II₂R^III_3-3xEu_3x[SiO₄]₃F荧光粉，其中，M^II为碱土金属离子Ba²⁺，Sr²⁺，Ca²⁺中的至少一种；R^III为稀土离子La³⁺、Sm³⁺、Gd³⁺、Tb³⁺、Dy³⁺、Ho³⁺、Er³⁺、Yb³⁺、Lu³⁺，及Sc³⁺和Y³⁺中的至少一种；x为Eu³⁺掺杂的摩尔百分比系数，0.00001≤x≤1.0。制备方法采用高温固相法，即经过一次预烧（300－900℃），研磨后，继续在1000－1400℃煅烧后得到荧光粉。Yu等报导了一种稀土掺杂、磷灰石结构的Ba₂Y₃[SiO₄]₃F荧光粉，制备方法是高温固相法，需要两步烧结。

目前，所报导的磷灰石结构的氟硅酸盐荧光粉均含有碱金属离子，而不含碱金属离子的磷灰石型氟硅酸盐未见报导，这是因为磷灰石硅酸盐结构是个亚稳态结构，在高温下容易分解成为其它结构硅酸盐，而通过加入碱金属离子才可稳定存在（Solid State Sciences 3 (2001) 495-502.）。

本发明提出一种新的不含碱金属离子的磷灰石型氟硅酸盐红色荧光粉（Y_4.33-xEu_x(SiO₄)₃F）及其低温合成方法。该荧光粉在紫外或近紫外光激发下发射出明亮的红色荧光，波长以613 nm为主。所提出的低温制备方法克服了高温固相法制备时间长、步骤繁琐等缺点，具有温度低、制备时间短、步骤简单的优点。

发明内容

本发明采用的技术方法是提供一种氟硅酸盐红色荧光粉，其化学式为Y_4.33-xEu_x(SiO₄)₃F，其中0.005＜x≤1.2。所述荧光粉在350－420 nm的近紫外激发下，发射出明亮的红色荧光。

本发明技术方案：

一种氟硅酸盐红色荧光粉，其化学式为Y_4.33-xEu_x(SiO₄)₃F，其中0.005≤x≤1.2。