[发明专利]硅/锗酸盐荧光粉及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及发光材料领域，特别是涉及一种硅/锗酸盐荧光粉及其制备方法和应用。

背景技术

随着发光二极管(Light Emitting Diode，LED)技术的进步，白光LED已从特种光源应用领域逐渐步入普通照明领域。白光LED以其高亮度、高显色指数、节能、环保、寿命长、体积小、可靠性高等优点，被认为是继白炽灯、荧光灯和高强度气体放电灯之后的第四代照明光源。

目前，获得白光的主流方案是在蓝光LED芯片上涂敷YAG:Ce³⁺黄色荧光粉，通过LED芯片发出的蓝光和荧光粉发出的黄光混合得到白光。但是YAG:Ce³⁺的发射光谱中缺少绿光和红光成分，因此得到的白光色温偏高、显色指数偏低，不能满足白光LED在低色温、高显色指数，如画展、医用照明等领域的应用。为此，人们提出在紫光或近紫外光LED芯片上涂敷红绿蓝三基色荧光粉或者能同时发射红绿蓝三种光的单一荧光粉，来获得光谱成分均匀、显色指数高的理想白光。

2009年Tomoyuki Nakano等提出了一种发射峰值为508nm绿光的Eu²⁺激活硅酸盐荧光粉—Ba₉Sc₂Si₆O₂₄:Eu²⁺(“Novel Ba-Sc-Si-oxide and oxynitride phosphors for white LED”,Tomoyuki Nakano et al,J.Lumin,129,1654-1657,2009)，其激发光谱能与紫光或近紫外光LED芯片很好地匹配，这为白光LED用绿色荧光粉提供了一种新的选择。但由于氧化钪和氧化铕价格昂贵，导致该荧光粉生产成本过高，限制了其进一步应用。

发明内容

本发明提供了一种能够发射绿光的硅/锗酸盐荧光粉，其原料成本较低、制备工艺简单。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种硅/锗酸盐荧光粉，其化学通式为(Ba_1-xM_x)₉(Lu_2-yCe_y)(Si_1-zGe_z)₆O₂₄；

其中，M为Mg、Ca、Sr和Zn中的一种或多种，0≤x≤1，0.0001≤y≤0.5，0≤z≤1，且x、y、z为摩尔分数。

在其中一个实施例中，所述硅/锗酸盐荧光粉属于菱方晶系，空间点群为R3。

在其中一个实施例中，所述硅/锗酸盐荧光粉的化学通式为Ba₉(Lu_2-yCe_y)Si₆O₂₄，0.0001≤y≤0.5，且y为摩尔分数。

在其中一个实施例中，所述硅/锗酸盐荧光粉的激发波长为250nm～420nm，所述硅/锗酸盐荧光粉的发射波长为420nm～620nm。

在其中一个实施例中，所述硅/锗酸盐荧光粉的最强发射峰位于430nm～500nm处。

一种所述的硅/锗酸盐荧光粉的制备方法，包括以下步骤：

S100：按照所述的硅/锗酸盐荧光粉的化学计量比称取反应原料；

S200：将称好的反应原料研磨混匀；

S300：在还原气氛中，将所述混匀的反应原料进行烧结后得到烧结体；

S400：将所述烧结体冷却至室温后研磨，得到所述的硅/锗酸盐荧光粉。

优选的，所述反应原料为含有所述的硅/锗酸盐荧光粉中元素的氧化物、氟化物、氯化物、碳酸盐、硼酸盐、草酸盐或醋酸盐。

优选的，所述还原气氛为氢气气氛、氨气气氛、一氧化碳气氛或氮氢混合气气氛。

优选的，步骤S300中，烧结温度为1200℃～1500℃，烧结时间为2h～5h。

一种所述的硅/锗酸盐荧光粉在白光LED和场发射显示屏中的应用。

本发明具有以下有益效果：