[发明专利]一种硅酸盐绿色荧光粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及发光材料领域，特别提供了一种硅酸盐绿色荧光粉及其制备方法。

背景技术

白光LED由于具有节能环保、寿命长、体积小、响应时间短等优点，而被认为是有望取代传统照明的第四代照明光源。目前商用化的白光LED采取的实现方案是在蓝光LED芯片涂敷黄色荧光粉(主要是Y₃Al₅O₁₂:Ce)，由LED芯片发出的蓝光一部分被荧光粉吸收后发射出黄光，另一部分直接逸出与黄光混合而形成白光。这种方案能够实现高效的白光输出，但是由于白光中红光成分缺乏，且LED芯片发射的蓝光参与合成白光，从而导致合成的白光显色指数低(Ra<80)，且存在色漂移。因此，人们提出了利用紫外光LED芯片与红、绿、蓝三基色荧光粉组合实现白光LED的方案，因人眼对紫外光不敏感，这种方案获得的白光的显色性好且色彩稳定，但是目前能与紫外LED芯片很好匹配且热稳定性好的荧光粉还很缺乏。

此外，在三基色荧光灯中，绿粉对灯的光通量的贡献最大。目前市场上使用的绿色荧光粉主要是CeMgAl₁₁O₁₉:Tb和LaPO4:Ce,Tb。前者的合成温度较高(大于1550℃)，而后者的合成工艺条件不易控制，产品的一致性差，且温度猝灭现象很严重。

因此，如何研发一种适于被紫外光有效激发且热稳定性好的绿色荧光粉成为人们亟待解决的问题。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种在紫外及近紫外激发的硅酸盐绿色荧光粉及其制备方法，以至少解决以往绿色荧光粉存在的合成工艺条件不易控制、热稳定性差、发光效率低等问题。

本发明一方面提供了一种硅酸盐绿色荧光粉，其特征在于，所述荧光粉的化学通式为：

Ca_3-x-y-zCe_xTb_yA_zSc_2-mMg_mSi_3-nAl_nO₁₂  (1)

其中，A为元素Li、Na、K的一种或其任意组合；

所述x、y、z、m、n为摩尔分数，其取值范围分别为：0.005≤x≤0.2，0.005≤y≤0.5，0≤z≤0.5,0≤m≤0.5,0≤n≤0.5。

优选，所述A为元素Li。

进一步优选，所述x、y、z、m、n的取值范围分别为：0.01≤x≤0.1，0.05≤y≤0.2,0.01≤z≤0.2,0≤m≤0.2,0≤n≤0.2。

进一步优选，所述荧光粉的基质晶格具有石榴石晶体结构，属于立方晶系，空间群为Ia3d。

进一步优选，所述荧光粉在波长为200～380nm的紫外光激发下，发射峰值为542nm的窄带绿光。

本发明另一方面还提供了一种硅酸盐绿色荧光粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)按照化学通式(1)中各元素的化学计量比，分别称取含有Ca²⁺的化合物、含有A⁺的化合物、含有Ce³⁺的化合物、含有Tb³⁺的化合物、含有Sc³⁺的化合物、含有Mg²⁺的化合物、含有Si⁴⁺的化合物以及含有Al³⁺的化合物，在玛瑙研钵中研磨并混合均匀，得到混合物；

2)将所述混合物在空气气氛下，850℃～1000℃进行预烧结，烧结时间为1～6小时；

3)将烧结后的混合物自然冷却后，充分研磨，在还原气体气氛下高温烧结，烧结温度为1200℃～1450℃，烧结时间为2～12小时，将烧结所得产物自然冷却后，研磨，即得硅酸盐绿色荧光粉。

优选，所述含有Ca²⁺的化合物、所述含有Mg²⁺的化合物、所述含有Ce³⁺的化合物、所述含有Tb³⁺的化合物以及含有Sc³⁺的化合物均为含有相应离子的氧化物、碳酸盐、硝酸盐、卤化物中的一种或其任意组合。

进一步优选，所述含有A⁺的化合物为含有A⁺的碳酸盐、硝酸盐、卤化物中的一种或其任意组合。