[发明专利]一种硅酸盐绿色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及其制备方法和用途，具体地说是一种硅酸盐绿色荧光粉及其制备方法和应用。

背景技术

白光LED被誉为第四代照明光源，与传统照明光源相比具有体积小、响应快、寿命长、能耗少和无污染等诸多优点，广泛应用于LED背光源、移动通讯、汽车灯、交通信号灯、室内外照明等领域，有着显著的节能前景和庞大的应用市场。

目前，主流的白光LED是利用InGaN蓝光芯片激发YAG:Ce³⁺荧光粉产生与蓝光互补的黄光，进而混合来实现的。这种方法不仅简单易行，工艺条件相对成熟，而且得到的白光发光效率高、亮度好；但是，由于形成的白光中缺乏红光发射，使得这种白光显色指数相对较低、色温较高。可见，这种白光LED对于需求量较大的普通照明来说并不理想。为了克服这一缺点，行业内的技术人员提出了用近紫外(350-410nm)LED芯片激发三基色荧光粉来实现白光LED，这就需要更多种类的起主导作用的三基色荧光粉，因此，这类荧光粉就成为行业内积极开发的基材。

近年来，硅酸盐荧光粉以其对紫外、近紫外、蓝光具有显著的吸收性、量产制备成本低廉以及良好的化学稳定性和热稳定性，使其在照明系统中得到不断地扩展和使用，那么将其应用于荧光粉转换白光LED的制作上应该也是一个不错的选择。目前，行业内的技术人员已对硅酸盐基荧光材料做了一些研究，其主要的制备方法有高温固相法、sol-gel法和共沉淀法。如CN102643642A公开了一种纳米硅酸盐荧光粉的制备方法，采用Sol-gel法合成了Sr或Ca掺杂的Ba₂SiO₄:Eu荧光粉；CN102408890A公开的一种硅酸盐绿色荧光粉及其制备方法，也采用了Sol-gel法合成了不同碱金属、碱土金属离子掺杂的M₂SiO₄:Eu荧光粉；虽然Sol-gel合成的上述荧光粉颗粒细小，也能够在特定条件下发射绿光，但是其均存在工艺复杂、成本高、毒性强、污染重，对人体危害大，不利于环境保护等缺陷。又如CN102965102A公开了一种硅酸盐绿色荧光粉的制备方法，该方法采用高温固相法分三步煅烧合成：第一步在保护性气氛下煅烧合成A_2-xSiO₄:xEu；第二步在保护性气氛下煅烧合成B_2-xSiO₄:xEu；第三步选取适当的A/B值，在保护性气氛下煅烧合成(A，B)_2-xSiO₄:xEu荧光粉。该方法制备的荧光粉粉体表面光滑，亮度较高，发光波长可以在517-540nm之间调节，但是此制备工艺烧结时间长、步骤相对繁琐复杂，而且制备的荧光粉不能被近紫外光激发，相对亮度较低。再如CN103468251A公开了一种LED用硅酸盐绿色荧光粉，其特征在于硅酸盐绿色荧光粉的化学表达式为Ba_2-x/2-2y-zSiO₄:Eu²⁺_z,Li⁺_x+y,Er³⁺_y，其中0≤x≤0.25，0＜y≤0.02，0＜z≤0.1。该荧光粉发光强度高、稳定性和显色性好，适于用作近紫外辐射的InGaN管芯激发的LED的绿色荧光粉，但是该荧光粉制备工艺复杂，而且其激发光谱和发光光谱相对较窄，在白光LED照明上不利于人眼色度显示。此外，现有技术中硅酸盐基荧光粉采用高温固相法通常需要在1450-1800℃下进行高温煅烧，温度较高，耗能大，工艺条件难以操控。因此，开发更多发光亮度好、易于生产控制以及激发光谱和发射光谱宽等各方面性能更为优异的绿色荧光粉是当前行业内积极探索的课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种硅酸盐绿色荧光粉及其制备方法和应用，解决现有硅酸盐绿色荧光粉发光相对亮度差、制备工艺难以控制以及激发光谱和发射光谱相对较窄的问题；以开发更多种类的能在近紫外光激发下发绿光的性能更为优异的硅酸盐荧光材料，为制作白光LED提供更多选择。