[发明专利]一种铈、铽共掺激活硅铝酸盐发光荧光粉及其制备方法

说明书

一种铈、铽共掺激活硅铝酸盐发光荧光粉及其制备方法，属于稀土发光材料技术领域，其表示成分及摩尔组成的化学式为Ca_19.96‑2xAl₂₆Mg₃Si₃O₆₈:0.2Ce³⁺,xTb³⁺,(0.2+x)A⁺，其中，A⁺为电荷补偿剂，为Li、Na或K；x表示铽离子掺杂的摩尔数，0≤x≤0.4。本发明是采用高温固相法合成一系列荧光粉，合成上述产品时使用相应的氧化物、氢氧化物、硝酸盐、碳酸盐等为原料，在N₂、H₂混合气体的还原气氛下于1350℃～1400℃煅烧2～3h，冷却后处理得到铈、铽共掺激活硅铝酸盐发光荧光粉。本发明制得的荧光粉具有吸收范围广、发射强度高、热稳定性强，可与紫外LED芯片结合制备高发光性能白光LED，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于稀土发光材料技术领域，具体涉及一种铈、铽共掺激活硅铝酸盐发光荧光粉及其制备方法。

背景技术

近年来，固态照明光源发光二极管(LED)由于其使用寿命长、高效、节能、绿色环保无污染等优点，受到世界各国的广泛关注。目前，主要的白光LED实现方式是将LED芯片与荧光粉组合，利用LED芯片激发荧光粉混合形成白光。具体方式有两种:一是用蓝光LED激发发射黄光的荧光粉，二是用近紫外LED激发红、绿、蓝三种荧光粉。1996年，日本日亚公司推出了Y₃Al₅O₁₂：Ce荧光粉+蓝光芯片的组合，这一研究成果的出现，成为了蓝光芯片与黄色荧光粉的组合实现白光LED最广泛、应用层面最广的方式，已经成为各大企业厂家主要使用的方法。该方式技术十分成熟，并且实现商业化多年，至今仍占据的大量市场。然而由于蓝光芯片激发的荧光粉需要吸收的波长为420～470nm的可见光，符合该条件的荧光粉少之又少。相比之下，紫外光波长小、能量高，受激发产生可见光的荧光粉种类较多，且发光性质稳定，故紫外LED芯片+三色荧光粉的方式实现白光具有优秀的发展前景。而目前能被紫外光高效激发的白光成分中单一基质的蓝绿色荧光粉还很少，因此本专利提供一种可实现被紫外激发的铈、铽共掺激活的硅铝酸盐高效荧光粉，改变掺杂铽的含量可实现从蓝光到绿光的多色发光荧光粉。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可被紫外光激发、具有良好发光性能和热稳定性的用于白光LED的铈、铽共掺激活硅铝酸盐发光荧光粉及其制备方法，该蓝绿色荧光粉可以作为白光LED的光转换材料。

本发明所述的铈、铽共掺激活硅铝酸盐发光荧光粉，其特征在于：其表示成分及摩尔组成的化学式为Ca_19.96-2xAl₂₆Mg₃Si₃O₆₈:0.2Ce³⁺,xTb³⁺,(0.2+x)A⁺，其中，A⁺为电荷补偿剂，为Li、Na或K；x表示铽离子掺杂的摩尔数，0≤x≤0.4。

本发明所述的铈、铽共掺激活硅铝酸盐发光荧光粉的制备方法，其步骤如下：

(1)按化学式Ca_19.96-2xAl₂₆Mg₃Si₃O₆₈:0.2Ce³⁺,xTb³⁺,(0.2+x)A⁺，称取所需摩尔量的反应物转移入玛瑙研钵中，在玛瑙研钵中加入与原料体积相同的乙醇，研磨后混合均匀；

其中含Ca的反应物为氧化钙(CaO)、硝酸钙(Ca(NO₃)₂·4H₂O)、氢氧化钙(Ca(OH)₂)或碳酸钙(CaCO₃)中至少一种；