[发明专利]一种长余辉荧光材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种长余辉荧光粉材料，其化学式为Ba_1‑xMgSiO₄:xEu²⁺，它以BaCO₃、MgO、SiO₂和Eu₂O₃为主要原料，在还原气氛下进行煅烧而成。本发明采用高温固相法在还原气氛下利用Eu²⁺掺杂高化学稳定性的镁硅酸盐BaMgSiO₄，所得荧光粉具有长余辉发光(约1小时)性能，可为解决交流LED器件的频闪问题提供了解决思路，且化学稳定性好，耐水性强，余辉亮度高，光转换效率高，显色指数好等，适用于白光LED及其他相关领域；且涉及的合成工艺简单，重复性好，适合推广应用。

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，具体涉及一种长余辉荧光材料及其制备方法。

背景技术

长余辉发光材料是一类可以储存激发能，在激发停止后缓慢地将能量以光的形式释放出来的一类材料。长余辉发光属于光致发光的一种，基于镧系元素(Ln³⁺)掺杂的长余辉无机荧光粉在照明显示、太阳能电池、生物成像和测温等领域具有潜在应用而备受关注。

目前市场上常用的长余辉发光材料主要是硫化物、铝酸盐和硅酸盐等三大体系。金属硫化物长余辉荧光粉被称为第一代长余辉发光材料，至今已有150多年的发展历史，主要包括碱土金属硫化物，如CaS:Bi，ZnS:Cu，CaS:Eu,Tm等。以硫化物为基质的长余辉材料的发光可覆盖从蓝光到红光的整个可见光范围，但因其发光亮度低、化学稳定性较差等缺点，实际应用受到限制。以铝酸盐为基质的长余辉荧光粉被称为第二代长余辉发光材料，其发光强度、余辉时间和化学稳定性都优于第一代硫化物长余辉发光材料，其中以偏铝酸锶和多铝酸锶掺杂Eu和Dy为代表。90年代以后开发的硅酸盐长余辉荧光粉被称为第三代长余辉发光材料，具有更好的化学稳定性和热稳定性，而且高纯硅原料易得、廉价，促使稀土长余辉材料的发展进入了一个新阶段，目前已广泛用于照明、显示和生物成像等领域。

近年来，白光LED作为一种新型全固态照明光源，其研究和进展取得了巨大的进步。无论封装形式如何改变，目前实现暖白光的关键技术依然是组合芯片与荧光粉。因此，作为关键部件，长余辉荧光粉的性能直接影响白光LED的发光效率和显色性等。目前的灯用荧光粉主要存在合成工艺条件苛刻，转换效率低，余辉时间短，显色不理想，色坐标移动，稳定性差等缺点，使得开发新型灯用荧光粉的工作显得尤为重要。

发明内容

本发明的主要目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种长余辉镁硅酸盐荧光材料，采用高温固相法在还原气氛下利用Eu²⁺掺杂高化学稳定性的镁硅酸盐BaMgSiO₄(BMSO)得到所得荧光粉具有长余辉发光(约1小时)性能，为解决交流LED器件的频闪问题提供了解决思路，且化学稳定性好，耐水性强，余辉亮度高，光转换效率高，显色指数好等，适用于白光LED及其他相关领域，且涉及的合成工艺简单，重复性好，适合推广应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种Eu²⁺掺杂镁硅酸盐长余辉荧光材料，化学式为Ba_1-xMgSiO₄:xEu²⁺，式中x取值0.01～0.03，其晶体结构属于六方晶系，由Eu²⁺掺杂取代Ba²⁺位点而成。

优选的，所述x取值0.015，所得Ba_0.985MgSiO₄:0.015Eu²⁺的光学性能最好。

上述一种Eu²⁺掺杂硅酸盐荧光材料的制备方法，包括如下步骤：