[发明专利]氯铝硅酸盐荧光粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉发光材料技术领域，特别地，涉及一种以氯铝硅酸盐为基质紫光 激发的稀土掺杂荧光材料及其制备方法。

背景技术

20世纪九十年代，随着高亮度GaN蓝色LED在技术上取得突破，1996年出 现了用蓝色LED与YAG荧光粉((Y，Gd)₃Al₅O₁₂:Ce³⁺)组合而成的白光LED，被认 为是人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一次飞跃，是21世纪最具发展前 景的高技术领域之一。采用荧光粉产生白光共有三种方式：蓝光LED芯片配合 黄色荧光粉；蓝光LED芯片配合红色、绿色荧光粉；UV-LED芯片配合红、绿、 蓝三基色荧光粉。目前商品化的主要是蓝光LED芯片与YAG黄色荧光粉的组合 而成的单芯片型高亮度白光LED，但是这种产品应用于一般的照明场合会出现其 自身固有缺陷：因为缺少红光而导致显色性不好，发光效率随使用温度的升高 显著降低。“蓝光LED芯片配合红色、绿色荧光粉”的方式虽然可以获得高的显 色指数，但“UV-LED芯片配合红、绿、蓝三基色荧光粉”方式却具有更为广阔 的发展前景，这是因为该方式的显色性更好，色温在2500～10000K范围内任意 匹配，而且这种白光产生方式可以突破日亚专利的封锁，因而逐渐成为国内外 研究的热点，得到了国内外企业的高度重视。

虽然在紫外光区InGaN系的LED外部量子效率非常高，但三基色白光LED 要想向高效的方向发展，进一步提升LED的性能，就要提高红、蓝、绿荧光粉 在受紫光激发时的转化效率。目前，使用的近紫外激发的三基色荧光粉：绿色 的荧光粉为BaMgAl₁₀O₁₇:Eu³⁺，Mn²⁺，主峰波长为515nm，蓝色的的荧光粉为 Sr₅(PO₄)₃Cl:Eu³⁺，主峰为447nm，红色的荧光粉Y₂O₂S:Eu³⁺。但是，这些材料存 在许多问题，在近紫外光激发下光转化效率低，物理和化学稳定性差。铝酸盐 和硅酸盐类荧光材料由于原料便宜，结构稳定，在LED照明中具有广阔的应用 前景。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种氯铝硅酸盐荧光粉及其 制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种氯铝硅酸盐荧光粉，它的组成为M_a-xAl_bSi_cO_dCl_e:xRe，其中，M为Ca、 Mg、Sr、Ba、Zn中的任意一种或多种；0＜a≤14；1≤b≤12；1≤c≤12；4≤d ≤40；1≤e≤6；x≤0.5；Re为Mn、Eu、Tb、Ce、Gd、Dy、Sm、Nd、Pr中的一 种或任意几种。

一种氯铝硅酸盐荧光粉的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照化学计量比称取原料：按M_a-xAl_bSi_cO_dCl_e:xRe的化学计量比分别称取 Ca、Mg、Sr、Ba、Zn、Al、Si、Mn、Eu、Tb、Ce、Gd、Dy、Sm、Nd、Pr 的氧化物、卤化物或碳酸盐；

(2)将原料混合均匀，研磨成粉末：将称取的原料直接混合均匀，或者与一定 量的助熔剂一起混合均匀，将混合好的原料研磨成细小粉末；

(3)将研磨好的原料焙烧：将研磨好的原料放置于刚玉舟内，用高温电阻炉， 在指定气氛中，以150～600℃/小时的升温速率加热到1300～1600℃，在该 温度下保持5～20小时，进行焙烧，焙烧次数至少一次，随后缓慢冷却至室 温；

(4)将焙烧粉料洗涤干燥，获得最终产品：将焙烧得到粉料研磨成粉末，用去 离子水和乙醇洗涤，除去残留的杂物，在60～150℃下烘烤5～20个小时， 获得氯铝硅酸盐荧光粉。

本发明的有益效果是，

(1)在铝酸盐的基础上，通过添加氯和硅原子，优化材料的性能，得到稀土掺 杂的新型氯铝硅酸盐荧光材料。