[发明专利]一种蓝紫光激发的黄光荧光材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，具体涉及一种蓝紫光激发的黄光荧光材料及其制备方法。

背景技术

自1993年率先在蓝色GaInN-LED技术上突破，继而白  色LED推向市场，引起了业内外人士极大的关注。因为，与传统照明光源相比，白光LED有许多优点，体积小、能耗少、响应快、寿命长、无污染等，因此被喻为第四代照明光源。YAG:Ce荧光粉作为最为常用的商业蓝光激发LED荧光粉由于生产时需要使用大量稀土，导致其成本高昂，并且发射光谱中缺少红光成分，与蓝光LED芯片匹配后显色指数较低等，这些缺点极大的限制了蓝光激发LED的应用与发展。

目前直接提高荧光发光效率的2种有效方法为提高LED芯片的功率以及荧光粉改性。目前传统商业化的蓝光LED芯片发射波长在460nm～470nm，由于输入功率的限制，如无重大突破则输出功率已没有上升空间。新研制的大功率蓝紫光LED芯片发射波长为395～440nm，其波长更短，相同能量输入下功率为传统蓝光芯片的1.2倍。但基于蓝光LED的光转换材料的吸收峰主要求位于440～470nm，能够满足蓝紫光395～440nm激发这一要求的荧光材料非常少，以传统蓝光激发荧光粉直接与大功率蓝紫光芯片结合，由于激发匹配问题效率极其低下。

因此，目前LED研发主要方向为探寻可被大功率蓝紫光LED芯片395nm～440nm有效激发的荧光粉。卤铝酸锶体系作为一种新型荧光基质，已有报道为①Sr_3-xAl₂O₅Cl₂:Eux红光②Sr_2.975Ce_0.025AlO₄F蓝光③Sr_2.975-xBa/Ca_xCe_0.025AlO4F绿光④Sr₃AlO₄F:RE³⁺(RE＝Tm/Tb，Eu，Ce)红、绿、蓝光。⑤Sr₃Al_0.9In_0.1O_4-RF_1-δ自激活蓝绿光。鲜见黄光发射，且强度偏低无法商业化应用。本专利中，立方结构的氟铝酸锶(Sr₃AlO₄F)基质通过Ca取代Sr使激发波长主峰从405nm调节至430nm；Si-Mg取代Al掺杂改性后，发射波长从515调节为545nm。最终产物为主峰430nm激发，545nm宽带发射的黄光荧光材料。其具有很高的化学和热稳定性、显色性以及温度猝灭效应，在395nm～440nm均可高效激发。与商业YAG相比工艺要求更简单，烧结温度更低。与蓝紫光LED芯片匹配后光色为4500K白光，相比商业YAG荧光粉9000K更偏向暖白光。本发明有可能作为蓝紫光激发的白光LED芯片的重要涂粉，填补这一领域的空白。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的缺陷，提出一种安全，化学性质稳定、易长期保存、荧光性能稳定的无机发光材料，并提供一种成本低廉、工艺简捷又适用于工业化生产的新制备方法。

为达到上述目标，本发明采用如下技术方案：

一种蓝紫光激发的黄光荧光材料，其特征在于，其化学表达式如下：

Sr_xCa_3-1.5n-xAl_1-2ySi_yMg_yO₄F:nCe，其中0.005≤n≤0.1，1.6≤x≤3-1.5n，0≤y≤0.4，优选的，n＝0.02，1.8≤x≤2.8，0.1≤y≤0.4。

上述蓝紫光激发的黄色荧光材料的制备方法，具体步骤如下：

1)按照Sr_xCa_3-1.5n-xAl_1-2ySi_yMg_yO₄F:nCe中Sr、Ca、Al、Si、Mg、F和Ce元素的化学计量比称取：锶盐，氟化锶，钙盐，三氧化二铝，二氧化硅，氧化镁和氧化铈；

2)在室温条件下将上述原料研磨混合均匀；

3)在N₂/H₂气氛下，以3～4℃的速度升温至900℃～1300℃，保温4～8h，再次研磨即得到目标产物。