[发明专利]一种三激活剂单基质白光荧光粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于三激活剂的白光品质可调的单基质荧光材料及其制备方法，属于发光材料领域。

背景技术

白光LED具有高效节能、绿色环保、体积小、寿命长、抗震性好、响应速度快等诸多优点，并且是一种全固态照明设施，被认为是替代传统照明器件的第四代新光源。它的诸多优点使其具有广阔的照明市场前景，已在工业领域和民用产品中得到了广泛的应用。

从技术角度讲，白光LED主要通过LED芯片和荧光粉转换的方案实现，实现途径主要有三种：蓝光LED搭配YAG等黄色荧光粉、蓝光LED搭配绿色和红色荧光粉和近紫外光的LED激发红绿蓝色的荧光粉。第三种途径得到的白光LED发光颜色仅由荧光粉配比决定，更容易得到发光颜色稳定的白光，其发光效率和显色指数都比前面两种途径好很多。但是由于混合了多种荧光粉，需要考虑各种荧光粉的配比增加了工艺繁琐程度，同时也增加了成本，而且混合物间存在能量损耗、颜色再吸收及老化速率不同等问题。

如能制备出具有多个发射峰的单基质荧光粉，该方法既可以克服蓝光LED搭配YAG等黄色荧光粉或搭配绿色和红色荧光粉的色彩还原性差，显色指数低的缺点，同时因为是单基质，又能解决近紫外光的LED激发红绿蓝色的荧光粉的混合物间颜色再吸收、能量损耗、配比调控及老化速率不同等问题，而且对于提高光源质量、简化生产工艺流程都有非常现实的意义。

人眼对近紫外光不敏感，合成白光LED的颜色只由红、绿、蓝三基色荧光粉决定，因此色彩稳定，重现力强，是白光LED发展的一种新的研究趋势。例如，申请号200500142908 的专利申请文本报道了(Y_l-xGd_x)BO₃:Ce³⁺, Tb³⁺, Eu³⁺、Y₂SiO₅ : Ce³⁺, Tb³⁺, Eu³⁺荧光粉，这就是一个典型的三激活剂的LED 用单基质荧光粉。

发明内容

本发明解决的技术问题：针对上述问题，本发明旨在提供一种基于三激活剂的白光品质可调的单基质白光荧光粉及其制备方法。。

本发明的技术方案：一种三激活剂单基质白光荧光粉，材料的化学成分为符合M₂Y_8(1-x-y-z) (SiO₄)₆O₂：xR, yG, zB，其中M为金属元素Mg或Ca的任意一种；R为稀土元素Eu；B为稀土元素Tm；G为稀土元素Tb或Dy的一种，并且0≤x≤0.2， 0<y≤0.2， 0<z≤0.2。

作为优选，M为金属元素Mg。 

作为优选，G为稀土元素Dy。

作为优选，所述三激活剂单基质白光荧光粉使用紫外光作为激发源进行激发，紫外光波长为340-380nm。

本发明提供的上述三激活剂单基质白光荧光粉的制备方法，包括以下步骤：

（1）按化学计量比分别称取含有Tb或Dy、Y、Eu、Tm、Si的氧化物，Mg 的氧化物或Ca 的碳酸盐；

（2）将上述物质进行研磨，研磨1小时后加入酒精，再研磨0.5小时后，烘干；

（3）将上述混合物装入刚玉坩埚内，并在高温炉中煅烧，煅烧温度为1050～1350℃，煅烧时间为3～5个小时；

（4）煅烧之后，自然冷却，取出，即制成三激活剂单基质白光荧光粉材料。

本发明的有益效果：本发明提供的三激活剂单基质白光荧光粉，是利用稀土离子的激发光谱的交叠现象，获得白光发射。稀土离子Tm³⁺在357nm 的紫外光激发下发射出中心波长为450 nm的蓝光；稀土离子Tb³⁺在377 nm的紫外光激发下发射出中心波长分别为543 nm的绿光；稀土离子Dy³⁺在350 nm的紫外光激发下发射出中心波长为478 nm的蓝光和573 nm的黄光；稀土离子Eu³⁺在355 nm的紫外光激发下发射出中心波长为613 nm的红光。由于上述稀土离子激发光谱有交叠，通过Tm/Tb/Eu或Tm/Dy/Eu 共掺杂，使该荧光粉在近紫外光同一波长激发下，可同时发射出红、绿、蓝三个波段的谱带。通过调节Tm/Tb/Eu，Tm/Dy/Eu 三种离子浓度的比例，就可调控几种发射光谱的强弱，获得白光发射。