[发明专利]一种蓝色到绿色颜色可调硅酸盐荧光粉及其制备方法

说明书

本发明公开一种蓝色到绿色颜色可调硅酸盐荧光粉及其制备方法。所述荧光粉的化学组成表示式为：NaBa₃La_3(1‑x‑y)Ce_3xTb_3ySi₆O₂₀；其中，x，y分别是离子Ce³⁺和Tb³⁺相对La³⁺占的摩尔百分比系数，0.001≤x≤0.01，0.05≤y≤0.40。该荧光粉为正交晶系，空间群为Ama2。该荧光粉在310‑385nm的紫外光激发下，发射峰位于345‑630nm之间，通过调控Ce³⁺和Tb³⁺的掺杂比例，可有效调节近紫外光和蓝绿光发射峰的比例，进而实现荧光粉材料从蓝光到绿光发射可调。该荧光粉的制备方法具有原料易得、工艺简单、成本低的优点。

技术领域

本发明涉及发光材料领域。更具体地，涉及一种紫光LED激发的蓝色到绿色颜色可调硅酸盐荧光粉及其制备方法。

背景技术

白光LED由于具有节能环保、寿命长、体积小、响应时间短等优点，而被认为是有望取代传统照明的第四代照明光源。目前商业化的白光LED采取的实现方案是在蓝光LED芯片涂覆黄色荧光粉(主要是Y₃Al₅O₁₂︰Ce)，由LED芯片发出的蓝光一部分被荧光粉吸收后发射出黄光，另一部分直接逸出与黄光混合而形成白光。这种方案能够实现高效的白光输出，但是白光中红光成分缺乏，且LED芯片发射的蓝光参与合成白光，从而导致合成的白光显色指数低(Ra<80)，且存在色漂移。因此，人们提出了利用紫外光LED芯片与红、绿、蓝三基色荧光粉组合实现LED白光的方案，因人眼对紫外光不敏感，这种方案获得的白光的显色性好且色彩稳定，但是目前能与紫外LED芯片很好匹配且热稳定性好的荧光粉还很缺乏。

目前，主要的商用近紫外InGaN基LEDs荧光粉为蓝粉BaMgAl₁₀O₁₇︰Eu²⁺、绿粉ZnS︰(Cu⁺，Al³⁺)和红粉Y₂O₂S︰Eu³⁺。但是这些荧光粉都存在一定的缺点，最后封装的WLEDs存在色温、显示指数、发光效率和化学稳定性等方面的缺陷。其中，蓝光荧光粉由于其发光效率低，蓝光易被红色和绿色荧光粉吸收等问题，影响近紫外激发的三基色荧光粉发光性能，从而使白光LED性能降低。

有关可以被近紫外有效激发的蓝、绿、红色荧光粉一直是人们研究的主要方向。目前，有报道过一种类似的发光颜色可调的荧光材料LaGaO₃︰xTb³⁺，其中，Tb³⁺离子的掺杂量为La³⁺离子的0.01-12％摩尔数，它是一种可以实现蓝色到绿色范围可调的荧光材料，但是，该荧光材料其较强的激发峰值在278nm，因此有必要寻求新型的可以被350nm左右的近紫外光有效激发的蓝色到绿色颜色可调的荧光粉。

硅酸盐基质发光材料由于其具有良好的化学稳定性和热稳定性，成为一类比较重要的荧光粉材料。另外，硅酸盐荧光粉材料生产成本低，原料二氧化硅价廉易得，烧结温度比其他磷酸盐、铝酸盐等体系要低，能有效降低合成过程的能耗。高温固相合成法具有制备工艺简单，易于操作，设备易得，操作安全，条件容易控制的优点。因此，基于硅酸盐材料设计并合成可用于近紫外INGaN芯片激发的发光颜色可调荧光粉具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种蓝色到绿色颜色可调硅酸盐荧光粉。该荧光材料在310-385nm有强吸收，发射光谱位于345-630nm，可以通过调节Ce³⁺和Tb³⁺的掺杂浓度，实现荧光粉从蓝色到绿色的逐渐可调。

本发明的另一个目的在于提供一种蓝色到绿色颜色可调硅酸盐荧光粉的制备方法。该制备方法具有工艺简单，成本低的优点。