[发明专利]一种锌酸盐绿色荧光粉及其制备方法

说明书

本发明涉及发光材料技术领域。一种锌酸盐绿色荧光粉，具有如下化学表示式：M₃Zn_2‑xO₈：xMn²⁺，M为Si、Ge、Ti、Zr、Sn、Te中任意一种，x为0.001～0.1。该锌酸盐绿色荧光粉的优点是不含价格较为昂贵的稀土元素，具有宽的激发带宽，覆盖紫外、紫光和蓝光区域，与紫外芯片的发射峰重叠好，能够有效被激发。

技术领域

本发明涉及发光材料技术领域，尤其是涉及锌酸盐绿色荧光粉及其制备方法。

背景技术

白光LED是一种将电能转换为白光的固态半导体器件，又称半导体照明，具有效率高、体积小、寿命长、安全、低电压、节能、环保等诸多优点，被人们看成是继白炽灯、荧光灯、高压气体放电灯之后第四代照明光源，是未来照明市场上的主流产品。

目前出现了各种各样的白光LED制备方法，其中蓝光LED芯片与黄色荧光材料组合、蓝光LED芯片与红色和绿色荧光材料组合、紫光LED芯片与三基色荧光材料组合这三种方法以价格低、制备简单成为制备白光LED的主要方法。蓝光LED芯片与黄色荧光材料组合是研究最早也是最成熟的方法，制备的白光LED发光效率已经远远超过白炽灯，但是显色指数低，色温高，不能作为室内照明使用。为了提高白光LED的显色性，各国科学家研发了蓝光LED芯片与红、绿色荧光材料组合和紫光LED芯片与红、绿、蓝三基色荧光材料组合另外两种实现白光LED的方法。

目前InGaN芯片的发射波长已经移至近紫外区域,能为荧光粉提供更高的激发能量，进一步提高白光LED的光强。由于紫外光不可见,紫外激发白光LED的颜色只能由荧光粉决定，因此颜色稳定，显色指数高，使用近紫外InGaN芯片和蓝、黄荧光粉或者与三基色荧光粉组合来实现白光的方案成为目前白光LED行业发展的重点。绿色荧光粉是该方案中不可缺少的成分。

传统的荧光粉材料大都依赖于激活剂或共激活剂发光，而激活剂通常选用稀土元素，稀土元素价格较高而且其氧化物、氯化物以及柠檬盐有毒性，此外荧光粉材料的制备往往需要高温还原气氛等较为苛刻的条件。因此，经济环保的荧光粉的制备及应用成为了必要。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种成本低，覆盖紫外、紫光和蓝光区域，与紫外芯片的发射峰重叠好，能够有效被激发的锌酸盐绿色荧光粉。本发明的另一个目的是提供上述锌酸盐绿色荧光粉的制备方法。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种锌酸盐绿色荧光粉，具有如下化学表示式：M₃Zn_2-xO₈：xMn²⁺，M为Si、Ge、Ti、Zr、Sn、Te中任意一种，x为0.001～0.1。

一种锌酸盐绿色荧光粉的制备方法，包括如下步骤：(1)以含有M的氧化物、氧化锌和碳酸锰，按化学表达式M₃Zn_2-xO₈：xMn²⁺的摩尔比称取所述原料，其中，M为Si、Ge、Ti、Zr、Sn和Te中任意一种，x为0.001～0.1；(2)将该混合物装入坩埚，在高温炉内于还原气氛下950～1150℃条件下烧结2～7小时，后冷却到室温得到所述锌酸盐绿色荧光粉。

进一步的，所述含有M的氧化物为氧化硅、氧化锗、氧化钛、氧化锆、氧化锡和氧化碲中任意一种。

进一步的，所述还原气氛为氮氢混合气或CO气氛。

采用上述技术方案的锌酸盐绿色荧光粉，与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)本发明的荧光粉不含价格较为昂贵的稀土元素，且制备条件温和，不需要高温；(2)本发明的绿色荧光粉具有宽的激发带宽，覆盖紫外、紫光和蓝光区域，激发峰位于365nm附近，与紫外芯片的发射峰重叠很好，能够有效被激发。

附图说明