[发明专利]一种绿色荧光粉及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及发光材料技术领域，特别是涉及一种绿色荧光粉及其制备方法和应用。

背景技术

依靠LED转换实现白光主要有以下几种方式：

1)多芯片LED。将RGB三基色LED芯片封装在一起来产生白光。利用RGB三色LED组合构成白光LED的技术是最高效的，避免了荧光粉发光转换过程中斯托克斯位移造成的能量损失，可获得最高的发光效率，同时可分开控制3种不同的光色LED的光强，实现全彩变色的效果。但该方法制成的白光LED的各个光色随驱动电流和温度变化不一致，随时间的衰减速度也不相同，且其散热问题也比较突出，生产成本居高不下。

2)三基色荧光粉转换LED。三基色荧光粉转换LED可以在较高发光效率的前提下，有效地提升LED的显色性，它具有较高的光视效能和显色指数。三基色白光LED实现的常用方法是，利用紫外光(UV)LED激发一组可被紫外光有效激发的黄、绿、蓝(RGB)三基色荧光粉，其特点为光谱的可见光部分完全由荧光分产生。不过，它存在以下缺点：电光转化效率较低；粉体混合较困难，有待研发高效率的荧光粉；封装材料在紫外光照射下容易老化，寿命较短，存在紫外线泄露的隐患；高效功率型UVLED不易制备。

3)黄色荧光粉转化LED。目前蓝光GaN芯片+掺杂Ce³⁺、发黄光的钇铝石榴石(Y₃Al₅O1₂:Ce³⁺，YAG)荧光粉是最常见的二基色荧光粉转换LED。作为目前商业上最成熟、最容易实现的白光LED技术，其具有耗能小、体积小、重量轻、结构紧凑等优点而引起了人们的广泛关注。在该装置中，GaN发出的蓝色光激发了YAG而得到黄色光，未被吸收的蓝光和黄光复合得到白光，因此在蓝光或紫光激发下发黄光的YAG荧光粉是目前使用量最大的一类荧光粉。不过由于黄色荧光粉转化LED的光谱中缺乏红光光谱和绿光光谱，所以此类LED的显色性较差，物体在此类光源照射下所呈现的颜色与物体在自然光(太阳光)照射下所呈现的颜色会有一定的偏差。

当然在黄色荧光粉中适当地添加(橙)红色及绿色荧光粉，可以明显提高黄色荧光粉转化白光LED的显示性。

对于发绿色光的荧光粉而言，目前，有如SrSi₂O₂N₂:Eu²⁺(非专利文献1)和Lu₃Al₅O₁₂:Ce³⁺(非专利文献2)等荧光粉可供选择。但SrSi₂O₂N₂:Eu²⁺作为一种氮氧化物荧光粉，合成相对困难；而对于Lu₃Al₅O₁₂:Ce³⁺荧光粉，原料中所含的稀土元素Lu的比例高，而Lu的价格昂贵，导致Lu₃Al₅O₁₂:Ce³⁺荧光粉的价格偏高。

目前，通过在Ca₃ZrSi₂O₉中掺杂二价Eu，从而使其成为一种能发绿光的荧光粉，系申请人首次发现。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种绿色荧光粉及其制备方法和应用。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

本发明的一种绿色荧光粉，其化学通式如式(I)所示：

M_3-xEu_xZrSi₂O₉(I)；

其中，0＜x＜3；所述M为Ca或者所述M为Ca和Sr。

优选的，所述x为0.02～0.6，优选为x为0.03～0.09。

本发明的另一方面，还包括一种绿色荧光粉的制备方法，包括以下步骤：将M前驱体、Eu前驱体、Zr前驱体与Si前驱体混合，然后进行高温固相反应，得到化学通式如式(I)所示的荧光粉；

M_3-xEu_xZrSi₂O₉(I)；

所述M前驱体、Eu前驱体、Zr前驱体与Si前驱体中M、Eu、Zr与Si的摩尔比为(3-x)：x：1：2；其中，0＜x＜3；所述M为Ca或者所述M为Ca和Sr。