[发明专利]Eu3+

说明书

本发明公开了一种Eu³⁺掺杂的荧光材料及其制备方法。所述Eu³⁺掺杂的荧光材料的化学通式为Ca₃(Tb_1‑xEu_x)₇(BO₄)(SiO₄)₅O，其发光中心为稀土离子Eu³⁺。制备方法：将原料进行混合、研磨均匀，得到反应前驱体；将研磨均匀的初始料装入氧化铝坩埚，在还原气氛中升温至进行预烧结，保温；将预烧结的样品取出，置于研钵中研磨混匀后，于还原气氛中煅烧，最后得到Eu³⁺掺杂的荧光材料。该荧光材料的原料及最终产物均不含氟等有害物质，且制备方法简单，生产成本低。该荧光材料在蓝光LED芯片激发时发出红光，具有很好的色饱和度和显色指数，适用于全光谱LED器件、植物照明和显示等领域。

技术领域

本发明涉及一种应用于全光谱LED器件照明、植物照明和显示领域的LED 发光材料及其制备方法，属于固体发光材料技术领域。

背景技术

LED作为一种固态半导体发光器件，相较于传统光源，具有高效节能、绿色环保、体积小重量轻、发热少和寿命长等优点，广泛应用于通用照明、农业生产和国防科技等领域。植物光合作用的主要吸收区域在红光、蓝光及部分黄绿光区域，目前，商业化的植物照明光源的方案是光谱很窄的红、蓝两个特定波长芯片制成的LED光源，通过调整红、蓝LED光源的数目调节红、蓝光的比例；另一种方案是以三基色荧光灯管合成白色，但该白光的光谱都是分立的，而且光谱宽度窄，连续部分的光谱强度相对比较弱，总体能耗较高。专为植物照明设计的 LED全光谱需对光源的发光光谱进行优化，覆盖植物光合作用所需的较宽光谱范围的红、蓝光线及部分黄绿光区域。因此，筛选合适的发光基质材料，实现对蓝光LED芯片激发光的有效吸收，调节激活离子浓度、配比获得适合植物照明用的全光谱白光。

磷灰石属于六方晶系，激发剂离子可占据磷灰石结构中两种非等效格位的阳离子位置，加上磷灰石中广泛存在的类质同像替代，使得磷灰石结构具有复杂多变的晶体场环境，激发剂离子的能级在磷灰石复杂多变的晶体场环境中可发生不同的分裂，产生不同的发光行为。磷灰石特殊的晶体结构使其成为稀土离子掺杂的优良基质材料。

现有的用于植物照明的LED发光材料存在效率低、步骤复杂、成本高等缺点，紫外-近紫外LED芯片与三基色荧光粉(红色、绿色、蓝色)组合实现白光输出效果较差，为了解决此类问题，国内外研究人员致力于开展蓝光LED芯片激发的高稳定性全光谱LED荧光材料的研发。稀土离子Eu³⁺激活的荧光粉在 590-700nm范围内发射较强的黄-红光谱，Tb³⁺离子通常是黄绿光发光材料的激活中心。Ca₃Tb₇(BO₄)(SiO₄)₅O作为基质，在530-570nm处存在较强的黄绿光发射，源自于稀土离子Tb³⁺，结合蓝光LED芯片，通过三基色光混合最终获得白光输出，该荧光粉是单相单掺杂荧光材料，有较高的发光效率和稳定性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有荧光粉发光效率低、光谱谱线较窄，合成步骤复杂、成本高，稳定性差等问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种Eu³⁺掺杂的荧光材料，其特征在于，化学通式为Ca₃(Tb_1-xEu_x)₇(BO₄)(SiO₄)₅O，其中，0x≤15at％，其发光中心为稀土离子Eu³⁺。

优选地，所述荧光材料为磷灰石结构，被蓝光LED芯片有效激发后，产生白光。

本发明还提供了一种上述Eu³⁺掺杂的荧光材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：