[发明专利]一种四方体形高亮度钨酸盐绿色荧光粉及其制备方法

说明书

本发明提供了一种四方体形高亮度钨酸盐绿色荧光粉及其制备方法，所述荧光粉的化学式为：NaGd_1‑x(WO₄)₂:xTb³⁺，其中，x=0.02~0.8。本发明通过改变工艺参数以及添加结构导向剂，无需热处理、一步合成钨酸盐荧光粉，与传统高温固相法相比，该方法具有工艺简单、操作简便、反应条件温和、能耗低、环境污染少、反应和晶体生长可控、产物相纯度高、粒度均匀、分散性好、形貌规整、表面光滑等优点。本发明制备的四方体形钨酸盐绿色荧光粉能够被近紫外光（~379nm）有效激发，主发射峰位于545nm处，远大于其他发射峰的强度，具有较高的色纯度，而且，钨酸根能够有效地把吸收的能量传递给发光中心，通过优化发光中心Tb³⁺浓度，可有效地提高荧光粉的发光强度。

技术领域

本发明涉及一种荧光粉及其制备方法，具体涉及一种四方体形高亮度钨酸盐绿色荧光粉及其制备方法。

背景技术

近年来，白光LED因其寿命长、高能效、环保、反应速度快等优点，成为继白炽灯、荧光灯和HID灯后的第四代照明光源。目前，实现白光LED 有三种方案: 一是分别将红、绿、蓝三种颜色的LED 芯片组合起来实现白光，但这种方法由于各个LED芯片的色调、发光亮度和其他因素的变化很难得到理想的白光，因此应用受到限制；二是将蓝光LED 芯片和可被蓝光有效激发的黄光荧光粉结合组成白光LED，但产生的白光中缺少红光成分，因此存在器件色彩还原性较差和色温高的缺点；三是将近紫外LED 芯片与可被这种紫外光有效激发的红、绿、蓝三基色的荧光粉组合来实现白光，从而获得优异的色彩饱和度和显色指数。在这种方法中，绿色荧光粉的发光效率对总的光通量影响很大，因此绿色荧光粉作为白光LED的一个重要组成部分已经引起了广泛关注。

Tb³⁺离子掺杂的发光材料因在绿光区域有很强的发射峰而被广泛用作绿色发光荧光粉，但是，由于大多数Tb³⁺离子掺杂的荧光粉激发波长都小于300 nm，适用于近紫外（n-UV芯片）高效激发的绿色发光荧光粉较少。研究开发可被n-UV LED芯片高效激发的Tb³⁺离子掺杂的绿色发光荧光粉对改善白光LED性能具有重要的理论和实际意义。复式钨酸盐具有良好的化学稳定性和热稳定性，发光效率高，在紫外和蓝光区具有很强的特征吸收。此外，由于其特殊的白钨矿结构，使得激活离子浓度猝灭效应较弱，可掺杂的激活离子浓度较高，可实现稀土离子的高浓度掺杂，是一种优异的基质材料。因此，复式钨酸盐在白光LED用荧光粉中具有良好的应用前景。

目前，钨酸盐荧光粉的制备方法主要包括高温固相法、液相沉淀法、凝胶-溶胶法、燃烧法等。高温固相法是一种传统的制备发光粉的工艺，一般是按照化学计量比称取反应物，通过研磨使反应物充分混合均匀，在高温下煅烧而形成发光粉。由于固体质点间键合力大，离子迁移困难，离子重排所需能量高，导致固相反应反应速率较低，同时，高温固相法还具有能耗大、产物粒度大、易混入杂质、易团聚等缺点。液相沉淀法后期需要经过高温煅烧，煅烧后粒度明显长大，且有团聚产生，难以控制粒子的形貌和尺度。溶胶-凝胶法所用原料价格较高，整个溶胶-凝胶过程所需时间较长，干胶在高温热处理时会使颗粒快速团聚等，不易于实现工业化生产。燃烧法所得产物结晶度低，形貌粒度难以控制，影响荧光粉的发光强度。

因此，亟需开发制备钨酸盐绿色荧光粉的新方法。

发明内容

本发明的目的就是提供一种四方体形高亮度钨酸盐绿色荧光粉及其制备方法，以解决现有钨酸盐绿色荧光粉的激发波长小、形貌不规整、发光强度低等问题。

本发明的目的是这样实现的：

一种四方体形高亮度钨酸盐绿色荧光粉，其化学式为：NaGd_1-x(WO₄)₂:xTb³⁺，其中，x=0.02~0.8。