专利名称：一种硅酸盐荧光材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种荧光材料，特别涉及一种硅酸盐荧光材料。
背景技术：
突光材料转换的白光LED (White Light Emitting Diode,WLEDMtS—种新型的固体光源，以其节能、绿色环保、寿命长且体积小等诸多优点，在照明和显示领域有着巨大的应用前景。其中，高效的荧光材料，能够将芯片的紫外/蓝光有效地转化为可见光，进而通过多种颜色的混合实现白光发射。US5998925、US6998771采用蓝光激发的铈掺杂钇铝石榴石荧光材料(Y3Al5O12: Ce，(Y, Gd) 3(Al, Ga) 5012:Ce，即YAG:Ce)，通过该荧光材料发出 的黄光与芯片发出的蓝光复合发出白光。但是，该荧光材料的发射主峰在540nm左右，光谱中缺少红色成分。因此，造成白光LED的色温偏高，显色指数较低。US6351069涉及一种硫化物红色荧光材料，该材料可作为红色成分加入到白光LED中，用来降低色温，提高显色指数。但是，该硫化物荧光材料的发光亮度较低，进而降低了白光LED的流明效率；同时，硫化物的化学稳定性和耐老化性能较差，容易污染芯片，缩短LED的使用寿命。美国专利US20110163344、US20110149550给出了一系列在紫外-蓝光下可以有效激发的稀土激活的氮化物、氮氧化物荧光材料，它们可发射从蓝光到红光的多种可见光，但该荧光材料需要在高温高压的条件下合成，制造成本较高。US20060028122涉及的正硅酸盐荧光材料激发范围在28(T490nm，发射光谱在46(T590nm，发射光谱在绿光到黄光范围，缺乏红光，同时发光强度也比较低。CN101077973B中涉及多种硅酸盐荧光材料，发射光谱涵盖蓝光到红光的范围，但其中硅酸盐红色荧光材料的发光强度较低，同时该专利也没有考虑荧光材料的热稳定性。
发明内容
本发明提供一种硅酸盐荧光材料，在23(T500nm的紫外-可见光区域的激发下，发射范围51(T680nm的橙/红色光，具有较高的发光效率，同时具有优良的化学稳定性和热稳定性。本发明的硅酸盐荧光材料的化学组成表示为AiySihNzCVa: xEu，yLn ;其中M为Sr, Ba, Ca, Mg, Cu或Zn中的一种或多种元素的组合，N为Al，B，Ge或Ti中的一种或几种元素的组合，Ln为Ce, Nd, Sm, Dy, Ho, Er, Y或Sc中的一种或几种元素的组合，x, y, z, 5+a为摩尔系数，其中O. 001彡X彡O. 1，0彡y彡O. 05，0彡z彡O. 5，0彡a彡O. 05。本发明中的硅酸盐荧光材料，可以被23(T500nm范围内的激发光源有效激发，发射出51(T680nm的黄/红光。本发明中，Eu离子的发射主峰受晶体结构及晶体场环境的影响非常明显。因此，通过调整硅酸盐荧光材料中阳离子的含量和组成，以及Eu离子本身浓度的变化均能够使发射波长发生变化，可以从橙黄变化到深红；通过Ln离子的掺杂，能够提高Eu离子对激发光能量的吸收，进而获得较高的发光强度；另外，通过Cu离子的掺杂以及调整硅氧比，能够改善硅酸盐荧光材料的热稳定性。
图1实施例1的发射和激发光谱。图2实施例3的发射和激发光谱。图3实施例13与实施例1的发光强度对比。图4实施例1在不同温度下的发光强度变化曲线。
图5实施例19在不同温度下的发光强度变化曲线。
具体实施例方式本发明中所用原料，M、Ln、Eu选用的是该元素的氧化物、碳酸盐、硝酸盐或草酸盐；Si选用的是SiO2或硅酸；N选用的是Al、B、Ge或Ti的氧化物。本发明的硅酸盐荧光材料的合成方法是按摩尔比称取各原料，混合均匀后，将置于氧化铝坩埚中，在通有75%氢气和25%氮气的还原气氛中，于1500°C烧结2 4小时，经冷却，粉碎，过筛，即可获得所述的荧光材料。按照GB/T23595.卜2009、GB/T23595. 2-2009、GB/T23595. 3- 2009、GB/T23595. 4-2009测试本发明荧光材料的激发光谱、发射光谱、相对亮度和色品坐标。实施例f 7
按摩尔比称量碳酸锶或硝酸锶、碳酸钡或草酸钡、SiO2, Eu2O3以及A1203、TiO2, MnO2,充分混合后，装入i甘祸后，放入通有75%氢气和25%氮气的还原气氛电炉中，于1500°C保温4小时，冷却后经粉碎，球磨，筛分后即获得荧光材料。通过Eu离子浓度变化以及Ba2+、Mn2+等的掺杂，获得发射主峰在581飞IOnm变化可调的硅酸盐荧光材料，化学组成和发射主峰如表I所示。表I实施例f 7的化学组成和发射主峰
I化学组成pifW
1Sr2 97Si05:0.03Eu581nm
2Sr2 95Si05:0.05Eu585nm
3Sr2 77Ba0 2Si05:0.03Eu600nm
4Sr2 97Si05:0.03Eu, 0. OlMn605nm
5Sr2 76Ba0 2Si05:0.03Eu，0. OlMn610nm
6Sr2 97S iQ 95A10_ 05O5:0. 03Eu590nm
7Sr2 97S iQ 97TiQ 03O5:0. 03Eu608nm
实施例8 14
按摩尔比称量碳酸锶、硝酸锶或草酸锶、SiO2, Eu2O3以及Ln2O3或GeO2，充分混合后，装入坩埚后，放入通有75%氢气和25%氮气混合气的电炉中，于1500°C保温4小时，冷却后经粉碎，球磨，筛分后即获得荧光材料。通过稀土离子的掺杂获得不同相对亮度的硅酸盐荧光材料，化学组成和相对亮度如表2所示。表2实施例1、8 14的化学组成和相对亮度
权利要求
1. 一种硅酸盐荧光材料，其特征是化学组成表示为=M3TySihNzO5^xEUjLn;其中M 为Sr，Ba, Ca, Mg, Cu或Zn中的一种或多种元素的组合，N为Al，B，Ge或Ti中的一种或几种元素的组合，Ln为Ce, Nd, Sm, Dy, Ho, Er, Y或Sc中的一种或几种元素的组合,x, y, z, 5+a 为摩尔系数，其中O. 001彡X彡O. 1，0彡y彡O. 05，0彡z彡O. 5，0彡a彡O. 05。
全文摘要
一种硅酸盐荧光材料，其特征是化学组成表示为M3-x-ySi1-zNzO5+a:xEu,yLn；其中M为Sr，Ba，Ca，Mg，Cu或Zn中的一种或多种元素的组合，N为Al，B，Ge或Ti中的一种或几种元素的组合，Ln为Ce，Nd，Sm，Dy，Ho，Er，Y或Sc中的一种或几种元素的组合，x，y，z，5+a为摩尔系数，其中0.001≤x≤0.1，0≤y≤0.05，0≤z≤0.5，0≤a≤0.05。本发明的荧光材料在230~500nm的紫外-可见光区域的激发下，发射范围510~680nm的橙/红色光，具有较高的发光效率，同时具有优良的化学稳定性和热稳定性。
文档编号C09K11/59GK103013503SQ20121056176
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月22日 优先权日2012年12月22日
发明者王灵利, 倪海勇, 张秋红 申请人:广州有色金属研究院