[發明專利]稀土金屬摻雜的堿土金屬硅酸鹽材料及其制備方法、應用和發光裝置

在審

• 申請號: 201911200907.1
• 申請日: 2019-11-29
• 公開（公告）號: CN110938427A
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 李玲;徐澤鳳;劉曉光
• 申請（專利權）人: 湖北大學
• 主分類號: C09K11/61
• 分類號: C09K11/61;H01L33/50
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 徐琪琦

本發明屬于無機發光材料技術領域，具體涉及一種稀土金屬摻雜的堿土金屬硅酸鹽材料及其制備方法、應用和發光裝置。該硅酸鹽材料為稀土金屬摻雜的堿土金屬硅酸鹽中的任意一種或多種的混合，其中：所述堿土金屬硅酸鹽的化學通式為M_xR_4?xSi₂O₇Y₂，M為Ca、Sr或Ba，R為Ca、Sr或Ba，1≤x≤4；Y為F、Cl或Br中的任意一種或任意兩種；所述稀土金屬Re為Eu^3+/2+、Ce或Sm中的至少一種；所述稀土金屬摻雜的堿土金屬硅酸鹽中，所述稀土金屬與堿土金屬硅酸鹽的摩爾比大于0且小于0.1。本發明所提供的各種硅酸鹽材料摻雜了稀土離子Eu^3+/2+、Ce³⁺、Sm³⁺中的至少一種，使得本發明稀土金屬摻雜的堿土金屬硅酸鹽材料具有發光性能好，發光效率高，最終能夠實現白光照明等優點。

技術領域

本發明屬于無機發光材料技術領域，具體涉及一種稀土金屬摻雜的堿土金屬硅酸鹽材料及其制備方法、應用和發光裝置。

背景技術

傳統的稀土無機發光材料組成為氮氧化物組合物、磷酸鹽組合物、鋁酸鹽組合物、硫化物組合物、硅酸鹽組合物等，在上述組合物中：氮氧化物組合物的發射峰較窄、合成條件苛刻、合成原材料成本高昂等缺點；氮化物組合物收到激發后可以發出綠色、黃色和紅色的光，但氮化物組合物由于其需要在高溫高壓下合成，并且原材料的價格昂貴，因此氮化物組合物的制備成本高昂，限制了其商業性用途；磷酸鹽組合物發光效率不高、對濕度敏感、易受潮；通常鋁酸鹽組合物指的是YAG組合物，這種組合物的光轉化效率高，是目前應用最廣泛的組合物，但缺點是激發波段窄、沒有紅色發射、且顯色度偏低，無法單獨使用制作高顯指的發光二極管(Light emitting Diode)LED；硫化物組合物化學性質不穩定、易分解，當在潮濕環境或者紫外線照射時更易分解。

傳統的稀土無機發光材料還組成為硅酸鹽組合物，以硅酸鹽作為基質的組合物具有發射光譜范圍寬，化學性質穩定等優點受到研究者的關注。在前人的研究工作中，已制備出了能夠發射綠光、黃光以及橙光的硅酸鹽組合物，但上述硅酸鹽組合物在摻雜了稀土離子以后，存在顯色單一、顯色性能低等特點，因此需要探究新型的發光顏色多樣、色純度和顯色度均較高的硅酸鹽組合物。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明提供了一種稀土金屬摻雜的堿土金屬硅酸鹽材料及其制備方法、應用和發光裝置，以克服目前材料的發光顏色單一、色純度和顯色度均較低等技術問題。

本發明所提供的技術方案如下：

一種稀土金屬摻雜的堿土金屬硅酸鹽材料，為稀土金屬摻雜的堿土金屬硅酸鹽中的任意一種或多種的混合，其中：

所述堿土金屬硅酸鹽的化學通式為M_xR_4-xSi₂O₇Y₂，M為Ca、Sr或Ba，R為Ca、Sr或Ba，1≤x≤4；Y為F、Cl或Br中的任意一種或任意兩種；

所述稀土金屬Re為Eu^3+/2+、Ce或Sm中的至少一種；

所述稀土金屬摻雜的堿土金屬硅酸鹽中，所述稀土金屬與堿土金屬硅酸鹽的摩爾比大于0且小于0.1。

上述技術方案所提供的稀土金屬摻雜的堿土金屬硅酸鹽材料，可為單個稀土金屬摻雜的堿土金屬硅酸鹽的純相，也可為多個稀土金屬摻雜的堿土金屬硅酸鹽的純相的組合物。