[發(fā)明專利]一種發(fā)光可調(diào)的硅酸鹽熒光粉及其制備方法

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• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112538348A
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程年才;賴亦晴;周江聰
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號: C09K11/79
• 分類號: C09K11/79
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 修斯文;蔡學(xué)俊

本發(fā)明公開了一種發(fā)光可調(diào)的硅酸鹽熒光粉及其制備方法，其是以Na₂CO₃、Gd₂O₃、SiO₂、Bi₂O₃、Eu₂O₃為原料，經(jīng)研磨、干燥、保溫煅燒，而最終制得所述硅酸鹽熒光粉，其化學(xué)通式為NaGd₉(SiO₄)₆O₂:xBi³⁺,yEu³⁺（x=0.01?0.06，y=0.01?0.09）。通過調(diào)控離子摻雜比例可以輕松實現(xiàn)本發(fā)明熒光粉發(fā)光強度及發(fā)光顏色的改變，并使其在近紫外光激發(fā)的白光LED領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種發(fā)光可調(diào)的硅酸鹽熒光粉及其制備方法。

背景技術(shù)

在全球能源緊缺的背景下，節(jié)能環(huán)保早已成為當下主要理念之一。其中，在發(fā)光照明領(lǐng)域中，作為第四代照明光源的白色發(fā)光二極管（WLED）具有低成本、高亮度、長壽命、無污染等優(yōu)點，是白熾燈和熒光燈等光源最佳的替代品。白光LED在室內(nèi)外照明、顯示面板、廣告牌燈、路燈、隧道燈等領(lǐng)域有十分廣泛的應(yīng)用和極高的潛在研究價值。

目前，主流商業(yè)化獲得白光LED的方式有三種：

（1）將紅綠藍三基色（RGB）用LED芯片封裝，同時點亮復(fù)合形成白光。這種方法具有光電效率高、色溫可控、顯色性好、色域范圍非常寬等優(yōu)點。但同時，由于三基色光衰不同，會導(dǎo)致色溫不穩(wěn)定，而且不同顏色的LED芯片額定電壓不同，對電壓和控制電路的要求也非常高，因為在實際使用中電壓也有波動，如果其中任何一個LED顏色出現(xiàn)微小的偏差，最終都會導(dǎo)致復(fù)合出的白光不穩(wěn)定，LED要實現(xiàn)長時間工作還面臨著較大的挑戰(zhàn)。

（2）藍色InGaN/GaN基藍色芯片+黃色熒光粉。這里用的黃色熒光粉通常是摻雜稀土Ce的YAG熒光粉。用InGaN/GaN基芯片發(fā)出藍光激發(fā)YAG:Ce熒光粉，YAG被激發(fā)而發(fā)出黃光，再與剩余藍光復(fù)合最終形成白光。這種方法只有單一的熒光粉，所以制造起來比較簡單、成本較低，且YAG:Ce熱穩(wěn)定性好，可以滿足顏色還原度的要求，同時適合長時間照明。其缺點是激發(fā)波段窄，顯色指數(shù)偏低、顏色還原度還不夠高、顏色也會隨觀察角度改變而變化的問題。

（3）近紫外LED+三基色（RGB）熒光粉。RGB熒光粉受紫外光激發(fā)并產(chǎn)生相應(yīng)的三基色光，最后由三色光復(fù)合出白光。這種方法理論上是最簡單的制造方法，并且可以獲得任意色溫及較高顯色指數(shù)的白光LED。然而，三色熒光粉之間存在顏色再吸收和配比調(diào)控的問題，發(fā)光效率和色彩還原性能受到較大影響；多芯片的LED理論上可以獲得任意色溫和高顯色性的白光LED，但多芯片LED的正向電壓和光輸出不同，對電路設(shè)計的要求較高、模塊間色溫差異較大，且用于紫外LED熒光粉的技術(shù)尚未成熟。

現(xiàn)有文獻中還沒有關(guān)于NaGd₉(SiO₄)₆O₂:xBi³⁺,yEu³⁺(x=0.01-0.06，y=0.01-0.09)熒光粉的報道。本發(fā)明采用高溫固相反應(yīng)法制備NaGd₉(SiO₄)₆O₂（NGSO）磷灰石結(jié)構(gòu)新型熒光粉，并通過摻雜不同濃度的Bi³⁺和Eu³⁺制備得到一系列新型磷灰石結(jié)構(gòu)熒光粉。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)光可調(diào)的硅酸鹽熒光粉及其制備方法，通過調(diào)控離子摻雜比例可以輕松實現(xiàn)熒光粉發(fā)光強度及發(fā)光顏色的改變，且其被近紫外LED激發(fā)還可獲得較高顯色指數(shù)的白光。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：