[发明专利]双重核壳硅酸盐发光材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，具体涉及一种双重核壳硅酸盐发光材料及其制备方法。

背景技术

稀土发光材料已经成为一类重要的光电功能材料，近年来，随着高清显示如CRT、PDP、FED等的发展，对荧光粉的形貌的要求越来越高，通常认为粒径分布均匀、单分散、非团聚、球形荧光粉应用性能较好，因为这样的荧光粉具有高的堆积密度、较低的光散射、分辨率高、发光亮度高等优点。

为此，人们采用各种方法优化荧光粉的形貌，例如现有一种采用尿素做沉淀剂，用共沉淀法制备(Y，Tb)₂O₃，得到粒径分布均匀的球形荧光粉。这种球形荧光粉需要使用较多量的稀土原料，使得其制造成本较高，不适于工业化大批量生产，不宜于照明显示等领域的广泛应用需求。

在目前的发光材料领域，双重核壳硅酸盐发光材料的制备已成为一个重要的研究热点，但要商业化，目前所得到的核壳型红色发光材料的发光性能还不是很理想，发光强度还需进一步提高。例如一种采用核壳结构的设计思想和制备技术，其用(Y，Eu)₂O₃包覆SiO₂，可以得到核壳结构的SiO₂(Y，Eu)₂O₃荧光粉，这种核壳结构可以节省稀土用量。然而，目前制备的SiO₂(Y，Eu)₂O₃荧光粉，发光较弱，还不能实现产业化。

近年来，白光LED逐渐获得越来越广泛的应用，因其具有省电节能、环保(无汞金属等污染)、寿命长(可达十几万小时)、抗震、抗冲压能力强，反应速度快，体积小等优点而备受国内外研究机构和企业的重视，现已经应用于液晶显示器的背光源、指示灯、路灯、普通照明领域。然而，目前白光主要是由黄色发光材料与LED的蓝光混合而成，由于器件的发光颜色随驱动电压和发光材料涂层厚度的变化而变化以及随着LED温度的升高，黄色发光材料的主峰会发生移动，所以色彩还原性差，显色指数低。同时，基于蓝光LED光转换的发光材料的吸收峰要求在420～470nm，能满足这一要求的发光材料也不多。另外，单一基质的发射光谱普遍缺乏红色成分或红色成分明显不足，影响显色指数的提高。

为解决上述问题，人们发现，采用近紫外光(380～410nm)InGaN管芯激发全色单一白光发光材料实现白光LED，不仅扩宽了发光材料的研究范围，而且提高了LED的显色性。所以，研究单一基质的白光LED发光材料也成为目前人们的研究热点之一。然而，现有的单一基质的白光发光材料发光效率较低、发光均匀性能和稳定性都不能满足实际需求。

发明内容

有鉴于此，提供一种发光效率高、发光均匀稳定的双重核壳硅酸盐发光材料。

以及，提供一种制备工艺简单、成本低的双重核壳硅酸盐发光材料的制备方法。

一种双重核壳硅酸盐发光材料，其包括内核、包覆所述内核的内壳以及包覆所述内壳的外壳，所述内核为金属粒子，所述内壳的化学成分为二氧化硅，所述外壳是化学式表示为(N_1-aMn_a)O·y(R_1-bEu_b)O·(y-1)SiO₂的荧光粉，R为碱土金属元素，N为Mg、Zn或者两者的组合，y的取值为2或3，a的取值范围为0≤a≤0.3，b的取值范围为0≤b≤0.3，a+b≠0。

以及，一种双重核壳硅酸盐发光材料的制备方法，其包括如下步骤：

获取金属粒子溶胶；

将金属粒子溶胶稀释后，加入醇溶剂和弱碱性溶液，搅拌，加入正硅酸乙酯发生反应，得到以二氧化硅为内壳包覆金属粒子的悬浮液；

将体积为V2的正硅酸乙酯加入到所述悬浮液中，得到溶液A，所述正硅酸乙酯的加入体积V2小于或等于根据最终产物中的所需的硅源量而计算得出的正硅酸乙酯的体积；

按照最终产物中的化学计量比获取硝酸锌和硝酸镁中的至少一种、硝酸锰及硝酸铕中的至少一种与碱土金属硝酸盐的混合溶液B，加入凝胶剂，得到溶液C；

将溶液A加入到所述溶液C中，水浴反应，得到凝胶，干燥后得到双重核壳硅酸盐发光材料的前驱体；