[发明专利]一种铝镓酸盐基荧光材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铝镓酸盐基荧光材料，其化学式为：M_1‑xAl_yGa_zO₄:xRE；其中，M为Ca、Sr、Mg中的至少一种；RE为Eu³⁺、Sm³⁺和Tb³⁺中的至少一种；x、y、z为各元素在材料组分中所占的原子摩尔比，0＜x＜0.15，0.8≤y≤1.2，0.8≤z≤1.2。本发明分别单掺Eu³⁺、Tb³⁺、Sm³⁺时，所得到的红色荧光材料、橙色荧光材料和绿色荧光材料在300nm～500nm波段均可被高效激发，可以较好的与紫外、近紫外芯片或蓝光芯片匹配。本发明采用同一种基质材料，可以实现从500‑700nm波段的宽带多色发射，涵盖了蓝绿光、绿光、橙色光、红光波段，避免了多种基质在同一LED器件中因不同衰减速率而导致的光色不稳的问题，从而提高了LED的光色稳定性和显色性。

技术领域

本发明涉及荧光材料领域，具体地说涉及一种铝镓酸盐基荧光材料及其制备方法。

背景技术

白光LED作为新一代照明光源越来越受到人们的关注，目前市场上应用最为广泛的白光LED实现方法是用蓝光芯片激发Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺(YAG:Ce³⁺)荧光粉发射的黄光与未被完全吸收的蓝光复合成白光。然而，这种白光LED的发射谱带缺少红色部分，导致其显色指数偏低，色温较高，难以达到理想的照明效果，不适用在显色性能高的场合。

为了提高白光LED的显色性，比较有效的解决方法是用紫外或蓝光LED芯片激发红绿蓝三基色甚至多种颜色的宽波段发光色，使得LED发光更接近自然白光[张中太,张俊英.无机光致发光材料及应用.化学工业出版社.2005,3:189]。因此，发展多波段发射的紫外或蓝光芯片激活的发光材料成为高显色LED的发展趋势。

但是，值得注意的是，通常，三基色发光材料采用的基质不同，在经历光衰过程的时候，发射光谱会发生漂移，从而导致光色不稳。而且，上述两种解决方案均需要添加光率一致的可产生红光和绿色发射的发光材料。目前，已广泛应用的、可被紫外或蓝光有效激发的红光材料主要为Eu²⁺激活的氮化物发光材料[Mater.Res.Bull,1996,31,1355]，这类发光材料的红光发射多在600nm～630nm范围内，可与其他荧光粉材料复合成白光LED，但这种材料合成条件苛刻、生产效率低，综合成本高昂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种显色性高、制造成本低，可同时被紫外光和蓝光有效激发的铝镓酸盐基荧光材料及其制备方法，该铝镓酸盐基荧光材料根据选用离子的不同，能够发射红光、橙光和绿光中的至少一种。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种铝镓酸盐基荧光材料，其化学式为：M_1-xAl_yGa_zO₄:xRE；

其中，M为Ca、Sr、Mg中的至少一种；RE为Eu³⁺、Sm³⁺和Tb³⁺中的至少一种；x、y、z为各元素在材料组分中所占的原子摩尔比，0＜x＜0.15，0.8≤y≤1.2，0.8≤z≤1.2。

上述铝镓酸盐基荧光材料的制备方法，包括以下步骤：以含M含氧酸盐、含Al化合物、含Ga化合物和含RE化合物为原料，按化学式M_1-xAl_yGa_zO₄:xRE中的摩尔比例称取原料，并粉碎混合均匀，然后在空气气氛或者弱氧化气氛中于1250℃～1400℃下煅烧5～8小时，即得所述铝镓酸盐基荧光材料。