[发明专利]一种蓝光激发的超宽光谱荧光材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种蓝光激发的超宽光谱荧光材料及其制备方法，该发光材料的化学成为Y_3‑xCe_xAl₇SiO₁₇，其中，0.01＜x＜1。与现有技术相比，本发明所制备的一种蓝光激发的超宽光谱荧光材料具有全新的化学组成，以Ce³⁺为激活剂，该发光材料能被蓝光激发而发射超宽的光谱发射，从而使该发光材料应用于白光LED器件。

技术领域

本发明涉发光材料，尤其是涉及一种蓝光激发的超宽光谱荧光材料及其制备方法。

背景技术

首先，LED照明作为当前最为主流的照明技术，具有效率高、结构坚固、节能、体积小巧等诸多优点。荧光粉是LED照明技术中不可或缺的材料，通过荧光粉的光色转换，可以获得包括白光在内的各种光谱类型。当然，想实现白光照明，最为简单的方案就是采用蓝光芯片激发黄色荧光粉。以YAG:Ce(Y₃Al₅O₁₂:Ce)为代表的一类黄色荧光粉，由于其性能稳定，热淬灭特性好，是目前最为通用的黄色荧光粉。

其次，虽然可以使用蓝光芯片结合黄色荧光粉可以获得视觉上的白光。但是需要指出的是，自然的白光，是包括从蓝光，到绿光，再到黄光，最后是红光的多种颜色的光谱。如果光源的光谱中只有蓝光和黄光，虽然视觉上是白光，但显然此时白光的品质，比如在色温上偏高，看上去较为刺眼，显色性上较差。目前改善上述问题的方法，通常是添加红色荧光粉。即将第二种荧光粉引入到黄色荧光粉中，当蓝光激发时，黄色荧光粉和红色荧光粉同时发光。这个时候得到的白光品质，比如在色温上会降低，看上去不会太刺眼，显色性上有明显提升。但是，需要再指出的是，虽然添加红色荧光粉能改善白光的品质，但是也增加了制造LED的工序和成本，同时目前商业上的红色荧光粉都是氮化物荧光粉。这些氮化物荧光粉合成极度困难，需要高温高压，因此红色荧光粉的成本居高不下。

最后，对于材料而言，通过掺杂实现发光不是常态，掺杂之后不发光是常态。而且受到晶体结构和能带的影响，发光材料的光谱展宽(半高宽)通常存在一定的限制，很少有单一组分的发光材料，其发射光谱能覆盖整个可见光谱区或大部分可见光谱区。想在一个材料体系内实现超宽的光谱发射，通常采用的是共掺杂方式，即同时掺入多个发光离子，通过能量传递或者同时发光，获得宽光谱发射，但是此时发光材料的量子效率会较低。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种蓝光激发且采用掺杂Ce的超宽光谱荧光材料，该材料包含Y_3-xCe_xAl₇SiO₁₇，其中，0.01＜x＜1。

所述一种蓝光激发的超宽光谱荧光材料的化学通式为：

Y_3-xCe_xAl₇SiO₁₇

其中，0.01＜x＜1。

所述x可为0.01＜x＜1，最好x为0.01＜x＜0.1。

本发明的第二目的是提供一种蓝光激发的超宽光谱荧光材料的制备方法。该方法包含如下步骤：

A)将Y前驱体和Al前驱体混合，进行高温固相反应，得到一种中间体；

B)将中间体、Ce前驱体、Al前驱体和Si前驱体混合，在进行高温固相反应，得到一种蓝光激发的窄带黄色荧光材料。

所述步骤A)中，Y前驱体和Al前驱体中Y和Al的摩尔比是(3-x)：3，所得中间体的化学通式为：Y_3-xAl₃O_9-1.5x，其中，0.01＜x＜1。

所述步骤B)中，中间体、Ce前驱体、Al前驱体和Si前驱体中，中间体、Ce、Al与Si的摩尔比为1︰x︰4︰1，其中，0.01＜x＜1。