[发明专利]稀土金属掺杂的碱土金属硅酸盐材料及其制备方法、应用和发光装置

说明书

本发明属于无机发光材料技术领域，具体涉及一种稀土金属掺杂的碱土金属硅酸盐材料及其制备方法、应用和发光装置。该硅酸盐材料为稀土金属掺杂的碱土金属硅酸盐中的任意一种或多种的混合，其中：所述碱土金属硅酸盐的化学通式为M_xR_4‑xSi₂O₇Y₂，M为Ca、Sr或Ba，R为Ca、Sr或Ba，1≤x≤4；Y为F、Cl或Br中的任意一种或任意两种；所述稀土金属Re为Eu^3+/2+、Ce或Sm中的至少一种；所述稀土金属掺杂的碱土金属硅酸盐中，所述稀土金属与碱土金属硅酸盐的摩尔比大于0且小于0.1。本发明所提供的各种硅酸盐材料掺杂了稀土离子Eu^3+/2+、Ce³⁺、Sm³⁺中的至少一种，使得本发明稀土金属掺杂的碱土金属硅酸盐材料具有发光性能好，发光效率高，最终能够实现白光照明等优点。

技术领域

本发明属于无机发光材料技术领域，具体涉及一种稀土金属掺杂的碱土金属硅酸盐材料及其制备方法、应用和发光装置。

背景技术

传统的稀土无机发光材料组成为氮氧化物组合物、磷酸盐组合物、铝酸盐组合物、硫化物组合物、硅酸盐组合物等，在上述组合物中：氮氧化物组合物的发射峰较窄、合成条件苛刻、合成原材料成本高昂等缺点；氮化物组合物收到激发后可以发出绿色、黄色和红色的光，但氮化物组合物由于其需要在高温高压下合成，并且原材料的价格昂贵，因此氮化物组合物的制备成本高昂，限制了其商业性用途；磷酸盐组合物发光效率不高、对湿度敏感、易受潮；通常铝酸盐组合物指的是YAG组合物，这种组合物的光转化效率高，是目前应用最广泛的组合物，但缺点是激发波段窄、没有红色发射、且显色度偏低，无法单独使用制作高显指的发光二极管(Light emitting Diode)LED；硫化物组合物化学性质不稳定、易分解，当在潮湿环境或者紫外线照射时更易分解。

传统的稀土无机发光材料还组成为硅酸盐组合物，以硅酸盐作为基质的组合物具有发射光谱范围宽，化学性质稳定等优点受到研究者的关注。在前人的研究工作中，已制备出了能够发射绿光、黄光以及橙光的硅酸盐组合物，但上述硅酸盐组合物在掺杂了稀土离子以后，存在显色单一、显色性能低等特点，因此需要探究新型的发光颜色多样、色纯度和显色度均较高的硅酸盐组合物。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种稀土金属掺杂的碱土金属硅酸盐材料及其制备方法、应用和发光装置，以克服目前材料的发光颜色单一、色纯度和显色度均较低等技术问题。

本发明所提供的技术方案如下：

一种稀土金属掺杂的碱土金属硅酸盐材料，为稀土金属掺杂的碱土金属硅酸盐中的任意一种或多种的混合，其中：

所述碱土金属硅酸盐的化学通式为M_xR_4-xSi₂O₇Y₂，M为Ca、Sr或Ba，R为Ca、Sr或Ba，1≤x≤4；Y为F、Cl或Br中的任意一种或任意两种；

所述稀土金属Re为Eu^3+/2+、Ce或Sm中的至少一种；

所述稀土金属掺杂的碱土金属硅酸盐中，所述稀土金属与碱土金属硅酸盐的摩尔比大于0且小于0.1。

上述技术方案所提供的稀土金属掺杂的碱土金属硅酸盐材料，可为单个稀土金属掺杂的碱土金属硅酸盐的纯相，也可为多个稀土金属掺杂的碱土金属硅酸盐的纯相的组合物。