[发明专利]一种高热稳定性蓝绿色荧光粉及其制备方法

说明书

本发明属于无机发光材料领域。一种新型氮氧化物，分子式为Srsubgt;0.3/subgt;Basubgt;0.7/subgt;Sisubgt;1.6/subgt;Tisubgt;0.4/subgt;Osubgt;2/subgt;Nsubgt;2/subgt;:Cssupgt;+/supgt;/Lusupgt;3+/supgt;/Eusupgt;2+/supgt;，其制备方法依次包括如下步骤：将碳酸钡、碳酸锶、二氧化硅、氧化铕，钛酸四丁酯、硝酸镥、乙酸铯、乙醇溶液混合反应，用氮化硅和5％的氢氮混合气处理，再用玛瑙研钵研磨得到尺寸均匀的粉末状荧光粉产物。所采用的制备方法简单、成本低、产量高，产物表现出高温热稳定性与高荧光量子效率，在照明与背光显示领域具有很好的应用前景。

技术领域：本发明属于无机发光材料领域，涉及一种具有高温热稳定性的Eu²⁺掺杂氮氧化物蓝绿色荧光粉。

技术背景：

随着半导体照明技术不断发展，产业总体规模不断增长，市场应用领域不断拓宽，从单纯追求光效向提升光品质、光质量等方向发展，从照明、背光显示逐步向医疗、农业等领域扩展，而制约高品质光环境的核心技术障碍为高品质荧光粉的制备。目前，主流LED白光技术是使用蓝光芯片激发黄绿色荧光粉合成白光，致使高显色(Ra80)白光LED光谱在蓝绿光波段存在明显的“缺口”，此外，目前研究的蓝绿色荧光粉的发光强度随着温度升高明显降低，光色的热稳定差。

氮氧化物BaSi₂O₂N₂:Eu²⁺荧光粉可以有效吸收440nm-460nm范围内的蓝光，同时发射峰波长495nm的蓝绿光。随着BaSi₂O₂N₂:Eu²⁺荧光粉的发现，全光谱中缺少的蓝绿光得到有效的补充，但是其热稳定性与荧光量子效率扔有待进一步提高。本文提出一种新型氮氧化物Sr_0.3Ba_0.7Si_1.6Ti_0.4O₂N₂:Cs⁺/Lu³⁺/Eu²⁺荧光粉，通过共掺Cs⁺/Lu³⁺的方法，显著增强了荧光粉的热稳定性，同时大幅提高了其荧光量子效率。虽然有文献报道通过离子掺杂来提高荧光性能，例如在BaSi₂O₂N₂:Eu²⁺荧光粉中掺杂Mg²⁺、Ca²⁺或者Sr²⁺，但是单一离子掺杂，会导致基质中产生缺陷和杂相，增加无辐射跃迁几率，荧光量子效率提高的幅度较小度。而本发明以Sr_0.3Ba_0.7Si_1.6Ti_0.4O₂N₂为基质，同时掺杂一价Cs⁺与三价Lu³⁺离子，取代基质中的2个Ba²⁺离子，在基质中不引入缺陷与杂相，仅改善基质的晶格弛豫环境与晶体场强度，从而提高热稳定性与荧光量子效率。

发明内容：

本发明提出一种高热稳定性荧光粉，其分子式为Sr_0.3Ba_0.7Si_1.6Ti_0.4O₂N₂:Cs⁺/Lu³⁺/Eu²⁺，具有高温热稳定性与高荧光量子效率。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

(1)按照摩尔百分比将0.7毫摩尔BaCO₃、0.3毫摩尔SrCO₃、1.6毫摩尔SiO₂、0.05-0.2毫摩尔Eu₂O₃，球磨24小时；