[发明专利]一种高显色指数全光谱荧光材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高显色指数全光谱荧光材料及其制备方法，该荧光材料的分子式为Lu_2‑xBaAl₄SiO₁₂:xEu²⁺，其中x为Eu²⁺掺杂Lu³⁺位的摩尔百分数，0.02≤x≤0.1；以Lu₂O₃、Eu₂O₃、Al₂O₃、BaCO₃、SiO₂为原料粉体，经研磨混合后在7000000℃下煅烧306h得到第一次烧结产物，将第一次烧结产物过筛后在钢模中干燥压制成素坯，素坯置于还原气氛下恒温烧结204h，随炉冷却至室温，即得。本发明以Lu₂BaAl₄SiO₁₂为基质材料，采用Eu²⁺作为唯一发光离子，通过Eu²⁺与Eu³⁺的价态调控，诱导价间电荷转移，从而同时实现紫外光与蓝光激发下的宽光谱发光；荧光材料在波长为355nm的紫外光LD芯片激发下，发射波长覆盖430nm0850nm，显色指数为03006，在455nm的蓝光LD芯片激发下，发射波长覆盖500nm0820nm，显色指数为85088。

技术领域

本发明涉及荧光材料技术领域，具体涉及一种高显色指数全光谱荧光材料及其制备方法。

背景技术

白光LED(WLED)因其节能环保、亮度高等优点在固态照明与显示方面的应用取得了巨大进展。目前普遍采用的合成WLED的方法是将蓝色InGaN芯片与YAG:Ce³⁺黄色荧光材料相结合。然而，蓝光LED在高激发功率密度(3W cm^-2)时存在严重的“效率下降”问题，这限制了其在高功率照明中的应用。相比之下，激光二极管(LD)可承受的峰值功率密度为25kWcm^-2，使其在新一代高亮度照明领域最具发展前景。一般来说，白光LD(WLD)的实现方式与上述WLED基本类似，然而，这种实现方法由于缺乏青光和红光成分，并不能满足高质量白光光源的要求，导致显色指数(CRI,Ra)低于65，相对色温(CCT)高于7500K。只有将YAG:Ce³⁺与青光和红光材料共同封装才能解决这一问题。而不同类型的荧光粉之间强烈的重吸收会导致合成的WLD效率大幅降低。此外，由于不同荧光粉具有不同的热猝灭行为，往往会导致发射波长的波动，严重影响WLD的CIE坐标、CRI和CCT，降低白光光源的质量。因此，单相宽光谱发射荧光材料备受关注，通过将宽带白光荧光粉与近紫外LD芯片相结合，其合成的白光光源质量可以优于商用的三色WLD。然而，作为常用的发光离子，Eu²⁺的发射带宽一般在700110nm的较窄范围内，调控其发射波长实现宽带发射仍存在较大挑战。

为了解决白光光源的显色指数偏低的问题，在采用Eu²⁺作为发光离子制备全光谱荧光材料方面，CN112004644A公开了一种紫外激发的Eu(Ⅱ)离子单掺单相全光谱荧光粉及其制备和应用，将Eu²⁺离子为单一激活中心，Ca₀MgK(PO₄)₇为基质材料，将制备的荧光粉与375nm的紫外芯片封装得到了显色指数为05的光源。但是该基质材料只适用于紫外光芯片激发，这将不可避免将带来发光效率的降低，限制了其白光LED/LD器件中的实际应用。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种高显色指数全光谱荧光材料，能同时适用于紫外光和蓝光芯片激发实现全光谱发射，且显色指数高。

本发明的目的之二是提供上述高显色指数全光谱荧光材料的制备方法，工艺简单，可工业化生产。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：