[发明专利]基于近紫外光激发的单一相白光荧光粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及适用于制备白光LED的荧光粉，特别是涉及一种在近紫外光 激发下而发射单一相白光的荧光粉及其制备方法。

背景技术

高亮度GaN蓝色发光二极管的成功研发以及由此实现的白光LED被誉为 继爱迪生发明白炽灯以来最大的光源革命。与传统的白炽灯、荧光灯相比， 白光LED照明由于具有高效节能、寿命长、无(Hg、Pb)污染、工作电压低、 不易损坏等优点而备受关注。近年来LED产业每年以20％以上的速率递增。

蓝(紫)光LED荧光粉组合是实现白光LED的重要途径。目前，市场上 实用的白光LED是蓝光管芯激发稀土掺杂的YAG:Ce黄光荧光粉，由于LED 的蓝光直接参与白光的合成，所以器件的发光颜色随荧光粉的涂层厚度及驱 动电压而变化，色彩重现力较差，显色指数偏低。为解决上述问题，采用近 紫外光(370-410nm)管芯激发三基色荧光粉实现白光LED成为研发的热点。 由于人眼对近紫外光不敏感，这种方法实现白光LED的颜色只由三基色荧光 粉决定，因此色彩稳定，重现力强，显色指数高，是白光LED发展的方向。

已见报道的单一相白光荧光粉有：2004年，韩国人研制的其组成分别是 Sr₃MgSi₂O₈:Eu²⁺和Sr₃MgSi₂O₈:Eu²⁺，Mn²⁺的两种单一相白光荧光粉(Jong Su Kim，Pyung Eun Jeon，Yun Hyung Park，Jun chul Choi，and Hong Lee Parka，Gwang Chul Kim，Tae Whan Kim，Appl.Phys.Lett.应用物理快报，85 卷(17)期，3696页，2004年)。2006年，中国科学院长春光学精密机械与 物理研究所研制的组成为Eu_xySr_y-xyMgSi_zO_2z+y+1的单一相白光荧光粉(发明专 利，发明人张家骅、孙晓园、王笑军、张霞，专利号200510016743.9，公开 号CN1850940A)。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于近紫外光激发的单一相白光荧光粉，该荧 光粉在近紫外光激发下发出单一相白光，可与近紫外光管芯组合制备白光 LED，以克服目前红、绿、蓝三基色混合荧光粉因存在的再吸收和配比调控问 题而影响流明效率和色彩还原性能的缺陷。

本发明基于近紫外光激发的单一相白光荧光粉，是具有以下化学式的化 合物：Sr_5-m-nZn_n(SiO₄)₂Cl₂:Eu²⁺_m，其中，0.10≤m≤0.15；0≤n≤0.20。

所述x、y优选值为：m＝0.12，n＝0.10；m＝0.15，n＝0.10。

由于稀土离子Eu²⁺的d电子能级结构受基质和晶格格位环境影响很大， 通过调整基质组分比、激活剂浓度就可以调控不同的格位，调控不同的发光 光谱分布。本发明荧光粉在360-410nm近紫外光激发下发射出单一相白光。

本发明荧光粉的制备方法包括以下步骤：

a.以SiO₂，Eu₂O₃，SrCO₃，ZnO，8rCl₂.6H₂O作原料，按上述化学式中 各物质的化学计量比称取上述各原料，进行研磨混合；

b.将上述混合料置入刚玉坩锅中，在CO或H₂还原气氛下培烧，培烧温 度为1000℃一1200℃内，培烧时间为3一5小时，自然冷却后研磨即得 所述单一相白光荧光粉。

由于SrCl₂.6H₂O的熔点较低(873℃)，在培烧时易烧损，因此步骤a 所述混合原料中SrCl₂.6H₂O的配比量为按化学计量比计算量的 110％-120％，以补偿其在培烧中的烧损。