[发明专利]镨或镨铕掺杂硅酸锶锂黄色-红色荧光粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于镨或镨铕掺杂的可被蓝色LED光有效激发的黄色-红色荧光粉及其 制备方法，属稀土发光材料技术领域。

背景技术

白光LED照明被称为第四代照明光源，可广泛应用于各种照明设施，具有取代传统照明 的趋势。目前，商品化白光LED的主流方案是：蓝光LED+黄色荧光粉。该方案是由蓝光L ED芯片和可被蓝光有效激发的发黄光的YAG荧光粉组合，其中蓝光LED发出的一部分蓝光 被YAG荧光粉吸收而发射出黄光。产生的黄光和剩余的蓝光混合成白光。调控它们的强度比， 即可得到各种色温的白光。然而这种组合也有许多不足之处，比如YAG:Ce的合成温度高， 一般为1500-1700℃，显色指数偏低，仅为85左右。因此，急需寻找新型的可被蓝光LED 有效激发的荧光粉来代替YAG:Ce荧光粉。但目前光转换效率高和热稳定性优良的荧光粉， 特别是可被蓝色光有效激发的高效红色荧光粉还甚缺少。

新型的荧光粉主要有硅酸盐、含氮化合物和硫化物等。硫化物由于化学性能不稳定，寿 命短，所以应用范围有限。相对而言含氮的化合物的物理化学稳定性极佳，可以解决红色荧 光粉缺乏的问题而取代YAG:Ce。但这类材料的合成条件过于苛刻，一般需要在高温(1600- 1700℃)高氮气或氨气压力(10atm)等条件下完成，为了保证铕的低价，必须使用还原性保 护气氛(氢氮混合气，氨气)，这对生产设备的要求太过于苛刻，而国内窑炉厂家尚无法制 造出此类设备。因此，此类物质也很难推广使用。

硅酸盐类荧光粉具有良好的化学稳定性和热稳定性、光谱覆盖范围广、合成温度为800- 900℃左右，比YAG:Ce的合成温度几乎降低了一倍。因此Li₂SrSiO₄:Eu²⁺有望成为取代YAG:C e而作为蓝光LED激发的荧光粉。但仍然需要进一步提高荧光强度，尤其是红色波段的发射强 度。针对这些问题，我们在申请号为200910186290.2的专利中，公布了在不改变Li₂SrSiO₄主 晶相的基础上，引入适量浓度的S，P等中的一种或多种部分取代Si来大大提高了Eu²⁺在蓝光 激发的吸收，从而很好的提高了该荧光粉的发光亮度。特别是随着S掺杂量的提高，蓝色区域 的激发最强峰由400-410nm红移到了450-460nm，使其更适合蓝光LED芯片激发。而紫外区域 的激发峰由310-320nm蓝移到270-280nm，也可以使该粉在节能灯中得到应用。与此同时，还 能使该荧光粉的发射主峰由580nm左右红移到610nm左右，形成红光发射，使其成为可被蓝光L ED有效激发的红色荧光粉。本发明则从另一条途径来达到提高亮度和扩充红色发射的目的， 主要方法是以少量Pr³⁺取代Li₂SrSiO₄中Sr的位置，在不改变Li₂SrSiO₄主晶相的条件下提高了E u²⁺在蓝光激发的吸收，从而很好的提高了该荧光粉的发光亮度。同时，还增加了Pr³⁺的红光 发射，使该荧光粉形成双峰发射(主峰分别580nm和610nm左右)，可以提高其显色指数。采 用Pr³⁺单掺杂Li₂SrSiO₄也可以得到可被蓝光有效激发的红色(主峰610nm窄带发射)荧光粉。 另一方面，谱的掺杂还可以降低铕的掺杂量，可以进一步降低成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种化学性能稳定，发光效果好，可被蓝色光有效激发的黄色-红色 荧光粉，以满足高亮度，高显色性白光LED组装的需要。本发明的另一个目的是提供一种方 法简单，易于操作，无污染，成本低，易于工业化的荧光粉制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：