[发明专利]一种紫外和红光双模式激发白光的LED用荧光粉及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，涉及发光二极管（LED）用单一基质荧光粉及其制备方法。

背景技术

双模式激发发光材料同时具有下转换和上转换发光特性。紫外激发白光的LED用材料属于下转换发光材料。紫外激发白光的LED用荧光粉有两种组合：一种是紫外LED芯片+红绿蓝荧光粉，另外一种是紫外LED芯片+单一基质荧光粉。前者因荧光粉各自的光衰和驱动电流不一样，所得到的白光不稳定。而后者完全可以克服以上缺点，并且成本较低。因此，紫外激发白光的LED用单一基质荧光粉成为近年来荧光粉的研究热点。（Kim S K,Jeon P E，Park Y H,Chio J C,Park H L,Kim G C,Kim T W. White-light generation through ultraviolet-emitting diode and white-emitting phosphor.Appl.Phys.Lett.,2004,85(17):3696;Guo N,Huang Y J,Yang M,Song Y H,Zheng Y H,You H P.A tunable single-component warm white-light Sr3Y(PO4)3:Eu2+,Mn2+phosphor for white-light emitting diodes.Phys.Chem.Chem.Phys.2011,13:15077-15082;Zhang J,Wang Y H,Zhang F,Huang Y.Single-Phase White-emitting Ca8MgGd(PO4)7:Ln3+,Mn2+(Ln3+=Ce3+,Tb3+,and Dy3+)for Mercury-Free Lamps.J.Electrochem.Soc.2011,158(4):J110-J114）。然而利用红光上转换发光特性来实现白光LED的发光材料几乎没有报道，而同时具有上转换和下转换特性的发光材料更为少见。

钒酸盐基质是一种性能优良的紫外激发白光的LED用单一基质荧光粉。钒酸盐基质发光材料因具有合成温度较低、化学稳定性和热稳定性较好、发光强度高等优点而在显示显像、高压汞灯、X射线增感屏以及激光材料等领域得到广泛的应用。日本研究人员“Photoluminescence property ofvanadates M2V2O7(M:Ba,Sr and Ca)”（Nakajima T,Isobe M,Tsuchiya T,Ueda Y，Manabe T.Opti.Mater.2010,32:1618-1621.）一文中报道采用制备了对称性较低的偏钒酸盐系列M₂V₂O₇（M=Ba、Sr或Ca）荧光粉，该文献指出：采用高温固相法在750℃退火24小时合成三斜晶系的M₂V₂O₇（M=Ba、Sr或Ca）荧光粉，其激发光谱在320nm~370nm区间有很宽的紫外峰，可以被紫外LED有效激发。在353nm的激发下，测得发射光谱的强发射峰位于400nm~700nm之间的可见光。尽管该文献所报道的单一基质荧光粉M₂V₂O₇（M=Ba、Sr或Ca），其制备方法简单；但由于红光部分相对较弱而使得显色指数偏低，而且只有传统的下转换发光特性。

发明内容

本发明提供一种紫外和红光双模式激发白光的LED用荧光粉及其制备方法，所述紫外和红光双模式激发白光的LED用荧光粉具有较强的发光强度和较高的显色性能；本发明采用高温固相法制备紫外和红光双模式激发白光的LED用荧光粉，其中红光激发模式由于本身的红光完全可以克服红光不足所带来显色指数偏低的难题。红光激发是采用双光子激发原理，其发光强度是紫外激发的2~3倍，而且用低能量光激发出发光强度更高，能量更强和显色指数更高，从而有效地降低单一基质荧光粉的生产成本并提高荧光粉体的发光性能。

本发明技术方案是：

一种紫外和红光双模式激发白光的LED用荧光粉，为一种掺Na⁺离子的Sr₂V₂O₇粉体材料，其晶向结构为三斜晶向，其分子式可表示为Na_xSr_2-xV₂O₇，其中0<x≤0.25。