[发明专利]一种具有核壳结构的白光LED用荧光体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有核壳结构的白光LED用荧光体及其制备方法，属于材料技术领域。

背景技术

目前，稀土发光材料已经成为信息显示、照明光源、光电器件等领域的支撑材料，由此，新型荧光材料的研究和应用一直是材料化学和材料物理学的重要研究领域之一。现代科技的进步对发光材料不断提出新的要求。由于近年来发光二极管(LED)具有省电、体积小、可低压或低电流启动、寿命长、抗震耐冲、可回收、无污染、可平面封装、经济与环境效益明显等特点，使发光二极管(LED)成为照明行业中最有力的竞争者之一。

目前采用InGaN蓝光芯片涂敷Y₃Al₅O₁₂:Ce(YAG:Ce)黄色荧光体所形成的白光LED在技术上最成熟。YAG是钇铝石榴石的简称，是一种复合氧化物，属立方晶系，具有石榴石结构。YAG:Ce黄色荧光体是目前工业化生产白光LED所需的主要荧光体，具有高发光效率、制备简便等优点，但其也有光谱较为单一的缺点。

专利EP1095998公开了组成为A₃B₅O₁₂:(Ce，Pr)的磷光体，A为选自Y、Tb、La和/或Lu的稀土金属，B代表Al和/或Ga。其中含Lu的具有YAG石榴石结构的荧光体(LuAG)，是一款发光效率高、性能稳定的黄绿色荧光体。Lu³⁺的离子半径比Y³⁺的离子半径小，Lu离子取代YAG体系中的钇离子后，可以降低晶体场劈裂能，使体系发射波长蓝移，发出黄绿光，用于制作高显色白光LED器件。但从成本而言，Lu(镥)的价格高，LuAG荧光体非常昂贵，这限制了LuAG进一步的推广与应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有核壳结构的白光LED用荧光体，该荧光体兼顾了含Lu石榴石结构荧光体的优良发光性能，且具有成本低廉的优点。

本发明的另一目的在于提供一种所述荧光体的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种具有核壳结构的白光LED用荧光体，该荧光体由内核荧光体和外壳荧光体组成，其中，内核荧光体为至少含有Y、Al、O和Ce的具有石榴石结构荧光体，外壳荧光体为至少含有Lu、Al、O和Ce的具有石榴石结构荧光体。

优选地，所述内核荧光体的化学式可以表示为(Y_1-aA_a)_a1B_bO_y1:x₁Ce，其中，A为La、Tb、Sm和Gd中的至少一种；B为Al、Ga和In中的至少一种，其中必含Al；0≤a≤0.5，2.5≤a₁≤3.5，4.5≤b≤5.5，11.5≤y₁≤12.5，0.02≤x₁≤0.1；所述外壳荧光体的化学式可以表示为(Lu_1-mM_m)_m1N_nO_y2:x₂Ce，其中，M为Y和/或Sc；N为Al、Ga和In中的至少一种，其中必含Al；0≤m＜1，2.5≤m1≤3.5，4.5≤n≤5.5，11.5≤y₂≤12.5，0.02≤x₂≤0.1。即本发明具有核壳结构的白光LED用荧光体的组成可以用一般式：(Y_1-aA_a)_a1B_bO_y1:x₁Ce@(Lu_1-mM_m)_m1N_nO_y2:x₂Ce来表示。

更优选地，在所述内核荧光体中，B为Al或Al和Ga；a＝0，2.8≤a₁≤3.2，4.8≤b≤5.2；在所述外壳荧光体中，N为Al或Al和Ga；0.2≤m≤0.7，2.8≤m₁≤3.2，4.8≤n≤5.2。

在上述具有核壳结构的白光LED用荧光体中，内核荧光体的中值粒径(D₅₀)为5～20μm，外壳荧光体的厚度为0.1～2μm。

上述具有核壳结构的白光LED用荧光体在蓝光激发下峰值波长为510～540nm。