[发明专利]用于蓝光激发的高色纯度红色发光材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于蓝光激发的高色纯度红色发光材料及其制备方法, 具体而言，是一种蓝光半导体芯片（LED）用的红色发光材料及其制备方法。属于无机功能材料制备领域。

背景技术

白光发光二极管(W-LED, white-light-emitting diode)固体照明相对于传统的照明技术（如白炽灯、荧光灯等）具有节能、光效高、适用性广、稳定性好、对环境友好等诸多优点，已经成为人们的研究热点。目前商业化的白光LED还是通过运用GaN基LED芯片所发的蓝光（约460 nm）来激发黄色稀土荧光粉YAG:Ce³⁺复合得到白光，但这类白光LED由于其缺少红光区域的光谱，导致其色温偏高、显色指数差，而且其发光效率低。解决这一问题有两种方法。第一，对YAG:Ce³⁺黄粉进行优化，例如通过引入发红光的稀土离子Eu³⁺、Sm³⁺、Pr³⁺等来提高YAG:Ce³⁺的红光发射。但此类稀土离子在蓝光区（~ 460 nm）激发效率低导致共掺Eu³⁺、Sm³⁺、Pr³⁺的YAG:Ce³⁺荧光粉红光发射效率低，对YAG:Ce³⁺光谱改善作用并不明显[X. S. Yan, W. W. Li, X. B. Wang, K. Sun, “Facile Synthesis of Ce³⁺, Eu³⁺ Co-Doped YAG Nanophosphor for White Light-Emitting Diodes”, J Electrochem Soc.159(2012)H195; Y. X. Pan, M. M. Wu, Q. Su, “Tailored photoluminescence of YAG:Cephosphor through various methods”, J. Phys. Chem. Solid. 65(2004)845]。第二，掺入适量红色荧光材料来提高白光LED在红光区的发射。例如，研究者们将YAG黄粉和Ca(La_1-xEu_x)₄Si₃O₁₃红粉相混合，于蓝光LED芯片上得到了白光，提高了白光LED的显色指数[C. Shen,  Y. Yang, S. Jin, J. Ming , H. Feng , Z. Xu, Ca(La_1-xEu_x)₄Si₃O₁₃ red emitting phosphor for white light emitting diodes Physica B 404(2009)1481]。国内周立亚等人也将YAG:Ce³⁺黄粉与CdTeSe/ZnS量子点混合涂覆于蓝光LED芯片上得到高效的白光[X. M. Xu, Y. L. Wang, W. X. Xia, L. Y. Zhou, F. Z. Gong, L. L. Wu, “Novel quantum dots: Water-based CdTeSe/ZnS and YAG hybrid phosphor for white light-emitting diodes”, Mater. Chem. Phys. 139 (2013) 210]。然而，当前适用于蓝色LED芯片用的红色荧光粉发光效率低，这是因为其在蓝光区吸收效率低的缘故。例如，掺Eu³⁺系列红色荧光粉，由于Eu³⁺的激发归属于f-f能级跃迁（宇称禁阻跃迁），其在蓝光区激发强度弱，导致其发光效率低。因此研究新型蓝光LED芯片用红色荧光粉具有重要的研究意义和应用前景。

发明内容

本发明的目的是针对现有蓝光激发的红色发光材料的不足，提供一种发光效率高、稳定性好、适合于蓝光LED芯片用的红色发光材料。

本发明的另一个目的是提供上述红色发光材料的制备方法。