[发明专利]一种紫外激发的Eu(Ⅱ)离子单掺单相全光谱荧光粉及其制备和应用

说明书

本发明涉及一种紫外激发的Eu(Ⅱ)离子单掺单相全光谱荧光粉及其制备和应用，所述单相全光谱荧光粉的化学式为(Ca_9‑xEu_x)MgK(PO₄)₇，其中x＝0.5％～5.0％，mol％。具体制备过程中包括：按照计量比称取原料粉体，混合均匀，研磨，之后煅烧得到前驱体，将前驱体通过Al还原法进行还原烧结，实现荧光转换材料的全光谱发射调制，冷却，得到LED用单相全光谱荧光粉。与现有技术相比，本发明可涵盖420～800nm波段，且具备超宽连续光谱发射特定的全光谱白光解决方案；将制备的单相全光谱荧光粉与375nm紫外芯片封装成LED器件，在30mA的电流驱动下进行点亮，光源的显色指数为95。

技术领域

本发明涉及前沿光电材料领域，尤其是涉及一种紫外激发的Eu(Ⅱ)离子单掺单相全光谱荧光粉及其制备和应用。

背景技术

LED作为新一代的固态光源，由于具有高效节能、体积小、响应快、寿命长、无污染等诸多优点，已在照明和显示领域广泛应用。然而随着LED的发展，其带来的蓝光危害、人体节律紊乱、人眼视网膜损害的问题日渐显现，使LED行业意识到健康照明的普及刻不容缓。自然的才是健康的，对比工业的光，自然光，也就是像太阳的光，才是健康的光。在更接近太阳光的灯光照射下，人的视觉感官、生理节律以及心理情绪都是更佳的。因此要基于LED实现健康照明，就必须实现全光谱白光发射(Sunlike/Full-spectrum Light)。

目前，全光谱LED主要有两种实现方案：(1)蓝光芯片全光谱技术，即采用一种为450-460nm蓝光芯片激发荧光粉的方式，通过改善荧光粉提高显色指数(Ra)和光效。然而这种白光方案依然表现为较高强度的蓝色波峰，只是荧光粉的覆盖波段比普通LED更宽泛以提高Ra和R9(饱和红色)，光谱的连续性并不完美，且各波段的强度比例与太阳能之间存在很大差异。因此这种解决方案，用于健康照明的优势并不明显。(2)紫外芯片全光谱技术，即依靠紫光芯片激发RGB多色荧光粉，实现连续光谱，从而最大限度地接近太阳光谱，实现高还原度，高饱和度，同时避免短波蓝光的出现。因此，紫外芯片全光谱LED被认为是健康照明的理想解决方案。然而由于人眼对于紫外光不敏感，要基于紫外芯片实现全光谱发射，就必须依靠荧光转换材料。

目前用于全光谱LED的荧光转换材料可分为混合荧光粉体系和单一基质荧光材料(单相白光发射荧光粉)体系。混合体系荧光粉顾名思义，就是将不同颜色发射的荧光粉混合在一起，通过各色荧光粉的颜色搭配，实现全光谱发射。然而，混合荧光粉体系不可避免地受到荧光粉匹配度(荧光粉在发光性能，如荧光热稳定性、发光效率存在必然差异)、物化性能(如耐湿性、稳定性等)差异，以及由各颜色间的相互吸收所导致的光效降低等问题的限制，影响了LED光源的出光品质。基于单一基质白光发射荧光粉的全光谱LED实现方案，可有效避免因荧光粉性能差异和相互因收引发的各类问题。然而，目前单一基质白光发射荧光粉的多色彩发射主要通过多发光中心共掺的方式实现。共掺发光中心间复杂的能量传递等交互作用，会导致荧光粉整体量子效率的降低。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种紫外激发的Eu(Ⅱ)离子单掺单相全光谱荧光粉及其制备和应用，在单独掺杂Eu²⁺离子的情况下，通过拓扑化学反应法、局域规整反应法实现Eu²⁺离子晶体场调控，并最终实现Eu²⁺离子白光发射。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明中紫外激发的Eu(Ⅱ)离子单掺单相全光谱荧光粉，所述单相全光谱荧光粉的化学式为(Ca_9-xEu_x)MgK(PO₄)₇，其中x＝0.5％～5.0％，mol％；

本技术方案中x优选为3.0％；