[发明专利]一种用于白光LED的低色温红色荧光粉及其制备方法

说明书

一种用于白光LED的低色温红色荧光粉及其制备方法，属于发光材料领域，满足化学式为Ba₃Y₂Ge₃O₁₂:xSm³⁺:yPr³⁺，其中0.1≤x≤0.4，0.001≤y≤0.006，通过研磨和两次烧结，得到了荧光粉，Sm³⁺和Pr³⁺存在能量转换，它们的共同引入可以有效改善发光性能，提高显色指数的同时降低色温，最终制备的荧光粉在395nm的蓝光激发下其显色指数可达85~89，色温在3900~4000K，性能稳定，制备方法简便，非常适合用于白光LED照明。

技术领域

本发明提供一种用于白光LED的低色温红色荧光粉及其制备方法，属发光材料制备应用技术领域。

背景技术

荧光粉转换白光发光二极管(WLED)因其高效、节能、长寿命、生态环保、高可靠性等优点，被认为是下一代照明光源。

通常，有三种方法被用来制造WLED器件。其中，最常见的WLED器件是由蓝色LED芯片与黄色荧光粉组合而成，但由于缺少红色发光荧光粉，其色温高 (4500K)、显色指数低(80)、热稳定性差等问题限制了其实际应用。另一种产生白光的方法是用近紫外LED芯片激发蓝、绿、红三色发光荧光粉，但这种方法的缺点是发光效率低，特别是红色发光元件的发光效率低，因为蓝色元件会被红色和绿色元件重吸收。第三种克服上述重吸收效应的方法是采用绿色和红色荧光粉混合的蓝色LED芯片。因此，红色荧光粉的良好发光特性是这三种方法的关键。

为了满足这一需求，合适的基质和激活离子是WLED的新型红色荧光粉的关键。最近一段时间，基于A₃B₂Ge₃O₁₂的荧光粉因其锗酸盐的刚性立方体基质而备受关注，通常呈现出良好的化学性质、突出的光致发光特性和较高的热稳定性等优异性能。这些优点保证了A₃B₂Ge₃O₁₂基荧光粉中的优异白光性能。另外，稀土离子特殊的4f-4f电子构型使其有可能成为良好的激活剂。然而，单个激活离子的荧光粉往往具有狭窄的线性激发峰，这对得到高显指的WLED是不利的。因此，找到合适掺杂的荧光粉是提高白光LED显色指数的关键。

发明内容

1.为了制备出用于白光LED的高显指红色荧光粉。本发明提供了一种红色荧光粉，其化学式为Ba₃Y₂Ge₃O₁₂:xSm³⁺:yPr³⁺，其中0.1≤x≤0.4，0.001≤y≤0.006，及其制备方法，由于Pr³⁺离子与Sm³⁺离子之间存在能量转换过程，Sm³⁺和Pr³⁺的共同引入可以有效改善发光性能，使得该荧光粉具有低色温的白光发射，显色指数高，制备方法工艺简单，性能稳定。

2.本发明的技术方案如下：

首先，采用纯度大于99.9%的BaO、Y₂O₃、GeO₂、Sm₂O₃和Pr₆O₁₁为原料，按化学计量比称取；然后将原料放入玛瑙研钵中，在乙醇中充分研磨，乙醇与混合物的质量之比为1:(0.5~2)，然后将混合物在50~70℃的烘箱中干燥10~20分钟；最后，将干燥后的原料再次研磨，并在空气中1300~1500℃下烧结2~6小时，在空气中1350~1550℃下进一步烧结3~5小时，最终得到荧光粉。

有益效果

1.本发明提供的荧光粉在395nm的蓝光激发下其显色指数可达85~89，色温在3900~4000K，发出白光。