[发明专利]一种可被蓝光激发的红色荧光粉及其制备方法

说明书

本发明属于无机发光材料技术领域，具体涉及一种可被蓝光激发的红色荧光粉，更具体涉及一种Eu²⁺掺杂红色荧光粉，并进一步公开其制备方法和应用。本发明所述可被蓝光激发的红色荧光粉，以氧化物SrLaScO₄作为荧光粉基质，并掺杂Eu²⁺实现红光发射，并通过在合成过程中添加含S化合物作为添加剂，有效促进Eu³⁺更大程度的还原为Eu²⁺，以提高荧光粉中Eu²⁺的实际含量，从而提高红色荧光粉发光效率，这对于提高LED照明效率具有更大的潜在价值，对于优化白光LED的显色性能起到绝对的提升作用。

技术领域

本发明属于无机发光材料技术领域，具体涉及一种可被蓝光激发的红色荧光粉，更具体涉及一种Eu²⁺掺杂红色荧光粉，并进一步公开其制备方法和应用。

背景技术

白光发光二极管(WLED)因为在固态照明领域的巨大应用潜力，近年来受到越来越多的关注，被誉为第四代绿色照明光源。目前，可实现产业化的光转换型白光LED，通常是使用蓝光InGaN芯片泵浦YAG:Ce³⁺黄色荧光粉得到。这种白光LED制作原理简单且发光效率高，已经在许多领域获得应用。但是，由于YAG:Ce³⁺的发射光谱中整体发射中红光分量不足，通常使得WLEDs显色指数较低(80)，且相关色温高(4500K)，进而导致所获得的白光显色指数较低，使其应用受到了一定的限制，尤其在一些诸如艺术照明、医用照明等对色温性和显色性要求较高的领域。因此，为了满足高质量照明的要求，WLEDs必须具有较高的显色指数(80)、较高的流明效率(90lm/W)和较低的相关色温(2700-4500K)。

传统的WLEDs是由蓝色LED芯片和黄色YAG:Ce荧光材料的组合制作而成。目前，使用“蓝光芯片+黄色荧光粉”的组合实现白光的理念已经逐渐演变成“蓝光芯片+黄色荧光粉+红色荧光粉”，以提高白光的显色性和可调能力，并且伴随着蓝光芯片效率的提高，这种实现白光的方式得到了更多关注和研究。相应地，为了能够与蓝光芯片的发光波长相匹配，以制备出高效率与高亮度的白光LED，发展高性能的红色荧光材料已日趋成为人们研究的重点。

进一步的，制作白光LED的方式主要有三类：(1)由红、蓝、绿光芯片或者黄、蓝光芯片组成；(2)由蓝光LED芯片与红/绿色荧光粉组成或蓝光LED芯片与黄色荧光粉组成；(3)由近紫外LED芯片与红绿蓝三基色荧光粉组成。基于器件成本、实现的难易程度和光色品质等方面的考虑，人们经常采用后两种方式实现白光LED发光。相应地，为了能够与近紫外芯片或蓝光芯片的发光波长相匹配，以制备出高效率与高亮度的白光LED，因此，发展近紫外激发或蓝光激发的三基色荧光材料日趋成为人们研究的重点。

目前，已有的白光LED用红光荧光粉体系包括硫化物体系红光荧光粉、硅酸盐体系红光荧光粉、硅基氮(氧)化物体系红色荧光粉、以及钪酸盐体系红光荧光粉。首先，硫化物体系蓝色光荧光粉激发波段较宽，并且发光亮度较好；然而，由于硫化物稳定性和抗紫外光辐射能力较差，白光LED使用寿命不长，同时，这类荧光粉对湿度敏感，稳定性较差。其次，硅酸盐体系红光荧光粉化学稳定和热稳定性较好，但封装成品显色指数普遍不高。再次，硅基氮(氧)化物体系红色荧光粉激发波长宽、温度稳定性好，发光性能优良；但是，这类荧光粉在制备过程中需要高温高压等苛刻条件，增加了安全隐患。相比之下，钪酸盐氧化物体系红光荧光粉稳定性好，发光效率可被优化，发光效率改善的调节机理简单明了，制备工艺简单等优点，是白光LED用红光荧光粉的理想选择。