[發(fā)明專利]基于近紫外光激發(fā)的單一相白光熒光粉及其制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910067076.5
• 申請(qǐng)日: 2009-06-05
• 公開（公告）號(hào): CN101565620A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張霞;張家驊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號(hào): C09K11/86
• 分類號(hào): C09K11/86;H01L33/00
• 代理公司: 長(zhǎng)春菁華專利商標(biāo)代理事務(wù)所
• 代理人: 趙炳仁

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及適用于制備白光LED的熒光粉，特別是涉及一種在近紫外光 激發(fā)下而發(fā)射單一相白光的熒光粉及其制備方法。

背景技術(shù)

高亮度GaN藍(lán)色發(fā)光二極管的成功研發(fā)以及由此實(shí)現(xiàn)的白光LED被譽(yù)為 繼愛迪生發(fā)明白熾燈以來最大的光源革命。與傳統(tǒng)的白熾燈、熒光燈相比， 白光LED照明由于具有高效節(jié)能、壽命長(zhǎng)、無(Hg、Pb)污染、工作電壓低、 不易損壞等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。近年來LED產(chǎn)業(yè)每年以20％以上的速率遞增。

藍(lán)(紫)光LED熒光粉組合是實(shí)現(xiàn)白光LED的重要途徑。目前，市場(chǎng)上 實(shí)用的白光LED是藍(lán)光管芯激發(fā)稀土摻雜的YAG:Ce黃光熒光粉，由于LED 的藍(lán)光直接參與白光的合成，所以器件的發(fā)光顏色隨熒光粉的涂層厚度及驅(qū) 動(dòng)電壓而變化，色彩重現(xiàn)力較差，顯色指數(shù)偏低。為解決上述問題，采用近 紫外光(370-410nm)管芯激發(fā)三基色熒光粉實(shí)現(xiàn)白光LED成為研發(fā)的熱點(diǎn)。 由于人眼對(duì)近紫外光不敏感，這種方法實(shí)現(xiàn)白光LED的顏色只由三基色熒光 粉決定，因此色彩穩(wěn)定，重現(xiàn)力強(qiáng)，顯色指數(shù)高，是白光LED發(fā)展的方向。

已見報(bào)道的單一相白光熒光粉有：2004年，韓國(guó)人研制的其組成分別是 Sr₃MgSi₂O₈:Eu²⁺和Sr₃MgSi₂O₈:Eu²⁺，Mn²⁺的兩種單一相白光熒光粉(Jong Su?Kim，Pyung?Eun?Jeon，Yun?Hyung?Park，Jun?chul?Choi，and?Hong?Lee Parka，Gwang?Chul?Kim，Tae?Whan?Kim，Appl.Phys.Lett.應(yīng)用物理快報(bào)，85 卷(17)期，3696頁，2004年)。2006年，中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與 物理研究所研制的組成為Eu_xySr_y-xyMgSi_zO_2z+y+1的單一相白光熒光粉(發(fā)明專 利，發(fā)明人張家驊、孫曉園、王笑軍、張霞，專利號(hào)200510016743.9，公開 號(hào)CN1850940A)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種基于近紫外光激發(fā)的單一相白光熒光粉，該熒 光粉在近紫外光激發(fā)下發(fā)出單一相白光，可與近紫外光管芯組合制備白光 LED，以克服目前紅、綠、藍(lán)三基色混合熒光粉因存在的再吸收和配比調(diào)控問 題而影響流明效率和色彩還原性能的缺陷。

本發(fā)明基于近紫外光激發(fā)的單一相白光熒光粉，是具有以下化學(xué)式的化 合物：Sr_5-m-nZn_n(SiO₄)₂Cl₂:Eu²⁺_m，其中，0.10≤m≤0.15；0≤n≤0.20。

所述x、y優(yōu)選值為：m＝0.12，n＝0.10；m＝0.15，n＝0.10。

由于稀土離子Eu²⁺的d電子能級(jí)結(jié)構(gòu)受基質(zhì)和晶格格位環(huán)境影響很大， 通過調(diào)整基質(zhì)組分比、激活劑濃度就可以調(diào)控不同的格位，調(diào)控不同的發(fā)光 光譜分布。本發(fā)明熒光粉在360-410nm近紫外光激發(fā)下發(fā)射出單一相白光。

本發(fā)明熒光粉的制備方法包括以下步驟：

a.以SiO₂，Eu₂O₃，SrCO₃，ZnO，8rCl₂.6H₂O作原料，按上述化學(xué)式中 各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量比稱取上述各原料，進(jìn)行研磨混合；

b.將上述混合料置入剛玉坩鍋中，在CO或H₂還原氣氛下培燒，培燒溫 度為1000℃一1200℃內(nèi)，培燒時(shí)間為3一5小時(shí)，自然冷卻后研磨即得 所述單一相白光熒光粉。

由于SrCl₂.6H₂O的熔點(diǎn)較低(873℃)，在培燒時(shí)易燒損，因此步驟a 所述混合原料中SrCl₂.6H₂O的配比量為按化學(xué)計(jì)量比計(jì)算量的 110％-120％，以補(bǔ)償其在培燒中的燒損。