[發明專利]一種基于紫外光激發的紅色熒光粉

有效

• 申請號: 201110130695.1
• 申請日: 2011-05-19
• 公開（公告）號: CN102250617A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 張家驊;劉永福;張霞;郝振東
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: C09K11/79
• 分類號: C09K11/79
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 陶尊新

技術領域

本發明涉及發光技術領域，具體涉及一種基于紫外光激發的紅色熒光粉。

背景技術

白光LED(Light?Emitting?Diode)具有無毒、壽命超長(10萬小時)、高效節能、全固態、抗震性及安全性好等諸多優點，可廣泛用于各種照明設施上，是一種環保、節能的綠色照明光源，因此被普遍認為是替代傳統照明器件的新光源。

目前實現白光LED普遍采取的是在藍色LED芯片上涂敷高效的可被藍光激發而發射黃光的熒光粉，其原理是藍光LED激發熒光材料產生與藍光互補的黃光，再利用透鏡原理將藍光、黃光予以混合，使人眼產生白光的視覺。目前此種熒光粉主要是YAG釔鋁石榴石，其化學式為Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺，這種熒光粉制作的白光LED具有很高的發光效率，但是由于發射光譜的紅光成分較少而使其顯色指數偏低，色溫偏高。這就降低了白光LED在低色溫、暖白光照明領域的應用。

為了解決上述問題，人們提出了通過紫光或紫外(UV)光和紅綠藍三基色熒光粉組合的方法合成白光，從而滿足白光LED在全面照明領域上的應用。近年來日本研究人員發明了一種稀土離子Eu²⁺激活的鈧硅酸鹽熒光粉(“Novel?Ba-Sc-Si-oxide?and?oxynitride?phosphors?for?white?LED”，Tomoyuki?Nakano?et?al.，J.Lumin.2009，129，1654-1657)。該熒光粉可在紫外或藍光的激發下，發射出波長在508nm的綠光或570nm的黃光。然而該熒光粉缺少紅光發射成分而不能合成單一白光。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中發射光譜的紅光成分較少而使其顯色指數偏低，不能合成單一白光的問題，而提供的一種基于紫外光激發的紅色熒光粉。

一種基于紫外光激發的紅色熒光粉，該熒光粉的化學式為：(Ba_1-xMn_x)₉(Sc_1-yCe_y)₂(SiO₄)₆，其中，x，y為摩爾分數，所述x的取值范圍為：0.001≤x≤0.3，y的取值范圍為：0.0001≤y≤0.2。

本發明的原理：本發明所述的稀土離子Ce³⁺在280-350nm的紫外光激發下發射出波長范圍在350-450nm中心波長為383nm的藍紫光，所述的過渡族金屬離子Mn²⁺在300-470nm的藍紫光激發下發射出波長范圍在580-650nm中心波長為610nm的紅光，其中，Ce³⁺的藍紫光發射較強Mn²⁺的紅光發射較弱。由于Ce³⁺的發射光譜和Mn²⁺的激發光譜有交疊，通過稀土離子Ce³⁺和過渡族金屬離子Mn²⁺共摻，使該熒光粉在紫外(UV)光的激發下，利用Ce³⁺的中心波長為383nm的藍紫光發射對Mn²⁺的中心波長為610nm的紅光發射的敏化作用，Ce³⁺離子發射的藍紫光可被Mn²⁺離子吸收進而產生Ce³⁺向Mn²⁺的能量傳遞。通過Ce³⁺向Mn²⁺的能量傳遞，實現了Mn²⁺在紅光區域的有效發射。通過改變Ce³⁺和Mn²⁺的比例，Mn²⁺在610nm的紅光發射可得到顯著的增強。

本發明的有益效果：本發明所述的一種基于紫外光激發的紅色熒光粉，可在280-350nm的紫外(UV)光的激發下，發射出中心波長為383nm的Ce³⁺的藍紫光和610nm的Mn²⁺的紅光。Ce³⁺在藍紫光的發射進一步被Mn²⁺吸收，通過改變Ce³⁺和Mn²⁺的比例，Mn²⁺在610nm的紅光發射強度得到了顯著的提高。

附圖說明