[發明專利]一種紫外光激發的直接白光熒光材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201110321220.0
• 申請日: 2011-10-20
• 公開（公告）號: CN102504814A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 毛智勇;祝迎春
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C09K11/64
• 分類號: C09K11/64;H01L33/50;F21V9/10
• 代理公司: 上海海頌知識產權代理事務所(普通合伙) 31258
• 代理人: 何葆芳

技術領域

本發明是涉及一種紫外光激發的直接白光熒光材料及其制備方法和應用，屬于光電材料技術領域。

背景技術

在全球低碳、節能的大背景下，高效低功耗的照明、顯示白光器件受到了各國的極大關注。歐洲、日本已相繼宣布采用節能燈或是白光LED取代高能耗的白熾燈。白熾燈是一種熱輻射光源，95％的能量是以熱量的形式損耗掉了。而節能燈和白光LED是冷光源，具有高效、低功耗的特點，特別是白光LED還具有使用壽命長、無污染、體積小等優點。節能燈和白光LED器件都是在一種短波長光的輻照下，通過熒光體光轉換得到白光發射。例如節能燈是用汞蒸氣放電放出的紫外線激發三基色熒光粉，而白光LED最常見的是用InGaN藍光芯片激發黃色熒光粉。

為了獲得高顯色性低色溫白光LED通常需要用紫外LED芯片激發紅、綠、藍三種熒光粉。然而，這樣采用多組份熒光體混和光轉換白光技術存在一些不足，比如說：微米級各成份熒光顆粒的折射率不一致，導致光子能量在不同晶格之間的傳播衰減；各成份熒光體的吸收、激發和發射光譜、光衰和效率不一致，導致器件的顏色穩定性差；各成份熒光粉顆粒直接存在光重吸收的問題；以及復雜的混粉工藝問題。針對上述背景，采用直接白光(單相全色或單一相白光)熒光材料可有效克服混粉白光技術存在的問題，是對傳統混粉白光技術的一種創新。因此用于白光LED和節能燈的紫外激發直接白光熒光材料的研究成為了發光材料領域的一個研究熱點并得到了廣泛的研究。

已見報道的適于紫外光激發的單一相直接白光熒光材料有很多，例如：申請號為CN200910087495的中國發明專利中提供了一種其組成分子式為Ca_1-xPr_xMO₄的單一成分的白光熒光粉，在單一激發源的激發下，照明系統可發出低色溫的白光；申請號為CN?200710170433的中國發明專利中提供了一種紫外光激發單一白光熒光粉的制備方法，熒光粉的結構式為Sr_1-xEu_xZn_2-yMn(PO₄)₂；申請號為CN?200510016743的中國發明專利中提供了一種表達式為Eu_xySr_y-xyMgSi_zO_2x+y+1白光熒光粉。從現有技術可以看出，目前對發射白光的配色策略和材料體系的研究呈多樣化，其中有基于多重發光中心的藍+黃雙波段直接白光發射體系；基于Eu²⁺-Mn²⁺共摻能量傳遞的紅+綠+藍(或藍+黃)直接白光發射體系；基于共軛稀土離子對間電子遷移的全色熒光材料；基于原位合成伴生雜質相實現的直接白光發射；基于混價Eu共摻雜的直接白光熒光材料體系等等。產業界和各大研究機構對紫外激發的直接白光熒光材料給予了極大的重視，特別是以紫外芯片結合直接白光熒光材料被業界認為是獲得高顯色性、色溫可調的白光LED器件的發展方向。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種紫外光激發的直接白光熒光材料及其制備方法和應用。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：

一種紫外光激發的直接白光熒光材料，是一種由黃色熒光粉和非晶玻璃相組成的復合材料，所述的非晶玻璃相包覆在黃色熒光粉的顆粒表面，是由納米氧化物與黃色熒光粉經熱處理形成。

進一步，所述的黃色熒光粉的組成通式為Ca_m/2Si_12-m-nAl_m+nO_nN_16-n:Eu_x，其中的0＜m≤3，0＜n≤1.5，0.005≤x≤0.2。

更進一步，所述的黃色熒光粉的組成通式為Ca_1-xSi₉Al₃ON₁₅:Eu_x，其中的0.005≤x≤0.2。

進一步，所述的納米氧化物為納米SiO₂、納米A1₂O₃、納米B₂O₃中的任意一種或幾種的混合物。

一種所述的紫外光激發的直接白光熒光材料的制備方法，包括如下步驟：按比例稱取黃色熒光粉和納米氧化物，均勻混合后置于氮化硼坩堝中，在氮氣氣氛中進行熱處理，冷卻，研磨。