[發(fā)明專利]一種顯色性大于90的暖白光混合熒光材料及其制備方法

無效

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• 申請日: 2011-12-08
• 公開（公告）號: CN102516999A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王達(dá)健;李建;陸啟飛;宋俊;曹利生;王齡昌;王延澤;馬健;董曉菲
• 申請（專利權(quán)）人: 天津理工大學(xué)
• 主分類號: C09K11/59
• 分類號: C09K11/59;H01L33/50
• 代理公司: 天津佳盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體光電材料與器件領(lǐng)域，特別是一種顯色性大于90的暖白光混合熒光材料及其制備方法。

【背景技術(shù)】

半導(dǎo)體照明技術(shù)的白光LED主要依據(jù)白光三基色配色原理制備。一種方式是采用紅、綠、藍(lán)三基色半導(dǎo)體芯片，組裝在一起實現(xiàn)白光，該方案由于設(shè)計電路過于復(fù)雜，混合白光存在色坐標(biāo)漂移等問題，限制了其大規(guī)模應(yīng)用。另一種方式是采用藍(lán)光LED芯片與藍(lán)光激發(fā)熒光粉YAG:Ce產(chǎn)生黃綠光的熒光粉轉(zhuǎn)光形式來形成白光，這一方案研究和應(yīng)用較早，制備工藝成熟，產(chǎn)品穩(wěn)定，但是此方案存在一個很大的缺陷是，由于其光譜中缺乏紅光，造成其封裝的LED器件產(chǎn)品色溫高、顯色指數(shù)不到80。為了克服這些缺點，獲得色溫低和顯色性高的暖白光，一方面在YAG:Ce熒光粉中配入CaAlSiN₃:Eu紅光熒光粉，另一方面采用近紫外InGaN的半導(dǎo)體芯片激發(fā)三基色熒光粉的暖白光模式具有顯著優(yōu)點。由于人眼對近紫外光波段不敏感，這類白光LED的顏色只由熒光粉決定，因此，獲得的白光顏色穩(wěn)定、色溫低、顯色指數(shù)高，被認(rèn)為是新一代白光LED照明的主導(dǎo)。目前用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相技術(shù)制備深紫外LED所需要的AlGaN外延生長比較困難，而近紫外LED只需要InGaN/GaN材料的制備技術(shù)成熟。所以，研發(fā)波長在400納米左右的近紫外光激發(fā)的具備高穩(wěn)定性、高顯色指數(shù)白光的熒光粉具有重要的應(yīng)用價值。稀土摻雜的硅酸鹽基熒光材料本身由于具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，較好的顯色性，較高的量子效率及其耐紫外輻射性質(zhì)，制備工藝簡單等優(yōu)點，成為了一類性能優(yōu)良的發(fā)光材料基質(zhì)。其中，采用Eu、Mn激活的堿土硅酸鹽基質(zhì)熒光材料由于具備較寬的吸收和發(fā)射光譜，能夠滿足400納米近紫外光的高效率激發(fā)；由于Eu、Mn可以可以發(fā)出寬帶藍(lán)光和紅光，原則上配以綠光，則可以獲得全譜帶的暖白光。生產(chǎn)中通常采用傳統(tǒng)的高溫固相燒成方法獲得，具有耗能的缺點，采用節(jié)能、容易量產(chǎn)的高溫微波生產(chǎn)技術(shù)具有工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的是針對上述技術(shù)分析和存在問題，提供一種顯色性大于90的暖白光混合熒光材料及其制備方法，該混合熒光材料由Ba₃MgSi₂O₈:Eu²⁺，Mn²⁺與Sr₂SiO₄:Eu²⁺組成并按照一定化學(xué)計量比混合，可與藍(lán)紫光半導(dǎo)體芯片組合封裝成具有低色溫、高顯色指數(shù)的暖白光LED；該制備方法工藝簡單、成本低廉、易于實施且成本低廉，有利于推廣應(yīng)用。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種顯色性大于90的暖白光混合熒光材料，由Ba₃MgSi₂O₈:Eu²⁺，Mn²⁺和Sr₂SiO₄:Eu²⁺組成，Ba₃MgSi₂O₈:Eu²⁺，Mn²⁺的化學(xué)式為Ba_3-a-bMgSi₂O₈:aEu²⁺，bMn²⁺，其中0.01＜a＜0.1，0.02＜b＜0.2；Sr₂SiO₄:Eu²⁺的化學(xué)式為Sr_2-cSiO₄:c?Eu²⁺，其中0.01＜c＜0.1。

所述Ba₃MgSi₂0₈:Eu²⁺，Mn²⁺與Sr₂SiO₄:Eu²⁺的摩爾比為1∶0.1-1。

一種所述顯色性大于90的暖白光混合熒光材料的制備方法，采用高溫微波法制備，步驟如下：