[發明專利]一種白光LED用單基質白光熒光粉及其制備方法

有效

• 申請號: 201110457807.4
• 申請日: 2011-12-31
• 公開（公告）號: CN102559179A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 潘再法;王麗麗;劉爽;莫衛民
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C09K11/71
• 分類號: C09K11/71
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;王兵

(一)技術領域

本發明屬于稀土發光材料和半導體固態照明領域，特別涉及一種可被近紫外光LED芯片有效激發而發白光的單基質熒光粉及其制備方法。

(二)背景技術

半導體發光二極管(light?emitting?diode，簡稱LED)是一種新型固態照明光源，具有體積小、光效高、節能、壽命長、無污染等優點，可廣泛應用于城市景觀照明、汽車燈、LCD背光源、室內外普通照明等領域，被譽為第四代照明光源，對節能、環保、改善人們生活質量等都具有重大的意義。目前白光LED的實現方式主要有芯片組合型和熒光體光轉換型。芯片組合型是指通過紅、綠、藍三色LED芯片組合實現白光。由于紅光LED的光轉化效率明顯高于綠光LED和藍光LED，必須通過復雜的控制電路才能實現混色平衡，因此該方法的成本較高、工藝性較差。熒光體光轉換型是指通過藍光LED激發熒光材料發射黃光，剩余的藍光透射出來與黃光互補混合產生白光；或者利用涂敷在紫外或近紫外LED芯片上的熒光材料完全吸收LED的發射產生紅、綠、藍光，進而混合形成白光。當今LED固體光源的主流方案是熒光體光轉換白光LED，其核心問題在于研制高效熒光體。但是由于白光是由熒光體的黃色熒光與LED的藍光混合而成，器件的發光顏色隨驅動電壓和熒光體涂層厚度的變化而變化，色彩還原性差，顯色指數低。為解決上述問題，采用近紫外光InGaN管芯激發三基色熒光體實現白光LED已成為目前國際上該領域研發的熱點之一。但目前，與近紫外光管芯相匹配的三色基熒光體缺乏，并且熒光體混合物之間存在顏色再吸收和配比調控問題，流明效率和顯色指數受到較大影響。全色單基質白光熒光粉能在一定程度上克服混合熒光體的不足，提高了流明效率和顯色指數；同時也能簡化封裝工藝。因此開發適合紫外激發的高效單基質白光熒光粉將是新一代白光LED照明的研究熱點，具有廣闊的經濟應用價值。

(三)發明內容

本發明針對目前缺乏與近紫外光管芯相匹配的三色基熒光體，并且熒光體混合物之間存在顏色再吸收和配比調控的問題，提出了一種具有高顯色指數、適合于紫外光LED芯片激發的白光LED用單基質白光熒光粉及其制備方法。

本發明采用的技術方案是：

一種白光LED用單基質白光熒光粉，所述熒光粉的化學表達式為：

M_xN_y(PO₄)_2-z-(BO₃)_z:aEu²⁺，bMn²⁺

其中，所述的M為Ba、Ca或Sr的一種或兩種以上的任意組合；所述的N為Mg或Zn的一種或兩種的任意組合；O代表氧；Eu²⁺和Mn²⁺是摻雜離子。所述的a，b，x，y，z為各自的摩爾分數，其中1.5＜x＜3，0.5＜y＜2，0≤z＜1，0.001＜a＜0.2，0≤b＜0.4，其中z和b不同時為零。優選的，所述化學表達式中，x+y+a+b＝3。

z為0時，表示所述熒光粉中不含B元素。b為0時，表示所述熒光粉中不摻雜Mn²⁺。

所述的M優選為Ba和Sr任意比例的混合，更優選Ba與Sr以摩爾比1∶0.6～1∶1.4的混合。

所述的N優選為Mg。

進一步，本發明優選白光LED用單基質白光熒光粉，所述的M為Ba和Sr的組合；所述的N為Mg；所述的a，b，x，y，z為各自的摩爾分數，其中1.8＜x＜2.5，0.6＜y＜1.5，0.01＜z＜0.2，0.005＜a＜0.08，0.001＜b＜0.2。

本發明還提供了所述白光LED用單基質白光熒光粉的制備方法，所述方法為下列之一：

(A)0＜z＜1，即熒光粉中含有B元素時，所述制備方法為：

(1)以各自含M、N、Eu或Mn的化合物，含B的化合物，和含P的化合物為原料，按照所述白熒光粉化學表達式中各元素的摩爾比例稱取相應的所述原料，直接以固體粉末或加入少量乙醇或丙酮潤濕，混和均勻得混合物；所述的含M、N、Eu或Mn的化合物為含M、N、Eu或Mn各自對應的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽或有機酸鹽；所述的含B的化合物為含硼的氧化物、硼酸或硼酸鹽；所述的含P的化合物為含磷的氧化物、磷酸或磷酸鹽。