[發(fā)明專利]一種紫光激發(fā)的可調(diào)光熒光材料及其制備方法

無(wú)效

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• 申請(qǐng)日: 2012-03-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102618262A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余錫賓;羅宏德;鄭霄;許博;任快俠;韓麗仙
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海師范大學(xué)
• 主分類號(hào): C09K11/59
• 分類號(hào): C09K11/59;C09K11/63;C09K11/64;C09K11/62;H01L33/50;G02F1/13357;F21K2/00
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 吳瑾瑜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及該發(fā)明公開(kāi)了一種紫光激發(fā)的可調(diào)光熒光材料及其制備方法。

背景技術(shù)

自1993年率先在藍(lán)色GaN-LED技術(shù)上突破，繼而白色LED推向市場(chǎng)，引起了業(yè)內(nèi)外人士極大的關(guān)注。因?yàn)椋c傳統(tǒng)照明光源相比，白光LED有許多優(yōu)點(diǎn)，體積小、能耗少、響應(yīng)快、壽命長(zhǎng)、無(wú)污染等，因此被喻為第四代照明光源。目前傳統(tǒng)商業(yè)化的藍(lán)光LED芯片發(fā)射波長(zhǎng)在460nm左右，由于其發(fā)射波長(zhǎng)較長(zhǎng)，不可避免地存在著能量較低、光譜覆蓋范圍不夠?qū)挕@色性較差等缺點(diǎn)。YAG:Ce熒光粉作為最為常用的商業(yè)藍(lán)光激發(fā)LED熒光粉由于生產(chǎn)時(shí)需要使用大量稀土，導(dǎo)致其成本高昂，并且發(fā)射光譜中缺少紅光成分，與藍(lán)光LED芯片匹配后顯色指數(shù)較低等，這些缺點(diǎn)極大的限制了藍(lán)光激發(fā)LED的應(yīng)用。

針對(duì)如上問(wèn)題，人們正在把目光投向于波長(zhǎng)較短的紫光LED芯片。紫光LED芯片由于其自身發(fā)射波長(zhǎng)為400～450nm，以典型的420nm紫光激發(fā)LED芯片為例，在相同條件下其能量比藍(lán)光LED芯片高出20％，這就意味著與相應(yīng)熒光粉匹配后可獲得高效的白光發(fā)射；另一方面，由于紫光LED芯片發(fā)射波長(zhǎng)較短，與熒光粉匹配后光譜的覆蓋的范圍更寬，可獲得比藍(lán)光激發(fā)LED更好的顯色性。理論計(jì)算可知，與420nm紫光LED芯片匹配最佳的熒光粉發(fā)射光譜峰位應(yīng)為發(fā)射主峰在555nm附近的寬帶峰，匹配后可獲得色溫較低的暖白光。

但是，目前能夠滿足這一要求的熒光粉非常少，一方面以傳統(tǒng)藍(lán)光激發(fā)熒光粉直接與紫光LED芯片結(jié)合，激發(fā)匹配問(wèn)題導(dǎo)致其發(fā)光效率極其低下；另一方面，市場(chǎng)上尚未出現(xiàn)能與紫光LED芯片有良好匹配的商業(yè)熒光粉。因此，目前LED研發(fā)方向?yàn)樘綄た杀蛔瞎釲ED芯片395nm～450nm有效激發(fā)的暖白光熒光粉。硅酸三鍶體系作為一種新型熒光基質(zhì)，具有很高的化學(xué)和熱穩(wěn)定性、顯色性以及良好的溫度猝滅效應(yīng)。目前Sr_3-xSiO₅:Ce_x³⁺熒光體由于其發(fā)射光譜在530nm，缺少紅光成分，造成其與420nm紫光LED匹配后色溫偏高；其次，由于Ce³⁺對(duì)Sr²⁺取代造成熒光強(qiáng)度的不足，限制了實(shí)際的應(yīng)用。

本專利中，針對(duì)如上問(wèn)題，使用B³⁺、Al³⁺、Ga³⁺與Eu²⁺對(duì)Sr_3-xSiO₅:Ce_x³⁺進(jìn)行改性，使其發(fā)射強(qiáng)度有了明顯的提升并且使其顯色性得到了極大的改善。該熒光體可適用于日光色LED及暖白光LED照明多種用途，同時(shí)也有可能作為液晶顯示器背光源用熒光粉，填補(bǔ)了這一領(lǐng)域的空白。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種安全無(wú)毒，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、易長(zhǎng)期保存、熒光性能穩(wěn)定、可調(diào)光的紫光激發(fā)黃光發(fā)射的熒光材料，并提供一種成本低廉、工藝簡(jiǎn)捷，節(jié)能環(huán)保又易于工業(yè)化生產(chǎn)的制備方法。

為達(dá)到上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種紫光激發(fā)的可調(diào)光熒光材料，其特征在于，其化學(xué)表達(dá)式如下：Sr_3-(x+y)M_zSi_1-zO₅:Ce_x³⁺，Eu_y²⁺，其中M為B³⁺、Al³⁺和Ga³⁺中的一種或兩種，0≤x≤0.1，0≤y≤0.1，0≤z≤0.1。

該熒光材料在400nm～450nm的區(qū)間有很強(qiáng)的激發(fā)，在發(fā)射峰主峰為在530nm～580nm的范圍有很強(qiáng)的發(fā)射，且發(fā)射光譜峰位可從530nm調(diào)節(jié)至580nm。與420nm紫光LED芯片匹配后，色溫可從8500K調(diào)節(jié)至3700K，可制成冷白光至暖白光多種白光LED。

上述紫光激發(fā)的可調(diào)光熒光材料的制備方法，具體步驟如下：

1)按照Sr_3-(x+y)M_zSi_1-zO₅:Ce_x³⁺，Eu_y²⁺中除氧以外各元素的化學(xué)計(jì)量比稱取鍶鹽，二氧化硅，鋁的化合物，鎵的化合物，鈰的化合物和銪的化合物；

2)在室溫條件下將上述原料研磨混合均勻；