[發明專利]一種近紫外光激發白光LED用ZnO基熒光粉材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210112947.2
• 申請日: 2012-04-17
• 公開（公告）號: CN102660264A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 譚永勝;方澤波
• 申請（專利權）人: 紹興文理學院
• 主分類號: C09K11/62
• 分類號: C09K11/62
• 代理公司: 紹興市越興專利事務所 33220
• 代理人: 蔣衛東

技術領域

本發明涉及一種近紫外光激發白光LED用ZnO基熒光粉材料及其制備方法。屬于照明技術領域，尤其涉及白光LED照明領域。

背景技術

隨著現代社會經濟的發展，能源消耗和環境污染的問題日益嚴重，節能環保的照明方式越來越受到各國政府和業界的關注。白光LED由于具有體積小、能耗少、壽命長，無污染等顯著優點，被業內人士譽為第四代照明技術，將在未來十年內成為全球最主要的照明方式。2010年，我國的LED照明及相關產業產值已達1500億元，由于今后我國將逐步禁止生產和銷售白熾燈，因此LED照明將具有更加廣闊的市場空間。

目前，實現白光LED照明主要有以下三種形式：一種是將紅、綠、藍三基色的LED芯片組合在一起實現白光，但是由于不同的LED芯片隨溫度升高時發光亮度下降的程度差別非常大，這樣就容易造成混合得到的白光色坐標的漂移。二是采用GaN基藍色LED芯片激發黃色的熒光粉，由芯片發射的藍光和熒光粉所發射的黃光組合得到白光，這種方法由于缺少紅色光成分，光的顯色指數較低。三是利用近紫外LED芯片激發三基色熒光粉得到白光，這是一種最理想的白光LED技術，可以具有高的顯色指數和發光效率，但是缺乏能被近紫外、藍紫光有效激發的熒光粉。因此，開發能被近紫外光有效激發的白光LED用熒光粉成為一項緊迫的任務，具有廣闊的應用前景。

氧化鋅的禁帶寬度為3.37eV，其在380nm左右的近紫外光區域有著強烈的吸收，是一種很有應用前景的近紫外光激發白光LED用熒光粉材料。純ZnO粉末可以產生很強的綠光，是一種高效的商用綠色熒光粉。近年來，不同的研究者相繼在ZnO材料中發現了黃光和藍光等綠光以外的發光峰，這大大拓寬了ZnO在發光材料中的應用范圍。另一方面，由于在近紫外光區域有著很強的吸收以及其良好的熱和化學穩定性，氧化鋅也是一種很好的基質材料，Tb³⁺、Eu³⁺等稀土元素摻雜的ZnO近年來受到人們的廣泛關注。一些研究小組在稀土Eu摻雜的ZnO納米材料中發現了較強的Eu³⁺離子的紅色特征發射峰。這說明，結合ZnO基質自身深能級的藍、綠色發光和Eu³⁺離子的紅色特征發光，是獲得白光的一種可能途徑。但這種白光LED用高亮度ZnO基白色熒光粉的研究和應用還未見報道。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種近紫外光激發白光LED用ZnO基熒光粉材料及其制備方法，本發明的熒光粉材料在近紫外區域有著很強的吸收，發射光譜為一幾乎覆蓋整個可見光區的寬帶白光。具有發光效率高，制備方法簡單，量產成本低，經濟效益好，可以配合近紫外光LED芯片實現白光LED照明的特點。

為了達成上述目的，本發明的解決方案是：

一種近紫外光激發白光LED用ZnO基熒光粉材料，以ZnO(純度：99.99％)、Eu₂O₃(純度：99.9％)及Ga₂O₃(純度：99.99％)粉末為原料，其原料的質量比為：0.001≤Ga₂O₃/ZnO≤0.058；0.002≤Eu₂O₃/ZnO≤0.216，形成以鎵(Ga)和銪(Eu)摻雜ZnO的熒光粉材料，其分子式為Zn_1-x-yGa_xEu_yO，其中Ga及Eu的摻雜含量范圍分別為：0.001≤x≤0.05，0.001≤y≤0.1。

所述的ZnO、Eu₂O₃及Ga₂O₃粉末原料的質量比優選為：Ga₂O₃/ZnO＝0.023；Eu₂O₃/ZnO＝0.108，其中Ga及Eu的摻雜含量范圍分別為：x＝0.02，y＝0.05。