[發明專利]一種適于紫外光激發的紅色熒光粉及其制備方法

無效

• 申請號: 201210535954.3
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN102994086A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 張霞;張家驊;郝振東
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: C09K11/79
• 分類號: C09K11/79
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 陶尊新

技術領域

本發明屬于發光技術領域，具體涉及一種適于紫外(UV)光激發的紅色熒光粉及其制備方法。

背景技術

高亮度GaN藍色發光二極管的成功研發以及由此實現的白光LED被譽為繼愛迪生發明白熾燈以來最大的光源革命。與傳統的白熾燈、熒光燈相比，白光?LED?(Light?Emitting?Diode)由于具有高效節能、壽命長、無污染、工作電壓低、不易損壞等優點廣泛用于各種照明設施上，因此被認為是替代傳統照明器件的新光源。

目前實現白光LED普遍采取的是在藍色LED芯片上涂敷搞笑的黃色的熒光粉，其原理是藍光LED芯片激發黃色熒光粉產生與藍光互補的黃光，再利用透鏡原理將藍光、黃光混合，使人眼產生白光的視覺。目前此種熒光粉主要是YAG釔鋁石榴石，其化學式為Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺。這種熒光粉制作的白光LED具有很高的流明效率，但是由于發射光譜的紅光成分較少而使其顯色指數偏低，色溫偏高。這就限制了白光LED在低色溫、暖白光照明領域的應用。

為了解決上述問題，人們提出了通過紫光或紫外(UV)光泵浦紅、綠、藍三基色熒光粉組合的方法合成白光，由于人眼對紫外-近紫外光不敏感，這種方法實現的白光?LED，顏色只由三基色熒光粉決定，由于光譜成分均衡，故色彩穩定，重現力強，顯色指數高(﹥90)，從而滿足白光LED在全面照明領域的要求。但是能夠被紫光或近紫外光有效激發的紅色熒光粉非常缺少，且效率較低。而藍色和綠色熒光粉較多，且發光效率高。因此可以選擇合適的藍色或綠色熒光粉為母體材料，再引入紅光中心，通過能量傳遞獲得高效紅色熒光粉，使紫外基白光LED得到發展應用。

2009年，日本研究人員發明了一種稀土離子Eu²⁺激活的鈧硅酸鹽熒光粉Ba₉Sc₂(SiO₄)₆?:Eu²⁺(Tomoyuki?Nakano?et?al.,?J.?Lumin.?2009,?129,?1654-1657)。該熒光粉可在紫外或藍光的激發下，發射出波長在508nm的綠光。但摻雜Eu²⁺至今還沒有得到紅光發射，同時該體系基質中稀土Sc非常稀少，以Sc作基質成本昂貴。我們實驗發現，在此基質中Y、Lu與Sc可以形成連續固溶體Ba₉R₂(SiO₄)₆，在Ba₉R₂(SiO₄)₆基質中通過多種離子組合研制了本發明的熒光粉(Ba_9-yMn_y)(R_2-xCe_x)(SiO₄)₆，在紫外光（300-350nm）的激發下，發射出570-630nm?的紅光。

發明內容

本發明的目的是為了解決紫光基LED研發中，能夠被紫外光有效激發的紅色熒光粉非常缺少的實際問題，而提供一種新型廉價、適于紫外光激發的紅色熒光粉及其制備方法。

本發明提供一種適于紫外光激發的紅色熒光粉，該紅色熒光粉的化學式為：(Ba_9-yMn_y)(R_2-xCe_x)(SiO₄)₆，其中，R為Lu、Y或Sc中的兩種，或R為Lu或Y中的一種，x，y為摩爾分數，0.005≤x≤0.25，0.01≤y≤0.6。

優選的是，所述的x，y為摩爾分數，0.01≤x≤0.20，0.05≤y≤0.35。

本發明所述的適于紫外光激發的紅色熒光粉屬于菱形結構，空間群。

本發明所述的紅色熒光粉激發波長300-350nm，發射波長570-630nm，中心波長為595-614nm。