[發(fā)明專利]一種白光LED用磷酸鹽熒光粉及其制備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310289509.8
• 申請日: 2013-07-11
• 公開（公告）號: CN103382390A
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李凱;陳大欽;徐桔;王元生
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所
• 主分類號: C09K11/71
• 分類號: C09K11/71
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及固體發(fā)光材料領(lǐng)域，尤其是涉及白光LED用紫外/近紫外激發(fā)熒光粉及其制備工藝。

背景技術(shù)

固體照明，尤其是固體白光照明具有節(jié)電、無污染、長壽命等特點(diǎn)，是替代傳統(tǒng)白熾燈和熒光燈的新一代半導(dǎo)體光源。目前常見的商用白光LED是由藍(lán)光GaN芯片和摻Ce³⁺的釔鋁石榴石（YAG）熒光粉封裝在一起制成的，熒光粉混合于環(huán)氧樹脂中并涂覆于芯片上。GaN芯片發(fā)出的藍(lán)光部分被熒光粉吸收，使其受激發(fā)出黃光，而未被吸收的藍(lán)光與熒光粉發(fā)出的黃光混合，便得到白光。由于獲得的白光LED整體缺乏紅光成分，導(dǎo)致其顯色指數(shù)偏低，色溫偏高。為了避免這些問題，可以通過采用紫外/近紫外光LED芯片涂覆多種發(fā)光顏色熒光粉的方式來獲得。此時，芯片發(fā)出的紫外/近紫外光被熒光粉完全吸收，使熒光粉受激發(fā)射多種不同顏色的光，混合后得到白光。因此，開發(fā)可在紫外/近紫外光激發(fā)下產(chǎn)生多種發(fā)光顏色的熒光粉，是當(dāng)前的研發(fā)熱點(diǎn)。

磷酸鹽以其物理和化學(xué)穩(wěn)定性以及熱穩(wěn)定性好而被廣泛采用作為發(fā)光材料的基質(zhì)。目前，白光LED用紫外/近紫外激發(fā)的綠光磷酸鹽熒光粉的研究和應(yīng)用主要是以Tb³⁺為激活劑（如文獻(xiàn)1?楊志平,?馬欣,?宋兆豐.?LiSrPO₄:?Tb³⁺熒光粉的制備及發(fā)光特性，發(fā)光學(xué)報,?2010,?31(2):?185-188；文獻(xiàn)2?楊志平,?王少麗,?楊廣偉.?綠色熒光粉NaCaPO₄:?Tb³⁺的制備與發(fā)光特性，發(fā)光學(xué)報,?2008,?29(1):?81-83；文獻(xiàn)3?楊志平,?馬淑媛,?于紅偉.?綠色熒光粉Zn₂Ca(PO₄)₂:?Tb³⁺的制備及發(fā)光性能研究，功能材料,?2010,?41(7):?1228-1231。），由于Tb³⁺發(fā)光屬于4f-4f禁戒躍遷，發(fā)射譜帶比較窄，對綠光成分補(bǔ)充不足。另一方面，目前所獲得的磷酸鹽藍(lán)粉的發(fā)射波長普遍偏紫外區(qū)（如文獻(xiàn)4?Yong-Kwang?Kim,?Sungho?Choi,?Ha-Kyun?Jung.?Photoluminescence?properties?of?Eu²⁺?and?Mn²⁺-activated?BaMgP₂O₇?as?a?potential?red?phosphor?for?white-emission,?J.?Lumin?2010,?130:?60–64；文獻(xiàn)5?Yu-Sheng?Tang,?Shu-Fen?Hu,?Chun?Che?Lin,?Nitin?C.?Bagkar,?and?Ru-Shi?Liu，Thermally?stable?luminescence?of?KSrPO₄:Eu²⁺?phosphor?for?white?light?UV?light-emitting?diodes，2007,90:?151108.）。而采用Eu²⁺為激活劑獲得的藍(lán)-綠光熒光粉，既能補(bǔ)充藍(lán)光成分，又能補(bǔ)充綠光成分，從而有望用于紫外/近紫外激發(fā)的白光LED。

基于上述考慮，我們研制了一種新型稀土Eu²⁺摻雜的Ca₃(PO₄)₂熒光粉。該磷酸鈣基質(zhì)屬于正交結(jié)構(gòu)，其晶格常數(shù)為a=15.22?，b=20.71?，c=9.19?。Eu²⁺進(jìn)入晶格，受到晶場的作用，在紫外/近紫外光激發(fā)下發(fā)射強(qiáng)烈的藍(lán)-綠光（波長范圍為400-600nm）。目前獲得的最高發(fā)光量子效率可達(dá)56.7%，可望用于紫外/近紫外激發(fā)的白光LED。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種Eu²⁺摻雜的Ca₃(PO₄)₂的組分及其制備工藝，目的在于制備出性能穩(wěn)定、能在紫外/近紫外光激發(fā)下實(shí)現(xiàn)藍(lán)-綠發(fā)光的熒光粉材料。

本發(fā)明制備的白光LED用磷酸鹽熒光粉，其化學(xué)表達(dá)式為Eu_x²⁺:?Ca_3-x(PO₄)₂?(0.005≤x≤0.21)，晶相結(jié)構(gòu)為正交相。