[發(fā)明專利]一種硫代磷酸鹽熒光體及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410103517.3
• 申請(qǐng)日: 2014-03-20
• 公開（公告）號(hào): CN104087300B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王海容
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 王海容
• 主分類號(hào): C09K11/84
• 分類號(hào): C09K11/84;C09K11/71;H01L33/50
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及固體發(fā)光材料領(lǐng)域，具體來說涉及一種硫代磷酸鹽熒光體，還涉及含有這種熒光體的發(fā)光元件、顏料及紫外線吸收劑。

背景技術(shù)

熒光體被應(yīng)用于照明與顯示的各個(gè)領(lǐng)域，尤其是隨著半導(dǎo)體照明技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用于白光LED中的熒光體受到了越來越廣泛的關(guān)注。白光LED光電轉(zhuǎn)換效率高、節(jié)能環(huán)保、使用壽命長、安全可靠，被公認(rèn)為下一代綠色照明光源。當(dāng)前實(shí)現(xiàn)白光LED主要有3種途徑，第一種是通過紅、綠和藍(lán)色LED芯片組合形成白光，但是通過這種方法實(shí)現(xiàn)白光比較困難，因?yàn)橐紤]到三個(gè)不同顏色芯片的驅(qū)動(dòng)特性，電路設(shè)計(jì)上很復(fù)雜。第二種是運(yùn)用量子效應(yīng)，運(yùn)用不同粒徑尺寸的同一種半導(dǎo)體制備LED芯片以實(shí)現(xiàn)白光，這種方法實(shí)現(xiàn)的白光LED具有較高的效率，但是成本較高，同時(shí)技術(shù)上也不成熟。第三種是使用發(fā)紫外光或者藍(lán)光的LED芯片加上熒光體來實(shí)現(xiàn)白光，這種方法是最簡單易行，同時(shí)也是最成熟的方法。

LED作為新一代節(jié)能環(huán)保的綠色照明光源受到了世界各國的高度關(guān)注，利用紫外或藍(lán)光LED激發(fā)熒光體而產(chǎn)生白光是目前白光LED發(fā)展的主流，熒光體的性能直接影響白光LED的亮度、色溫、熱穩(wěn)定性及顯色性等。隨著白光LED向大功率方向的發(fā)展，LED的工作溫度越來越高，當(dāng)前大功率LED中芯片的工作溫度可以達(dá)到180℃，這就要求應(yīng)用于白光LED中的熒光體必須具備優(yōu)異的溫度猝滅特性。

目前白光LED中使用的熒光體主要是藍(lán)光激發(fā)的YAG:Ce黃粉，它能有效吸收460nm附近的藍(lán)光，受其激發(fā)而發(fā)射黃光，并與LED藍(lán)光混合產(chǎn)生白光。但是由于YAG:Ce黃粉的發(fā)射光譜中缺乏紅色和綠色光譜成分，用其制成的白光LED顯色指數(shù)低，不能真實(shí)顯示物體的顏色；同時(shí)YAG:Ce黃粉的溫度猝滅特性并不優(yōu)秀，在150℃時(shí)其發(fā)光強(qiáng)度為室溫時(shí)發(fā)光強(qiáng)度的87％，200℃時(shí)則下降為74％，不能滿足大功率白光LED的應(yīng)用需求。

近幾年新開發(fā)的LED用熒光體主要有硅酸鹽熒光體、氮化物和氮氧化物熒光體以及在YAG基礎(chǔ)上改良的LuAG熒光體。硅酸鹽熒光體具有較寬的可調(diào)發(fā)射波長，發(fā)光效率也比較高，但現(xiàn)有硅酸鹽熒光體溫度特性較差，如Sr₃SiO₅:Eu²和Sr₂SiO₄:Eu²在150℃下的亮度比室溫分別下降32％和62％，因而目前硅酸鹽熒光體的實(shí)際應(yīng)用并不多。

氮化物和氮氧化物熒光體因具有較寬的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜，且耐溫特性和化學(xué)穩(wěn)定性均優(yōu)于YAG黃粉，受到了白光LED業(yè)界的極大關(guān)注。就目前氮化物和氮氧化物熒光體而言，能夠?qū)嵱玫臒晒怏w主要是Sr₂Si₅N₈:Eu紅粉和CaAlSiN₃:Eu紅粉。Sr₂Si₅N₈:Eu紅粉的發(fā)光亮度較高，但是由于自身的物理化學(xué)穩(wěn)定性相對(duì)于CaAlSiN₃:Eu紅粉略差，其在150℃下的發(fā)光亮度為室溫下的86％，200℃時(shí)為74％，在一定程度上限制了其大規(guī)模的應(yīng)用。CaAlSiN₃:Eu紅粉具有良好的物理化學(xué)穩(wěn)定性和溫度猝滅特性，其在150℃下的發(fā)光亮度為室溫下的90％，200℃時(shí)為82％，但其發(fā)射主峰為650nm，處于深紅波段，發(fā)光亮度不足，有待于進(jìn)一步提高。

在YAG:Ce黃粉的基礎(chǔ)上改進(jìn)的LuAG:Ce熒光體，具有較好的發(fā)光效率和優(yōu)異的溫度猝滅特性，其在藍(lán)光LED激發(fā)下的發(fā)光效率約為90％，在150℃下的發(fā)光亮度為室溫下的97％，200℃時(shí)為90％，但LuAG:Ce熒光體原材料價(jià)格比較昂貴，且合成工藝較為復(fù)雜。

而且，通常將熒光體用于照明或顯示器的情況下，除要求發(fā)光效率高之外，還希望能夠選擇任意發(fā)光波長的熒光體。其原因在于，用于照明情況下，根據(jù)使用條件，有時(shí)顯色性優(yōu)先，有時(shí)光通量優(yōu)先。因此能得到發(fā)光波長是任意值的熒光體的話，對(duì)提高照明裝置的設(shè)計(jì)自由度有用。另外，將熒光體用于顯示器的情況下，能根據(jù)用途改變色重現(xiàn)性范圍，提高了顯示器裝置設(shè)計(jì)的自由度。

綜上所述，目前使用的熒光體在紫外LED或藍(lán)光LED激發(fā)下的發(fā)光效率及溫度淬滅特性等方面還不能完全滿足實(shí)際應(yīng)用的需要，因此開發(fā)新型高效的LED用熒光體成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容