[發(fā)明專利]一種單基質(zhì)三基色用于LED白光的硅酸鹽熒光材料及其制備方法

有效

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• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN107033902B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 汪敏強;孫志華;楊智
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學
• 主分類號: C09K11/79
• 分類號: C09K11/79
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

一種單基質(zhì)三基色用于LED白光的硅酸鹽熒光材料及其制備方法，按照Ca₂Y_8?x?y?z(SiO₄)₆O₂:xEu³⁺,yBi³⁺,zTb³⁺，0＜x≤0.5，0＜y≤0.5，0＜z≤0.5中的配比將原料和激活劑，混合，得到混合料；向混合料中滴入乙醇，研磨混合，直至物料混合均勻后進行燒制反應(yīng)即可。在單一基質(zhì)中利用添加三種或三種以上的激活劑，通過近紫外光激發(fā)，可以同時發(fā)射藍、綠以及紅光，本發(fā)明的材料可用于白光LED及相關(guān)顯示、照明器件。本發(fā)明制備方法簡單，原料成本廉價，制備的材料物化性能穩(wěn)定，發(fā)光性能良好，色溫可控，是今后理想的白光LED用熒光粉候選材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于熒光材料領(lǐng)域，具體涉及一種單基質(zhì)三基色用于LED白光的硅酸鹽熒光材料及其制備方法。

背景技術(shù)

世界性的能源危機導致人們對節(jié)能環(huán)保材料越來越關(guān)注。發(fā)光二極管LED(light-emitting diode)由于在節(jié)能和壽命方面表現(xiàn)了巨大的潛能。在照明領(lǐng)域，白光LED由于其高光效，低能耗，長壽命，無污染等諸多優(yōu)點，成為本世紀最有前途的照明技術(shù)。白光LED相對于傳統(tǒng)的白熾燈、熒光燈具有節(jié)能(低電壓、低電流啟動)、環(huán)保(無汞，廢棄物可回收)、長壽命(大于100 000h)、耐震動、不易損壞、瞬時啟動和快響應(yīng)等優(yōu)點，因此白光LED是LED產(chǎn)業(yè)中最被看好的新興產(chǎn)品，被認為是有望替代白熾燈、熒光燈和高壓氣體放電燈等傳統(tǒng)光源的第四代照明光源。基于單色光LED的發(fā)展，1997年提出了組合紅、綠、藍(RGB)三基色LED芯片以合成白光固態(tài)照明光源的方案雛形。目前，商業(yè)化的白光LED器件的實現(xiàn)方式主要有兩種：一種是在GaInN藍光芯片上涂覆以Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺為代表的黃色熒光粉，利用熒光粉的黃光和芯片的藍光而復合形成白光。這種器件的發(fā)光顏色隨熒光粉厚度以及驅(qū)動電流的變化而變化，色彩還原性、發(fā)色穩(wěn)定性差、顯色指數(shù)低、對顯示物體顏色高的場合無法使用。第二種是在近紫外(350～410nm)芯片上涂覆紅、綠、藍三基色熒光粉，調(diào)和熒光粉發(fā)出的三基色光而得到白光。該器件的顯色效果只由熒光粉決定而受芯片的影響很小，因此其顯色指數(shù)較好。但是由于混合的三種熒光粉之間存在顏色再吸收以及配比調(diào)控問題，使得器件的流明效率和色彩還原性受到較大影響。而且由于三基色芯片發(fā)光的衰減速率不一致，導致其發(fā)出的白光色度不純。因此這種方法合成的白光LED在實際應(yīng)用中所占的份額非常小。因此近紫外激發(fā)的轉(zhuǎn)換熒光粉(激發(fā)波長350～450nm)的發(fā)光材料日益受到人們的重視，開發(fā)新型的LED用發(fā)光材料成為光致發(fā)光材料領(lǐng)域的熱點問題。綜上所述，尋找良好的基質(zhì)材料以及相適應(yīng)的激活劑進而制備發(fā)光性能優(yōu)異的LED用熒光材料具有重大的科學和現(xiàn)實意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有熒光材料的不足，本發(fā)明的目的是提供一種單基質(zhì)三基色用于LED白光的硅酸鹽熒光材料及其制備方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種單基質(zhì)三基色用于LED白光的硅酸鹽熒光材料，該硅酸鹽熒光材料的化學式為：Ca₂Y_8-x-y-z(SiO₄)₆O₂:xEu³⁺,yBi³⁺,zTb³⁺，其中，0＜x≤0.5，0＜y≤0.5，0＜z≤0.5。

本發(fā)明進一步的改進在于，該硅酸鹽熒光材料的化學式為：Ca₂Y_8-x-y-z(SiO₄)₆O₂:xEu³⁺,yBi³⁺,zTb³⁺，其中，0.01≤x≤0.5，0.01≤y≤0.5，0.01≤z≤0.5。