[發明專利]一種熒光陶瓷材料、其制備方法以及一種低色溫白光LED

在審

• 申請號: 201711321597.X
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN108018040A
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發明（設計）人: 孫鵬;劉永福;蔣俊;江浩川
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: C09K11/79
• 分類號: C09K11/79;H01L33/50;C04B35/20;C04B35/64;C04B35/626
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 陳英俊

本發明提供了一種熒光陶瓷材料，其化學式為：(A2?xRexM)(Mg2D3)O12，其中A為Y、Lu、Sc、Gd、Ga中至少一種，Re為Eu、Ce、Pr、Sm、Dy、Tm、Tb、Nd中的至少一種，M為Ca、Sr、Ba中的至少一種，D為Ti、Si、Ge中的至少一種，0.001≤x<2。該熒光陶瓷可被藍光芯片有效激發，結合藍光芯片可制作低色溫白光LED；同時，該熒光陶瓷具有熒光粉無法比擬的機械與力學性能，可直接與藍光芯片進行封裝，替代目前熒光粉加有機材料的封裝模式，有效解決了有機封裝材料散熱差，持續高溫引起的光效降低和色漂移的問題，大幅度延長了白光LED器件壽命。

技術領域

本發明涉及透明熒光陶瓷材料，特別是一種熒光陶瓷材料、其制備方法以及用其制備低色溫白光LED的應用。

背景技術

作為第四代照明光源的白光LED有著節能、環保、壽命長及響應迅速的優點，已經取得了令人矚目的發展，廣泛應用于各種照明場景中。目前商用白光LED的制造方法通常采用封裝技術將一種以上的熒光粉利用環氧樹脂或者硅膠等有機材料封裝在藍光芯片上，由藍光芯片激發熒光粉的發光和多余的藍光混合得到白光。然而這種封裝方式在實際使用中存在著一些問題：首先，有機封裝材料散熱性能較差，芯片長時間點亮下溫度會高于150℃，有機材料在高溫下極易老化變質，造成光源光效降低及色漂移，大大降低了白光LED的使用壽命；其次，由于封裝材料的散熱性能差，熒光粉在封裝材料中也一直處于高溫環境，導致熒光粉老化，引起溫度猝滅，同樣造成光效降低和色漂移現象；再者，熒光粉在封裝材料中的分散不均勻，特別是大批量制作時，熒光粉在環氧樹脂及硅膠中由于沉淀引起分散不均勻，導致光源發光顏色不均勻。上述問題都極大的影響了白光LED的應用和推廣，也限制了其在大功率白光LED領域的發展。

2006年，Anant A.Setlur等人首次報道了Lu2CaMg2(Si,Ge)3O12:Ce3+橙色熒光粉(請參見文獻Crystal Chemistry and Luminescence of Ce3+-Doped Lu2CaMg2(Si,Ge)3O12and Its Use in LED Based Lighting,Chem.Mater.2006,18,3314-3322)，由于其獨特的發光性能，提出將其應用在白光LED領域。2016年，Wei Xia等人也對這種熒光粉進行了研究(Synthesis and luminescence properties of (Lu0.95-xCe0.05)2Ca1+2xMg2Si3O12silicate garnet phosphors and its applications,Functional MaterialsLetters Vol.9,No.3(2016))，并將其與傳統YAG熒光粉進行單粉封裝對比，在色坐標和光效接近的條件下，該熒光粉封裝的白光LED色溫更低。但是，該橙色熒光粉制備的白光LED也很難避免上述問題。

發明內容