[发明专利]紫光发光二极管激发的三基色荧光粉和合成方法

说明书

技术领域：本发明涉及一种荧光粉混合物，尤其是一种与半导体发光二极管(LED)的紫光发射匹配，产生白光的荧光粉，以及制备方法。

背景技术：

氮化镓(GaN)蓝光LED(460nm激发)的白光荧光粉的研究和开发已取得较大进展，但蓝光LED发光效率低。390nm-400nm发射的GaN紫光LED则是目前研究的热点。但吸收紫光而发出白光的单一荧光粉很难实现，而达到应用水平的紫光LED的三基色荧光粉至今未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种与半导体发光二极管的紫光发射匹配，产生白光的三基色荧光粉。

本发明的紫光发光二极管激发的三基色荧光粉，由主要发射峰在红光区的红粉、主要发射峰在蓝光区的蓝粉和主要发射峰在绿光区的绿粉组成。红粉为三价铕激活的钇铝石榴石(YAG：Eu)，主要成分的化学式为Y_3-xAl₅O₁₂：xEu(x＝0.01-0.06)。蓝粉为二价铕激活的氯磷酸锶/钙(锶钙化学性质类似，可替换或组配)，主要成分的化学式为(Sr/Ca)_10-x(PO₄)₆Cl₂：xEu，其中x＝0.01-0.08；绿粉为铈激活的钇铝石榴石(YAG：Ce)，其主要成分的化学式Y_3-xAl₅O₁₂：xCe，其中x＝0.001-0.04。红、蓝、绿三种荧光粉的重量比为(0.5-2)∶(0.7-2.3)∶(2-5)。

本发明的紫光发光二极管激发的三基色荧光粉的合成方法，其步骤包括：

1.用高温固相反应技术制备红粉

红粉无三价铕激活的钇铝石榴石，其主要成分的化学式为Y_3-xAl₅O₁₂：xEu(x＝0.01-0.06)。按该化学式计量比，称取羟基铝化合物，如羟基氧化铝(AlOOH)或者氢氧化铝Al(OH)₃)，氧化钇(Y₂O₃)，氧化铕(Eu₂O₃)，占化学式0.1-0.2摩尔的助熔剂氟化钡(BaF₂)，充分混匀，置于刚玉坩埚中，在1400-1600℃焙烧1-3小时。

2.用高温固相反应技术制备蓝粉

蓝粉为二价铕激活的氯磷酸锶/钙，其主要成分的化学式为(Sr/Ca)_10-x(PO₄)₆Cl₂：xEu(x＝0.01-0.08)。按照该化学式的化学计量比关系，称取磷酸氢锶/钙，碳酸锶/钙，氯化锶/钙和氧化铕，原料混合均匀后置于刚玉坩埚中，以碳粉为还原剂，在马弗炉中1000℃-1200℃焙烧1-3小时。在制备过程中，用比化学计量所需摩尔数大1至5倍的氯化锶/钙作助熔剂参加反应，反应完成后，产物中存在的过量的氯化物用沸水浸泡洗去。

3.用高温固相反应技术绿粉

绿粉为铈激活的钇铝石榴石，其主要成分的化学式为Y_3-xAl₅O₁₂：xCe，其中x＝0.001-0.04。按照该化学式的化学计量比关系，称取羟基铝化合物(AlOOH，或者Al(OH)₃)，氧化钇(Y₂O₃)，硝酸铈(Ce(NO₃)₃)，占化学式0.1-0.2摩尔的助熔剂氟化钡(BaF₂)，充分混匀，置于刚玉坩埚中，以碳粉为还原剂，在马弗炉中1400-1600℃焙烧1-3小时。

4、红粉、蓝粉和绿粉按照重量比约为(0.5-2)∶(0.7-2.3)∶(2-5)均匀混合，得到本发明的荧光粉。

本发明的三基色荧光粉是由不同发射和不同吸收波长的三种荧光粉组成，即红粉(主要发射峰在红光区)、蓝粉(主要发射峰在蓝光区)和绿粉(主要发射峰在绿光区)组成。