[发明专利]一种白光LED用橙光荧光粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，涉及一种适于近紫外光激发的白光LED橙光荧光粉及其制备方法。

背景技术

白光LED(Light Emitting Diode)具有无毒、寿命超长(10万小时)、高效节能、全固态、工作电压低、抗震性及安全性好等诸多优点，可广泛用于各种照明设施上，  包括室内用灯、交通指示灯、路灯、汽车用尾灯、方向灯、刹车灯、户外用超大型屏幕、显示屏和广告板等，是一种环保、节能的绿色照明光源。

目前实现白光LED有多种方案，但多数以下述三种方案为主。①蓝色LED芯片和可被蓝光有效激发的黄光荧光粉有机结合组成白光LED。荧光粉发射的黄光和管芯的蓝光混合成白光。②利用近紫外光LED芯片和可被紫外光有效激发而发射红、绿、蓝三基色荧光粉有机结合组成白光LED。③将红、绿、蓝三基色LED芯片或发光管组装成一个象素(pixel)，实现白光。方案①中，由于白光是由荧光粉的黄色荧光与管芯的蓝光混合而成，器件的发光颜色会随驱动电压和荧光粉涂层厚度的变化而变化，色彩还原性差，显色指数较低。近来方案②所述的利用近紫外光LED芯片和可被紫外光有效激发而发射红、绿、蓝三基色荧光粉结合的白光LED发展迅速，这一方案具有许多优点，特别是表现在色品质及随意选择性、高显色指数Ra＞90、光效高以及选用高效荧光体种类繁多等方面。然而，光转换效率和热稳定性能优良的荧光体，特别是可被蓝光和近UV光有效激发的高效橙红色荧光体极其缺少。

2004年底，韩国研究人员报道了一种适于近紫外光激发的单一相白光荧光粉(J.S.Kim，P.E.Jeon，J.C.Choi，and H.L.Parka，S.I.Mho，G.C.Kim，Appl.Phys.Lett.应用物理快报，84卷(15)期，2931页，2004年)，其组成为Ba₃MgSi₂O₈:Eu²⁺，Mn²⁺，但构成其白光的红色成分发光效率相对较低。今年，日本研究人员报道了一种适于近紫外光激发的红色荧光粉(Xianqing Piao，Takashi Horikawa，Hiromasa Hanzawa，and Ken-ichi Machida，Appl.Phys.Lett.应用物理快报，88卷，161908页，2006年)，其组成为Sr₂Si₅N₈:Eu²⁺，但由于实验条件苛刻，成本高，目前还只停留在实验室研发阶段。

发明内容

本发明目的是利用Eu的蓝紫光发射对Mn的橙光发射的敏化作用，提供一种可在200nm-430nm波长光激发下发出500nm-700nm光线的适于近紫外光激发的白光LED用橙光荧光粉及其制备方法。

本发明提供的荧光粉是一种由稀土元素和过渡族金属Mn共掺杂的碱土焦磷酸盐，通式为M_2-x-y-zP₂O₇:Eu_x，Mn_y，Dy_z，其中M代表Ca、Sr、Ba中的一种或任意两种组合；x、y、z为摩尔数，其取值范围是：0.001≤x≤0.05，0.04≤y≤0.16，0≤z≤0.05。

本发明制备白光LED用橙光荧光粉方法如下：

1)按通式M_2-x-y-zP₂O₇:Eu_x，Mn_y，Dy_z化学计量比称取Eu和Dy的氧化物、磷酸氢二氨及Ca、Sr、Ba中的一种或任意两种组合碳酸盐或磷酸氢盐、Mn的碳酸盐，并充分研细混匀；

2)将步骤1)得到的混合体置入坩埚，放入高温炉中，在高温炉中放入固体碳，或通入氢气和氮气，氢气的摩尔浓度小于20％，氮气的摩尔浓度大于80％，氢气和氮气压力为常压，在1200℃-1300℃温度内培烧，培烧2-4小时得到烧结体；

3)将步骤2)得到的烧结体研磨成为粉末，即得橙光荧光粉。

有益效果：采用本发明方法合成的荧光粉可在200nm-430nm波长光激发下发出500nm-700nm光线，从而可以与目前常用的近紫外光发光二极管相匹配，作为橙光荧光粉成分应用于三基色白光LED，其制备方法简单，无污染，成本低。

附图说明