[发明专利]基于蓝光激发的黄色荧光粉及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种荧光材料，特别是一种在蓝光激发下发射黄光的荧光粉及其在制备LED中的应用。

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，被普遍认为是21世纪替代传统照明器件的新光源。

目前实现白光LED普遍采取的是在蓝色LED芯片上涂敷高效的可被蓝光激发而发射黄光的荧光粉，其原理是蓝光LED激发荧光材料产生与蓝光互补的黄光，再利用透镜原理将蓝光、黄光予以混合，使人眼产生白光的视觉。目前此种荧光粉主要是YAG钇铝石榴石，其化学式为Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺(美国专利5,998,925和欧洲专利862,794)。这种荧光粉制作的白光LED具有很高的流明效率，但是由于发射光谱的红光成分较少而使其显色指数偏低。近年来，一些其它体系的黄色荧光粉如，Eu²⁺作为发光中心的Ca-α-SiAlON(R.-J.Xie，N.Hirosaki，K.Sakuma，Y.Yamamoto，and M.Mitomo，Appl.Phys.Lett.84，5404(2004))，Sr₂SiO₄(J.K.Park，M.A.Lim，C.H.Kim，H.D.Park，J.T.Park，and S.Y.Choi，Appl.Phys.Lett.82，683(2003))，CaSi₂O₂N₂(Y.Q.Li，A.C.A.Delsing，G.de With，and H.T.Hintzen，Chem.Mater.17，3242(2005))，Li₂SrSiO₄(M.P.Saradhi and U.V.Varadaraju，Chem.Mater.18，5267(2006))，以及Ce³⁺作为发光中心的LaSr₂AlO₅(W.B.Im，Y.-II Kim，N.N.Fellows，H.Masui，G.A.Hirata，S.P.DenBaars，and R.Seshadri，Appl.Phys.Lett.93，091905(2008))等被相继报道。在这些所报道的黄色荧光粉中，有些荧光材料其合成条件要求较高，如氮氧化物一般需要高温高压条件，有的荧光粉(LaSr₂AlO₅)制作的白光LED的流明效率较低。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种发光强度高，激发波长宽、化学稳定性好并易于制备的基于蓝光激发的黄色荧光粉。该黄色荧光粉可用于制作出高亮度的白光LED。

本发明基于蓝光激发的黄色荧光粉，是具有以下化学式的化合物：(Ca_3-x-yLu_xCe_y)(Sc_2-zMg_z)Si₃O_12+δ，其中0.04≤x≤0.94，0.01≤y≤0.1，0.3≤z≤1，δ＝(x+y-z)/2。

该化合物中Lu占据Ca的格位，通过调节材料中Ca/Lu、Sc/Mg的比例，改变基质晶场强度，可使荧光材料的发光中心Ce³⁺在420～480nm的蓝光激发下，发射峰值范围在520～565nm的黄色荧光。

本发明基于蓝光激发的黄色荧光粉的制备方法如下：

1)按化学剂量比称取铈、镥、钪、镁和硅的氧化物，钙的碳酸盐，一起研磨混合均匀；

2)将上述步骤得到的混合物料置入刚玉坩埚或铂坩埚中，放入高温炉中，在一氧化碳或氢还原气氛条件下，在1100-1300℃加热3-5小时；

3)将上述步骤得到的烧结体研磨后即得所述的荧光粉。

采用本发明方法合成的荧光粉可在420～480nm的蓝光激发下发出峰值范围在520～565nm的黄色荧光。该荧光粉发光强度高，激发波长宽、化学稳定性好。将此黄色荧光粉和蓝色LED相结合，可以制备出高亮度的白光LED。本发明涉及的合成荧光粉的方法简单、无污染、易于操作。

附图说明

图1实施例1所制荧光粉的XRD图；