[发明专利]一种紫外光激发的白光荧光粉

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种紫外光激发的白光荧光粉，这种白光荧光粉是能够将紫外 (UV)射线转换成白光的荧光粉材料，属于光电化工技术领域。

(二)背景技术

荧光材料吸收电磁波频谱一个区的能量，发射出频谱另一个区的辐射能，粉 状的荧光材料通常叫做荧光粉，透明固体状的荧光材料通常叫做闪烁体。

周知的荧光材料有两大类：自激式荧光材料和杂质激活式荧光材料。

自激式荧光材料是一种纯晶体主材料，它吸收高能光子时将电子提升到激活 状态，通过发射光子从该激活状态恢复到低能状态。自激式荧光材料由于电子在 激活状态或低能状态时其能量范围较宽，因而其光谱发射图形宽。因此，受激的 电子在从受激状态转入低能状态的过程中发射能量范围相当宽的光子，发射出的 光子能量与电子发射状态转变前后的具体能量有关。

杂质激活式荧光材料的基质通常是一种非荧光主材料，主材料中加入了浓度 较低的激活剂使其改性。对于杂质激活式荧光材料激活剂离子可以直接吸收入射 光子或通过晶格吸收后传递到激活离子，使得激活离子的电子提升到受激状态。 这些电子恢复到低能态时发出荧光光子。

白光发光二极管(LED)由于其效率高、功耗小、寿命长、固态节能以及绿 色环保等显著优点被广泛应用于照明领域。目前，利用LED技术实现白光的方法 主要有3种：三基色LED直接混色法、紫外转换法和蓝光芯片加黄色荧光粉的方 法。

(1)三基色LED混色法

直接将发射红、绿、蓝波长的三基色芯片组合封装在一起，形成多芯片型白 光LED，通过空间混色的原理，按照适当的比例进行匹配，使得三种颜色的光混 合成白光。这种方法的弱点是它的安装结构比较复杂，各色LED的驱动电压、发 光效率、配光特性不同，需通过电流调节红、绿、蓝三基色的强度，电路实现上 较复杂。同时，由于不同颜色的LED随时间的推移其老化特性不同，导致光衰的 差异。因此，预先调整好的白色发光由于不同颜色的光衰差异造成使用过程中的 变色，使混合的白光稳定性较差，存在温度特性的差异。发光全部来自发光二极 管，相对成本也比较高。

(2)紫外转换的方法

以LED为基础光源，用LED发出的紫外光激发荧光材料，通过荧光粉实现波 长转换发出可见光。最后用于照明的光全部来自荧光材料，且要求荧光材料的激 发光谱与LED的发射光谱相匹配，这样可以获得较高的光转换效率。荧光材料可 以是多种荧光粉的组合，即通过不同颜色的光混合而成白光，也可以是单一一种 能够发射白光的荧光粉。

(3)蓝光芯片加黄色荧光粉的方法

利用波长为460～470nm的GaN基蓝光LED的发光作为基础光源。其所发出 的蓝光一部分用来激发荧光粉，使荧光粉发出黄绿色光；另一部分蓝光透过荧光 粉发射出来，荧光粉发出的黄绿色光与GaN基蓝光LED发光的透射部分混合形成 白光，即白光＝蓝+黄的机制。其不足之处在于显色性更差，这主要是由于发光 谱中红色成分少。为弥补这一不足，通常是在荧光粉中另外加入红色荧光粉，从 而获得色温较低的暖白光。由于此种方法要产生暖白光，需混合红色荧光粉，使 得工艺难度增加，且目前应用的红荧光粉多为易潮解的硫化物、氟化物，使得发 光稳定性较差。

所以我们提供一种化学性质稳定的单一成分荧光材料，无需多种荧光材料混 合，就能够在单一激发源的激发下发出低色温的暖白光。

(三)发明内容

1、目的：本发明的目的是为了提供一种紫外光激发的白光荧光粉，它无需 多种荧光材料混合即获得单一成分的白光荧光粉，亦即获得一种能够用单一成分 的荧光材料提供的白光照明系统，并且在单一激发源的激发下，照明系统能够发 出低色温的暖白光。

2、技术方案：

本发明一种紫外光激发的白光荧光粉，它是由以下几种原材料组成的：

(1)CaCO₃(分析纯)、Ca(HCO₃)₂(分析纯)中的一种或两种组合

(2)MoO₃(分析纯)、WO₃(分析纯)中的一种

(3)Pr₆O₁₁(纯度99.99％)