[发明专利]一种可同时被近紫外和蓝色LED光有效激发的红色荧光粉

说明书

技术领域

本发明涉及一种可同时被近紫外和蓝色LED光有效激发的红色荧光粉及其制备方法，属稀土发光材料技术领域。

背景技术

红色荧光粉是提高白光LED显色指数的重要原料，Y₂O₂S:Eu³⁺是目前使用的非常广泛的显示器用红粉，但商用的红色荧光粉Y₂O₂S:Eu³⁺存在诸多缺点：在近紫外激发下发光效率低，只是绿粉(ZnS:Cu⁺，Al³⁺)和蓝粉(BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺)的八分之一。化学性能不稳定，寿命短，容易分解并产生对人体有害的SO₂气体，硫元素的析出也会对芯片造成腐蚀性影响，从而导致整个器件的失效。这是导致目前制得的一些白光LED多数为冷白光(显色指数偏低，色温高)的主要原因。

在文献和专利报道中涉及的几类主要的可望用于LED的红色荧光粉还有：Ca₃(VO₄)₂:Eu³⁺、YVO₄:Eu³⁺、Y₂O₃:Eu³⁺，Bi³⁺、CaO:Eu³⁺、CaMoO₄:Eu³⁺、(Gd，Y，Eu)₂(MoO₄)₃:Sm³⁺、(Sr，Ca)S:Eu²⁺、Ca₅(SiO₄)₂Cl₂:Eu²⁺、Sr₂Si₅N₈:Eu²⁺等。其中稀土激活的氮氧化物的稳定性高发光效率好而受到重视，例如：Sr₂Si₅N₈:Eu²⁺和SrSi₂O₂N₂:Eu²⁺。稀土激活的氮氧化物红色荧光粉以两价铕为激活离子，因为氮化物形成的晶体场较强而发射出红光，并且具有较高的发光效率和化学稳定性。但这类材料的基质合成需要在高温(1600-1700℃)高氮气或氨气压力(10atm)等条件下完成。因为需要保证铕的低价，必须使用还原性保护气氛(氢氮混合气，氨气)，这对生产设备的要求太过于苛刻，而国内窑炉厂家尚无法制造出此类设备。

目前用于白光LED的芯片主要是390-410nm的近紫外光和465nm左右的蓝光。而现有的红色荧光粉的有效激发范围多数在短波UV区域，在近紫外和蓝光下的激发效率低。因此，研制高效的近紫外和蓝光LED用红色荧光粉显得尤为重要。目前，市场上尚缺乏性能优异的可被近紫外或蓝光LED芯片激发的红色荧光粉，尤其是能同时被近紫外LED和蓝色LED激发的红粉还处于研究阶段。此外，在活性动态LCD中，从背光源发出的光通过偏振器，然后通过液晶层。液晶层是否传送背光取决于它的方向。结果，背光按预定的方式被偏振化。偏振化后的光激发相应的荧光粉，随后发光，进而在前面的玻璃基板上形成图象。与常规的彩色LCD相比，活性动态LCD结构简单，并且容易制造。然而，由于常规的红色荧光粉发射亮度低而限制了其应用。在动态LCD中，为了保护液晶，背面的光源必须是390nm或更大波长的紫外光，因此，背光源选择长波长的紫光LED。因此，适合于长波长的紫光LED激发的高效率红色荧光粉的开发不仅可用于LED光源的开发，而且也适合于动态LCD的发展。