[发明专利]一种含磷的LED荧光粉及其制造方法和所制成的发光器件

说明书

技术领域

本发明涉及一种可被蓝光有效激发的荧光粉及其制备方法和所制成的发光器件。

背景技术

白光LED由于具有体积小、绿色环保、节能、长寿命、不怕震动、可以频繁启动或关闭等优点，被誉为新一代光源，目前被广泛应用于照明、显示用背光源、指示灯及装饰照明领域。

在白光LED多种白光的实现形式中，由于蓝光芯片加黄色荧光粉的组合方式成本低廉、性能稳定所以应用最为广泛，由此可见，发光效率高、性能稳定的荧光粉对于白光LED的发光性质有着重要的意义。世界各国在LED荧光粉研发中进行了大量的研究工作：日本专利JP200619323公开了一种含有V族元素的Y_3-xAl₅O₁₂:Ce_x的荧光粉；美国专利US20000534576公开了一种由氟化物作为助熔剂制备组成为A₃D₅O₁₂:Ce³⁺的荧光粉的方法，提高了该类荧光粉的量子效率和发光亮度。北京有色金属研究总院和有研稀土新材料股份有限公司于2002年公开了一种组成为R_(3-x-y)M₅O₁₂:Ce_x，R′_y的荧光粉(中国专利ZL02130949.3)，其发射主峰可以在较宽的范围内移动；2006年又公开了一种组成为Ln_aM_b(O，F)₁₂:(R³⁺，M′²⁺)_x的荧光粉(中国专利200610114519.8)，其中引入了二价金属元素，对F^-取代O^2-后所形成的带电中心进行电荷补偿，使发光效率和稳定性得到了提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种能被蓝光激发、化学性质稳定、发光亮度高、峰值波长可调、粉体粒径分布均匀并且流动性好的荧光粉。

本发明的另一个目的是提供一种制造该荧光粉的方法，该方法简单、无污染、成本低、产品性能稳定。

本发明的第三个目的是提供一种由这种荧光粉制成的发光器件。

为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

本发明的一种荧光粉，具有石榴石结构并且组成中同时含有P和F两种元素，其化学式为：R_3-z1-z2M_qP_xO₁₂F_y:Ce_z1，R′_z2。

其中：R为Sc、Y、La、Gd和Lu中至少一种，即Sc、Y、La、Gd和Lu中的一种、两种或三种；优选Sc、Y、Gd和Lu中至少一种，即，Sc、Y、Gd和Lu中的一种、两种或三种；更为优选Sc、Y和Gd中至少一种，即，Sc、Y和Gd中的一种、两种或三种。

M为Al、Ga和In中至少一种，即，Al、Ga和In中的一种、两种或三种；优选Al和Ga中至少一种，即，Al和Ga中的一种或两种。

R′为Ca、Sr、Ba、Pr、Eu、Tb和Dy中至少一种，即，Ca、Sr、Ba、Pr、Eu、Tb和Dy中的一种、两种或三种；优选Sr、Ba、Eu和Tb中至少一种，即，Sr、Ba、Eu和Tb中的一种、两种或三种；更为优选Ba、Eu和Tb中至少一种，即，Ba、Eu和Tb中的一种、两种或三种。

其中，0.001≤x≤0.88；优选范围是0.03≤x≤0.8；更为优选的范围是0.03≤x≤0.7。

0.005≤y≤1.0；优选范围是0.01≤y≤0.6；更为优选的范围是；0.1≤y≤0.5。

4.0≤q≤5.4；优选范围是4.0≤q≤5.15；更为优选的范围是4.5≤q≤5.0。

0.01≤z1≤0.3；优选范围是0.02≤z1≤0.2；更为优选的范围是0.04≤z1≤0.18。

0≤z2≤0.3；优选范围是0≤z2≤0.2；更为优选的范围是0.05≤z2≤0.2。

本发明公开的含磷的荧光粉可以被430～480nm的蓝光激发，发射峰值波长在520～570nm范围内，粉体中心粒径在2～30μm范围内，并且粒径分布在0.5＜(D₉₀-D₁₀)/D₅₀＜1.5范围内。

上述LED荧光粉的制备方法如下：