[发明专利]一种双钙钛矿结构红色荧光粉、制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种双钙钛矿结构红色荧光粉及其制备方法和应用，属于荧光材料领域。

背景技术

白光LED是继白炽灯、日光灯和节能灯之后的第四代照明电光源，被称为21世纪绿色光源，具有绿色环保、寿命超长、高效节能、抗恶劣环境、结构简单、体积小、重量轻、响应快、工作电压低及安全性好的特点。LED固态光源替代传统照明光源是大势所趋。

目前白光LED发出白光的方式主要是利用荧光粉转换法。已商业化的白光LED是发射兰光(460nm)的InGaN管芯与发射黄光的YAG:Ce组成的。该方式工艺简单，成本较低。但是该方法存在着显色性差、色温偏高的缺点。利用这种方案实现5000K以下的低色温、高显色指数(Ra＞80)，高亮度的暖白光LED较难。如果加入可被蓝光激发的红色荧光粉，则可以提高显色指数、降低色温，LED的光色会变得更加柔和或鲜艳，以适应不同的应用需要。然而，研发可被蓝光更有效激发的，光子转换效率更高的红色荧光粉难度较大。此类LED荧光粉的应用还刚刚起步，需要进一步进行深入的研究和开发。

白光LED用的商用红色荧光粉(例如Sr₂Si₅N₈:Eu²⁺，ZnS:Cu²⁺等)局限于氮化物、氧氮化物和硫化物基材，存在制备复杂、成本较高、服役稳定性差等特点。甚至，YAG:Ce³⁺黄粉在80℃下会有20％的发光强度衰减。开发具有良好发光特性、化学性质稳定、成本低的新型高性能红色LED荧光粉，迫在眉睫。

因此荧光粉的优秀基质材料至关重要，必须满足具有良好的化学稳定性、合适的禁带宽度和晶体结构、以及低的生产成本。综上所述，寻找良好的基质材料进而制备发光性能优异的LED用荧光材料具有重大的科学和现实意义，本发明正是基于该目的，提出一系列新型的性能优秀的基质材料，该系列荧光粉在兰光激发下具有强烈的红色发光，同时具有很好的稳定性和较低的成本，可以弥补现有同类LED荧光粉的缺点，具有较大的应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双钙钛矿结构红色荧光粉、制备方法及其应用。具体地说本发明提供一种可用于由绿光芯片、兰光芯片或近紫外光发光二极管激发的用于白光LED照明的红色荧光粉，所述的红色荧光粉的化学表达式为Ln_2-xAMO₆:xEu，及其制备方法和应用。式中(Ln＝La、Gd和Y中任意一种、二种或三种组合；A＝Li、Na和K中任意一种、二种或三种组合；M＝Sb、Nb和Ta中任意一种、二种或三种组合)

本发明的技术方案是：

一种LED激发的红色荧光粉，该材料的化学式可以表达为Ln_2-xAMO₆:xEu，式中：Ln为La、Gd和Y的任意一种或其组合，A为Li、Na和K的任意一种或其组合，M为Sb、Nb和Ta的任意一种或其组合；其中，Ln＝La_2-x-m-nGd_mY_n(0≤m+n≤2-x，m与n任意比例组合，x为Eu的掺杂量)，A＝Li_1-y-zNa_yK_z(0≤y+z≤1，y与z任意比例组合)和M＝Sb_1-p-qNb_pTa_q(0≤p+q≤1，p与q任意比例组合)；Eu为发光中心，掺杂位于Ln位，掺杂值0.01≤x≤1.0，最佳x值为0.2。该LED激发的新型红色荧光材料，在绿光芯片(528-533nm)、兰光芯片(460-470nm)或近紫外光芯片(390-399nm)激发下，发射出为570-640nm之间的荧光，红色荧光在于600-620nm之间。