[发明专利]一种紫外光激发的直接白光荧光材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明是涉及一种紫外光激发的直接白光荧光材料及其制备方法和应用，属于光电材料技术领域。

背景技术

在全球低碳、节能的大背景下，高效低功耗的照明、显示白光器件受到了各国的极大关注。欧洲、日本已相继宣布采用节能灯或是白光LED取代高能耗的白炽灯。白炽灯是一种热辐射光源，95％的能量是以热量的形式损耗掉了。而节能灯和白光LED是冷光源，具有高效、低功耗的特点，特别是白光LED还具有使用寿命长、无污染、体积小等优点。节能灯和白光LED器件都是在一种短波长光的辐照下，通过荧光体光转换得到白光发射。例如节能灯是用汞蒸气放电放出的紫外线激发三基色荧光粉，而白光LED最常见的是用InGaN蓝光芯片激发黄色荧光粉。

为了获得高显色性低色温白光LED通常需要用紫外LED芯片激发红、绿、蓝三种荧光粉。然而，这样采用多组份荧光体混和光转换白光技术存在一些不足，比如说：微米级各成份荧光颗粒的折射率不一致，导致光子能量在不同晶格之间的传播衰减；各成份荧光体的吸收、激发和发射光谱、光衰和效率不一致，导致器件的颜色稳定性差；各成份荧光粉颗粒直接存在光重吸收的问题；以及复杂的混粉工艺问题。针对上述背景，采用直接白光(单相全色或单一相白光)荧光材料可有效克服混粉白光技术存在的问题，是对传统混粉白光技术的一种创新。因此用于白光LED和节能灯的紫外激发直接白光荧光材料的研究成为了发光材料领域的一个研究热点并得到了广泛的研究。

已见报道的适于紫外光激发的单一相直接白光荧光材料有很多，例如：申请号为CN200910087495的中国发明专利中提供了一种其组成分子式为Ca_1-xPr_xMO₄的单一成分的白光荧光粉，在单一激发源的激发下，照明系统可发出低色温的白光；申请号为CN 200710170433的中国发明专利中提供了一种紫外光激发单一白光荧光粉的制备方法，荧光粉的结构式为Sr_1-xEu_xZn_2-yMn(PO₄)₂；申请号为CN 200510016743的中国发明专利中提供了一种表达式为Eu_xySr_y-xyMgSi_zO_2x+y+1白光荧光粉。从现有技术可以看出，目前对发射白光的配色策略和材料体系的研究呈多样化，其中有基于多重发光中心的蓝+黄双波段直接白光发射体系；基于Eu²⁺-Mn²⁺共掺能量传递的红+绿+蓝(或蓝+黄)直接白光发射体系；基于共轭稀土离子对间电子迁移的全色荧光材料；基于原位合成伴生杂质相实现的直接白光发射；基于混价Eu共掺杂的直接白光荧光材料体系等等。产业界和各大研究机构对紫外激发的直接白光荧光材料给予了极大的重视，特别是以紫外芯片结合直接白光荧光材料被业界认为是获得高显色性、色温可调的白光LED器件的发展方向。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种紫外光激发的直接白光荧光材料及其制备方法和应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种紫外光激发的直接白光荧光材料，是一种由黄色荧光粉和非晶玻璃相组成的复合材料，所述的非晶玻璃相包覆在黄色荧光粉的颗粒表面，是由纳米氧化物与黄色荧光粉经热处理形成。

进一步，所述的黄色荧光粉的组成通式为Ca_m/2Si_12-m-nAl_m+nO_nN_16-n:Eu_x，其中的0＜m≤3，0＜n≤1.5，0.005≤x≤0.2。

更进一步，所述的黄色荧光粉的组成通式为Ca_1-xSi₉Al₃ON₁₅:Eu_x，其中的0.005≤x≤0.2。

进一步，所述的纳米氧化物为纳米SiO₂、纳米A1₂O₃、纳米B₂O₃中的任意一种或几种的混合物。

一种所述的紫外光激发的直接白光荧光材料的制备方法，包括如下步骤：按比例称取黄色荧光粉和纳米氧化物，均匀混合后置于氮化硼坩埚中，在氮气气氛中进行热处理，冷却，研磨。