[发明专利]一种显色性大于90的暖白光混合荧光材料及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及半导体光电材料与器件领域，特别是一种显色性大于90的暖白光混合荧光材料及其制备方法。

【背景技术】

半导体照明技术的白光LED主要依据白光三基色配色原理制备。一种方式是采用红、绿、蓝三基色半导体芯片，组装在一起实现白光，该方案由于设计电路过于复杂，混合白光存在色坐标漂移等问题，限制了其大规模应用。另一种方式是采用蓝光LED芯片与蓝光激发荧光粉YAG:Ce产生黄绿光的荧光粉转光形式来形成白光，这一方案研究和应用较早，制备工艺成熟，产品稳定，但是此方案存在一个很大的缺陷是，由于其光谱中缺乏红光，造成其封装的LED器件产品色温高、显色指数不到80。为了克服这些缺点，获得色温低和显色性高的暖白光，一方面在YAG:Ce荧光粉中配入CaAlSiN₃:Eu红光荧光粉，另一方面采用近紫外InGaN的半导体芯片激发三基色荧光粉的暖白光模式具有显著优点。由于人眼对近紫外光波段不敏感，这类白光LED的颜色只由荧光粉决定，因此，获得的白光颜色稳定、色温低、显色指数高，被认为是新一代白光LED照明的主导。目前用金属有机物化学气相技术制备深紫外LED所需要的AlGaN外延生长比较困难，而近紫外LED只需要InGaN/GaN材料的制备技术成熟。所以，研发波长在400纳米左右的近紫外光激发的具备高稳定性、高显色指数白光的荧光粉具有重要的应用价值。稀土掺杂的硅酸盐基荧光材料本身由于具有较高的化学稳定性和热稳定性，较好的显色性，较高的量子效率及其耐紫外辐射性质，制备工艺简单等优点，成为了一类性能优良的发光材料基质。其中，采用Eu、Mn激活的碱土硅酸盐基质荧光材料由于具备较宽的吸收和发射光谱，能够满足400纳米近紫外光的高效率激发；由于Eu、Mn可以可以发出宽带蓝光和红光，原则上配以绿光，则可以获得全谱带的暖白光。生产中通常采用传统的高温固相烧成方法获得，具有耗能的缺点，采用节能、容易量产的高温微波生产技术具有工业规模生产价值。

【发明内容】

本发明的目的是针对上述技术分析和存在问题，提供一种显色性大于90的暖白光混合荧光材料及其制备方法，该混合荧光材料由Ba₃MgSi₂O₈:Eu²⁺，Mn²⁺与Sr₂SiO₄:Eu²⁺组成并按照一定化学计量比混合，可与蓝紫光半导体芯片组合封装成具有低色温、高显色指数的暖白光LED；该制备方法工艺简单、成本低廉、易于实施且成本低廉，有利于推广应用。

本发明的技术方案：

一种显色性大于90的暖白光混合荧光材料，由Ba₃MgSi₂O₈:Eu²⁺，Mn²⁺和Sr₂SiO₄:Eu²⁺组成，Ba₃MgSi₂O₈:Eu²⁺，Mn²⁺的化学式为Ba_3-a-bMgSi₂O₈:aEu²⁺，bMn²⁺，其中0.01＜a＜0.1，0.02＜b＜0.2；Sr₂SiO₄:Eu²⁺的化学式为Sr_2-cSiO₄:c Eu²⁺，其中0.01＜c＜0.1。

所述Ba₃MgSi₂0₈:Eu²⁺，Mn²⁺与Sr₂SiO₄:Eu²⁺的摩尔比为1∶0.1-1。

一种所述显色性大于90的暖白光混合荧光材料的制备方法，采用高温微波法制备，步骤如下：