[发明专利]一种适用于近紫外光激发的单一相白光荧光粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及发光技术领域，具体涉及一种适用于近紫外光激发的单一相白光荧光粉及其制备方法。

背景技术

白光发光二极管（简写白光LED）具有高效节能、绿色环保、体积小、寿命长、抗震性好等优点，被认为是替代传统照明器件的新光源，也是国际照明领域研究的热点。

目前，白光LED主要通过LED芯片和荧光粉转换的方案实现。这包括两种方法：一种是蓝光LED芯片和荧光粉有机组合，在蓝光LED芯片上涂敷荧光粉，荧光粉将蓝光转化成绿、红以内的可见光，从而与透出的部分蓝光合成白光。应用最广泛的是钇铝石榴石Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺黄色荧光粉，由于LED的蓝光直接参与白光的合成，所以器件的颜色随荧光粉的涂层厚度及驱动电压而变化，色彩重现力较差。

另一种是紫外光芯片和荧光粉有机组合，包括红、绿、蓝三基色荧光粉的组合或发射红、绿、蓝三基色的单一荧光粉。荧光粉将紫外光转换成红、绿、蓝等可见光，由此直接合成白光。由于人眼对近紫外光不敏感，合成白光LED的颜色只由红、绿、蓝三基色荧光粉决定，因此色彩稳定，重现力强，是白光LED发展的方向。

由于荧光粉混合的方法存在着配比调控问题而影响色彩还原性；不同荧光粉之间还存在再吸收问题，会导致整体发光效率降低。因此，全色发射的单一白光荧光粉成为一种新的研究趋势。

2004年，韩国人研制了组成为Sr₃MgSi₂O₈：Eu²⁺，Mn²⁺的单一白光荧光粉（Jong Su Kim，Pyung Eun Jeon等，应用物理快报，85卷（17）期，3696页）。

2006年，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所张家骅、孙晓园等研制了组成为Eu_xySr_y-xyMgSi_zO_2z+y+1的单一白光荧光粉（中国专利，专利号为200510016743.9）。

发明内容

为了解决现有技术中的三基色荧光粉混合存在的再吸收和配比调控问题而影响流明效率和色彩还原性能的缺陷，本发明提供一种适用于近紫外光激发的单一相白光荧光粉及其制备方法。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种适用于近紫外光激发的单一相白光荧光粉，该单一相白光荧光粉的化学式为：Ba_9-x-yEu_xMn_ySc_2-zCe_z(SiO₄)₆，其中，x、y、z为摩尔分数，x、y、z的取值范围分别是：0.03≤x≤0.20；0.05≤y≤0.30；0.02≤z≤0.15。

本发明还提供了该单一相白光荧光粉的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

a.以含有Ce的氧化物、碳酸盐、硝酸盐或卤化物，Eu的氧化物、碳酸盐、硝酸盐或卤化物，Sc的氧化物、碳酸盐、硝酸盐或卤化物，Mn的氧化物、碳酸盐、硝酸盐或卤化物，Si的氧化物和Ba的氧化物、碳酸盐、硝酸盐或卤化物为原料，按上述单一相白光荧光粉的化学式中各物质的化学计量比，计算称取上述各原料，进行研磨混合；

b.将上述混合料置入刚玉坩埚中，放入高温炉内，在CO或H₂还原条件下焙烧，焙烧温度为1050℃-1350℃，焙烧时间为2-4小时，自然冷却后研磨即得所述单一相白光荧光粉。