[发明专利]一种二基色白光LED用红光材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及发光材料，特别是涉及一种二基色白光LED用红光材料。具体涉及一种激发波长位于蓝光区域，发射波长位于红光区域的氟硅酸盐发光材料。

背景技术

现在白光LED市场上的主导产品是由黄色荧光粉YAG:Ce与蓝光LEDs封装而成的二基色白光LEDs。但是此类白光LEDs在低色温区显色指数较低，无法满足大规模的照明需求，原因是其白光中只有黄光与蓝光成分，而红色的成分较少。

为了提高其显色指数，研究者们在黄色荧光粉YAG:Ce中掺入发红光的共激活离子Sm³⁺、Eu³⁺、Pr³⁺，由于此类离子的发光属于f-f跃迁，其激发峰与发射峰均是狭窄尖峰，对改善YAG:Ce的光谱并不明显［Y.X.Pan，M.M.Wu，Q.Su，“Tailored photoluminescence of YAG:Ce phosphor through various methods”,J.Phys.Chem.Solid.65(2004)845］；或用其它离子部分取代YAG:Ce中的Y³⁺离子，使发射光谱发生红移，但是在改善发射光谱分布的同时，却不得不牺牲了发光亮度［C.C.Chiang，M.S.Tsai，M.H.Hon，“Preparation of cerium-activated GAG phosphor powders influence of Co-doping on crystallinity and luminescent properties”,J.Electrochem.Soc.154(2007)J326-J329.］。日本一研究小组报道，在YAG:Ce中混入红色氮化物荧光粉，可在低色温（2700-3000K）获得显色指数大于90的暖白光［K.Uheda，N.Hirosaki，Y.Yamamoto，A.Naito，T.Nakajima，H.Yamamoto，“Luminescence properties of a red phosphor, CaAlSiN₃:Eu²⁺，for white light-emitting diodes”，Electrochem.Solid State Lett.9(2006)H22-H25.］。因此，开发新型的在蓝光激发下发光效率至少能与YAG:Ce相当的红光材料，并将其混入YAG:Ce，以提高二基色GaN基WLED的显色指数是比较有效而实际的方法。

目前能达到商业化应用要交的二基色WLED用红光材料普遍采用二价铕掺杂的氮化物体系，如Sr_2-x-yBa_xCa_ySi₅N₈:Eu²⁺，其基质稳定性高、吸收带宽、色纯度高、发光效率高、温度猝灭不明显，能有效优化二基色WLED的显色指数与色温，在465nm激发下的量子效率达到80％，发光强度在150°C只降低百分之几［X.Q.Piao，T.Horikawa，H.Hanzawa，K.Machida，“Characterization and luminescence properties of Sr2Si5N8:Eu2+phosphor for white light--emitting--diode illumination”，Appl.Phys.Lett.88(2006)161908.Y.Q.Li，De With G，H.T.Hintzen，“The effect of replacement of Sr by Ca on the structural and luminescence properties of the red-emitting Sr₂Si₅N₈:Eu²⁺LED conversion phosphor”，J.Solid State Chem.181(2008)515-524.］。由于用来制备该体系红光材料的碱土氮化物、氮化硅等原料非常昂贵，且混料与制备的全过程需避水避氧，使得氮化物红光材料的价格高昂。