[发明专利]一种紫外与红光双模式激发白光的LED用荧光粉及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，涉及发光二极管用单一基质荧光粉及其制备方法。

背景技术

双模式激发发光材料同时具有下转换和上转换发光特性，紫外激发白光LED用材料属于下转换发光材料，而红光或者红外激发白光LED用荧光材料则是上转换材料。目前，紫外激发白光LED有两种组合：紫外LED芯片+红绿蓝荧光粉和紫外LED芯片+单一基质白色荧光粉。前者因荧光粉各自的光衰和驱动电流不一样，所得到的白光不稳定。而后者完全可以克服以上缺点，并且成本较低。因此，紫外激发白光LED用单一基质白光荧光粉成为近年来荧光粉的研究热点。（Kim S K,Jeon P E,Park Y H,Chio J C,Park H L,Kim G C,Kim T W.White-light generation through ultraviolet-emitting diode and white-emitting phosphor.Appl.Phys.Lett.,2004,85(17):3696;Guo N,Huang Y J,Yang M,Song Y H,Zheng Y H,You H P.A tunablesingle-component warm white-light Sr3Y(PO4)3:Eu2+,Mn2+phosphor for white-light emittingdiodes.Phys.Chem.Chem.Phys.2011,13:15077-15082;Zhang J,Wang Y H,Zhang F,Huang Y.Single-Phase White-emitting Ca₈MgGd(PO₄)₇:Ln³⁺,Mn²⁺(Ln³⁺=Ce³⁺,Tb³⁺,and Dy³⁺)forMercury-Free Lamps.J.Electrochem.Soc.2011,158(4):J110-J114）。然而利用红光上转换发光特性来实现白光LED的发光材料几乎没有报道，而同时具有上转换和下转换特性的荧光发光材料更为少见。

偏钒酸盐基质是一种性能优良的紫外激发白光LED用单一基质荧光粉的发光材料。钒酸盐基质发光材料因具有合成温度较低、化学稳定性和热稳定性较好、发光强度高等优点而在显示显像、高压汞灯、X射线增感屏以及激光材料等领域得到广泛的应用。日本研究人员“Photoluminescence property of vanadates M₂V₂O₇(M:Ba,Sr and Ca)”（Nakajima T,Isobe M,Tsuchiya T,Ueda Y，Manabe T.Opti.Mater.2010,32:1618-1621.）一文中报道采用制备了对称性较低的偏钒酸盐系列M₂V₂O₇（M=Ba，Sr和Ca）荧光粉，该文献指出：采用高温固相法在750℃退火24小时合成三斜晶系的M₂V₂O₇（M=Ba，Sr和Ca）荧光粉，其激发光谱在320nm~370nm区间有很宽的紫外峰，可以被紫外LED有效激发。在353nm的激发下，测得发射光谱的强发射峰位于400nm~700nm之间的可见光。尽管该文献所报道的单一基质荧光粉M₂V₂O₇，其制备方法简单；但由于红光部分相对较弱而使得显色指数偏低，而且只具有传统的紫外激发下转换发光特性。同时，在现有商业化红光LED芯片中，波长为640nm商业化芯片的发光强度是商业化690nm芯片1000倍以上。因此，红光640nm有效激发且发光强度很强的单一基质荧光粉将为白光LED提供一种全新的商业化实现方法。

发明内容