[发明专利]基于蓝光激发的氮化物黄色荧光粉及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于蓝光激发的氮化物黄色荧光粉及其应用，属于发光技术领域。

背景技术

现有广泛使用的照明材料如白炽灯、荧光灯，存在耗电、易碎和弃物汞污染等缺点，白光发光二极管(WLED)具有无毒、寿命长、高效节能、发热量低、抗震性及安全性好等诸多优点，被广泛应用于照明和显示领域，被认为是替代现有照明器件的下一代光源。

目前可实现产业化的是光转换型WLED，其原理为使用蓝光InGaN管芯抽运黄色荧光粉。经过近几年的发展，这种蓝光加黄光模式已经成为商业化白光LED的主流。商业化白光LED上的黄色荧光粉主要应用的是YAG钇铝石榴石，其化学式为Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺(美国专利US2008116422-A1)，虽然使用该荧光粉制作的白光LED具有很高的照明效率，但是，由于其发射光谱中缺少红光成分，导致其色温高(6000K)，显色指数低(小于80)，无法满足日常照明的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于蓝光激发的氮化物黄色荧光粉及其应用，解决了现有白光LED色温高，显色指数低的技术问题。

本发明提供基于蓝光激发的氮化物黄色荧光粉，该荧光粉的化学式为(Sr_1-x-y-zM_xL_yCe_z)Al_1-y+zSi_4+y-zN₇，其中，M为Ca或者Ba，L为Li、Na或者K，Ce为三价铈离子，x，y，z为元素摩尔分数，0.01≤x≤0.1，0.01≤z≤0.1, 0.1≤y/z≤0.99。

优选的是，所述的M为Ba，L为K。

本发明的基于蓝光激发的氮化物黄色荧光粉的晶格结构为正交晶系，空间群为Pna2₁。

本发明还提供基于蓝光激发的氮化物黄色荧光粉在制作白光LED中的应用，将基于蓝光激发的氮化物黄色荧光粉与环氧树脂按质量比8-9:100混合均匀，调成浆料，涂覆在蓝色InGaN芯片上，灌封固化得到白光LED。

本发明的有益效果：

(1)本发明提供的基于蓝光激发的氮化物黄色荧光粉，当半径较小的Ce³⁺离子取代半径较大的Sr²⁺离子时，造成了材料体系的晶格畸变及电荷失衡，致使材料体系中Ce³⁺的固溶度降低，发光强度低，本发明通过掺入L(Li、Na、K)和Al共同起到电荷补偿和半径补偿的作用，有效改善了荧光粉的发光性能；

(2)本发明提供的基于蓝光激发的氮化物黄色荧光粉可被250-350nm的紫外光及420-460nm的蓝光激发，通过M(Ca，Ba)取代Sr，形成置换型固溶体，有效调控荧光粉的发射光谱，实现发射峰峰值在550-565nm范围内可调，发射谱半高宽为110-120nm，较YAG发射位置红移，半高宽更宽；

(3)应用本发明的基于蓝光激发的氮化物黄色荧光粉制作的白光LED色温低，显色指数高。

附图说明

图1为本发明实施例1中基于蓝光激发的氮化物黄色荧光粉的X射线粉末衍射谱；

图2为本发明实施例10中基于蓝光激发的氮化物黄色荧光粉的激发光谱；

图3为本发明实施例10中基于蓝光激发的氮化物黄色荧光粉的发射光谱；

图4为本发明实施例14中的白光LED的光谱功率分布。

具体实施方式

基于蓝光激发的氮化物黄色荧光粉，该荧光粉的化学式为(Sr_1-x-y-zM_xL_yCe_z)Al_1-y+zSi_4+y-zN₇，其中，M为Ca或者Ba，L为Li、Na或者K，Ce为三价铈离子，x，y，z为元素摩尔分数，0.01≤x≤0.1，0.01≤z≤0.1, 0.1≤y/z≤0.99。

优选的是，所述的M为Ba，L为K。

本发明提供的基于蓝光激发的氮化物黄色荧光粉，其晶格结构属于正交晶系，空间群为Pna2₁，其晶格结构特点为铝氮四面体以共楞方式连接并沿[001]方向形成无限链，然后这些无限链被硅氮四面体以共角连接的形式联系起来构成空间无限网格，并且形成了延[001]方向延伸的通道，Sr离子则分布在这些通道里。