[发明专利]一种白光发光二极管材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于一种发光二极管的领域，具体地说，涉及一种白光发光二极管材料及其制备方法。

背景技术

近年来随着科技的进步，发光二极管的发光效率高，且具有节能与环保的特性，使用者对于发光二极管(light emitting diode，LED)照明的需求日益增加，对照明质量的要求也逐渐提高，目前已渐渐取代传统的光源。与传统光源相较之下，发光二极管具有发光效率佳、寿命长、可靠度高不易破损、省电环保以及体积小等优点，故其应用的范围非常广泛。

发光二极管是一种半导体组件，可发出冷光光束，在白光发光二极管中，最重要的是关乎于荧光材料的组成，这将影响到发光效率、安定性、演色性、色温、使用寿命等特性，目前大多应用于指示灯、显示板等产品。

目前白光二极管的发光种类大致可分为单芯片型和多芯片型，其中多芯片型使用红、绿、蓝三色发光二极管混合成白光，此方式的优点是可视不同需要调整所欲产生的光色。

近年来，有不同的方法试图利用发光二极管作出白光光源。第一种方案是将红(R)、绿(G)、蓝(B)三基色的发光二极管芯片组合在一起，以实现白光光源的生成。但是，不同颜色的发光二极管芯片随着工作温度的升高，芯片的发光亮度下降的程度差别很大，其结果是造成混合白光的色坐标的漂移，白光的纯度较差。同时，由于现有技术的发光二极管的芯片缺少黄色调，显色指数很低，只能达到30％左右，而且色彩均匀度较差。

第二种方案是蓝光发光二极管激发黄光的荧光粉，通过蓝光和黄光的组合实现白光。这种方案的红光光通量较小，导致其显色性和色彩均匀度较差。另一方面，第二种方案的发光效率仅为28-35流明/瓦(lm/W)之间，所得到的白光发光二极管的照明效果也不够真实。

发明内容

有鉴于此，本申请所要解决的是现有技术的白光发光二极管的显色指数和色彩均匀度较差，以及照明效果也不够真实等光效率低落的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种白光发光二极管材料及其制造方法，采取了如下技术方案：

本申请的白光发光二极管材料包括磷酸盐玻璃陶瓷，而磷酸盐玻璃陶瓷参杂有稀土元素和过渡族元素，其中稀土元素是选自Eu³⁺、Sm³⁺、Dy³⁺或Er³⁺中的至少一种元素或其组合，过渡族元素是选自Mn²⁺、Sb³⁺、Pb²⁺或Sn²⁺的至少一种元素或其组合。本申请的白光发光二极管材料在紫外光的激发下能够产生红光、绿光和蓝光，并且混合成白光。

如上所述的白光发光二极管材料，其中磷酸盐玻璃陶瓷的磷酸盐基质为A₂O-BO-C₂O₃-DO₂-P₂O₅，其中A选自Li、Na或K中的至少一种元素，B选自Ca、Ba、Be中的至少一种元素，C选自Al或B中的至少一种元素，D选自Zr或Ti中的至少一种元素。

如上所述的白光发光二极管材料，其中磷酸盐玻璃陶瓷的各元素的成分比例为以下组成：xA₂O-yBO-zC₂O₃-kDO₂-70mol％ P₂O₅，而x+y+z+k＝30mol％。

如上所述的白光发光二极管材料，其中磷酸盐玻璃陶瓷的晶体尺寸范围在80奈米至200奈米之间。

如上所述的白光发光二极管材料，其中磷酸盐玻璃陶瓷的优选晶体尺寸范围为100奈米。

如上所述的白光发光二极管材料，其中紫外光的波长范围在350奈米至370奈米之间。

如上所述的白光发光二极管材料，其中紫外光的优选波长范围为360奈米。

如上所述的白光发光二极管材料，其中磷酸盐玻璃陶瓷中掺杂的所述稀土元素和所述过渡族元素为Sb³⁺、Mn²⁺及Eu³⁺的组合。

如上所述的白光发光二极管材料，其中磷酸盐玻璃陶瓷中掺杂的Sb³⁺、Mn²⁺及Eu³⁺离子的mol％浓度比为8：2：1。