[发明专利]一种发光颜色可调的新型磷灰石结构发光材料及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光颜色可调的新型磷灰石结构发光材料及其应用，属于固体发光材料领域。

背景技术

白光发光二极管（LED）因其高效节能、无污染等被誉为第四代照明光源。但是，目前商业化应用的蓝光芯片加黄色YAG:Ce荧光粉的方案由于缺少红光，导致所获得的白光色温值高，显色指数低，难以应用于一些对显色性要求高的行业。近紫外芯片与红绿蓝三基色荧光粉符合的方案由于缺乏性能良好的红绿蓝三基色荧光粉，且三基色荧光粉混合后，存在颜色再吸收、制备过程复杂、各类荧光粉的热稳定性不同出现的颜色变化等问题，大大限制了其实际应用。使用单一基质白光发光材料可以有效避免因荧光粉混合出现的问题，同时，简化器件制备过程，已经成为当下的研究热点。

目前研究的单一基质白光主要分为以下几类：1. 掺杂Dy³⁺（Journal of the American Ceramic Society, 2010, 93(11): 3857-3861）和Eu³⁺（Optical Materials, 2011, 33: 355-358）实现白光，但是，Dy³⁺, Eu³⁺为尖峰吸收和发射，因而效率不高。2. 双离子掺杂实现白光，常见的如Ce³⁺-Mn²⁺( Journal of the Electrochemical Society, 2008, 155(11): J310-J314)、Eu²⁺-Mn²⁺ (Applied Physics Letters, 2004, 84: 2931-2933）、Ce³⁺-Tb³⁺(Journal of The Electrochemical Society, 2009, 156(5): J117-J120)等掺杂的无机材料，其通过混合蓝光和红光，或蓝光和绿光实现白光，但是该类方式产生的白光色纯度低。3. 多离子掺杂实现白光，如Ce³⁺-Tb³⁺-Mn²⁺（ The Journal of Physical Chemistry C, 2011, 115(5): 2349-2355）、Eu²⁺-Tb³⁺-Mn²⁺（ Inorganic chemistry, 2011, 50(16): 7846-7851）等掺杂的无机材料，该方式针对第二类白光实现方式提出，其采用发射红绿蓝三种颜色的离子作为激活剂离子，通过条件激活剂离子的种类，实现白光。该类方式所获得的白光色纯度好，但是多次能量传递使得发光效率严重下降，发光亮度很弱，难以实现实际应用。

另外，近年来发展的植物生长用LED灯，不仅具有高效、节能等优势，还能依据植物所需实施不同“光肥”，在促进植物快速生长的同时，达到增产、高效、优质、抗病、无公害的目的，在未来农业发展中具有重要意义。研究发现：绿色植物的吸收光谱基本相同，在可见光区的吸收主要集中在400-470 nm的蓝紫光和640-720 nm的红光区，因此促进植物生长所用的灯应有高的短波长红光、中等量的长波长红光以及少量的蓝紫光发射，这样才能使植物获得最好的生长。具有蓝紫光-红光混合光发射的发光材料所制成的器件，可用于促进植物生长。