[发明专利]一种荧光陶瓷材料、其制备方法以及一种低色温白光LED

说明书

本发明提供了一种荧光陶瓷材料，其化学式为：(A2‑xRexM)(Mg2D3)O12，其中A为Y、Lu、Sc、Gd、Ga中至少一种，Re为Eu、Ce、Pr、Sm、Dy、Tm、Tb、Nd中的至少一种，M为Ca、Sr、Ba中的至少一种，D为Ti、Si、Ge中的至少一种，0.001≤x<2。该荧光陶瓷可被蓝光芯片有效激发，结合蓝光芯片可制作低色温白光LED；同时，该荧光陶瓷具有荧光粉无法比拟的机械与力学性能，可直接与蓝光芯片进行封装，替代目前荧光粉加有机材料的封装模式，有效解决了有机封装材料散热差，持续高温引起的光效降低和色漂移的问题，大幅度延长了白光LED器件寿命。

技术领域

本发明涉及透明荧光陶瓷材料，特别是一种荧光陶瓷材料、其制备方法以及用其制备低色温白光LED的应用。

背景技术

作为第四代照明光源的白光LED有着节能、环保、寿命长及响应迅速的优点，已经取得了令人瞩目的发展，广泛应用于各种照明场景中。目前商用白光LED的制造方法通常采用封装技术将一种以上的荧光粉利用环氧树脂或者硅胶等有机材料封装在蓝光芯片上，由蓝光芯片激发荧光粉的发光和多余的蓝光混合得到白光。然而这种封装方式在实际使用中存在着一些问题：首先，有机封装材料散热性能较差，芯片长时间点亮下温度会高于150℃，有机材料在高温下极易老化变质，造成光源光效降低及色漂移，大大降低了白光LED的使用寿命；其次，由于封装材料的散热性能差，荧光粉在封装材料中也一直处于高温环境，导致荧光粉老化，引起温度猝灭，同样造成光效降低和色漂移现象；再者，荧光粉在封装材料中的分散不均匀，特别是大批量制作时，荧光粉在环氧树脂及硅胶中由于沉淀引起分散不均匀，导致光源发光颜色不均匀。上述问题都极大的影响了白光LED的应用和推广，也限制了其在大功率白光LED领域的发展。

2006年，Anant A.Setlur等人首次报道了Lu2CaMg2(Si,Ge)3O12:Ce3+橙色荧光粉(请参见文献Crystal Chemistry and Luminescence of Ce3+-Doped Lu2CaMg2(Si,Ge)3O12and Its Use in LED Based Lighting,Chem.Mater.2006,18,3314-3322)，由于其独特的发光性能，提出将其应用在白光LED领域。2016年，Wei Xia等人也对这种荧光粉进行了研究(Synthesis and luminescence properties of (Lu0.95-xCe0.05)2Ca1+2xMg2Si3O12silicate garnet phosphors and its applications,Functional MaterialsLetters Vol.9,No.3(2016))，并将其与传统YAG荧光粉进行单粉封装对比，在色坐标和光效接近的条件下，该荧光粉封装的白光LED色温更低。但是，该橙色荧光粉制备的白光LED也很难避免上述问题。

发明内容