[发明专利]一种白光LED用蓝光荧光粉及制备方法和白光LED发光装置

说明书

一种白光LED用蓝光荧光粉及制备方法和白光LED发光装置，属于发光材料技术领域。本发明制备方法是：1)按通式K₂BaCa(PO₄)₂:xEu²⁺化学计量比秤取原料，其中0.001≤x≤0.09，充分研磨均匀；2)将步骤1)得到的原料混合物置于坩埚，在还原高温炉中于1050‑1300℃温度煅烧4‑8小时，从而得到烧结体；3)将步骤2)得到的烧结体研磨成为粉末，即得所述磷酸盐荧光粉。本发明制备方法简单、易于操作、设备成本低且无污染。用本发明的白光LED用蓝光荧光粉与现有技术中的红光和绿光荧光粉组合，在紫外光激发下可获得高质量的白光，能够满足通用照明领域对于不同类型光源的需求，同时具有显色性能好、能量转换率高、色温均匀性好的优点。

技术领域

本发明属于发光材料技术领域；涉及一种高热稳定性的白光LED用蓝光荧光粉及其制备方法和白光LED发光装置。

背景技术

近年来，白光LED作为一种新型的固态照明光源，由于其环保、节能、可靠性高、寿命长等优点受到人们的关注。它被广泛应用于普通照明、信号灯、液晶显示器、背景光源等诸多领域，并有望取代目前使用的各式灯泡和荧光灯，成为新一代的绿色照明光源。

目前可实现产业化的是光转换型白光LED，是使用蓝光InGaN芯片泵浦YAG:Ce³⁺黄色荧光粉得到；这种白光LED制作原理简单且发光效率高，已经在许多领域获得应用。但是由于荧光粉YAG:Ce³⁺的发射光谱中红光成分不足，所获得的白光显色指数还较低，应用受到了一定的限制，特别是一些对色温性和显色性要求较高的领域和艺术照明、医用照明等领域。这种使用“蓝光芯片+黄色荧光粉”的组合实现白光的理念已经逐渐演变成“近紫外芯片+三基色荧光粉”，以提高白光的显色性和可调能力。伴随着近紫外芯片效率的提高，这种实现白光的方式得到了更多关注和研究。相应地，为了能够与近紫外芯片的发光波长相匹配，以制备出高效率与高亮度的白光LED，发展近紫外激发源的三基色荧光材料日趋成为人们研究的重点。

在三基色荧光材料中，能够在显色性和稳定性方面都能达到应用要求的蓝光荧光粉还很少见。例如，已有的白光LED用蓝光荧光粉体系包括硫化物体系蓝光荧光粉、硅酸盐体系蓝光荧光粉、硅基氮(氧)化物体系蓝色荧光粉、铝酸盐体系蓝光荧光粉以及磷酸盐体系蓝光荧光粉。首先，硫化物体系蓝光荧光粉激发波段较宽，并且发光亮度较好。然而，由于硫化物稳定性和抗紫外光辐射能力较差，白光LED使用寿命不长；同时，这类荧光粉对湿度敏感，稳定性较差。其次，硅酸盐体系蓝光荧光粉化学稳定和热稳定性较好，但封装成品显色指数普遍不高。再次，硅基氮(氧)化物体系蓝色荧光粉激发波长宽、温度稳定性好，发光性能优良；但是这类荧光粉在制备过程中需要高温高压等苛刻条件，增加了安全隐患。第四，铝酸盐体系蓝光荧光粉亮度高，发射峰宽，成本低；但是工业化生产中存在合成温度较高，荧光粉颗粒度较大等问题。第五，磷酸盐体系蓝光荧光粉发光效率高，制备工艺简单等优点。

另一方面，由于荧光粉都具有温度猝灭特性，而LED工作时最高温度可达200℃，严重的削减了荧光粉的发光效率，从而限制了白光LED的发光材料发展。

因此，基于现有的蓝光荧光粉材料进行改进，以得到能够与近紫外LED相匹配的高热稳定性的蓝光荧光粉是LED发光材料面临的重要课题，相关发光材料和发光装置的发展对于白光LED的发展具有重要的意义。

发明内容

本发明目的之一是克服现有技术的不足，提供一种温度猝灭特性高、发光亮度高、化学稳定性、激发和发射范围较宽的白光LED用蓝光荧光粉。

本发明目的之二是提供一种制备上述白光LED用蓝色发光材料的制备方法。该制备方法简单、易于操作、设备成本低且无污染。

本发明目的之三是提供一种显色指数高、色温低的暖色调白光LED发光装置。