[发明专利]复相荧光材料

说明书

本发明公开了一种紫外到绿光区域的激发光源可激发的以稀土Eu离子为主要激活剂的白光LED用荧光材料及其制造方法；该材料在蓝色系至红色系具有发光色，荧光材料的组成为MxAδByOzCγ:ηEu，ζD/ωT；稀土离子激活的硅酸盐或磷酸盐或硼酸盐荧光固溶相与惰性金属微粒如Au、Ag、Pt、Pd中的一种或多种元素组成的复相结构，这种复相结构中的惰性金属微粒的存在可以明显改善荧光固溶相的发光性能，其被发射峰值波长在300nm至500nm范围内的紫外‑蓝绿光激发后，可以发射出峰值波长在450nm至600nm范围内的一个或一个以上峰值的发光光谱，能够呈现出从蓝色到橙红色的发光，应用于LED器件的制造。

技术领域

本发明涉及一种复相荧光材料，特别涉及一种包括采用半导体发光元件(LED)在内的白光系及多色系发光装置用的荧光材料。

背景技术

随着第三代半导体材料氮化镓的突破和蓝、绿、白光发光二极管的问世，被誉为“照亮未来的技术”的LED(半导体发光二极管，Light—Emitting Diode)，渐渐走进了我们的日常生活，并将引导我们走向更加光明的未来。以第三代半导体材料氮化镓作为半导体照明光源，在同样亮度下耗电量仅为普通白炽灯的1/10，寿命可以达到10万小时，一个半导体灯正常情况下可以使用50年以上。作为新型照明技术，LED以其应用灵活、绿色环保、调节方便等诸多优点，将引发一次照明领域的革命。白光LED的出现，是LED从标识功能向照明功能跨出的实质性一步。白光LED最接近日光，更能较好反映照射物体的真实颜色。从技术角度看，白光LED无疑是LED最尖端的技术。白光LED的应用市场将非常广泛。因此，迫切需要高效的荧光材料，能够将包括LED在内的发光元件发出的紫外光到绿光的光有效地转化为可见光，从而实现白光系及多色系发光装置。

目前在现有技术领域，实现白光LED的方式，以通过紫外芯片或蓝光芯片激发荧光材料的方法为主。但是，由于受到荧光材料的限制，这些方法都存在一定的局限性。

如美国专利US 5 998 925、US 6 998 771、中国专利申请ZL 00 801 494.9中，都是利用蓝光芯片激发铈激活的稀土石榴石荧光材料(如Y3Al5O12：Ce，(Y，Gd)3(Al，Ga)5O12：Ce，简称YAG；或Tb—石榴石，简称TAG)，通过蓝光芯片激发荧光材料发出黄光与部分蓝色芯片的蓝光复合出白光。这种方法中，所使用的荧光材料在白光LED的应用和性能方面具有很大的局限性。首先，这种荧光材料的激发范围在420～490nm的范围内，最有效的激发在450～470nm的范围内，对于紫外光区域和可见光的短波长侧区域及绿光区域不激发；其次，这种稀土石榴石结构的荧光粉的发射光谱最大只能到540nm左右，缺少红色成分，造成白光LED的显色指数较低。

如美国专利US 6 649 946、美国专利申请US 2004 0 135 504、中国专利申请CN 1522 291、CN 1 705 732、CN 1 596 292、CN 1 596 478、美国专利US 6 680 569中，所涉及的是UV—蓝光区域可以有效激发的稀土激活的氮化物或氮氧化物荧光材料。这种方法的荧光材料的有效激发波长范围有所增加，发射范围也可以从绿光到红光，但是这种荧光材料的发光亮度较低，而且制造成本较高，作为实用化的LED荧光粉使用还有很大的局限性。

如美国专利US 6 351 069中所涉及的是硫化物红色荧光材料，这种荧光材料可以作为补色成分加入到白光LED中，用以弥补显色指数，降低色温。但是，硫化物荧光材料的发光亮度低，虽然提高显色指数，却降低LED的流明效率；而且，其化学稳定性和耐老化性能差，并腐蚀芯片，缩短了LED的使用寿命。

如美国专利申请专利US 2006 0 027 781、US 2006 0 028 122、US 2006 0 027

785中所涉及的是硅酸盐荧光材料，但是该材料局限于含钡正硅酸盐结构，而且激发光谱在280～490nm，发射光谱在460～590nm的范围内，发光只有绿色到黄色的范围，也缺乏红色光，而且发光强度较差，还无法与YAG荧光材料相比。