[发明专利]一种可被蓝光激发的LED灯用荧光粉及其制备方法

说明书

一种可被蓝光激发的LED灯用荧光粉及其制备方法，属于发光材料领域。该材料具有类似石榴石的结构，其制备方法包括：以Y₂O₃、Al₂O₃、Cr₂O₃和CeF₃为原料，在惰性气氛保护下，通过高温固相反应法制得。Cr³⁺的引入可以改善样品的发光性能，使之在与蓝光芯片复合实现白光的过程中形成富含深红光成分的暖白光，从而在植物生长LED照明领域具有潜在应用价值。本发明无需还原气氛及助熔剂，制备工艺简单、操作方便、样品性能稳定，具有极大的环保价值与应用前景。

技术领域

本发明属于功能材料中无机发光材料技术领域，涉及一种应用于半导体照明的荧光粉及其制备方法，更具体地说涉及一种可被蓝光激发的LED灯用荧光粉及其制备方法。

背景技术

作为一种光电转换器件，发光二极管(Light Emitting Diode简称LED)具有很高的转换效率，属于典型的固体冷光源。白光LED亦称作第四代新型照明光源，因其具有高效节能、绿色环保、响应迅速、寿命长、发光强度大及应用范围广等优点，被认为是当前最具发展前景的一种电光源。目前，LED实现白光主要采用的是InGaN蓝光芯片涂敷钇铝石榴石(YAG)黄色荧光粉的手段。然而，以这一方式实现的白光，其红光成分短缺、发光效率低、色温高、显色性差，很难实现在高端照明领域的应用。此外，工业生产的商用黄色荧光粉大多采用高温固相反应法得到。其不仅反应温度较高(≥1600℃)，还需要一定的还原气氛，而且反应过程中需额外添加助熔剂。

基于商用黄色荧光粉YAG:Ce³⁺在LED芯片实现白光过程中发射光谱红光成分(尤其是700～750nm的深红光)的严重缺失，一般情况下，可在其中混入如(Sr,Ca)S:Eu²⁺、(Ba,Sr,Ca)₂Si₅N₈:Eu²⁺、CaAlSiN₃:Eu²⁺等能被蓝光激发的硫化物基或氮化物基红色荧光粉，以克服缺陷。这在一定程度上弥补了LED白光中红光成分的不足，但同时也带来了新的问题：(1)硫化物化学性质不稳定，易潮解，易产生有毒物质造成环境污染，毒化芯片；(2)氮化物制备条件苛刻，所需原料价昂难得，粉体粒径不可控，甚至连纯相都难以获得。此外，不同荧光粉受激时对能量的再吸收易使光色不匹配。

因此，选择适宜的基质原材料，优化实验方案，控制反应条件与工艺参数，开发出单一基质的新型LED灯用黄色荧光粉具有十分重要的意义。

发明内容

针对现有技术中存在的各种问题，本发明目的在于提供一种新型的YAG:Ce³⁺黄色荧光粉及其合成工艺。与现有的YAG:Ce³⁺相比，其制备工艺更加简单。受蓝光激发后，样品的发射峰发生红移或发射光谱得以拓宽，在植物生长LED照明领域具有较高的应用价值和规模化的生产前景。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种可被蓝光激发的LED灯用荧光粉，其特征在于，所述荧光粉的化学式如下：

Y_3-x(Al_1-mCrm)_sO_i2-3x/2F_3x:xCe³⁺

(x＝0.02～0.06,m＝0.005～0.0375)

上述所述的一种可被蓝光激发的LED灯用荧光粉制备方法，其包含如下步骤：

A.称量、前处理：按化学式中金属摩尔比准确称取所需的各种原料，将其置于盛有某种介质的烧杯中，磁力搅拌数分钟，静置分层后移去上层清液，放入烘箱内干燥；