[发明专利]一种蓝光激发的长余辉荧光粉及其制备方法

说明书

本发明涉及一种可被420～480nm蓝光有效激发的长余辉荧光粉，其化学通式为xCe³⁺:R_2‑xMAl_yGa_4‑ySiO₁₂，其中，x、y为对应元素的摩尔分数，0.01≤x≤0.06，1≤y≤3；R为Y、Gd、Lu元素中的一种或多种；M为Mg、Ca、Sr、Ba元素中的一种或多种。本发明还提供一种长余辉荧光粉的制备方法，先后采用氧化、还原气氛二步烧结工艺，得到可被蓝光有效激发、发光强度高、余辉时间可调的长余辉荧光粉。原料成本低，产品质量稳定可靠，能够满足交流白光LED的应用要求，具有广阔的商业前景。

技术领域

本发明涉及光致发光材料技术领域，尤其涉及一种应用于交流LED的长余辉荧光粉及其制备方法。

背景技术

白光LED作为新型绿色高效固态照明光源，备受市场青睐。由于传统的直流电驱动白光LED存在供电系统复杂、成本和能耗高等不足，严重阻碍了产品的推广，SeoulSemiconductor、III-N Technology、台湾工业技术研究院等单位率先采用交流电直接驱动LED光源(Altering current light emitting diode,AC-LED)，省去交-直流转换器，驱动系统大大简化，更节能省电、更长使用寿命、更有能效的高性价比。

AC-LED器件直接由交流电供电，发光强度会随着时间发生周期性变化，而且通过电压必须高于阈值电压V_f时，器件才能点亮。因此，随着交流电周期性改变，AC-LED器件就会出现周期性的明暗，即频闪。虽然人眼几乎无法分辨市电50/60Hz的周期性黑暗(4～16ms)，但是长时间的用眼会造成眼疲劳、视力下降、注意力分散等不良后果。

解决AC-LED频闪问题的方法主要有两种：一种方法是利用串联改善波形，或利用滤波电容来缓解频闪，但电路中加入的小电解电容使AC-LED使用寿命大受限制，出现LED光源本身还没坏、但转换器却先坏掉的窘境；另一种方法则是利用余辉型荧光粉产生的余辉弥补AC-LED的黑暗间隙，此方法无需加入各种转换器，极大程度地延长了AC-LED的使用寿命，具有广阔的应用前景。

当前获得白光的主流方案是在蓝光芯片上涂敷Ce³⁺:YAG黄色荧光粉，通过芯片发出的蓝光和荧光粉发出的黄光混合得到白光。但是，Ce³⁺:YAG黄粉不具有长余辉特性，而大多数余辉荧光粉只能被近紫外光有效激发，且余辉时间大于1min，这就意味着余辉衰减过慢，大部分能量被储存产生余辉而减弱了荧光粉自身的发光强度。因此，可被蓝光芯片有效激发的瞬余辉型荧光材料亟待研发。