[发明专利]一种Eu掺杂钙磷酸盐发光材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种Eu掺杂钙磷酸盐发光材料及其制备方法与应用，该发光材料的化学表达式为Ca_4‑x+10y(PO₄)_2+6yO_1+2yH_2y:Eu_x²⁺，它们的取值范围为0x≤0.2，0≤y≤0.1。本发明通过沉积沉淀法合成所述的Eu掺杂钙磷酸盐发光材料Ca_4‑x+10y(PO₄)_2+6yO_1+2yH_2y:Eu_x²⁺，在近紫外光激发下，晶核和壳层分别发射红光和蓝绿光，发射峰覆盖了可见光区域的420nm～750nm，峰值位于500nm和620nm，最终在单一发光材料中实现了白光发射。该发光材料用于LED光源器件中能获得高显色和色温可调的白光，制备方法工艺简单，适用于工业化生产。

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，具体涉及应用于半导体照明的发光材料及其制备方法与应用。

背景技术

白光LED是一种电致发光固体半导体器件，具有发光效率高、节能环保、寿命长以及体积小等优点，目前已广泛的应用于各个领域中。当前基于发光材料转换实现白光主要有以下三种方式：①采用GaN蓝光LED芯片复合钇铝石榴石(YAG：Ce³⁺)黄色发光材料，通过蓝光芯片发出的蓝光与YAG：Ce³⁺黄色发光材料发出的黄光混合组成白光。由于缺少红光成分，这种白光普遍表现为色温偏高且不可调节、显色指数偏低；②采用蓝光芯片加绿、红色发光材料，通过蓝光芯片激发绿、红色发光材料发出绿光和红光，并最终和芯片发出的蓝光一起形成白光。这一方式由于增加了红色发光材料而能有效提高显色性，但仍然存在色温的调节依赖于绿、红色发光材料的浓度和比例问题。③在紫外芯片上涂覆红、绿和蓝发光材料，在紫外光激发下，发光材料发出红、绿和蓝光混合组成白。通过这种方法获得的白光不仅色温低，而且显色指数高、成本低。但是，三种发光材料存在难以混合均匀问题，会增加工艺的复杂性并导致发光颜色不均匀。另外，不同的发光材料之间存在较强的再吸收效应也会使得发光效率偏低。因此，研发可被近紫外光激发，单一发光材料实现高显色、色温可调的白光具有十分重要的应用意义。

可被近紫外光激发的单一发光材料实现白光的主要方式是通过多种发光离子共掺杂来实现，但不同的发光离子发光效率和热淬灭性质差异较大，这极大地降低了发光颜色的稳定性。同时，其色温的调节范围有限，且仅能通过多种发光离子的掺杂浓度变化来实现。单一发光离子占据基质不同的晶格格位从而形成白光也是单一发光材料实现白光的另一种方式，由于只有一种激活离子颜色稳定性较好，但色温的便利调节同样难以实现。开发一种色温可调、合成简便、成本低和稳定性高的单一发光离子，特别是单一Eu²⁺离子掺杂的暖白光发光材料具有广阔的前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于白光LED的、可被近紫外光激发、色温可调的Eu掺杂钙磷酸盐发光材料及其制备方法和应用。

本发明所述的Eu掺杂钙磷酸盐发光材料，化学通式为Ca_4-x+10y(PO₄)_2+6yO_1+2yH_2y:Eu_x²⁺，其中0x≤0.2，0≤y≤0.1，优选范围为0.02≤x≤0.2；进一步优选范围为：0.02≤x≤0.15；更进一步优选的范围是0.02≤x≤0.1；

本发明所述的Eu掺杂钙磷酸盐发光材料，其结构中包括晶核和壳层，所述的晶核主体为磷酸四钙化合物，所述壳层主体为钙磷灰石；