[发明专利]一种磷铝酸锶锂钠荧光粉及其制备方法

说明书

本发明公开了一种稀土离子掺杂的磷铝酸锶锂钠荧光粉及其制备方法，其化学通式为Li₆Na₃Sr_14‑xAl₁₁P₂₂O₉₀:xR，Li₆Na₃Sr₁₄Al₁₁P₂₂O₉₀作为基质材料，掺杂的R作为中心发光离子，R为稀土Ce、Tb、Eu、Dy、Sm离子中的一种或几种的组合，其中0.04≤x≤0.60。本发明荧光粉可以将紫光或蓝光转化为长波长的可见光，通过调节发光离子可实现多光色输出，且材料稳定性好，可用于白光LED的发光层。本发明荧光粉采用两次高温固相焙烧的方法，这不仅降低了锂及磷的挥发，还大大提高了产品纯度。

技术领域

本发明涉及无机发光材料技术领域，具体涉及主要用于白光LED的光转换，一种以磷铝酸锶锂钠为基质、稀土离子为发光剂的磷铝酸锶锂钠荧光粉及其制备方法。

背景技术

白光发光二极管是通过在LED芯片上涂抹能够被特定波长激发的荧光粉制成的，简称为白光LED。白光LED作为第四代绿色照明光源，具有发光效率高、寿命长、响应时间短、节能环保等优点，逐渐成为社会关注的热点。由于其光谱性质的不同，可广泛应用于家庭照明、背景显示、汽车照明等领域。

白光LED主要采用紫光/蓝光LED芯片匹配荧光粉的方式制成，其中白光60％～100％来源于荧光粉，因此，高性能荧光粉是白光LED的关键材料之一。荧光粉主要是通过将少量的发光离子掺入到无机基质中实现。白光LED用荧光粉经过了多年的发展，已经开发出许多的体系。其中，按基质所属类型分为以下几种常见的类别：铝酸盐体系、硅酸盐体系、硼酸盐体系、氮化物/氮氧化物体系、硫化物硫氧化物体系，其各有优缺点。

铝酸盐荧光粉自上世纪六十年代进入人们的视野后，就被大量的科研人员所关注并研究，其中以YAG最为引人注目。它是白光LED领域的一种常用商业基质。它具有一种特殊的被称为石榴石的结构，石榴石类型的化合物通常可用[A]₃{B}₂(C)₃O₁₂表示，该类型是典型的立方结构。在蓝光LED芯片表面涂上一层YAG:Ce³⁺黄光荧光粉，能高效发射白光，其白光特性优越。该方式已经成为白光LED商业开发最优的选择。稀土离子掺杂的磷酸盐是另一类得到广泛应用的荧光粉，该类荧光粉发光效率较高，合成温度不高，制备条件并不苛刻，一定程度上节约了较大的成本。著名学者潘再法一行人运用高温固相法，在高达1200℃下制备Eu²⁺激活的BaSrMg(PO₄)₂高亮度白光荧光粉，通过分析光谱得知发射光谱由两个谱带构成，两个谱带中心分别位于424nm和585nm，得出结论为Eu²⁺同时占据基质中Sr²⁺、Ba²⁺的位置，从而使得4f⁶5d¹向4f⁷电子发生跃迁。吴秀莲等人通过固相反应合成了一系列Tm³⁺、Tb³⁺、Eu³⁺掺杂的K₃La(PO₄)₂荧光粉。