[发明专利]一种高光效LED/LD照明用氟磷灰石复相荧光陶瓷材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种高光效LED/LD照明用氟磷灰石复相荧光陶瓷材料的制备方法，按照一定比例将氟磷灰石粉体与Ce³⁺:Y₃Al₅O₁₂粉体混合后一同置于球磨罐中，并加入一定量的分散剂配制成固含量为35～60vol.％的浆料，将浆料依次经过烘干、研磨、过筛处理后，置于空气气氛中煅烧得到氟磷灰石‑Ce³⁺:Y₃Al₅O₁₂混合粉体，将得到的混合粉体置于石墨模具中，然后一同置于放电等离子烧结炉中进行SPS烧结，得到氟磷灰石进入到陶瓷晶粒内部的氟磷灰石复相荧光陶瓷材料。该方法使制备得到的复相荧光陶瓷材料在具有高透过率性能的同时，还能提升其发光效率。

技术领域

本发明涉及固体发光材料领域，具体涉及一种高光效LED/LD照明用氟磷灰石复相荧光陶瓷材料的制备方法。

背景技术

作为照明光源的白光LED相较于荧光灯和白炽灯，其具有光效高、能耗低、使用寿命长、环保无污染等特点，因此得到各国政府的极力推广，且目前已逐渐成为主要的照明光源之一。白光LED目前主要采用蓝光LED芯片与黄色荧光粉组合的方式，这种封装方式需要将荧光粉分散在有机树脂或硅胶中。随着人们的照明需求不断提高，这种有机物封装荧光粉的方式已不能满足高功率高显色性能的白光LED的需求。高功率以及高能量密度激发荧光粉将产生大量热量，大量热量致使有机物加速老化，从而导致白光LED的色温色坐标漂移，大大缩短使用寿命。

为了解决上述问题，提出白光LED的荧光转换材料的“去有机化”概念，因此高性能的荧光玻璃、荧光晶体以及荧光陶瓷得到广泛研究。其中，透明陶瓷作为一种新兴材料，无论是其制备技术还是材料性能等方面都具有传统单晶材料和玻璃材料无可比拟的优势，能够完全克服单晶材料的缺陷，发展极为迅速，已经成为白光LED/LD领域研究的热点和重点，并已经在许多重要领域中获得初步应用，其取代单晶材料而成为下一代白光LED/LD材料正逐步成为现实。在所有的透明陶瓷材料体系中，铈离子掺杂钇铝石榴石(Ce:YAG)透明陶瓷以其易于制备和良好的物理化学性能等优势，是白光LED/LD发光介质研究领域的热点和重点，目前已经成为研究成果最为丰硕、应用最为广泛的透明陶瓷材料体系，发展前景十分广阔。

然而，Ce:YAG单相荧光陶瓷与蓝光LED芯片组合得到的白光LED，其发光效率与荧光粉点胶形成的白光LED相比并无明显优势。这是因为如果陶瓷具有良好光学透过率，则大部分蓝光会透过陶瓷而不会被陶瓷吸收掉，造成陶瓷光效的降低。尽管向陶瓷内部引入气孔能够提升其对蓝光的吸收率，但同时也会极大地降低陶瓷热导率，损害发光性能。为了克服上述问题，常用的方法是通过向YAG晶格中引入具有高热导率、高折射率的材料(如Al₂O₃，MgAl₂O₄、Y₂O₃等)来增强对蓝光的散射，从而让Ce离子吸收更多的蓝光，从而起到光成分调节的作用，提升发光效率。