[发明专利]一种LED/LD照明用高显指、高光效复相荧光陶瓷及其制备方法

说明书

本发明公开了一种LED/LD照明用高显指、高光效复相荧光陶瓷及其制备方法，该复相荧光陶瓷的化学通式为：a(Ce_xY_1‑x)₃Al₅O₁₂‑b(Eu_yY_1‑y)₂O₃或c(Ce_xY_1‑x)₃Al₅O₁₂‑dEu_zSr_1‑zAlSi₄N₇；先制备Ce:YAG荧光粉，再与商业Y₂O₃:Eu³⁺粉体或商业SrAlSi₄N₇:Eu²⁺粉体、分散剂、无水乙醇按一定比例混合球磨，将球磨得到的混合浆料进行干燥，过筛；将过筛后的粉体煅烧，再进行放电等离子烧结，冷却到室温后进行双面抛光处理，得到所述复相荧光陶瓷。本发明提供的复相荧光陶瓷材料在LED(300～500mA)/LD(2～10W)的激发下发射低色温高显指白光，发射主峰530nm～550nm和600nm～640nm，相对色温为2500～3700K，显色指数为80～88，视觉发光效率可达到290～350lm/W。该复相荧光陶瓷制备过程简单，易于工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种荧光陶瓷，特别涉及一种LED/LD照明用高显指、高光效复相荧光陶瓷及其制备方法，属于无机发光材料技术领域。

背景技术

以LED/LD为激发源所制备的新型固态照明器件，具有绿色节能、响应快、抗恶劣环境、结构简单、体积小、重量轻及安全性好等诸多优点，可代替传统的氙灯和高压钠灯，具有无可比拟的节能优势，在固态照明、汽车前照灯、道路照明等领域获得了广泛的应用。在该领域，获得白光的主要手段是基于蓝光(440nm～460nm)LED/LD芯片搭配有机树脂封装的Ce³⁺:Y₃Al₅O₁₂(Ce:YAG)荧光粉。由于高功率LED/LD芯片在工作时会产生出大量的热，因此容易导致传统荧光粉封装材料的老化，光效的降低。荧光陶瓷具有优异的导热性能、机械性能、热稳定性、易实现高浓度掺杂等优点，是一种优异的荧光转换器件。基于此，国内外学者利用Ce:YAG荧光陶瓷与LED/LD芯片封装制备出了具有高热稳定性的固态照明器件。但是，在蓝光芯片的激发下，Ce:YAG荧光陶瓷体系发光颜色比例失调，缺少红光成分，获得的白光偏冷，会带来较高的色温和较低的显色指数，难以实现暖白光发射。此外，由于单相陶瓷存在全反射(TIR)效应，容易造成光提取率较低，无法实现较高的光效。

为了解决Ce:YAG荧光陶瓷体系的色温较高、显色指数较低的难题，必须对Ce:YAG荧光陶瓷进行掺杂与改性。虽然已有多篇关于红光发射稀土离子共掺杂增强显色指数，引入第二项提高光效的文献报道，但是其效果并不十分理想。CN107651955A公开了一种复相透明陶瓷，其第一相为(Ce,Re):YAG，第二相为Y₂O₃，第一相(Ce,Re):YAG晶相的体积控制在总体积的60％～99.99％之间，第二相Y₂O₃晶相的体积控制在总体积的0.01％～40％之间，其中，Re为Pr、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Er、Tm、Lu的一种或多种。由于其第一相(Ce,Re):YAG为稀土共掺杂型荧光陶瓷，虽然引入Y₂O₃第二相可提高光效，引入红光发射离子Re可提升显色指数，可是由于Ce与Re之间存在非辐射能量传递，会带来光效的下降。CN 107651955 A中透明陶瓷的制备过程较为繁琐，不利于工业化生产。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种LED/LD照明用高显指、高光效复相荧光陶瓷。

本发明的目的之二是提供上述LED/LD照明用高显指、高光效复相荧光陶瓷的制备方法，步骤简单，绿色环保。