[发明专利]一种高品质健康照明LED用单相全光谱荧光粉及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种高品质健康照明LED用单相全光谱荧光粉及其制备方法和应用，其分子式为(Ca_19‑xEu_x)Zn₂(PO₄)₁₄，所述单相全光谱荧光粉中各元素之间的摩尔比为：(Ca+Eu):Zn:(PO₄)＝19:2:14，其中Ca:Eu＝(99:1)～(990:1)；具体制备过程中包括：按照计量比称取原料粉体，混合均匀，研磨，之后煅烧得到前驱体，将前驱体通过Al还原法进行还原烧结，实现荧光转换材料的全光谱发射调制，冷却，得到LED用单相全光谱荧光粉。与现有技术相比，本发明能够在紫外光激发下，发射出光谱范围涵盖410‑800nm的全光谱白光；将本荧光粉与375nm紫外芯片封装成LED器件，在30mA的电流驱动下进行点亮，光源的显色指数为94.1，色温为5341K；适用于高品质照明，全光谱照明，健康照明等领域。

技术领域

本发明涉及前沿光电材料领域，尤其是涉及一种高品质健康照明LED用单相全光谱荧光粉及其制备方法和应用。

背景技术

高品质照明是未来照明的发展趋势。随着白光LED在照明领域的加速发展，市场对白光LED光源的品质也日益提高，由最初单纯的追求亮度、功率转化为兼具光效、显色性、色温以及品质、健康的复合光源，甚至是追求类似太阳光的全光谱照明。目前用于全光谱LED的荧光粉转换材料可分为混合荧光粉体系和单一基质荧光材料体系。混合体系荧光粉是将不同颜色发射的荧光粉混合在一起，通过各种荧光粉的颜色搭配，实现全光谱发射。但混合荧光粉体系不可避免地受到荧光粉匹配度(荧光粉在发光性能，如荧光热稳定性、发光效率存在必然差异)、物化性能(如耐湿性、稳定性等)差异，以及由各颜色间的相互吸收所导致的光效率低等问题，影响了LED光源的出光品质。

因此开发一种新型的单相全光谱发射荧光粉至关重要。荧光粉的发射光谱符合人眼敏感曲线，具备较高的显色性以呈现物体的本真颜色，即光源的光谱应具有良好的连续性，更接近于太阳光或白炽灯标准光源。荧光粉通常由发光中心和基质材料两部分组成，目前所知的发光中心中Eu²⁺具有4f^n-15d¹外层电子构型，其5d轨道裸露于外层，跃迁发射呈宽带，强度较高，荧光寿命较短，这种宽带发射的性质正好得到光谱较全光色性较饱和的光源。但如何最优地实现Eu²⁺离子晶体场调控是目前亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高品质健康照明LED用单相全光谱荧光粉及其制备方法和应用，在单独掺杂Eu²⁺离子的情况下，通过拓扑化学反应法、局域规整反应法实现Eu²⁺离子晶体场调控，并最终实现Eu²⁺离子白光发射。

本技术方案的实现首先是基于磷酸盐荧光粉的优越的性质：(1)稳定性和容纳性较好，物理和化学性质稳定，耐酸和耐碱性都比较突出；(2)在合成该产物中容易达到要求的温度，且制备的样品颗粒均匀、结晶度良好，収光效率较高；(3)在合成过程中无毒气和污染物质排放，具有绿色环保的优点；(4)具有宽的激发光谱，能被紫光激发而发射各种颜色的光；(5)能承受紫外线长期辐射，成为稀土发光材料理想的基质材料。因此在本发明中，选择磷酸钙盐作为基质材料，Eu²⁺作为发光中心，并且采用单掺Eu²⁺实现全光谱发射。

本发明进一步通过以下技术方案来实现：

本发明中高品质健康照明LED用单相全光谱荧光粉的分子式为(Ca_19-xEu_x)Zn₂(PO₄)₁₄；

所述单相全光谱荧光粉中各元素之间的摩尔比为：(Ca+Eu):Zn:(PO₄)＝19:2:14，其中Ca:Eu＝(99:1)～(990:1)；