[发明专利]一种红光荧光材料及其在高效暖白光LED中的应用

说明书

本发明属发光照明技术领域，具体涉及一种红光荧光材料及其在高效暖白光LED中的应用。本发明提供一种红光荧光材料，其化学表达式为Bi₂Al_4‑x‑yO₉:xMn,yMg，0≤x≤0.01，0≤y≤0.01。本发明的荧光材料选择Bi₂Al₄O₉作为基质，该基质结构包含了BiO_n多面体、AlO₄四面体、AlO₆八面体单元，有利于Mn⁴⁺的高效红光发射的实现。本发明采用Mn⁴⁺/Mg²⁺共掺的电荷补偿原理，减少Mn⁴⁺‑O‑Mn⁴⁺之间的非辐射能量传递，有效提高Mn⁴⁺的红光量子产率。本发明将该荧光材料应用于白光LED中，补充了白光中红光成分，降低了白光色温，并使得显色指数得到明显提升。

技术领域

本发明涉及发光照明技术领域，具体涉及一种红光荧光材料及其在高效暖白光LED中的应用。

背景技术

随着社会的日益发展，人们对能源的需求逐渐增多，能源供应量与需求的矛盾日益凸显。为缓解该矛盾问题，提高对能源的利用效率成为有效手段。在发光照明领域，传统的白炽灯、卤素灯、金属卤化物灯等光源器件耗能高、电光转化效率低、使用寿命短、且制作过程对环境有较大污染，不符合当今可持续发展的要求。新兴的白光LED灯克服了耗能高、使用寿命短等问题，受到广泛关注与研究。但冷白光LED灯发射的白光缺乏长波长的红光，色温偏低，显色指数明显较差，不适合人眼在光下长时间观测、阅读等，因此亟需开发高效的红光荧光材料。

发明内容

为解决上述问题，本发明选择Bi₂Al₄O₉作为基质，该基质结构包含了BiO_n多面体、AlO₄四面体、AlO₆八面体单元，有利于实现Mn⁴⁺的高效红光发射。

本发明的目的在于提供一种红光荧光材料，其化学表达式为Bi₂Al_4-x-yO₉:xMn,yMg，0≤x≤0.01，0≤y≤0.01。

上述红光荧光材料的制备方法包括以下步骤：按照化学表达式Bi₂Al_4-2xO₉:xMn,yMg的化学计量比准确称取原料，加入助熔剂，在玛瑙研钵中研磨30min，充分混匀后经高温焙烧；其中，0≤x≤0.01，0≤y≤0.01。

优选的，所述原料分别为Bi₂O₃、Al₂O₃、MnCO₃。

优选的，所述助熔剂为H₃BO₃与MgF₂中的一种或两种，加入量为体系的质量分数5％。

进一步的，所述焙烧温度为1000～1400℃，焙烧时间为3～7h。

优选的，所述焙烧温度为1100℃，焙烧时间为6h。

优选的，所述焙烧在空气气氛中进行。

本发明的另一目的在于提供上述红光荧光材料在暖白光LED灯中的应用。

一种暖白光LED灯，其由460nm蓝光灯珠、Ce³⁺激活的钇铝石榴石黄光荧光材料以及上述红光荧光材料组成。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：