[发明专利]一种白光LED用橙红色荧光粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种白光LED用橙红色荧光粉及其制备方法，特别是涉及一种可被390~570 nm波长紫外可见光有效激发的二价铕激活的白光LED用橙红色荧光粉及其制备方法，属于稀土发光材料技术领域。 

背景技术

随着半导体技术的发展，半导体在照明领域的应用取得了突出的成就。半导体白光照明是指用LED（light-emitting diode）芯片作为光源，激发荧光粉发光并与芯片光源组合形成白光，也叫白光LED。白光LED具有高效、节能、环保、寿命长、体积小等特点，被称为“第四代照明光源”。目前，各国政府和产业界已投入大量资金和人力进行半导体照明技术的研究与开发。 

目前商业化的白光LED的主流工艺是通过在发出蓝光的GaN芯片上涂覆黄色YAG:Ce荧光粉并组合产生白光。该工艺制作简单、成本低廉、成品发光效率高、寿命长，是目前商业化最有效、安全、可靠的技术方案。但是该器件产生的白光与自然白光之间存在较大差异，主要是由于缺少了600 nm以上的红光成分，导致发光显色性不足。因此，需要一种能有效的被蓝光LED芯片激发的红色荧光粉来弥补该器件缺失的红光成分。 

然而，可商用的白光LED用红色荧光粉还主要局限于硫化物基质的荧光粉（如CaS:Eu²⁺和SrS:Eu²⁺等），由于硫化物基质容易受水分、空气和阳光的影响分解产生H₂S气体造成荧光粉失效甚至造成发光器件的损坏。因此，开发光谱含有红色成分，同时稳定性好、发光效率高的白光LED用橙红色荧光粉甚为重要。 

发明内容

本发明的目的在于弥补现有技术的不足，提供一种白光LED用橙红色荧光粉及其制备方法，该类荧光粉在390~570 nm范围内均可被有效激发，发射峰位于橙红色区域且可以在590~630 nm之间进行调节。 

实现本发明目的的技术方案是：一种白光LED用橙红色荧光粉，其化学式为：Sr_xCa_yCO₃:zEu，其中，0.40≤x≤1.00，0≤y≤0.60，0.001≤z≤0.100，x+y+z=1。 

优化的荧光粉化学式为：Sr_xCa_yCO₃:zEu，其中，0.40≤x≤1.00，0≤y≤0.60，0.010≤z≤0.020，x+y+z=1。 

上述荧光粉被390～570nm的紫外可见光激发，发射中心波长为590～630nm的橙红色光。 

本发明还提供了上述白光LED用橙红色荧光粉的两种制备方法，其中一种方法包括以下步骤： 

(1)用化学共沉淀法制备前驱体：按荧光粉化学式Sr_xCa_yCO₃:zEu，其中0.40≤x≤1.00，0≤y≤0.60，0.001≤z≤0.100，x+y+z＝1的化学计量比称取含锶化合物、含钙化合物和含铕化合物，混合后用过量硝酸或盐酸溶解或直接溶解于水得到溶液，在不断搅拌的条件下，将该溶液滴入到过量的草酸或草酸铵溶液中，沉淀结束后将沉淀陈化，然后过滤、洗涤、干燥、充分研磨后得到草酸盐前驱体；所述含锶化合物为碳酸锶、氧化锶、氢氧化锶或可溶性锶盐，含钙化合物为碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙或可溶性钙盐，含铕化合物为氧化铕或可溶性铕盐； 

(2)将草酸盐前驱体在还原气氛下于900～1150℃烧结1～10小时后自然降温至室温，然后将烧结产物充分研磨、烘干，得到白光LED用橙红色荧光粉；所述还原气氛为碳还原气氛或含氢惰性混合气氛。 

上述步骤(1)中是按荧光粉化学式Sr_xCa_yCO₃:zEu，其中0.40≤x≤1.00，0≤y≤0.60，0.010≤z≤0.020，x+y+z＝1的化学计量比称取含锶化合物、含钙化合物和含铕化合物。 

上述步骤(1)中所述陈化时间为0.5～10小时。 

上述步骤(2)中是将草酸盐前驱体在还原气氛下于950℃烧结5小时后自然降温至室温。 

另一种制备方法包括以下步骤： 

(1)原料预处理：将碳酸锶、碳酸钙和氧化铕分别干燥后取出封存，然后将上述氧化铕溶于硝酸或盐酸中配成硝酸铕或氯化铕溶液；