[发明专利]一种白光LED用荧光粉及制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于稀土发光材料技术领域，特别涉及白光LED用红色荧光粉及其制备方法和应用。

背景技术

发光二极管LED(light-emitting diode)是一种新型固态照明电光源，具有高效节能、绿色环保、寿命超长、体积小、抗冲击、发光响应快和工作电压低等优点，在指示灯、信号灯等领域早已得到广泛应用，现在白光LED现在已经开始向白炽灯、荧光灯在照明领域中的稳固地位发起强有力的挑战，有望逐步取而代之，因而呈现出巨大的市场前景。

白光LED产生白光主要有两条途径：第一种是将红、绿、蓝三种LED组合产生白光；第二种是用LED去激发光转换荧光粉混合形成白光，这种途径有两种实现方案，其中比较成熟的方法是蓝光LED芯片与YAG:Ce黄色荧光粉搭配来实现白光发射(美国专利5998925)，但由于缺乏红色光，复合得到的白光为冷白光，因此，该方案仍需添加适当的红色荧光粉来提高其显色指数，另一种方案则是用近紫光LED芯片(390-410nm)与红/绿/蓝三基色荧光粉组合，红色荧光粉起着举足轻重的作用。

目前用于白光LED照明的芯片主要是390～410nm的近紫外光芯片和465nm左右的蓝光芯片。而现有的红色荧光粉的有效激发范围多数在短波UV区域，在近紫外和蓝光下的激发效率低。因此，研制高效稳定的近紫外光和蓝光LED用红色荧光粉显得尤为重要。目前，市场上尚缺乏性能优异的可被近紫外光或蓝光LED芯片激发的红色荧光粉，尤其是能同时被近紫外光和蓝色LED激发的红粉还处于研究阶段。

在白光LED用红色荧光粉的报道中，能够在发光强度和稳定性方面都达到应用要求的还很少见。例如：有人试图将Y₂O₂S:Eu³⁺应用于WLED领域，然而，目前商用的红色荧光粉Y₂O₂S:Eu³⁺存在诸多缺点：在近紫外光激发下发光效率低，化学性能不稳定，容易分解，寿命短，硫元素的析出会对芯片造成腐蚀性影响，从而导致整个器件的失效。在文献和专利报道中涉及的几类主要的可望用于白光LED的红色荧光粉还有：Ca₃(VO₄)₂:Eu³⁺、YVO₄:Eu³⁺、Y₂O₃:Eu³⁺，Bi³⁺、CaO:Eu³⁺、CaMoO₄:Eu³⁺、(Gd，Y，Eu)₂(MoO₄)₃:Sm³⁺、(Sr，Ca)S:Eu²⁺、Ca₅(SiO₄)₂Cl₂:Eu²⁺、Sr₂Si₅N₈:Eu²⁺等。其中稀土激活的氮氧化物的稳定性高发光效率好而受到重视，如：Sr₂Si₅N₈:Eu²⁺，SrSi₂O₂N₂:Eu²⁺，但这类材料的基质合成需要在高温(1600-1700℃)高氮气或氨气压力(10atm)下完成，对生产设备的要求非常苛刻。