[发明专利]一种用于发光二极管的磷酸盐红色荧光粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种以磷酸盐为基质的、由三价铕激活的、可将发光二极管发射的近紫外光或蓝光转换为红色光的荧光粉及其制备方法。

背景技术

白光发光二极管（LED）具有光电转换效率高、节能（在同样的亮度下功率仅为白炽灯的1/8、荧光灯的1/2）、使用寿命长（可超过10万小时）、安全可靠（全固体化，不会打破）、健康（无紫外线辐射、无电磁辐射、无频闪）、环保（没有荧光灯的汞污染）等优点，目前广泛应用于移动通讯、城市景观照明、汽车灯、交通信号灯、液晶显示器背光源等多种特种照明领域，并快速向室内外普通照明领域迈进，被誉为是第四代照明光源。

目前实现白光LED主要有三种途径：第一种方法是把几种单色LED芯片组装在一个发光管内，通过调控各种单色光的强度比，从而得到白光；第二种方法是把蓝色LED芯片与可被蓝光激发的荧光粉组合，芯片发出的蓝光部分从荧光粉的空隙透出，部分经荧光粉转为宽带发射的黄光，叠加后得到白光；第三种方法是把发紫外光的LED芯片与可被紫外光激发的多色荧光粉组合，紫外光经荧光粉转成多色，叠加后得到白光。第二种和第三种白光LED的实现方式都要用到荧光粉，可以统称为荧光转换型白光LED。

在目前和今后一段时期，由于较低的成本和较高的显色指数，荧光转换型白光LED在半导体照明市场上都占据主导地位。特别是第三种方案，不仅制作成本低，还利用了三基色原理（若红、绿、蓝三基色光的成分适量，则其混合光为白光），所有白光都来自于荧光粉本身，紫外光本身未参与混光，因此颜色的控制较蓝光LED容易得多，色彩均匀度极佳，显色性根据所混合的荧光粉数量和种类而定，有利于获取高显色指数和不同色温的白光LED。而且由于紫外线光子的能量较蓝光高，可被紫外光激发的发光材料的种类很丰富，因此可激发的荧光粉选择性增加。因此这种模式成为白光LED领域在目前和今后研究和发展的重点。

最典型的实现方案是发紫外光的InGaN芯片（发射395 nm紫外光）和红、绿、蓝三基色荧光粉封装组成白光LED。在这种模式中，比较常用的三基色荧光粉还是传统的荧光粉如：红色Y₂O₂S:Eu³⁺、绿色ZnS:Cu⁺, Al³⁺和蓝色BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺。目前，蓝色和绿色荧光粉的发光亮度己经有了突破，但是红色荧光粉的亮度只有蓝粉和绿粉的八分之一。另外由于硫化物易分解，Y₂O₂S:Eu³⁺的稳定性也比较差。这两个方面都会对白光LED的效率、寿命和显色指数的提高带来极大的负面影响。

因此，白光LED用红色荧光粉在近紫外光激发下的发光效率急需进一步加强，寻找在近紫外光激发下具有高亮度且稳定性良好的新型红色荧光粉具有重要的意义。虽然之前国内有关于LED用红色荧光粉的专利申请，如中国发明专利200510112942.X、200610036399.4、200710055669.0、200710142956.5、200810011406.4、200810218742.6、200910021426.4、200910272541.9、201010300872.1等，但均未涉及本发明所提供的以磷酸盐为基质的、由三价铕激活的AB_1-xPO₄:xEu³⁺或A_1+yB_1-x-yPO₄:xEu³⁺（A为碱金属离子；B为碱土金属离子）型荧光粉。

发明内容

本发明所要解决的问题是针对上述现有技术而提出一种发光强度高、稳定性好，适合于被395 nm左右近紫外光激发且发射红光的荧光粉。

本发明的另一个目的是提供上述红色荧光粉的制备方法。