[发明专利]红色荧光体、白色光源、发光装置和红色荧光体形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及红色荧光体及其形成的方法，并涉及白色光源和发光装置。 

背景技术

近年来，照明技术得到了飞跃的发展，特别是应用有发光二极管（LED）的技术的照明装置。设计有LED的照明装置具有各种优点，例如，节能、使用寿命时间长以及光色可控制等，特别是与传统的白炽灯和放电光源相比，这些优点更为显著。为了利用LED技术实现白色光，通常可使用蓝色的LED芯片，并结合黄色荧光体和红色荧光体或者绿色荧光体和红色荧光体，以混合光线并形成白色光。为实现LED技术的应用，得到为了形成白色光所使用的红色荧光体成了关键的话题。 

其中，根据现有技术的一个解决方案提出，参见专利文献1：US 7,846,350 B2，该专利披露了一组发射红光的荧光体。该组荧光体包括Mg₁₄(Ge_(5-a)Mn_a)O₂₄、Sr(Ge_(4-b)Mn_b)O₉以及Mg₂(Ti_(1-c)Mn_c)O₄等。此外，在受到不同波长的光源激发时，通过该组荧光体可分别实现不同的最大发射峰，例如在Zn₂(Ti_(1-d)Mn_d)O₄的体系中，该种荧光体可在362nm的光源激发下具有675nm的发射峰。但是，这些荧光体并不能被蓝光激发，特别是波长在460nm-470nm波长的蓝光，并且由这些荧光体得到的发射峰在深红色的范 围，人眼对这种范围的红光并不是最为敏感的。 

此外，参见专利文献2：US 2006/0169998 A1，该专利公开了一个红色荧光体族，该族的荧光体掺杂有4价的锰离子Mn⁴⁺，并且可实现在波长为450nm至470nm的光源激发下，荧光体具有600nm至642nm的发射峰。该解决方案虽然可实现发射红色光的效果，但是，该荧光体在高温环境中稳定性较差，例如该荧光体在200℃时会分解，并且在合成的过程中需要用到具有剧毒的氟化氢酸，这些原因限制了该荧光体在LED中的应用。 

现有技术的另一个解决方案还提出，利用氮氧化物的红色荧光体，并将其利用到LED照明技术中，参见专利文献3：US 8,274,215 B2，该专利公开了基于CaAlSiN₃类型化合物的发射红光的荧光体，该化合物由二价的铕Eu²⁺激发，该类型的荧光体可由蓝光激发并具有630nm或640nm的发射峰。尽管如此，该荧光体所需的原材料成本以及合成氮化物的成本较高，需要高温和高压的环境才能形成，而且它们其中的一些在高温工作环境下不能与YAG荧光体匹配使用。 

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种新型的红色荧光体。通过添加二价镁离子，该红色荧光体比未添加二价镁离子的红色荧光体相比，例如CaAl_12-yO₁₉:yMn⁴⁺，具有更高的光强度。此外，相比氮化物的红色荧光体，制造该新型的红色荧光体所需的原材料更低廉，所要使用的合成过程更简单，可降低制造成本，而且该红色荧光体可以被蓝光激发。 

根据本发明的一种红色荧光体，该红色荧光体包含以化学式（1）中的元素A、镁（Mg）、铝（Al）、氧（O）和锰（Mn），AAl_12-x-yMg_xO₁₉:yMn⁴⁺……化学式（1），其中，化学式（1）中的元素A是锶（Sr）、钡（Ba）或钙（Ca）中的至少一种，并且化学式（1）中的x和y满足关系式0<x<0.1和0<y<1。 根据这样的设计，该红色荧光体不仅可实现被蓝光激发，还可实现比不含有镁元素的荧光体和例如将镁离子与铝离子结合的荧光体具有更强的光强度的可能性。优选的是，所述化学式（1）中的元素A是钙（Ca）。根据这样的方案，所获得的红色荧光体具有发射更高光强度和更为人眼接收的红光的可能性。 

根据本发明的红色荧光体，化学式（1）中的y满足关系式0<y<0.1。根据这样设计的红色荧光体具有发射更高光强度的光线的可能性。 

根据本发明的红色荧光体，化学式（1）中的y为0.025。在y优选为0.025时，可实现随着x取值变化所获得的荧光体都具有增强的发光强度的可能性。