[发明专利]一种紫外LED激发的暖白色荧光粉

说明书

技术领域：

本发明涉及稀土发光材料领域，尤其是涉及可以应用于发光二极管(LED)的紫外激发的暖白色荧光粉。

背景技术：

白光LED具有高光效、长寿命、小尺寸、转换快、节能环保等显著优点，具有其他传统照明光源不可比拟的优势，在绿色照明和信息显示等领域具有广阔的应用前景。目前，白光 LED的制备主要包括三种手段，一是采用蓝光LED激发黄色荧光粉；二是采用紫外LED激发红绿蓝三基色混合荧光粉；三是将红绿蓝LED组装成亮度可调的发光器件。由此可见，荧光粉作为LED光转换的重要组成部分，对照明和显示产业而言至关重要。LED芯片和封装技术在不断进步，要求荧光粉的性能也相应的持续变革，各国政府、研究机构和产业界都对此十分重视，投入了大量的人力、物力进行研发。

就现阶段而言，商用白光LED仍以高效的InGaN/GaN芯片蓝光LED激发YAG (Y₃Al₅O₁₂:Ce)黄色荧光粉为主流。这种方式发光效率仍显不足，且由于缺少发红光的组分，无法获得低色温、显色性良好的白光LED。由蓝光LED激发黄色荧光粉获得的白光LED作为照明光源时，感觉上会显得过于阴冷；作为液晶背光源时，显色范围较窄，显色效果不好。因此，开发紫外LED激发的荧光粉成为研发白光LED的另一重要发展方向。但是采用紫外 LED作为激发源配合红绿蓝荧光粉制备白光LED时，由于不同基质的荧光粉之间存在着辐射再吸收，会增加能量损耗，降低发光效率。开发紫外LED激发的单相荧光粉将成为主流发展趋势。在LED荧光粉开发过程中，硅酸盐、硼酸盐、钨钼酸盐、锗酸盐、硫化物、硫氧化物等作为基质都曾被开发和尝试应用，但因这些体系的荧光粉各自存在稳定性差、激发效率低、成本高等缺点，均未被广泛应用。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种制备工艺简单、发光强度高、颜色可调、暖色调、衰减时间短和稳定性良好的，可广泛应用于发光二极管(LED)领域的稀土掺杂铌酸盐基暖白色荧光粉。

一种紫外LED激发的暖白色荧光粉，其特征在于，该荧光粉的化学式是 In_1-x-y-zDy_xTm_yEu_zNbO₄，其中，x、y、z为摩尔数，x＝0.01～0.05，y＝0.01～0.05，z＝0～0.03；为单相荧光粉。

本发明的一种稀土掺杂铌酸盐基LED用暖白色荧光粉，该荧光粉以InNbO₄基质材料，该化合物在现有技术的报道中有优异的光催化性，但是还从未作为荧光基质被报道。本发明通过在In³⁺位置同时掺入0.01～0.05at.％Dy³⁺，0.01～0.05at.％Tm³⁺，0～0.03at.％Eu³⁺的稀土离子，得到暖白色荧光粉In_1-x-y-zDy_xTm_yEu_zNbO₄，其中，x＝0.01～0.05，y＝0.01～0.05，z＝ 0～0.03。

本发明的所述荧光粉的基质InNbO₄具有钨锰铁矿的结构类型，空间群为P12/c1(No.13)。其晶胞参数为β＝91.234°，Z＝2。

本发明所述的荧光粉在紫外光区的激发带为355-365nm。

所述荧光粉的制备方法为：按照所述荧光粉的化学式所需摩尔比称取原料称取In₂O₃， Dy₂O₃，Tm₂O₃，Eu₂O₃和Nb₂O₅，研磨均匀，进行两步烧结得到，第一阶段烧结温度为1000～1100 ℃，烧结后冷却至室温，研磨，然后在1200～1300℃进行第二阶段烧结，冷却后研磨得到最终产物。

第一阶段烧结的升温速率优选为4～8℃/min。

第二阶段烧结的升温速率优选为3～6℃/min。

第一阶段烧结的保温时间优选为12～15h。

第二阶段烧结的保温时间优选为24～48h。