[发明专利]一种白光LED用光谱可调磷硅酸盐荧光粉及其制备方法

说明书

本发明涉及稀土发光材料技术领域。一种白光LED用光谱可调磷硅酸盐荧光粉，该荧光粉具有如下化学表示式：M_8‑xSc₂(PO₄)_y(SiO₄)_z:xEu²⁺，其中，M为Ca、Sr和Ba中任意一种，x为0.001～0.1，y+z＝7，0≤z≤3。本发明白光LED用光谱可调磷硅酸盐荧光粉的优点是以磷硅酸盐为基质材料，具有化学稳定性好，热稳定性好，荧光粉其发射光谱可调。

技术领域

本发明涉及稀土发光材料技术领域，尤其是涉及一种白光LED用光谱可调磷硅酸盐荧光粉及其制备方法。

背景技术

白光LED是一种将电能转换为白光的固态半导体器件，具有节能环保、使用方便、安全、寿命长、发光效率高、体积小等优点，被认为是继白炽灯、荧光灯、高压气体放电灯之后的第四代照明光源，它的广泛使用开启了“绿色照明”的新时代。

从白光LED的合成方法以及荧光粉的发展现状来看，实现白光LED的主要方式是LED芯片+荧光粉的荧光转换技术。因此，荧光粉的性能直接决定了白光LED的品质。目前，实现白光LED主要有以下三种方式：⑴蓝光LED芯片与黄色荧光材料组合；⑵蓝光LED芯片与红色和绿色荧光材料组合；⑶紫光LED芯片与三基色荧光材料组合。第一种组合操作简单，成本低，驱动电路设计简单，工艺重复性好，目前已成为最成熟的商品化白光LED的制备方法。但是由于黄色荧光粉中缺少红光成分，光谱偏窄导致合成的白光显色性差，显色指数不理想。同时由于驱动电流和温度的影响，导致白光随着使用时间的增加出现老化并引起白光漂移。

随着技术的发展，半导体LED芯片已经从蓝光发展到紫外区域，且越来越向能量高、短波长的方向发展。因此，利用紫光LED芯片+可被紫外及紫光有效激发的红、绿、蓝三基色荧光粉组合实现白光的发射被视为取代前者的新方法。紫外线光子的能量比蓝光高，适用于紫外光激发的荧光粉体系较多，所以荧光粉的选择性也随之增加。另外，在这种混光过程中，紫外光本身不参与混光，得到的白光全部来自于荧光粉，所以这种方法合成的白光显色指数高，色温可调，是未来白光LED的主流。目前，这种组合得到的白光LED存在的明显问题是紫外LED的效率偏低，成本稍高。另外，多种荧光成分混合后往往存在颜色重吸收与配比难调控的问题，且被紫外激发的红色荧光粉效率偏低。因此，我们可以通过提高三基色荧光粉的发光效率，从而与紫光芯片相结合，研制光谱可调的荧光粉来弥补在合成白光过程中颜色重吸收以及红粉效率低等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种发射光谱可调，化学稳定性和热稳定性好白光LED用光谱可调磷硅酸盐荧光粉及其制备方法。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种白光LED用光谱可调磷硅酸盐荧光粉，该荧光粉具有如下化学表示式：M_8-xSc₂(PO₄)_y(SiO₄)_z:xEu²⁺，其中，M为Ca、Sr和Ba中任意一种，x为0.001～0.1，y+z＝7，0≤z≤3。

一种白光LED用光谱可调磷硅酸盐荧光粉的制备方法，包括如下步骤：(1)以含M的碳酸盐，氧化钪、含[PO₄]^3-化合物、二氧化硅和氧化铕，按化学表达式M_8-xSc₂(PO₄)_y(SiO₄)_z:xEu²⁺，其中，M为Ca、Sr和Ba中任意一种，x为0.001～0.1，y+z＝7，0≤z≤3，得到混合物；(2)将该混合物装入坩埚，在高温炉内于还原气氛下1300～1400℃条件下烧结2～4小时，后冷却到室温得到所述光谱可调磷硅酸盐荧光粉。

作为优选，所述含M的碳酸盐为碳酸钙、碳酸锶和碳酸钡中任意一种。