[发明专利]一种固态照明用高显色指数高热稳定性的荧光陶瓷及其制备方法

说明书

一种固态照明用高显色指数高热稳定性的荧光陶瓷及其制备方法，其化学式为(Gdsubgt;1‑x/subgt;Cesubgt;x/subgt;)subgt;3/subgt;(Gasubgt;1‑2y/subgt;Casubgt;y/subgt;Sisubgt;y/subgt;)subgt;5/subgt;Osubgt;12/subgt;，其中x为Cesupgt;3+/supgt;掺杂Gdsupgt;3+/supgt;位的摩尔比，y为Casupgt;2+/supgt;和Sisupgt;4+/supgt;分别掺杂Gasupgt;3+/supgt;位的摩尔比，0.002≤x≤0.02，0≤y≤0.4。制备方法：称取氧化钆、氧化镓、氧化铈、氧化钙和二氧化硅作为原料粉体，将原料粉体、球磨介质混合球磨干燥后过筛得到混合粉体，再经干压成型、冷等静压成型得到素坯；将素坯置于真空炉中烧结、空气中退火后抛光得到荧光陶瓷。本发明制备得到的陶瓷具有热稳定性高、显色指数高、热导率高的特点，该方法使用原料种类少，烧结温度低，能有效实现陶瓷发光亮度的提升。

技术领域

本发明涉及荧光陶瓷材料技术领域，具体涉及一种固态照明用高显色指数高热稳定性的荧光陶瓷及其制备方法。

背景技术

基于荧光转换型白色发光二极管(LED/LD)作为新一代的照明光源，具有发光效率高、能耗低、环保、使用寿命长等优点，目前已广泛应用于各个照明领域。

传统荧光粉与有机树脂“贴片式”封装模式的LED存在耐热性差、易老化、发光颜色不均匀等弊端，从而影响器件的使用和光参量的品质。荧光陶瓷具有良好的热学、机械以及物化稳定性，采用Ce：YAG荧光陶瓷结合远程激发的封装模式可以有效解决上述问题。然而，Ce：YAG的发射光谱中缺乏足够的红光成分，造成封装的白光LED/LD面临着显色性能较差(CRI～60)、光色品质低下等问题。

目前，国内外对LED/LD光源的光色品质的改善主要包括：(1)多色荧光材料复合，实现红、绿、黄三色耦合发光；(2)单一基质下的光谱调控，具体措施又包含基质调控以及共掺杂红光发射离子，增加红光成分。文献1(DU Q,FENG S,QIN H,et al.Massive red-shifting of Ce³⁺emission by Mg²⁺and Si⁴⁺doping of YAG:Ce transparent ceramicphosphors[J].Journal of Materials Chemistry C,2018,6.)通过Mg²⁺-Si⁴⁺离子对取代Ce:YAG中的Al³⁺-Al³⁺离子对，可增强红光发射，提高LED/LD光源的显色指数，但其热稳定性下降也很明显；文献2(ZHU Q Q,LI S,YUAN Q,et al.Transparent YAG:Ce ceramic withdesigned low light scattering for high-power blue LED and LD applications[J].Journal of the European Ceramic Society,2021,41(1):735-40.)通过Ce：YAG荧光粉和YAG相复合的方法制作出的Ce：YAG-YAG陶瓷实现了大功率激发照明，但其采用的烧结方式为1700℃还原气氛烧结和1650℃热等静压烧结，工艺复杂成本高，且显色指数并未有效提升。公开号为CN110218085A的发明专利公开了一种用于暖白光照明的复合荧光陶瓷的制备方法，该方法通过设计复合结构荧光陶瓷，实现了红绿黄三色耦合发光，获得了暖白光，但是其热稳定性也逐渐下降，且制造成本更高，工艺更复杂。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种高亮度高热稳定性黄绿光荧光陶瓷，该陶瓷作为发光材料可具有热稳定性高、显色指数高、热导率高的优点。

本发明的目的之二是提供上述高亮度高热稳定性黄绿光荧光陶瓷的制备方法，该方法使用原料种类少，烧结温度低，可简化工艺和降低成本，能够有效实现陶瓷发光亮度的提升，易于实现工业化生产。