專利名稱：暖白光LED用M_xGe_w-ySi_yO_z:RE熒光材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開一種暖白光LED用MxGew_ySiy0z:RE熒光材料，該熒光材料能夠直接與 GaN基藍(lán)光LED復(fù)合獲得暖白色白光。將該熒光材料與YAG黃色熒光粉按比例混合后與GaN 基藍(lán)光LED復(fù)合也能夠獲得暖白色白光。屬于光電功能材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)將GaN基藍(lán)光LED與熒光粉結(jié)合，通過光的復(fù)合產(chǎn)生白光，據(jù)此制造出白 光LED。由于LED具有高發(fā)光效率、低能耗、長壽命和快響應(yīng)等特點(diǎn)，白光LED則成為一種節(jié) 能環(huán)保型照明光源。藍(lán)光LED激發(fā)黃色熒光粉成為獲得白光LED的代表性方案。通常使用 的黃色熒光粉是Y3Al5O12 Ce2+熒光粉。Y3Al5O12 Ce2+黃色熒光粉的發(fā)射光譜峰值位于530nm， 缺少紅光成分，由此獲得的白光LED作為照明光源其顯色指數(shù)較低，并且，在LED芯片溫度 高于100°C時(shí)，發(fā)光效率下降。一項(xiàng)類似方案由一篇專利號為US6552487B1、題為“組合光源 及光源用焚光粉，，(Phosphor for light sources and associated light source)美國專 利文獻(xiàn)所公開。該方案使用(RE1TyPrxCey)3(ALGa)5O12熒光粉，其中RE為Y、Sc、Tb、La、Lu 中的一種，該熒光材料能夠被420 490nm尤其是430 470nm波段的藍(lán)光激發(fā)，熒光粉中 的Pr3+發(fā)射紅光，使得該熒光粉的發(fā)射峰波長紅移到540nm，但是，仍然紅光不足，由此獲得 的白光LED作為照明光源其顯色指數(shù)仍然較低，色溫高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種橘黃色熒光材料，與藍(lán)光LED結(jié)合，所制作的白光LED 顯色指數(shù)高，色溫低，發(fā)出暖白光，成為一種更理想的照明光源。為此，我們發(fā)明了一種暖白 光 LED 用 MxGew_ySiy0z:RE 熒光材料。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，熒光材料的分子式通式為MxGew_ySiy0z:RE，式中M為二價(jià)金 屬離子，為Ca2+、Sr2+、Ba2+、Mg2+、Pb2+、Zn2+中的一種或者多種，RE為稀土元素，為Eu、Ce、Sm、 Er、Pr、Y、Sc、Tm、Yb中的一種或者兩種；式中x、w、y、ζ都是常數(shù)，χ取值為1、2或者3 取 值為1或者3，0. 0彡y < w，ζ取值為3、4或者5 ；RE的含量范圍為0. 01 50at%。本發(fā)明之熒光材料是一種鍺酸鹽或者鍺硅酸鹽，分別見圖1、圖5所示。具有較寬 的藍(lán)光激發(fā)光譜，見圖2所示。在藍(lán)光LED激發(fā)下具有595nm的峰值發(fā)射波長，呈現(xiàn)為橘黃 色，并且發(fā)射光譜波段為570 610nm，見圖3所示。橘黃色熒光與藍(lán)色激發(fā)光復(fù)合后產(chǎn)生 暖白色白光，見圖4所示，顯色指數(shù)高，色溫低。


圖1是SruGeCVEu2+^熒光材料的XRD圖。圖2是SrnGeO^Eu2+。，熒光材料 的激發(fā)光譜圖。圖3是Si^91GeO4:Eu2+。.。9熒光材料的發(fā)射光譜圖。圖4是Si^91GeO4:Eu2+。.。9 熒光材料與藍(lán)光LED的復(fù)合光譜圖，該圖兼作為摘要附圖。圖5是Sr^GeuSiuO^Eu2+。， 熒光材料的XRD圖。圖6是Sr^GeuSiuC^Eu2+。，熒光材料的激發(fā)光譜圖。圖7是Sr1.91Ge0.5Si0.504: Eu2+0.09熒光材料的發(fā)射光譜圖。
具體實(shí)施例方式制作本發(fā)明之熒光材料的配方見下表 實(shí)施例一，制備Sri.91Ge04:EU2+aQ9熒光材料。采用高溫固相法。按照 Si^91GeO4: Eu2+。.。9 的化學(xué)劑量比稱取 SrC0329. 5g，GeO2IO. 4g，Eu2O3L 232g，助熔劑 BaF22g。 將以上原料加入瑪瑙研缽，研磨30分鐘，得到固體粉末原料。將固體粉末原料放入IOml的 剛玉坩堝，并且暾實(shí)，壓緊，使固體粉末之間緊密接觸。外層套50ml剛玉坩堝，放入碳粉，壓 實(shí)，以防高溫下?lián)]發(fā)污染產(chǎn)品。煅燒過程為，由室溫經(jīng)1. 5小時(shí)升至1100°C，保溫2小時(shí)； 再經(jīng)2. 5小時(shí)升至1550°C，保溫6小時(shí)。之后隨爐冷卻到室溫，得到SiY91GeO4:Eu2Y冊熒光 材料，具有鍺酸鹽結(jié)構(gòu)，見圖1所示；其激發(fā)光譜為寬波段藍(lán)光，見圖2所示；具有595nm的 峰值發(fā)射波長，呈現(xiàn)為橘黃色，并且發(fā)射光譜波段為570 610nm，見圖3所示；橘黃色熒光 與藍(lán)色激發(fā)光復(fù)合后產(chǎn)生暖白色白光，見圖4所示。實(shí)施例二，制備Sr1.91Ge0.5Si0.504Eu2+0. Μ熒光材料。采用高溫固相法。按照 Sr Ge Si = 2 0. 5 0. 5 的比例用電子天平準(zhǔn)確稱取 SrC037. 171g、GeOl. 31g、 SiO2O. 75g，再稱取Eu2O3O. 3969g，助熔劑BaF2lg。將以上原料加入瑪瑙研缽，若原料中有較 大顆粒，要先將其碾碎。之后將原料進(jìn)行多次翻料、攪拌以均勻混合，研磨30分鐘，得到固 體粉末原料。將固體粉末原料放入IOml的剛玉坩堝，并且暾實(shí)，壓緊，使固體粉末之間緊密 接觸。外層套50ml剛玉坩堝，放入碳粉，壓實(shí)，以防高溫下?lián)]發(fā)污染產(chǎn)品。煅燒過程為，由 室溫經(jīng)1. 5小時(shí)升至1100°C，保溫2小時(shí)；再經(jīng)2. 5小時(shí)升至1550°C，保溫6小時(shí)。之后隨 爐冷卻到室溫，得到Si^G^SiuCVEi^c-光材料，具有鍺硅酸鹽結(jié)構(gòu)，見圖5所示；其 激發(fā)光譜為寬波段藍(lán)光，見圖6所示；具有595nm的峰值發(fā)射波長，呈現(xiàn)為橘黃色，并且發(fā)射 光譜波段為570 610nm，見圖7所示。
權(quán)利要求
一種暖白光LED用MxGew-ySiyOz:RE熒光材料，其特征在于，熒光材料的分子式通式為MxGew-ySiyOz:RE，式中M為二價(jià)金屬陽離子，為Ca2+、Sr2+、Ba2+、Mg2+、Pb2+、Zn2+中的一種或者多種，RE為稀土元素，為Eu、Ce、Sm、Er、Pr、Y、Sc、Tm、Yb中的一種或者兩種；式中x、w、y、z都是常數(shù)，x取值為1、2或者3；w取值為1或者3，0.0≤y＜w，z取值為3、4或者5；RE的含量范圍為0.01～50at％。
全文摘要
一種暖白光LED用MxGew-ySiyOz:RE熒光材料，屬于光電功能材料技術(shù)領(lǐng)域?，F(xiàn)有技術(shù)將藍(lán)光LED與Y3Al5O12:Ce2+或者(RE1-x-yPrxCey)3(Al，Ga)5O12熒光粉結(jié)合，通過光的復(fù)合產(chǎn)生白光，但是，由于熒光中缺少紅光，導(dǎo)致所制作的照明光源顯色指數(shù)低，色溫高。本發(fā)明之熒光材料的分子式通式為MxGew-ySiyOz:RE，式中M為二價(jià)金屬離子，RE為稀土元素；式中x、w、y、z都是常數(shù)，x取值為1、2或者3；w取值為1或者3，0.0≤y＜w，z取值為3、4或者5；RE的含量范圍為0.01～50at％。在藍(lán)光LED激發(fā)下具有595nm的峰值發(fā)射波長，用于制作暖白光LED。
文檔編號C09K11/66GK101864302SQ20101003080
公開日2010年10月20日 申請日期2010年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月6日
發(fā)明者劉全生, 盧利平, 張希艷, 柏朝暉, 王曉春, 王能利, 米曉云 申請人:長春理工大學(xué)