一种复合磷酸盐荧光体及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种复合磷酸盐荧光体及其应用，该荧光体的化学组成通式为：(M1‑aREa)bAcP1‑dDdOxEy，其中，M为Sr、Ca、Ba中至少一种；RE为Eu、Ce、Yb、Nd、Pr、Sm、Ho、Er、Tb、Mn、Cr、Bi、Sn、Ni中至少一种；A为Mg、Zn、Sc、Y、Gd、La、Lu、Li、Na、K、Rb、Cs中至少一种；D为B、Al、Si中至少一种；E为F、Cl中至少一种；P为五价磷；O为氧；0＜a≤0.3，1.5≤b≤4，0≤c≤3，0＜d＜1，4≤x≤11，0≤v＜1，2≤b+c。本发明专利技术的荧光体表现出高辉度的发光和优异的温度淬灭特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及固体发光材料领域，具体来说涉及一种复合磷酸盐荧光体，还涉及含有这种荧光体的发光元件、颜料及紫外线吸收剂。
技术介绍
荧光体被应用于照明与显示的各个领域，尤其是随着半导体照明技术的发展，应用于白光LED中的荧光体受到了越来越广泛的关注。白光LED光电转换效率高、节能环保、使用寿命长、安全可靠，被公认为下一代绿色照明光源。当前实现白光LED主要有3种途径，第一种是通过红、绿和蓝色LED芯片组合形成白光，但是通过这种方法实现白光比较困难，因为要考虑到三个不同颜色芯片的驱动特性，电路设计上很复杂。第二种是运用量子效应，运用不同粒径尺寸的同一种半导体制备LED芯片以实现白光，这种方法实现的白光LED具有较高的效率，但是成本较高，同时技术上也不成熟。第三种是使用发紫外光或者蓝光的LED芯片加上荧光体来实现白光，这种方法是最简单易行，同时也是最成熟的方法。LED作为新一代节能环保的绿色照明光源受到了世界各国的高度关注，利用紫外或蓝光LED激发荧光体而产生白光是目前白光LED发展的主流，荧光体的性能直接影响白光LED的亮度、色温、热稳定性及显色性等。随着白光LED向大功率方向的发展，LED的工作温度越来越高，当前大功率LED中芯片的工作温度可以达到180℃，这就要求应用于白光LED中的荧光体必须具备优异的温度猝灭特性。目前白光LED中使用的荧光体主要是蓝光激发的YAG：Ce黄粉，它能有效吸收460nm附近的蓝光，受其激发而发射黄光，并与LED蓝光混合产生白光。但是由于YAG：Ce黄粉的发射光谱中缺乏红色和绿色光谱成分，用其制成的白光LED显色指数低，不能真实显示物体的颜色；同时YAG：Ce黄粉的温度猝灭特性并不优秀，在150℃时其发光强度为室温时发光强度的87％，200℃时则下降为74％，不能满足大功率白光LED的应用需求。近几年新开发的LED用荧光体主要有硅酸盐荧光体、氮化物和氮氧化物荧光体以及在YAG基础上改良的LuAG荧光体。硅酸盐荧光体具有较宽的可调发射波长，发光效率也比较高，但现有硅酸盐荧光体温度特性较差，如Sr3SiO5：Eu2和Sr2SiO4：Eu2在150℃下的亮度比室温分别下降32％和62％，因而目前硅酸盐荧光体的实际应用并不多。氮化物和氮氧化物荧光体因具有较宽的激发光谱和发射光谱，且耐温特性和化学稳定性均优于YAG黄粉，受到了白光LED业界的极大关注。就目前氮化物和氮氧化物荧光体而言，能够实用的荧光体主要是Sr2Si5N8：Eu红粉和CaAlSiN3：Eu红粉，这两种氮化物红粉具有良好的物理化学稳定性和温度猝灭特性以及优异的发光性能，但合成设备昂贵，生产工艺复杂，生产成本较高，不利于市场的推广和普及。在YAG：Ce黄粉的基础上改进的LuAG：Ce荧光体，具有较好的发光效率和优异的温度猝灭特性，其在蓝光LED激发下的发光效率约为90％，在150℃下的发光亮度为室温下的97％，200℃时为90％，但LuAG：Ce荧光体原材料价格比较昂贵，且合成工艺较为复杂。而且，通常将荧光体用于照明或显示器的情况下，除要求发光效率高之外，还希望能够选择任意发光波长的荧光体。其原因在于，用于照明情况下，根据使用条件，有时显色性优先，有时光通量优先。因此能得到发光波长是任意值的荧光体的话，对提高照明装置的设计自由度有用。另外，将荧光体用于显示器的情况下，能根据用途改变色重现性范围，提高了显示器装置设计的自由度。综上所述，目前使用的荧光体还不能完全满足实际应用的需要，因此开发新型高效的LED用荧光体成为国内外研究的热点。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种物理化学稳定性良好的荧光体，其具有合成容易、生产成本较低以及较高的发光强度和优异的温度淬灭特性，并且仅改变其原料的种类或配比即可改变发光波长。本专利技术的另一个目的是使用这种荧光体提供发光效率高、热稳定性好、设计自由度好的发光元件。本专利技术的另一个目的是提供使用了这种荧光体的颜料及紫外线吸收剂。为了解决上述课题，本专利技术的专利技术人对以PO4四面体为主要基质组成的结晶体进行了深入研究，结果发现，在此基质中固溶特定的激活剂离子是解决上述课题的优异方案，从而实现了本专利技术。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：第1专利技术是一种复合磷酸盐荧光体，其特征在于：荧光体的化学组成通式为：(M1-aREa)bAcP1-dDdOxEy，其中，M为Sr、Ca、Ba中至少一种；RE为Eu、Ce、Yb、Nd、Pr、Sm、Ho、Er、Tb、Mn、Cr、Bi、Sn、Ni中至少一种；A为Mg、Zn、Sc、Y、Gd、La、Lu、Li、Na、K、Rb、Cs中至少一种；D为B、Al、Si中至少一种；E为F、Cl中至少一种；P为五价磷；O为氧；0＜a≤0.3，1.5≤b≤4，0≤c≤3，0＜d＜1，4≤x≤11，0≤y＜1，2≤b+c。第2专利技术是第1专利技术所涉及的荧光体，其特征在于：RE中至少含有Eu2+或/和Ce3+。第3专利技术是第1～2任一项专利技术所涉及的荧光体，其特征在于：D中还包含Ga、C、Ge、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta中至少一种。第4专利技术是一种磷酸盐荧光体，其特征在于：荧光体的化学式为：Sr3-zMg2P2O10：Euz。第5专利技术是第4专利技术所涉及的荧光体，其特征在于：0＜z≤0.3。第6专利技术是第4～5专利技术所涉及的荧光体，其特征在于：Mg可被Zn部分或全部取代。第7专利技术是一种发光元件，其包括第1发光体和第2发光体，第1发光体发出具有第1发光光谱的光，第2发光体吸收所述具有第1发光光谱的光的至少一部分，并发出具有和所述第1发光光谱不同的第2发光光谱的光；其特征在于：作为第2发光体含有第1～6任一项专利技术所述的荧光体。第8专利技术是第7专利技术所涉及的发光元件，其特征在于：作为第1发光体使用发光二极管或激光二极管，或者基于低压或高压的放电灯，或者电致发光灯。第9专利技术是一种颜料，其特征在于：含有第1～6任一项专利技术所述的荧光体。第10专利技术是一种紫外线吸收剂，其特征在于：含有第1～6任一项专利技术所述的荧光体。本专利技术所述荧光体还可以与其它紫外光源或蓝光光源例如蓝光OLED相关联使用，或者与蓝光EL发光材料结合使用。EL代表电致发光。附图说明图1是本专利技术实施例1荧光体的激发光谱和460nm波长蓝光激发下的发射光谱图。图2是本专利技术实施例1荧光体在460nm波长蓝光激发下的温度猝灭特性曲线图。具体实施方式本专利技术所述荧光体合成容易，可采用高温固相合成法、共沉淀法、溶胶凝胶法、微波烧结合成法等常规固相合成工艺制备，无需高压合成，配料时也无需在手套箱中操作，有利于批量化生产，因此生产成本较低。其高温固相合成法的工艺过程是：按照化学式组分称取相应元素的单质或化合物，并添加硼酸、卤化物、碱金属碳酸盐的至少一种作为助熔剂，助熔剂的添加量为原料总质量的0～10％。研磨混合均匀后，在高温电阻炉中通入还原气氛或氮气，于800℃～1800℃下烧结1～30小时即得到产品。另外，为了得到晶相均匀的荧光体，也可以将得到的荧光体进行重复粉碎、再烧制。所述还原气氛为炭、一氧化碳、氢气、氮气、氨气中的至少一种。下面通过实施例对本专利技术进行更具体地说明，但只要不超出本专利技术的宗旨，本专利技术不受下述的实施例的任何限制。实施例1：Sr1.47M本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合磷酸盐荧光体，其特征在于：荧光体的化学组成通式为：(M1‑aREa)bAcP1‑dDdOxEy，其中，M为Sr、Ca、Ba中至少一种；RE为Eu、Ce、Yb、Nd、Pr、Sm、Ho、Er、Tb、Mn、Cr、Bi、Sn、Ni中至少一种；A为Mg、Zn、Sc、Y、Gd、La、Lu、Li、Na、K、Rb、Cs中至少一种；D为B、Al、Si中至少一种；E为F、Cl中至少一种；P为五价磷；O为氧；0＜a≤0.3，1.5≤b≤4，0≤c≤3，0＜d＜1，4≤x≤11，0≤y＜1，2≤b+c。

【技术特征摘要】
1.一种复合磷酸盐荧光体，其特征在于：荧光体的化学组成通式为：(M1-aREa)bAcP1-dDdOxEy，其中，M为Sr、Ca、Ba中至少一种；RE为Eu、Ce、Yb、Nd、Pr、Sm、Ho、Er、Tb、Mn、Cr、Bi、Sn、Ni中至少一种；A为Mg、Zn、Sc、Y、Gd、La、Lu、Li、Na、K、Rb、Cs中至少一种；D为B、Al、Si中至少一种；E为F、Cl中至少一种；P为五价磷；O为氧；0＜a≤0.3，1.5≤b≤4，0≤c≤3，0＜d＜1，4≤x≤11，0≤y＜1，2≤b+c。2.根据权利要求1所述的荧光体，其特征在于：RE中至少含有Eu2+或/和Ce3+。3.根据权利要求1～2任一项所述的荧光体，其特征在于：D中还包含Ga、C、Ge、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta中至少一种。4.一种磷酸盐荧光体，其特征在于：荧光...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海容，文会通，
申请(专利权)人：王海容，
类型：发明
国别省市：河北;13