一种荧光材料及使用其的发光装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种荧光材料，其化学组成表示式为：aSr·bAl2O3·cSi6O19·dB2O3:xEu·yEr·zF·δK，其中0.4≤a≤0.8；0.5≤b≤1.7；1.5≤c≤1.9；0≤d≤0.2；0.001≤x≤0.1；0≤y≤0.09；0≤z<0.2；0≤δ<0.1；该材料可以被做为激发光源的发射光谱在300～500nm的紫外——绿光区域的发光元件激发，吸收激发光源的至少一部分发射光，发出纯白色光。该发光材料可应用于发光装置中。
【专利说明】一种荧光材料及使用其的发光装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种荧光材料，特别涉及包括采用半导体发光元件(LED)在内的白光系及多色系发光装置用的荧光材料，同时涉及阴极射线管(CRT)、等离子显示板(PDP)、场效应管(FED)、电致发光(EL)、荧光显示管等显示装置以及荧光灯等照明单元中使用的荧
光材料，其可以被作为激发光源的发射光谱在300~500nm的紫外-绿光区域的发光兀
件激发，吸收激发光源的至少一部分发射光，发出纯白色光。
【背景技术】
[0002]显示和照明技术的发展给人类的生活带来巨大的改变，尤其是白光LED的出现，是LED从标识功能向照明功能跨出的实质性一步。白光LED最接近日光，更能较好反映照射物体的真实颜色。由于它还具有无污染、长寿命、耐震动和抗冲击的鲜明特点，从技术角度看，白光LED无疑是LED最尖端的技术，将成为21世纪的新一代光源——第四代电光源，白光LED的应用市场将非常广泛。
[0003]目前在现有【技术领域】，实现照明和显示的方式，以通过紫外芯片或蓝光芯片激发荧光材料的方法或者低压汞放电产生紫外线激发荧光粉的方法为主。但是，由于受到荧光材料的限制，这些方法都存在一定的局限性。
[0004]如专利US5998925、US6998771、ZL00801494.9中，都是利用蓝光芯片激发铈激活的稀土石榴石荧光材料(如Y3Al5O12 = Ce, (Y，Gd) 3 (Al, Ga) 5012:Ce，简称YAG ;或Tb-石榴石，简称TAG)，通过蓝光芯片激发荧光材料发出黄光与部分蓝色芯片的蓝光复合出白光。这种方法中，所使用的荧光材料在白光LED的应用和性能方面具有很大的局限性。首先，这种荧光材料的激发范围在420~490nm的范围内，最有效的激发在370~470nm的范围内，对于紫外光区域和可见光的短波长侧区域及绿光区域不激发；其次，这种稀土石榴石结构的荧光粉的发射光谱最大只能到540nm左右，缺少红色成分，造成白光LED的显色指数较低。
[0005]如专利US6649946、USPA20040135504、CN1522291A、CN1705732A、CN1596292A、CN1596478A、US6680569中，所涉及的是UV-蓝光区域可以有效激发的稀土激活的氮化物或氮氧化物荧光材料。这种方法的荧光材料的有效激发波长范围有所增加，发射范围也可以从绿光到红光，但是这种荧光材料的发光亮度较低，而且制造成本较高，作为实用化的LED荧光粉使用还有很大的局限性。
[0006]如专利USPA6351069中所涉及的是硫化物红色荧光材料，这种荧光材料可以作为补色成分加入到白光LED中，用以弥补显色指数，降低色温。但是，硫化物荧光材料的发光亮度低，虽然提高显色指数，却降低LED的流明效率；而且，其化学稳定性和耐老化性能差，并腐蚀芯片,缩短了 LED的使用寿命。
[0007]实际上，在现有其它已经授权或者正在申请的专利所阐述的各类荧光材料中，铝酸盐类荧光材料的激发光谱很难实现在可见光区的有效激发；而硅酸盐类或者齒硅酸盐类荧光材料则在热稳定方面性能稍差。
【发明内容】
[0008]因此，本发明的目的是提供了一种荧光材料；
本发明的另一发明目的是提供了一种使用该荧光材料的发光装置；
所述突光材料的化学组成表示式为:aSr.bAl203.CSi6O19.dB203: xEu.yEr.zF.δ K,其中 0.4 ≤ a ≤ 0.8 ;0.5 ≤ b ≤ 1.7 ;1.5 ≤ c ≤ 1.9 ;0 ≤ d ≤ 0.2 ;0.001 ≤ X ≤ 0.1 ;O ^ y ^ 0.09 ；0 ^ z<0.2 ；0 ^ δ〈0.1 ;该材料可以被做为激发光源的发射光谱在300~500nm的紫外——绿光区域的发光元件激发，吸收激发光源的至少一部分发射光，发出纯白色光。
[0009]在本发明中，通过精细调整荧光材料的碱土金属的含量与组合来实现荧光材料的宽激发峰和发射峰的波长。稀土离子能级间的跃迁特征与晶体结构有着明显的依赖关系，通过运用这种关系调节稀土离子的吸收或发射波长而形成不同颜色的发光。本发明中，所使用的Eu和其它激活剂离子，在晶体中所处的晶体场环境对其5d能态和4f-5d跃迁的影响非常明显，跃迁的最大吸收和发射中心的位置随着基质晶格环境的变化而发生明显的变化，发射波长可以从紫外到红光区域内精细调节变化。且通过精细调整荧光材料的碱土金属的含量与组合，使在某些异质同晶系列化合物中，使发射中心位置可以随基质化学组成的变化有规律的向长波或短波方向移动。在本发明中，利用电荷迁移(CTS)跃迁，即电子从配体(氧和Lv等)的充满的分子轨道迁移到稀土离子内部的部分填充的4f壳层时，在光谱中产生较宽的电荷迁移，使谱带的位置随着环境的变化而变化。
【具体实施方式】
[0010]实施例1:
0.4Sr.0.9Α1203.1.8Si6019.0.1B2O3:0.003Eu.0.08Er.0.15F.0.05K
将上述物质各元素的氧化物或硝酸盐按照摩尔比例称取，将混合好的原料先在空气气氛下500°C预烧6小时后，冷却，加入助熔剂5% (Wt)BaF2和2% (wt)H3BO3研磨后于750°C保温烧结7小时。烧结体冷却后粉碎、研磨。将所得粉体分散于乙醇中，通过采用连续流体沉降分离技术进行分级，保证荧光材料粒度分布均匀，干燥后得到中心粒径约为6μπι的荧光材料。
[0011]实施例2:
0.56Sr.1.3Α1203.1.7Si6019.0.15Β203:0.005Eu.0.06Er.0.1F.0.07K
将上述物质各元素的氧化物或硝酸盐按照摩尔比例称取，将混合好的原料先在空气气氛下450°C预烧5小时后，冷却，加入助熔剂3% (Wt)BaF2和2% (wt)H3BO3研磨后于700°C保温烧结7小时。烧结体冷却后粉碎、研磨。将所得粉体分散于乙醇中，通过采用连续流体沉降分离技术进行分级，保证荧光材料粒度分布均匀，干燥后得到中心粒径约为5μπι的荧光材料。
[0012]实施例3:
本发明还涉及使用上述荧光材料的照明装置，特别涉及使用作为激发光源使用的发光元件的发射主峰在300~500nm范围内的半导体LED，尤其是发射白光的LED。
[0013]本发明的LED包括半导体发光芯片、阴电极、阳电极、管脚、荧光材料、封装材料、引线、反光杯、贴膜。半导体发光芯片是GaInN芯片或GaN芯片。荧光材料中包括至少一种以上的本发明的荧光材料。封装材料为透明树脂，可以是透明环氧树脂、透明硅胶等。
[0014]具体封装工艺为:根据荧光材料的有效激发波长范围选取具有相匹配的发射主峰波长的芯片。本实施例中，半导体发光芯片的发射主峰波长为450nm，分别选择实施例1 一2所述的荧光材料。将选好的芯片进行固晶、打线、烘干。称取荧光材料若干克与透明环氧树脂按照适当的比例混合均匀后，均匀涂覆在半导体芯片上(点胶)。将点好胶的引线杯，放入真空烘箱固化后，插入灌有环氧树脂的模具中，再经真空烘箱固化，最后脱模。荧光材料受芯片发射出蓝紫光激发后发射出的黄色发射光谱与芯片的蓝紫光复合而成白光。结果示于下表。
[0015]
【权利要求】
1.一种突光材料，其特征在于，化学组成表示式为:aSr ^bAl2O3 *cSi6019 *dB203:xEu *yEr?zF.δΚ，其中 0.4 ≤ a ≤ 0.8 ;0.5 ≤ b ≤ 1.7 ;1.5 ≤ c ≤ 1.9 ;0 ≤ d ≤ 0.2 ;0.001 ≤ x ≤ 0.1 ;O ≤ y ≤ 0.09 ；0 ≤ z<0.2 ；0 ≤δ〈0.1 ;该材料可以被做为激发光源的发射光谱在300~500nm的紫外——绿光区域的发光元件激发，吸收激发光源的至少一部分发射光，发出纯白色光。
2.一种发光装置，具有做为激发光源的发光元件及权利要求1所述的荧光材料，发光元件的发射光谱峰值在300~500nm的紫外——绿光区域范围内，所述荧光材料吸收激发光源的至少一部分发射光，发出纯白色光。
【文档编号】H01L33/50GK103834394SQ201210491950
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年11月28日 优先权日:2012年11月28日
【发明者】张晓凤 申请人:张晓凤