专利名称：暖白光LED用M<sub>x</sub>Ge<sub>w-y</sub>Si<sub>y</sub>O<sub>z</sub>:RE荧光材料的制作方法
技术领域：
本发明公开一种暖白光LED用MxGew_ySiy0z:RE荧光材料，该荧光材料能够直接与 GaN基蓝光LED复合获得暖白色白光。将该荧光材料与YAG黄色荧光粉按比例混合后与GaN 基蓝光LED复合也能够获得暖白色白光。属于光电功能材料技术领域。
背景技术：
现有技术将GaN基蓝光LED与荧光粉结合，通过光的复合产生白光，据此制造出白 光LED。由于LED具有高发光效率、低能耗、长寿命和快响应等特点，白光LED则成为一种节 能环保型照明光源。蓝光LED激发黄色荧光粉成为获得白光LED的代表性方案。通常使用 的黄色荧光粉是Y3Al5O12 Ce2+荧光粉。Y3Al5O12 Ce2+黄色荧光粉的发射光谱峰值位于530nm， 缺少红光成分，由此获得的白光LED作为照明光源其显色指数较低，并且，在LED芯片温度 高于100°C时，发光效率下降。一项类似方案由一篇专利号为US6552487B1、题为“组合光源 及光源用焚光粉，，(Phosphor for light sources and associated light source)美国专 利文献所公开。该方案使用(RE1TyPrxCey)3(ALGa)5O12荧光粉，其中RE为Y、Sc、Tb、La、Lu 中的一种，该荧光材料能够被420 490nm尤其是430 470nm波段的蓝光激发，荧光粉中 的Pr3+发射红光，使得该荧光粉的发射峰波长红移到540nm，但是，仍然红光不足，由此获得 的白光LED作为照明光源其显色指数仍然较低，色温高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种橘黄色荧光材料，与蓝光LED结合，所制作的白光LED 显色指数高，色温低，发出暖白光，成为一种更理想的照明光源。为此，我们发明了一种暖白 光 LED 用 MxGew_ySiy0z:RE 荧光材料。本发明是这样实现的，荧光材料的分子式通式为MxGew_ySiy0z:RE，式中M为二价金 属离子，为Ca2+、Sr2+、Ba2+、Mg2+、Pb2+、Zn2+中的一种或者多种，RE为稀土元素，为Eu、Ce、Sm、 Er、Pr、Y、Sc、Tm、Yb中的一种或者两种；式中x、w、y、ζ都是常数，χ取值为1、2或者3 取 值为1或者3，0. 0彡y < w，ζ取值为3、4或者5 ；RE的含量范围为0. 01 50at%。本发明之荧光材料是一种锗酸盐或者锗硅酸盐，分别见图1、图5所示。具有较宽 的蓝光激发光谱，见图2所示。在蓝光LED激发下具有595nm的峰值发射波长，呈现为橘黄 色，并且发射光谱波段为570 610nm，见图3所示。橘黄色荧光与蓝色激发光复合后产生 暖白色白光，见图4所示，显色指数高，色温低。
图1是SruGeCVEu2+^荧光材料的XRD图。图2是SrnGeO^Eu2+。，荧光材料 的激发光谱图。图3是Si^91GeO4:Eu2+。.。9荧光材料的发射光谱图。图4是Si^91GeO4:Eu2+。.。9 荧光材料与蓝光LED的复合光谱图，该图兼作为摘要附图。图5是Sr^GeuSiuO^Eu2+。， 荧光材料的XRD图。图6是Sr^GeuSiuC^Eu2+。，荧光材料的激发光谱图。图7是Sr1.91Ge0.5Si0.504: Eu2+0.09荧光材料的发射光谱图。
具体实施例方式制作本发明之荧光材料的配方见下表 实施例一，制备Sri.91Ge04:EU2+aQ9荧光材料。采用高温固相法。按照 Si^91GeO4: Eu2+。.。9 的化学剂量比称取 SrC0329. 5g，GeO2IO. 4g，Eu2O3L 232g，助熔剂 BaF22g。 将以上原料加入玛瑙研钵，研磨30分钟，得到固体粉末原料。将固体粉末原料放入IOml的 刚玉坩埚，并且暾实，压紧，使固体粉末之间紧密接触。外层套50ml刚玉坩埚，放入碳粉，压 实，以防高温下挥发污染产品。煅烧过程为，由室温经1. 5小时升至1100°C，保温2小时； 再经2. 5小时升至1550°C，保温6小时。之后随炉冷却到室温，得到SiY91GeO4:Eu2Y冊荧光 材料，具有锗酸盐结构，见图1所示；其激发光谱为宽波段蓝光，见图2所示；具有595nm的 峰值发射波长，呈现为橘黄色，并且发射光谱波段为570 610nm，见图3所示；橘黄色荧光 与蓝色激发光复合后产生暖白色白光，见图4所示。实施例二，制备Sr1.91Ge0.5Si0.504Eu2+0. Μ荧光材料。采用高温固相法。按照 Sr Ge Si = 2 0. 5 0. 5 的比例用电子天平准确称取 SrC037. 171g、GeOl. 31g、 SiO2O. 75g，再称取Eu2O3O. 3969g，助熔剂BaF2lg。将以上原料加入玛瑙研钵，若原料中有较 大颗粒，要先将其碾碎。之后将原料进行多次翻料、搅拌以均勻混合，研磨30分钟，得到固 体粉末原料。将固体粉末原料放入IOml的刚玉坩埚，并且暾实，压紧，使固体粉末之间紧密 接触。外层套50ml刚玉坩埚，放入碳粉，压实，以防高温下挥发污染产品。煅烧过程为，由 室温经1. 5小时升至1100°C，保温2小时；再经2. 5小时升至1550°C，保温6小时。之后随 炉冷却到室温，得到Si^G^SiuCVEi^c-光材料，具有锗硅酸盐结构，见图5所示；其 激发光谱为宽波段蓝光，见图6所示；具有595nm的峰值发射波长，呈现为橘黄色，并且发射 光谱波段为570 610nm，见图7所示。
权利要求
一种暖白光LED用MxGew-ySiyOz:RE荧光材料，其特征在于，荧光材料的分子式通式为MxGew-ySiyOz:RE，式中M为二价金属阳离子，为Ca2+、Sr2+、Ba2+、Mg2+、Pb2+、Zn2+中的一种或者多种，RE为稀土元素，为Eu、Ce、Sm、Er、Pr、Y、Sc、Tm、Yb中的一种或者两种；式中x、w、y、z都是常数，x取值为1、2或者3；w取值为1或者3，0.0≤y＜w，z取值为3、4或者5；RE的含量范围为0.01～50at％。
全文摘要
一种暖白光LED用MxGew-ySiyOz:RE荧光材料，属于光电功能材料技术领域。现有技术将蓝光LED与Y3Al5O12:Ce2+或者(RE1-x-yPrxCey)3(Al，Ga)5O12荧光粉结合，通过光的复合产生白光，但是，由于荧光中缺少红光，导致所制作的照明光源显色指数低，色温高。本发明之荧光材料的分子式通式为MxGew-ySiyOz:RE，式中M为二价金属离子，RE为稀土元素；式中x、w、y、z都是常数，x取值为1、2或者3；w取值为1或者3，0.0≤y＜w，z取值为3、4或者5；RE的含量范围为0.01～50at％。在蓝光LED激发下具有595nm的峰值发射波长，用于制作暖白光LED。
文档编号C09K11/66GK101864302SQ20101003080
公开日2010年10月20日 申请日期2010年1月6日 优先权日2010年1月6日
发明者刘全生, 卢利平, 张希艳, 柏朝晖, 王晓春, 王能利, 米晓云 申请人:长春理工大学