蓝光基单一荧光粉及其在制备白光LED中的应用，属于发光技术领域。解决了现有技术中单一荧光粉红光成分不足，白光LED显色指数低、色温高的技术问题。该蓝光基单一荧光粉是由稀土离子Ce3+和Pr3+与过渡族金属离子Mn2+共同激活的钪硅酸盐，化学式为(Ca3-δ-xMgδMnx)(Sc2-y-zCeyPrz)Si3O12，其中，δ、x、y和z为摩尔分数，0≤δ≤0.4，0.01≤x≤0.5，0.001≤y≤0.2，0.0001≤z≤0.1。该蓝光基单一荧光粉发射光谱范围广、含有丰富的红光成分，应用其制备的白光LED显色指数高达94.5，并具有较低色温，实现了LED的暖白光发射。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于发光
，具体涉及一种蓝光基单一荧光粉及其在制备白光LED中的应用。
技术介绍
白光LED(Light Emitting Diode)具有无毒、高效节能、寿命长、全固态、工作电压低、抗震性及安全性好等诸多优点，取代了现有的白炽灯和荧光灯成为新一代照明光源，被广泛应用于照明和显示领域。实现白光LED的方法是在蓝光LED芯片上涂覆可被蓝光激发而发射黄光的荧光粉。目前，商业化白光LED上的黄色荧光粉主要应用的是YAG钇铝石榴石，其化学式为·Y3Al5O12:Ce3+(参见美国专利5，998，925和欧洲专利862，794)。然而，由于其发射光谱中缺少红光成分，从而导致合成的白光LED的显色指数偏低(〈80)，色温偏高O6000K)。为了获得高显色指数(>80，理想=100)，低色温的暖白光LED，人们提出通过绿色和红色荧光粉混合的方法制备白光LED，但是这种方法存在着不同荧光粉之间再吸收，导致整体发光效率较低，且制备的白光LED的发射光谱随着驱动电流的变化而变化的技术问题。中国专利CN201010144761公开了一种基于蓝光激发的具有全光谱发射的单一白光 LED 用荧光粉 Ca3Sc2Si3O12: Ce3+，Mn2+(CSS: Ce3+，Mn2+)，该荧光粉通过 Ce3+、Mn2+ 双掺杂，在蓝光激发下，发射出波长范围在460-620nm的黄绿光和波长范围在650_750nm的红光。中国专利CN201110157884对上述荧光材料进一步改进，通过改变基质材料的组分，在CSS: Ce3+，Mn2+中引入Y、La、Gd、Lu后，起到了电荷补偿的作用，提高了 Mn2+在650-750nm的红光发射，并将改进后的荧光材料应用于白光LED，获得了显色指数75-83的白光。但由于改进之后的荧光材料发射光谱中仍然缺少620-650nm的红光成分，因此该单一荧光粉制备的白光LED的显色指数没有达到理想值(95-100)，而且由于发射光谱中的红光比例较小，制备的白光LED的色温仍相对较高。
技术实现思路
为了解决现有技术中单一荧光粉红光成分不足，白光LED显色指数低、色温高的技术问题，本专利技术提供一种蓝光基单一荧光粉及其在制备白光LED中的应用。本专利技术提供一种蓝光基单一突光粉,其化学式为(Ca3_s_xMgsMnx) (Sc2_y_zCeyPrz)Si3O12,其中，S、x、y和z为摩尔分数,所述S的取值范围为0彡6彡0. 4, x的取值范围为0. 01彡X彡0. 5，y的取值范围为0. 001 ^ 0. 2，z的取值范围为0. 0001彡z彡0. I。所述X的优选取值范围为0. I彡X彡0. 3，y的优选取值范围为0. 05彡y彡0. 1，z的优选取值范围为0. 005 ^ z ^ 0. 01。上述一种蓝光基单一荧光粉在制备白光LED中的应用，是将所述的蓝光基单一荧光粉与环氧树脂按照质量比0. 15-0. 30:1混合均匀，涂覆在450nm蓝光InGaN芯片上，封装固化而制得白光LED。本专利技术的有益效果(I)本专利技术的蓝光基单一荧光粉通过(^3+1112+、？1'3+三掺杂，在45011111蓝光激发下，同时实现Ce3+在505nm的绿光发射、Mn2+在570nm的黄光发射和680nm的深红光发射以及Pr3+在600-630nm的浅红光发射。发射波长范围广，覆盖了 480_750nm的范围。(2)本专利技术的蓝光基单一荧光粉较宽范围的全光谱发射，用该单一荧光粉制备的白光LED显色指数高达94. 5，接近理想值。(3)与现有技术中的Ce3+、Mn2+双掺杂荧光粉相比较，本专利技术的Ce3+、Mn2+、Pr3+三掺杂单一荧光粉发射光谱中增加了 Pr3+在600-630nm的浅红光发射，丰富了发射光谱中的红光成分，使本专利技术的单一荧光粉在提高白光LED显色指数的同时还进一步降低了白光的色温，实现暖白光发射。 (4)本专利技术的蓝光基单一荧光粉的制备方法简单、无污染、易于操作，采用该单一荧光粉制备白光LED的方法也简单易行。附图说明图I为本专利技术实施例4中荧光粉的激发光谱(入em=580nm)示意图；图2为本专利技术实施例1-5中荧光粉的发射光谱(Kx = 450nm)示意图；图3为本专利技术实施例6-9中荧光粉的发射光谱(Xex = 450nm)示意图；图4为本专利技术实施例10-13中荧光粉的发射光谱(\ ex=450nm)示意图；图5为本专利技术实施例14-16中荧光粉的发射光谱(\ ex=450nm)示意图；图6为本专利技术实施例17中制备的白光LED的发射光谱图；图7为本专利技术实施例18中制备的白光LED的发射光谱图；图8为本专利技术实施例19中制备的白光LED的发射光谱图；图9为对比例I中制备的白光LED的发射光谱图；图10为对比例2中制备的白光LED的发射光谱图。具体实施例方式本专利技术提供一种蓝光基单一突光粉，具有以下化学式(Ca3_s_xMgsMnx)(Sc2_y_zCeyPrz)Si3012，其中，S、x、y和z为摩尔分数，所述5的取值范围为0彡6 ^ 0.4,X的取值范围为0.01 ^ X ^ 0.5, y的取值范围为0.001 ^ y ^ 0. 2, z的取值范围为0. 0001 彡 Z 彡 0. I。所述X的优选取值范围为0. I彡X彡0. 3，y的优选取值范围为0. 05彡y彡0. 1，z的优选取值范围为0. 005 ^ z ^ 0. 01。本专利技术提供一种蓝光基单一突光粉的制备方法，是米用化学式(Ca3_s_xMgsMnx)(Sc2_y_zCeyPrz) Si3O12中元素的氧化物、氯化物、氟化物或相应的盐类为原料，按摩尔比称取，并研磨混合均匀后置入坩埚中；在还原气氛条件下，放入高温炉中焙烧，混合物料的焙烧温度为1200-1400°C，焙烧时间为4小时；获得烧结体研磨后即得所述的荧光粉。所述的坩埚为刚玉坩埚、白金坩埚或石墨坩埚；所述的还原气氛为一氧化碳或氢；所述的高温炉为马弗炉或管式炉。本专利技术提供的蓝光基单一荧光粉的制备方法为现有高温固相反应法，但本专利技术的蓝光基单一荧光粉的制备方法并不局限于此，水热法、溶胶-凝胶、燃烧法、微波法也能够制备本专利技术的蓝光基单一荧光粉。本专利技术提供一种蓝光基单一突光粉在制备白光LED中的应用，是将本专利技术的蓝光基单一荧光粉和环氧树脂按照质量比0. 15-0. 30:1混合均匀，涂覆在450nm蓝光InGaN芯片上，封装固化，制得白光LED。下面结合实施例进一步说明本专利技术。实施例I蓝光基单一荧光粉，化学式为(Ca3_s_xMgsMnx)(Sc2_y_zCeyPrz) Si3O12，其中当所述化学式中s =0,即不含Mg时，x=0. 2, y=0. 08, Z=O. 0 001制备分子式为(Ca2 8Mn0 2)(Sc1.9199Ce0.Q8Pr0.oooi) Si3O12 的荧光粉。按摩尔比称取2. 8molCaC03,0. 2molMnC03,0 . 9 5 9 9 5molSc203,0. 08molCe02，0. OOOlmolPr (NO3)3, 3molSi02,混合研磨均勻后，置于高纯刚玉i甘祸，在氢气还原气氛条件下，放入高温管式炉中焙烧，在1400° C焙烧4个小时，即得(Ca2本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.蓝光基单一荧光粉，其特征在于，该蓝光基单一荧光粉的化学式为(Ca3_s_xMgsMnx)(Sc2_y_zCeyPrz)Si3012，其中，S、x、y和z为摩尔分数，6的取值范围为OS S ^ 0.4,X的取值范围为0.01彡X彡0.5，y的取值范围为0. 001 ^ y ^ 0.2，z的取值范围为0. 0001 彡 Z 彡 0. I。2.根据权利要求I所述的蓝光基单一荧光粉...
【专利技术属性】
技术研发人员：张家骅，刘永福，张霞，郝振东，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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