本發(fā)明涉及發(fā)光材料的，尤其涉及一種熒光粉及其制備方法與led發(fā)光裝置。

背景技術(shù)：

1、基于led(發(fā)光二極管)芯片技術(shù)的白光led具有低能耗、長壽命和良好的穩(wěn)定性的優(yōu)勢，已經(jīng)成為應(yīng)用最為廣泛的照明和顯示光源。白光led主要有兩種實現(xiàn)方式，一種為紅青藍(lán)三基色led芯片組成的白光led器件，但制作工藝相對復(fù)雜，成本較高。另一種為led芯片與發(fā)光材料的結(jié)合來實現(xiàn)白光發(fā)射的方式(熒光轉(zhuǎn)換led，pc-led)，這種方式擁有更簡單的工藝和較低的成本，獲得的白光具有顯色指數(shù)高、色域?qū)捄头€(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。

2、通過led芯片與發(fā)光材料結(jié)合來實現(xiàn)白光發(fā)射主要分為兩種途徑，一種是通過(近)紫外led芯片組合有效吸收(近)紫外光并發(fā)出紅、綠、藍(lán)光的三種熒光粉獲得白光。第二種是在波長為420～480nm的藍(lán)光led芯片上涂敷能夠有效吸收藍(lán)光并發(fā)出黃光的熒光粉。

3、cn114883471a公開了一種鈣鈦礦量子點(diǎn)溶液合成白光光源的led器件，其中，白光由部分藍(lán)光和黃光和紅光混合光混合而成，根據(jù)鈣鈦礦量子點(diǎn)為cspbi3-xbrx的光致發(fā)光特性，吸收部分藍(lán)光并激發(fā)出黃光和紅光混合光，隨即，部分藍(lán)光與黃光和紅光混合光相混合合成白光。

4、cn106848039a公開了白光發(fā)光器件，采用有機(jī)半導(dǎo)體聚合物高等規(guī)聚3-己基噻吩作為光轉(zhuǎn)換層，其吸收發(fā)光二極管所發(fā)出的藍(lán)光并轉(zhuǎn)換成黃光，黃光和藍(lán)光混合形成白光。

5、目前，市面上多采用450nm的藍(lán)光芯片組合釔鋁石榴石黃色熒光粉(yag:ce3+)和紅色熒光粉獲得白光。cn102367383a公開了一種高顯色性白光發(fā)光二極管，以氮化銦鎵作為藍(lán)色芯片，采用空氣中穩(wěn)定，易得的化合物作為原料，在較低溫度和常壓下制得的新型硅基氮氧化物為紅色熒光材料，并摻雜釔鋁石榴石黃色熒光粉和環(huán)氧樹脂復(fù)配制成樹脂膠層，組裝后即得一種高顯色性白光發(fā)光二極管。但是這種組合方式藍(lán)光容易溢出，對人眼造成不利影響，且顯色性差、色溫高，屬于冷白光。研究者常使用紅光成分較多的新型黃色熒光粉替代yag或通過yag與一款紅色熒光粉組合來提高所得白光的顯色指數(shù)。

6、近年來，隨芯片技術(shù)的發(fā)展，“紫外/近紫外led芯片+三基色熒光粉”的方案的優(yōu)勢越來越多，這種方法得到的白光led能夠在整個可見光范圍內(nèi)實現(xiàn)平坦的光譜分布，具有顯色指數(shù)高、色彩穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。此途徑中熒光粉對于白光led的性能具有重要影響，然而這種方法得到的光譜通常會有明顯的青色間隙，因此需要開發(fā)多種高性能，匹配近紫外led芯片的藍(lán)青色發(fā)射熒光粉，特別是適配410nm左右波長led芯片的熒光粉體系。

7、因此，提供一種熒光粉，能夠匹配近紫外led芯片，特別是能夠適配410nm左右波長的led芯片，是目前亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種熒光粉及其制備方法與led發(fā)光裝置。本發(fā)明通過在a2b4o8中摻雜ce元素，ce3+離子在近紫外光激發(fā)下發(fā)生4f→5d的躍遷，發(fā)出藍(lán)青光，從而提供了一種用于白光led的藍(lán)青色熒光粉，填補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)中近紫外激發(fā)白光led技術(shù)光譜中青色發(fā)射的不足，可用于全光譜照明，并且，本發(fā)明提供的熒光粉還能夠很好地適配410nm左右波長的led芯片。

2、為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種熒光粉，所述熒光粉的化學(xué)式為：a2b4o8:xce3+；其中，0<x≤0.1，a包括堿土金屬元素，b包括稀土元素。

4、本發(fā)明中，0<x≤0.1，例如0.002、0.004、0.006、0.008、0.010、0.012、0.015、0.020、0.025、0.030、0.035、0.040、0.045、0.050、0.055、0.060、0.065、0.070、0.075、0.080、0.085、0.090、0.095或0.1等。

5、本發(fā)明通過在a2b4o8中摻雜ce元素，ce3+離子在近紫外光激發(fā)下發(fā)生4f→5d的躍遷，發(fā)出藍(lán)青光，從而提供了一種用于白光led的藍(lán)青色熒光粉，填補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)中近紫外激發(fā)白光led技術(shù)光譜中青色發(fā)射的不足，可用于全光譜照明，并且，本發(fā)明提供的熒光粉還能夠很好地適配410nm左右波長的led芯片。

6、本發(fā)明提供了一種用于白光led的藍(lán)青色熒光粉的組合物，本發(fā)明中若x的取值大于0.1，則會導(dǎo)致發(fā)光強(qiáng)度太低；若本發(fā)明中的a位不采用堿土金屬元素或者b位不采用稀土元素，則均無法保持化合物的結(jié)構(gòu)，從而無法得到藍(lán)青色熒光粉。

7、優(yōu)選地，所述堿土金屬元素包括be、mg、ca、sr、ba或ra中的任意一種或至少兩種的組合，其中，典型但非限制性的組合為be和mg的組合，mg和ca的組合，ca和sr的組合，ca和ba的組合，sr和ba的組合或sr和ra的組合等。

8、優(yōu)選地，所述稀土元素包括la、nd、sm、gd、eu、dy、ho、y、er、tm、yb、sc或lu中的任意一種或至少兩種的組合，其中，典型但非限制性的組合為gd和y的組合、la和y的組合、nd和gd的組合、gd和ho的組合、sm和y的組合、gd和yb的組合或y和lu的組合等。

9、優(yōu)選地，所述熒光粉為正交晶系。

10、優(yōu)選地，所述熒光粉的空間群為pnma。

11、優(yōu)選地，所述熒光粉的結(jié)構(gòu)為尖晶石結(jié)構(gòu)，其中，a填充在四面體空隙中，b填充在八面體空隙中。

12、優(yōu)選地，所述熒光粉被近紫外光有效激發(fā)的波長為400～420nm，例如400nm、402nm、404nm、406nm、408nm、410nm、412nm、414nm、416nm、418nm或420nm等。

13、優(yōu)選地，所述熒光粉的最強(qiáng)發(fā)射峰為450～480nm，例如450nm、453nm、456nm、459nm、462nm、465nm、468nm、471nm、474nm、477nm或480nm等。

14、第二方面，本發(fā)明提供一種如第一方面所述的熒光粉的制備方法，所述制備方法包括：

15、將a原料、b原料和ce原料混合，得到混合物；

16、對所述混合物進(jìn)行燒結(jié)，得到所述熒光粉。

17、本發(fā)明熒光粉制備方法的工藝簡單、無污染，并且，采用本發(fā)明的制備方法，能夠得到顆粒大小均勻，表面光滑的熒光粉，有利于后續(xù)熒光粉的封裝。

18、優(yōu)選地，所述a原料包括a氧化物、a氫氧化物或a鹽中的任意一種或至少兩種的組合，其中，典型但非限制性的組合為a氧化物和a氫氧化物的組合、a氫氧化物和a鹽的組合、a氧化物和a鹽的組合或a氧化物、a氫氧化物和a鹽的組合等。

19、優(yōu)選地，所述b原料包括b氧化物、b氫氧化物或b鹽中的任意一種或至少兩種的組合，其中，典型但非限制性的組合為b氧化物和b氫氧化物的組合、b氫氧化物和b鹽的組合、b氧化物和b鹽的組合或b氧化物、b氫氧化物和b鹽的組合等。

20、優(yōu)選地，所述ce原料包括ce氧化物、ce氫氧化物或ce鹽中的任意一種或至少兩種的組合，其中，典型但非限制性的組合為ce氧化物和ce氫氧化物的組合、ce氫氧化物和ce鹽的組合、ce氧化物和ce鹽的組合或ce氧化物、ce氫氧化物和ce鹽的組合等。

21、優(yōu)選地，所述a鹽、b鹽或ce鹽獨(dú)立地包括碳酸鹽、鹵離子鹽、硫酸鹽、氯酸鹽、醋酸鹽或硝酸鹽中的任意一種或至少兩種的組合，其中，典型但非限制性的組合為碳酸鹽和鹵離子鹽的組合，鹵離子鹽和硫酸鹽的組合，硫酸鹽和氯酸鹽的組合，氯酸鹽和醋酸鹽的組合，氯酸鹽、醋酸鹽和硝酸鹽的組合或碳酸鹽、鹵離子鹽和硫酸鹽的組合等。

22、優(yōu)選地，所述混合的方式包括研磨。

23、優(yōu)選地，所述燒結(jié)的溫度為1200～1600℃，例如1200℃、1250℃、1300℃、1350℃、1400℃、1450℃、1500℃、1550℃或1600℃等。

24、本發(fā)明中若燒結(jié)的溫度高于1600℃時，會導(dǎo)致所得到的熒光粉的硬度大，研磨難度大，無法形成顆粒大小均勻和表面光滑的熒光粉，不利于后續(xù)熒光粉的封裝等處理；若燒結(jié)的溫度低于1200℃時，由于低溫條件使得原料間無法發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致無法合成出熒光粉。

25、優(yōu)選地，所述燒結(jié)的時間為1～10h，例如1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h或10h等。

26、本發(fā)明中若燒結(jié)的時間過短時，會導(dǎo)致反應(yīng)不完全，從而無法制備得到熒光粉；當(dāng)燒結(jié)的時間過長時，會導(dǎo)致能源的浪費(fèi)。

27、優(yōu)選地，所述燒結(jié)的氣氛包括還原性氣氛。

28、優(yōu)選地，所述還原性氣氛包括還原性氣體。

29、優(yōu)選地，所述還原性氣體包括氮?dú)夂蜌錃獾幕旌蠚怏w。

30、優(yōu)選地，所述還原性氣體包括一氧化碳?xì)怏w。

31、可選地，本發(fā)明采用的氮?dú)夂蜌錃獾幕旌蠚怏w作為還原性氣體時，具體組成含量為10vol％的氫氣(h2)和90vol％的氮?dú)?n2)。

32、優(yōu)選地，所述燒結(jié)后還包括對燒結(jié)后的產(chǎn)物進(jìn)行研磨處理。

33、第三方面，本發(fā)明提供一種led發(fā)光裝置，所述led發(fā)光裝置包括發(fā)光器件和位于所述發(fā)光器件中的熒光粉組合物，所述熒光粉組合物包括第一方面所述的熒光粉。

34、優(yōu)選地，所述發(fā)光器件中，至少一個發(fā)光器件能夠發(fā)射近紫外光波區(qū)域的光。

35、優(yōu)選地，所述熒光粉組合物還包括可被近紫外光有效激發(fā)的藍(lán)色熒光粉、綠色熒光粉、黃色熒光粉或紅色熒光粉中的任意一種或至少兩種的組合，其中，典型但非限制性的組合為為藍(lán)色熒光粉、綠色熒光粉和紅色熒光粉的組合或藍(lán)色熒光粉、黃色熒光粉和紅色熒光粉的組合等。

36、優(yōu)選地，所述藍(lán)色熒光粉的中心發(fā)光波長為440～470nm，例如440nm、445nm、450nm、455nm、460nm、465nm或470nm等。

37、優(yōu)選地，所述綠色熒光粉的中心發(fā)光波長為500～540nm，例如500nm、505nm、510nm、515nm、520nm、525nm、530nm、535nm或540nm等。

38、優(yōu)選地，所述黃色熒光粉的中心發(fā)光波長為550～590nm，例如550nm、555nm、560nm、565nm、570nm、575nm、580nm、585nm或590nm等。

39、優(yōu)選地，所述紅色熒光粉的中心發(fā)光波長為620～650nm，例如620nm、627nm、629nm、631nm、635nm或650nm等。

40、可選地，本發(fā)明采用的藍(lán)色熒光粉的化學(xué)式包括bamgal10o17:eu2+或(sr,ba)10(po4)6cl2:eu2+中的任意一種或兩種的組合。

41、可選地，本發(fā)明采用的綠色熒光粉的化學(xué)式包括(ba,sr)sio4:eu2+或(y,lu)3(ga,al)5o12:ce3+中的任意一種或兩種的組合。

42、可選地，本發(fā)明采用的黃色熒光粉的化學(xué)式包括(y,gd)3al5o12:ce3+。

43、可選地，本發(fā)明采用的紅色熒光粉的化學(xué)式包括(ca,sr)alsin3:eu2+、(ca,sr,ba)2si5n8:eu2+或ksif6:mn4+中的任意一種或至少兩種的組合。

44、優(yōu)選地，所述led發(fā)光裝置的相關(guān)色溫為2500～7000k，在波長為400～750nm范圍內(nèi)有不間斷的連續(xù)光譜，其中，相關(guān)色溫的范圍為“2500～7000k”，例如2500k、3000k、3500k、4000k、4500k、5000k、5500k、6000k、6500k或7000k等。

45、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

46、(1)本發(fā)明通過在a2b4o8中摻雜ce元素，ce3+離子在近紫外光激發(fā)下發(fā)生4f→5d的躍遷，發(fā)出藍(lán)青光，從而提供了一種用于白光led的藍(lán)青色熒光粉，填補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)中近紫外激發(fā)白光led技術(shù)光譜中青色發(fā)射的不足，可用于全光譜照明，并且，本發(fā)明提供的熒光粉還能夠很好地適配410nm左右波長的led芯片。

47、(2)本發(fā)明中熒光粉的制備方法工藝簡單、無污染，并且，制備成本低。采用本發(fā)明的制備方法，能夠得到顆粒大小均勻，表面光滑的熒光粉，能夠有利于后續(xù)熒光粉的封裝。