本发明专利技术系关于一种橙黄色荧光粉，其具有石榴石架构的稀土铝酸盐类，其特征在于：该荧光粉成分中添加了Ⅳ和Ⅴ族元素的化合物，该橙黄色荧光粉的化学计量方程式为：（∑Ｌｎ）↓［３－ｘ］Ｍｅ↑［Ⅳ］↓［ｘ］Ａｌ↓［５－ｙ］Ｓｉ↓［ｙ］Ｏ↓［１２－（ｘ＋ｙ）］Ｎ↓［ｘ＋ｙ］，其中Ｌｎ＝Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅ、Ｌｕ及Ｔｂ，Ｍｅ↑［Ⅳ］＝Ｚｒ及／或Ｈｆ，该化学计量指数为：０．００１≤ｘ≤０．１，０．００１≤ｙ≤０．１。此外，本发明专利技术还揭露一种使用该橙黄色荧光粉的暖白光发光二极管。
【技术实现步骤摘要】
暖白光发光二极管及其橙黄色荧光粉专利技术所属
本专利技术与一种微电子学和照明
有关， 具体而言，这一现代
被称之为固态光源(Solid state lighting)，这些理念带来了照明技术的 逐步革新，以In-Ga-N(铟-镓氮化物)为基质的异质结 半导体光源逐渐取代了白炽灯和荧光灯光源。先前技术现今在这两个
的基础上又快速兴起一 个新的半导体照明技术，英文称之为'Solid state lighting'。在这一领域，正在创造以In-Ga-N异质结 为基质的新型光源(请参照S. Nakamura. Blue laser, Springer Verlag， Berlin. 1997 )，这种含有大量量子 阱的In-Ga-N异质结创始人为日本的研究学人中村 修一。第一批在辐射表面含有量子阱的发光异质结是 在1994年合成的。过了 5年后'白光发光二极管'获 得专利权。该发光二极管为含有荧光粉的半导体异 质结架构(请参照S.Schinuzu等人的台湾第 TW156177号专利01.1.2005 )。其异质结(亦即P-N 接面)发射的蓝光以及荧光粉颗粒发出的黄光组合 产生白光。早在20世纪60年代贝拉实验室创造出了发光 二极管，该发光二极管采用在800~900 nm区域发射 的GaAs-GaP系列元素作为异质结，称之为反斯托克 斯Y2ChS:ErYb成分的荧光粉作为发光材料，将红外 光区域的光转换成可见光。多年以来生产出来的发 光二极管都采用了这种架构，在可见光的红色和绿 色次能带上发射可见光。如果在发光二极管'双层' 架构(即荧光粉颗粒层和异质结层)的第一层里， 荧光粉的辐射是短波辐射，那么苏联工程师B.C.阿 布拉莫夫(B.C. Ablamov)和B.P.苏什可夫(B.P. Sushikov)(请参照A.金.'半导体'，世界出版社，莫 斯科，1982年)所提出的架构就直接属于GaN系列 的半导体架构，这种架构覆盖有所谓的斯托克斯 (Stokes)荧光粉(将GaN异架构的部分初级辐射 转换成长波辐射)。总而言之，早在1965 80年间 发光二极管的这种双层架构特点就已被人们所熟 知。白光发光二极管的特点是，它综合了两种辐射 :短波(蓝色的)和长波(黄色的)辐射。这一现 象是应用牛顿的补色原理。根据补色原理，使用成 对的互补色，如蓝色和黄色，淡蓝色和橙黄色，蓝 绿色和红色，可以得到白光。很久以来黑白电视机 的显像管以及雷达等这些电子-放射技术都运用了 互补色原理(请参照K.摩尔顿(K.Mordon) ， B.兹瓦 瑞科(B.Zvoryki),《电视》，世界出版社，1955 年o Leverenz Luminescence of solid, NY， 1950年)《雷达管中分布在荧光屏上面的ZnS Ag荧光粉在电 子的冲击下发光，发射出的蓝光激发ZnS CdS Cu 荧光粉产生光致发光。在电子束的落入点可以观察 到有非常亮的白光，这个白光是由两个单独的荧光 粉光谱组成的。而在黑白电视的显像管中使用的是 分层或单层的荧光粉层，该荧光粉层由两种阴极荧 光粉(蓝色和黄色的)组成，它们所发射出的蓝光 和黄光组合产生非常亮的白光。由此可见，上面所述的原理就是将一种荧光粉 的短波能量转换成另一种荧光粉的长波辐射。两种 光(蓝光和黄光)同时发射产生白光，这种方法早 已为人所熟知。后来出现一种特殊成分的黄色荧光粉，和 In-Ga-N异质结的蓝光辐射相互作用。设计人员曾提 出使用钇铝石榴石Y3Al5012:Ce作为这种材料(请参 照S.Schinuzu等人的台湾第TW156177号专利 0L1.2005 )，也正是这种材料导致了很多没有专利授 权的公司在生产白光发光二极管时被禁止使用这种 荧光粉。然而，这种以Y3Al5012:Ce为基础的阴极荧 光粉研制于20世纪60年代[Blasse G](请参照阿布 拉末夫，.P.苏士科夫，苏联著作，N635813, 12.09.1977 年)并被广泛地应用于实际生产中，以制造闪烁器， 尤其是CRT的屏幕。在屏幕中使用蓝色和黄色的阴 极荧光粉(Y2Si05:Ce和(Y，Gd)3AlsCh2:Ce)混合物以显 出彩色的影像。尽管这种技术得到广泛的应用，但它仍然存在一系列的缺点l.发光二极管只有在高色温 6500K,同时色坐标为0.30^x^0.31， 0.30刍y舀0.32 的情况下才能复制白光；2.第一批的发光二极管的 效能非常低，不超过10流明/瓦。目前已经有大量专利被核准以修正这些不足。 它们大多是和创造所谓的'暖白光'光源有关，色温为 2500^T^ 3500K，色坐标为0.40$ 0.44， 0.38^y ^0.44。关于创造这样的暖白光源，其中一个可行的方 案为在In-Ga-N异质结的蓝光激发下产生橙黄或 橙红色光的荧光粉。此观点在我们的美国 US2007/0272 899A专利(请参照N.P.Soshchin等的美 国US2007/0272 899A申请案29.11.2007 )申请案中 曾提出了这样的发光材料，其通过钇铝石榴石的铈 和镨两个离子激活产生橙红色辐射。这种荧光粉在不同国家的很多企业都有生产， 它可以确保l.白光半导体光源的色温为T〉3000K, 具体范围是3200~3500K; 2.发光二极管的平均发光 效率达到50~75流明/瓦。当然这种荧光粉也有一些实质性的缺点1. 发光二极管的透镜盖上A max=548nm的荧光粉辐射 最大值和入，=610nm的光谱峰值之间存在的颜色 偏差造成白光的不均匀性；2.荧光粉样本的工艺合 成非常复杂并且很难复制；3.所制得的荧光粉的量 子输出较低，只有75 85%;以及4.无法复制T^ 3000K的白光，诚属美中不足之处。
技术实现思路
为解决上述已知技术的缺点，本专利技术的主要目 的系提供一橙黄色荧光粉及使用该荧光粉的暖白光 发光二极管，其可消除上述的缺点。为解决上述已知技术的缺点，本专利技术的另一目 的系提供一橙黄色荧光粉，其确保在发光二极管上 能够复制稳定的暖白光。为解决上述已知技术的缺点，本专利技术的另一目 的系提供一新的橙黄色荧光粉，该荧光粉的配方在 以前任何一篇专利文献中都未曾提出过。为达到上述目的，本专利技术提供一种橙黄色荧光 粉，其具有石榴石架构的稀土铝酸盐类，其特征在于该荧光粉成分中添加了IV和v族元素的化合物，该橙黄色荧光粉的化学计量方程式为(2Ln)3.xMeW xAl5-ySiy〇12-(x+y)N其中Lii二Y、 Gd、 Ce、 Lu及Tb， Me^Zr及/或Hf，该化学计量指数为0.001$ x ^ 0.1， 0.001$ y $0.1。为达到上述目的，本专利技术提供一种使用本专利技术 的橙黄色荧光粉的暖白光发光二极管，其具有一 In-Ga-N异质结为基质，含有大量的量子阱，并具有 一光谱转换器，该发光二极管的特征在于该光谱 转换器及异质结的所有发光平面及侧面是连接的， 该光谱转换器以浓度均匀，呈中心对称的形态分布 在该发光二极管中。附图简述图l为一示意图，其绘示了标准成分荧光粉(Yo.75Gdo.22Ce().。3)3Al5012的光谱分析图。图2为一示意图，其绘示了荧光粉(表1中的 N本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种橙黄色荧光粉，其具有石榴石架构的稀土铝酸盐类，其特征在于：该荧光粉成分中添加了Ⅳ和Ⅴ族元素的化合物，该橙黄色荧光粉的化学计量方程式为：（∑Ｌｎ）↓［３－ｘ］Ｍｅ↑［Ⅳ］↓［ｘ］Ａｌ↓［５－ｙ］Ｓｉ↓［ｙ］Ｏ↓［１２－（ｘ＋ｙ）］Ｎ↓［ｘ＋ｙ］，其中Ｌｎ＝Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅ、Ｌｕ及Ｔｂ，Ｍｅ↑［Ⅳ］＝Ｚｒ及／或Ｈｆ，该化学计量指数为：０．００１≤ｘ≤０．１，０．００１≤ｙ≤０．１。
【技术特征摘要】
1.一种橙黄色荧光粉，其具有石榴石架构的稀土铝酸盐类，其特征在于该荧光粉成分中添加了IV和V族元素的化合物，该橙黄色荧光粉的化学计量方程式为(∑Ln)3-xMeIVxAl5-ySiyO12-(x+y)Nx+y，其中Ln＝Y、Gd、Ce、Lu及Tb，MeIV＝Zr及/或Hf，该化学计量指数为0.001≤x≤0.1，0.001≤y≤0.1。2. 如权利要求1所述的橙黄色荧光粉，其在光谱 的橙黄区域发光，发光范围从490 770nm，光谱最大 值为Amax^ 570 nm,半波宽大于120nm。3. 如权利要求1所述的橙黄色荧光粉，其所形成 的稀土元素阳离子亚晶格的关系为S Lu=mY+nGd+pCe+qLu+lTb， 其中,m+n+p+q+l=3-x。4. 如权利要求3所述的橙黄色荧光粉，其中定义 f=m+n+p+q+l，所含的稀土元素阳离子晶格的浓度 为:Y: 0.05 ^m/f^ 0.25; Gd: 0.50^ n/f^ 0.65; Ce: 0.001 ^p/f舀0.h Lu: 0.001 ^q/f^ 0.05; Tb: 0.0015. 如权利要求1所述的橙黄色荧光粉，其中该硅 离子Si在阴离子亚晶格中的含量为0.001^ [Si]=y^ O.l原子分率。6. 如权利要求1所述的橙黄色荧光粉，...
【专利技术属性】
技术研发人员：索辛纳姆，罗维鸿，蔡绮睿，
申请(专利权)人：罗维鸿，陈建毅，张坤霖，张文泰，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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