一种白光发光二极管包括发光芯片、电极、荧光体、封装材料，其特征是荧光体中：包含有采用稀土离子铕、铈和锰离子共激活的氯硅酸镁锌钙体系的绿色荧光体，其化合物的组成为（Ｃａ↓［１－ｘ－ｙ］Ｅｕ↓［ｘ］Ｃｅ↓［ｙ］）↓［８］（Ｍｇ↓［１－ａ－ｚ］Ｚｎ↓［ａ］Ｍｎ↓［ｚ］）（ＳｉＯ↓［４］）↓［４］Ｃｌ↓［２］，式中０≤ａ≤１，０＜ｘ≤０．２，０≤ｙ≤０．１，０≤ｚ≤０．１以及两种硅酸盐红色荧光体中的至少一体荧光体，其化合物的组成分别为： （１）（Ｂａ↓［１－ｘ－ｂ］Ｅｕ↓［ｘ］Ｍ↓［ｂ］）（Ｍｇ↓［１－ａ］Ｚｎ↓［ａ］Ｍｎ↓［ｚ］）↓［２］Ｓｉ↓［２］Ｏ↓［７］焦硅酸盐，式中Ｍ＝Ｓｒ和／或Ｃａ，０＜ｘ≤０．１５，０≤ｂ≤１，０≤ａ≤１，０＜ｚ≤０．３； （２）（Ｂａ↓［１－ｂ－ｘ－ｙ］ＭｂＥｕ↓［ｘ］Ｃｅ↓［ｙ］）↓［３］（Ｍｇ↓［１－ａ－ｚ］Ｚｎ↓［ａ］Ｍｎ↓［ｚ］）Ｓｉ↓［２］Ｏ↓［８］，式中Ｍ＝Ｓｒ和／或Ｃａ，０≤ｂ≤０．６，０≤ａ≤１，０＜ｘ≤０．１５，０≤ｙ≤０．０２，０≤ｚ≤０．２。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种白光发光二极管及其光转换用荧光体，属于光电子和照明
技术介绍
二十世纪九十年代后期，白光发光二极管的出现成为光电子和照明科领域中的一个热门。白光发光二极管(Light-Emitting Diode，简称LED)是一种新的固体光源，其中以半导体发光篮芯片，长波紫外光芯片与荧光体有机结合组成的白光LED成为当前国内外发展的主流。短短几年来，它的发展非常迅速，其光效现已大大超过白炽灯。白光LED具有高效节能，固体化抗震，启动快，无闪烁，无公害等诸多优点，现在拓展到许多应用领域。人们期望白光LED成为第四代新照明光源，达到节能的绿色照明目的。实现这种新的固体白光LED照明光源，迫切需要高效荧光体，使半导体LED和LD(Laser Diode，激光二极管)芯片发出的长波紫外光和篮光有效地转换为可见光，从而实现白光LED和白光LD。利用发蓝光的LED芯片和可被蓝光激发发射黄光的三价铈激活的稀土石榴石，如Y3Al5O12:Ce，(Y，Gd)3(Al，Ga)5O12:Ce荧光体(通常简称为YAG:Ce)可以组成发白光LED(美国专利5998925)，这种黄色荧光体从上世纪六十年代以来人们进行了充分的研究(Blasse G and Bril A.J Chem Phys.1967，47(12)5139，Weber MJ等；Appl phys lett.1978，33410，Liu Xingren等；Phys Rev BCondens Matt.1989，39(16)10633)，这类荧光体可以将半导体芯片发射的蓝光有效地转换为黄光。但是，这种白光LED的性能及用作照明很大程度上受到限制，存在一些急需克服的缺点。因为在所使用的YAG:Ce体系荧光体的发射光谱中缺少某些色成份，如蓝绿光和红光成份。这不仅致使制造的白光LED的色还原性差，显色指数低，更重要的是利用这一方法迄今难以制造出低色显(≤4000K)、高显色指数(Ra＞80)的白光LED。目前，这种荧光体将蓝光转换为黄光的效率再提高非常困难。这种黄色YAG:Ce荧光体的另一个缺点是不能被360-420nm长波紫外至蓝紫光有效激发，发光效率低。近年来，具有发射波长为370nm、382nm、395nm和405nm左右的紫外LED已陆续被开发，发射395和405nm的蓝紫光发光二极管LED和激光二极管LD已实现商品化。利用这种UVLED和LED来实现白光，可以达到光效更高的白光，但需要发光效率很高的红、绿、蓝三基色荧光体。人们熟悉的Y2O3:Bi，Eu荧光体最近被用作长波UV白光LED的红材料(美国专利6255670B1，2001)。它是利用Bi3+离子在长波UV区有吸收，然后将吸收能量传递给Eu3+，使之发射611nm锐峰谱线红光(J.Electrochen.Sol，1967，1141137，发光学报1981，231)。但这种红材料在420-370nm范围的蓝紫外光激发下，发光效率低，只有在更短的紫外光，如254nm激发下效率很高。彩电用的Y2O2S:Eu红色荧光体也存在类似的问题。刘行仁和张晓专利技术了二价铕激活的氯硅酸镁钙Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu(简称CMSC:Eu)绿色荧光体并报告了它的发光性质(J.Electrochem Soc，1992，139622)。随后，刘行仁等人又对Eu2+激活的氯硅酸锌钙Ca8Zn(SiO4)4Cl2:Eu(简称CZSC:Eu)以及在这两种新荧光体中Ce3+、Mn2+的发光性质，Ce3+-Eu2+，Eu2+-Mn2+离子间的能量传递进行了研究(J.Rare Earth，1993，11102；吉林大学自然科学学报，1996，No.491；光谱学与光谱分析，1998，18645等)。在1996年申请了中国专利技术专利(CN1186103A)。这类荧光体在紫外光和蓝光激发下，发射很强的绿光，光能转换效率高。最近，GE公司利用刘行仁等人专利技术的Eu2+和Mn2+共激活的氯硅酸镁钙用作紫外白光LED的绿色荧光体(美国专利6255670B1，2001)；而德国Osram公司用作蓝光芯片激发的白光LED的绿色荧光体(美国专利6504179B1，2003)。二价铕激活的氯硅酸锶Sr4Si3O3Cl4；Eu(英国专利1087655，1967；J.Lumin1971，3467)及Sr8(SiO4O12)Cl8:Eu2+(Z Anorg.Allg Chem.1994，620451；Mat ResBull 2001，362051)的发光性质已被报道。而另一类Eu2+激活的磷硼酸锶2SrO，0.84P2O5.0.16B2O3:Eu2+荧光体也被报告(三菱电机技报，1978，52，701)。它们在紫外光激发下发射强的蓝绿光，试图用于荧光灯中色品质的改善，但没有被用于白光LED中。Eu2+、Ce3+分别激活的M3MgSi2O3(M＝Ba、Sr、Ca)碱土硅酸盐的发光性质已分别被报道(J.Electrochem Soc，1970，117381；J.Chem Phys.1968，1151181；无机材料学报1999，14(2)317；J Alloys Compd，2000，23189)。早期已报道，在M3MgSi2O8:Eu，Mn和BaMg2Si2O7:Eu，Mn两种硅酸盐中可以发生有效的Eu2+→Mn2+的能量传递，而获得Mn2+的红发射(J.Electrochem Soc.1968，115733；1970，117381)，但至今没有获得应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种发射光谱覆盖范围宽，显色指数高，光转换效率高，耐候性良好的高质量白光LED；本专利技术的另一目的是提供制造该白光LED的光转换用荧光体。本专利技术的目的是由以下方式实现的本专利技术的白光LED包括发光芯片、电极、荧光体、封装材料，其特征是荧光体中包含有采用稀土离子铕、铈和锰离子共激活的氯硅酸镁锌钙体系的绿色荧光体，其化合物的组成为(Ca1-x-yEuxCey)8(Mg1-a-zZNaMnz)(SiO4)4Cl2，式中0≤a≤1，0＜x≤0.2，0≤y≤0.1，0≤z≤0.1以及两种硅酸盐红色荧光体中的至少一体荧光体，其化合物的组成分别为(1)(Ba1-x-bEuxMb)(Mg1-aZnaMnz)2Si2O7焦硅酸盐，式中M＝Sr和/或Ca，0＜x≤0.15，0≤b≤1，0≤a≤1，0＜z≤0.3；(2)(Ba1-b-x-yMbEuxCey)3(Mg1-a-zZnaMnz)Si2O8，式中M＝Sr和/或Ca，0≤b≤0.6，0≤a≤1，0＜x≤0.15，0≤y≤0.02，0≤z≤0.2。本专利技术的白光LED光转换用荧光体包括有蓝光LED、长波UV LED和LD用的蓝绿光和绿色荧光体，是由稀土离子铕、铈和锰离子共激活的氯硅酸镁锌钙体系荧光体，其化合物组成为(Ca1-x-yEuxCey)8(Mg1-a-zZnaMnz)(SiO4)4Cl2，式中0≤a≤1，0＜x≤0.2，0≤y≤0.1，0≤z≤0.1，当组成中含有三价铈离子时，还应加入一价碱金属离子，如Li+作为电荷补偿剂。这类荧光体可被光谱范围很宽的紫外光至蓝光的波长有效激发，发射蓝绿光——绿光。例如，用InGaN LED本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种白光发光二极管包括发光芯片、电极、荧光体、封装材料，其特征是荧光体中包含有采用稀土离子铕、铈和锰离子共激活的氯硅酸镁锌钙体系的绿色荧光体，其化合物的组成为(Ca1-x-yEuxCey)8(Mg1-a-zZnaMnz)(SiO4)4Cl2，式中0≤a≤1，0＜x≤0.2，0≤y≤0.1，0≤z≤0.1以及两种硅酸盐红色荧光体中的至少一体荧光体，其化合物的组成分别为(1)(Ba1-x-bEuxMb)(Mg1-aZnaMnz)2Si2O7焦硅酸盐，式中M＝Sr和/或Ca，0＜x≤0.15，0≤b≤1，0≤a≤1，0＜z≤0.3；(2)(Ba1-b-x-yMbEuxCey)3(Mg1-a-zZnaMnz)Si2O8，式中M＝Sr和/或Ca，0≤b≤0.6，0≤a≤1，0＜x≤0.15，0≤y≤0.02，0≤z≤0.2。2.一种白光LED光转换用荧光体，其特征是荧光体包括有蓝光LED、长波UV LED和LD用的蓝绿光和绿色荧光体，是由稀土离子铕、铈和锰离子共激活的氯硅酸镁锌钙体系荧光体，其化合物组成为(Ca1-x-yEuxCey)8(Mg1-a-zZnaM...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘行仁，刘琳琳，
申请(专利权)人：刘行仁，刘琳琳，
类型：发明
国别省市：
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