本发明专利技术涉及一种以钆镥铈为基质的荧光粉，其特征在于：该荧光粉材料成份中添加Ｆ↑［－１］离子及Ｎ↑［－３］离子，取代部分石榴石晶格中的氧离子，其化学计量式为：（Ｇｄ↓［１－ｘ－ｙ］Ｌｕ↓［ｘ］Ｃｅ↓［ｙ］）↓［３］Ａｌ↓［５］Ｏ↓［１２－ｚ］Ｆ↓［ｚ／２］Ｎ↓［ｚ／２］，该荧光粉经由一氮化铟镓（ＩｎＧａＮ）半导体异质结短波激发后可辐射在橙红色光谱区域范围中。此外，本发明专利技术亦揭示一种暖白光发光二极管，其采用该钆镥铈为基质的荧光粉，当其波长λ＝４２０～５００ｎｍ的半导体异质结辐射激发时，荧光粉在橙红色发光最大光谱λ＞５７５ｎｍ，半波宽大于１３５ｎｍ，演色指数Ｒａ≥８０。
【技术实现步骤摘要】
以钆镥铈为基质的荧光粉及使用其的暖白光发光二极管
本专利技术涉及一种以钆镥铈为基质的荧光粉及使用其的暖白光发 光二极管。
技术介绍
具有Ja3d石榴石结构空间组的发光材料在20世纪六十年代已 被广泛采用在核能及激光物理中；初次石榴石合成的学术报告是 由美国的工程师H Yooder及M.Kettle(请参照Amer. Mineralogist 1952 V36 N6 P15 98)第 一 次提出含有Y3A15012成份的单晶人工石 榴石，将此命名为钇铝石榴石(YAG)。该项工作中已指出，YAG的化学成份晶格结构与天然矿物 Crossulara-Ca3Al2Si3012以及 spessartine-Mn3Al2Si3012的差另lj ， Jooder H.J首次非常明确的确定间隔组属于J103d人工石榴石。同 样晶格参数a=12.01±0.2A与天然的石榴石a-11.86A相比更大。采 用大尺寸的Y+3与Mri+2 —起，这种材料其计量式可以写成 A3B2(B04)3，其中A型离子(稀土元素，如钙、铁等等)，具有十二 面体的配位，其配价数KU=8， B型离子(硅及部分铝)具有其配价 KU=4，部分的A1+3离子具有八面体，配价KU-6。Yo d e r a先生创先打开了新型的合成可能，这不仅仅是传统的石 榴石晶体。长期以来关注的往往是市场漂亮的红宝石，开发新的工 业结晶成为重要的发展方向，该技术理念在20世纪已经产生，高技术与激光相结合。在此必须指出，产生于20世纪60年代的固态激光比红宝石 Al203:Cr更加有效， 一种以单晶为主的YAG:Nd(请参照NassauR.J Apply physics 1962 ,33巻，第 8页 2519,同一杂志 1963,V34, P3063,同 一 杂志.V34,P3603 )。在这一年，第一篇石榴石成份 YAG:Nd的专利诞生(请参照Charvat之英国GB1055，099专利、 Nielson J.W Bell实验室之美国US2,979,413专禾U及BallmanA.之美 国US 3,050,407专利)。源自含钕的YAG:Nd(请参照BallmanA.之美国US 3,050,407专 利)石榴石成份，其区别在于高效、高透光性及抗热性，对于制备 更大尺寸的激光组件可靠的加工办法。于此同时，根据物理学和材料学分析运用原理，实现了"合成" 石榴石(YAG:Nd)。根据不同稀土离子(Ce，Pr，Eu，Dy)石榴石的合成 导致扩大了这独有材料的应用，在1966年详细的研究运用了有关 在YAG:Ce的顺磁共振，公布于H.Levvis(请参照Journal Apply physics Vol.37N2， P739)，其主要结论就是在单晶体形式中采用铈 为激活剂，同样颗粒以粉末及含铈的黄色石榴石粉末形态出现(黄 宝石在珠宝市场是珍贵罕见的)。对于创造宽带带石榴石荧光粉我们有一个技术解决方案。具有 优先权的是荷兰的著名物理学家G.Blasse在1967年4月29日及A BRille在有关阴极射线管的专利(请参照荷兰Nl 6706095专利)中。 在制造荧光屏中采用了新型的荧光粉(Y,Ce)3Al5012。这五项专利 在不同的国家备受保护，指出G.Blass及A.Brill在此项工作的重要性。荷兰皇家菲利普(Phillips)公司之Blasse G于其美国、英国、 德国及比禾U日寸之 Cerium- Activated Yttrium Aluminate Phosphor专利(请参照US3,564,322专利，GB11745 1 8专利，DEI764218专利 及Be714420专利)中开辟了新型的彩色影像屏幕的发展，具有辐 射X=470 720nm的宽带带荧光粉(Y，Ce)3Al5012 ，最大辐射光谱 、ax=5 50nm 。允许透明的多色画面以及幻灯片建立在电致发光产生 可见光谱次能带显示蓝色、天蓝色、黄色及红色，对于更多的颜色 平衡以及建立正确的白光发光，有关所提的添加的石榴石荧光粉， 及添加第二种早以熟知的Ca2Al2Si07:Ce (石榴石)荧光粉，结合两 种材料所制成的宽带带辐射，彩色图像质量具有可复制性(请参照 BlassG.A.Brill JP Apply physics Lett 1967,Vol 11，P53)。YAG:Ce荧光粉的公开有创始人G.Blasse在当时发表的学术论 文Luminescent material(请参照G.Blasse Amstepdam-.Berliu, 1994)，以及在日本的荧光粉手册中也曾记载(请 参照Phosphors Handbook, 1st Edition,1987 )。主要的YAG:Ce材料的出现对于核物理及闪烁器非常有效，其 非常短时间余辉(^<"10—7秒)允许检测非常高能量辐射。这样的样本，发光组份(Y,Ce)3AlsO,2以及相近模拟的组份，犹 如(Y,Gd，Ce)3Als0,2等，在荧光粉手册(请参照Handbook of Phosphors)及在各种工程学校的教学参考书中均可找到。在这一时间有关复合材料(及二元组)装置，以GaP-GaAS为主 在红外线光谱领域有强烈辐射，利用反司托克荧光粉将眼睛看不见的辐射转换成可见的红光或绿光或蓝光辐射。其相关专利的描述请参照美国US3,882,215专禾U 、力口拿大CA 900620专禾U及CA900620A专利。建立以GaN为基质的新型氮化物材料拟定其发光二极管在短波次能带辐射的可见光谱区域(红外光、紫外光及蓝光)。这一材料在苏联工程师B.C阿布拉墨夫(B.C.Ablamov)所获准之苏联CCCP635,813专利中(请参照B.C.Ablamov CCCP635813专利)提出利用司托克荧光粉将GaN结构的部分初级辐射转换为长波辐射，构成不同的颜色的白光。在1994年日本的物理学家中村修二 (S. Nakamura)提出了源自氮化铟、氮化镓的异质结(即P-N接面)结构，可提升效能(请参照 S. Nakamura. Blue laser. Springer Verlag， Berlin, 1997)。之后没多久，在1995年"Nichia"公司出色的物理学家运用合成了白光发光二极管。利用宽带荧光粉Y3AlsCh2:Ce(请参照US3，564，322专利、GB 1174518专利、DE1764218专利及Be714420专禾U)以及发光二极管的合成结构(请参照US 3,564,322专利，GB 1174518专禾U ，DE1764218专禾U及Be714420专利)(Grodriewicz W. UitertW/Light之CA 900620专禾U 、 Pankove之DE 2444107专禾U及B.C.Ablamov之CCCP 635813专利)。该理念根据17世纪牛顿的互补色原理，结合两种互补色，创造白光辐射。他们根据已知的材料、结构，以及物理原理申请了专利(请参照 S.Nakamura. BluelaserDiode. Springer Verlag, Berlin, 1997)。而在熟知的N5988925专利中，仍然存在着下列缺点l本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种荧光粉，以钆镥铈为基质，其特征在于：该荧光粉材料成份中添加Ｆ↑［－１］及Ｎ↑［－３］，取代部分石榴石中的氧，其化学计量式为：（Ｇｄ↓［１－ｘ－ｙ］Ｌｕ↓［ｘ］Ｃｅ↓［ｙ］）↓［３］Ａｌ↓［５］Ｏ↓［１２－ｚ］Ｆ↓［ｚ／２］Ｎ↓［ｚ／２］，经由一氮化铟镓ＩｎＧａＮ半导体异质结短波激发后可辐射在橙红色光谱区域范围中。
【技术特征摘要】
【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，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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