[发明专利]以硅酸盐为主的新颖黄－绿色磷光体

说明书

相关申请案的参照

本发明申请案是于2004年8月4日提出申请且标题为“Novel phosphor systems for a white light emitting diode(LED)”(发明人Yi Dong、Ning Wang、Shifan Cheng及Yi-Qun Li)的美国专利申请案序列号10/912,741的部分接续案。美国专利申请案第10/912,741 号以其整体引用的方式并入本文中。

技术领域

一般来说，本发明实施例是关于用于白光照明系统(例如白光发光二极管(LED)) 中的以硅酸盐为主的新颖黄色及/或绿色磷光体(在下文中称为黄-绿色磷光体)。具体 来说，本发明黄-绿色磷光体包括一种以硅酸盐为主的复合物，其具有至少一种二价碱 土金属元素及至少一种阴离子掺杂剂，其中所述新颖磷光体的光学性能等于或优于已 知YAG:Ce复合物或已知未利用包括阴离子掺杂剂优点的以硅酸盐为主的复合物的光 学性能。

背景技术

白光LED在业内已为人所知，且相对来说是近期的创新。直至开发出可在电磁 波谱的蓝色/紫外区域发光的LED，才使制作基于LED的白光照明源成为可能。在经 济上，白光LED具有替代白炽光源(灯泡)的可能，尤其当制造成本降低且技术进一 步发展时。具体来说，相信白光LED在使用寿命、坚固性及效率方面皆有优于白炽灯 泡的潜力。例如，预计基于LED的白光照明源可满足运行寿命为100,000小时且效率 为80％至90％的工业标准。高亮度LED业已对诸如交通灯信号等社会领域形成实质 影响，替代了白炽灯，且因此无需惊讶不久其将满足家庭及商业以及其他日常应用领 域中的普通照明要求。

现有若干制造基于发光磷光体的白光照明系统的通用方法。至今，大多数白光 LED市售产品皆依据图1所示方法制造，其中来自辐射源的光影响白光照明的颜色输 出。参见图1的系统10，辐射源11(其可为LED)发出在电磁波谱可见部分中的光 12、15。光12与15是相同的光，但出于例示的目的而显示为两个分开的光束。自辐 射源11发射的一部分光即光12激发磷光体13，所述磷光体是一种自源11吸收能量 后能发射光14的光致发光材料。光14可为位于光谱黄色区域的实质单色光，或其可 为绿光与红光、绿光与黄光、或黄光与红光等的组合。辐射源11亦发出不被磷光体 13吸收的可见光中的蓝光；其是图1中所示的可见蓝光15。可见蓝光15与黄光14 混合以提供图中所示的合意白光照明16。

根据图1中示意图一种已用于此项技术中的已知黄色磷光体是以YAG为主的磷 光体，其主发射峰值波长视组成(尤其是代替构成所述以YAG为主的磷光体的钇(Y) 原子的钆(Gd)原子数量)不同而在约530至590nm之间变化。影响主发射峰长的另一 因素是所添加作为发光中心的Ce³⁺的数量。已知当Gd的替代数量或Ce³⁺的数量增加 时，峰值发射波长移至更长波长处。白光的颜色控制可通过改变所述蓝光LED所发射 蓝光与所述以YAG为主的磷光体所发射黄光之间的输出比例来实现。

颁予Shimizu等人的美国专利第5,998,925号揭示使用450nm蓝光LED来激发一 种包含钇-铝-石榴石(YAG)发光材料的黄色磷光体。在此方法中，InGaN晶片起发 发射可见蓝光LED的作用，且一种铈掺杂的钇铝石榴石(称为“YAG:Ce”)用作所述 系统的唯一磷光体。所述磷光体通常具有以下化学计量式：Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺。由所述蓝 光LED发射的蓝光激发所述磷光体，使其发射黄光，但并非由所述蓝光LED发射的 所有蓝光皆被所述磷光体吸收；一部分透射穿过所述磷光体，其然后与由所述磷光体 发射的黄光混合，以提供被观察者感知为白光的辐射。