[发明专利]橙黄发光荧光粉及使用其的暖白色发光二极管

说明书

【发明所属技术领域】

本发明系关于一种半导体照明技术，尤指一种源于铟镓氮化物(InGaN)异质结基质的暖白色发光二极管，其以稀土石榴石为基质，其中铈作激化剂，在源于铟镓氮化物的短波光激发下具有很高的光强度、高发光效率及对温度具有低灵敏度的优点。

【先前技术】

源于铟镓氮化物(InGaN)异质结(P-N接面)基础上的半导体组件广泛应用于照明技术和信息技术。在交通运输、居家住室、航空港，人们在半导体器件基础上已制造了多构件、多色度屏幕和强功率照明装置。由于本身的光学技术参数，发光二极管“灯”(LED Lamp)已经在许多方面超过传统白炽光源，未来一定会蓬勃发展。

已知的磷化镓及砷化镓基体的发光二极管构造在别尔加·德所著的发光二极管”一书的第480页(请参照世界出版社，1975年，俄罗斯)中已揭示。在该书中提供了关于创造所谓二元发光组成发光二极管的科学讯息专集，也就是说关于涂有荧光粉的异质结，其用途是将第一级辐射转换成第二级辐射。在60～70年代广泛使用反斯托克荧光粉，其用途是将异质结近红外线辐射转换成可见光(红、绿或蓝)。此外，于俄罗斯专利第N 635813号专利案中(申请人为阿博拉莫夫·弗·斯，苏穆克夫·弗·陂，申请日为1977年9月12日)指出源于InGaN构造的斯托克荧光粉具有相结合的可能性，这种荧光粉的辐射波长比激发光波长更长。

这一研究阶段是由日本中村修一先生的学术论文所完成，该论文总结了1997年作者的全部工作，即关于创造源于InGaN异质结基础的构造。由于这些著作，使得所创造的高效短波发光二极管具有蓝光、紫光、紫外线光谱部分的辐射。

在这些研究的基础上专家深入分析了白光发光二极管，其架构为具有涂有黄光辐射无机荧光粉的发蓝光InGaN异质结。这种荧光粉使用非常著名的钇铝石榴石基质材料，其公式为Y₃A₁₅O₁₂:Ce(请参照G.Blasse.Luminescence material.Amsterdam，N-Y.Pergamon 1994)。专家用这种材料作为黄光辐射体并用于二元发光组成发光二极管。

尽管传统钇铝石榴石被广泛使用，然而它仍具有一些本质上的缺陷：1.量子输出不充分ζ≤0.8；2.通过添加Gd⁺³以代替石榴石晶格中的部分钇，其结果为辐射光谱变化范围不大；3.发光二极管白光辐射色饱和不充分，Ra≤80等。本发明将把上述已知专利作为参照并加以采用。

为了排除已知荧光粉的这些缺陷，本发明的发明人提出臻于完善的新型荧光粉(请参照台湾发明第095149453号专利申请案，其申请日为12/18/2006)，该荧光粉成分中添加了N^-3及F^-1。该095149453号专利申请案中同时提出了完善的制备方法，并且以上产品具有更高亮度和更饱和黄光。当发光二极管发光效率很大时，这种材料还能保证高的光强度。然而尽管上述材料原型具有一些实质性的优越性，但它仍具有一些颇大的缺陷：1.暖白色调照明不能复现；以及2.全部白光发光二极管辐射的色饱和不充分等。

【发明内容】

为解决上述已知技术的缺点，本发明的主要目的系提供一种橙黄发光荧光粉及使用其的暖白色发光二极管，其可消除上述荧光粉特性中已知的技术方案的缺陷。

为解决上述已知技术的缺点，本发明的另一目的系提供一种橙黄发光荧光粉及使用其的暖白色发光二极管，其可创造对温度效应具有低灵敏度的材料。

为解决上述已知技术的缺点，本发明的另一目的系提供一种橙黄发光荧光粉及使用其的暖白色发光二极管，其可创造高品质发光二极管，使其具有高光强度和高发光效率。

为达到上述目的，本发明提供一种橙黄发光荧光粉，其用于暖白色发光二极管中，其以被铈激化的稀土石榴石为基质，特征在于：该荧光粉基质成分中添加Li、Si、N及F原子，构成化合物的总化学计量公式：(∑Ln)₃Al_5-x-yLi_y/3Mg_x/2Si_(x/2+2y/3)F_q/2O_12-qN_q/2，当激发波长从440～475nm时，在次能带为542～590nm，其辐射量子输出q＞0.9并且具有立体组石榴石立方结晶构造。