[發明專利]一種用于LED裝置的白光發射熒光材料共混物

無效

• 申請號: 01802068.2
• 申請日: 2001-05-14
• 公開（公告）號: CN1386306A
• 公開（公告）日: 2002-12-18
• 發明（設計）人: A·M·斯里瓦斯塔瓦;H·A·科曼佐
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;C09K11/80;C09K11/81
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王岳,梁永

發明背景

本發明一般涉及一種白光照明系統，尤其是涉及一種用于把發光二極管(“LED”)發射的UV射線轉化為白光的陶瓷熒光材料共混物。

白光發射LED用做液晶顯示的背照明，也用于代替小型的常規燈和熒光燈。如S.Nakamura等人所著，在此引入作為參考的“藍色激光二極管”中216-221頁(Springer，1997)，10.4章所討論的，白光LED是通過在藍光發射半導體LED的輸出表面形成一種陶瓷熒光材料層而制作的。傳統地，藍色LED是一種InGaN單量子阱LED，且熒光材料是摻鈰的釔鋁柘榴石(“YAG：Ce”)，Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺。LED發射的藍光激發熒光材料，使其發射黃光。LED發射的藍光透射過熒光材料并與熒光材料發射的黃光混合。觀察者感覺到的藍光與黃光的混合即為白光。

但是，藍色LED-YAG：Ce熒光材料白光照明系統有如下的缺點。LED顏色輸出(如光譜的功率分布和發射峰波長)隨LED激活層的帶隙寬度和施加于LED的功率變化。在生產過程中，一定比例的LED被制成其激活層的實際帶隙寬度比欲得的大或小。因而，這樣的LED的顏色輸出就會偏離欲得參數。而且，即使特定LED的帶隙有欲得的寬度，在LED工作過程中施加于該LED的功率通常會偏離欲得值。這也會造成LED的顏色輸出偏離欲得參數。既然系統發射的光包含來自LED的藍光成分，如果LED的顏色輸出偏離欲得參數，則系統的光輸出也將偏離欲得參數。與欲得參數間過大的偏離會造成系統的顏色輸出呈現非白光(即帶藍色或帶黃色)。

而且，在LED燈生產過程中，藍色LED-YAG：Ce熒光材料系統的顏色輸出由于經常的、不可避免的、常規的偏離欲得參數(即生產的系統偏差)而變動很大，因為藍色LED-YAG：Ce熒光材料系統的顏色輸出對熒光材料的厚度非常敏感。如果熒光材料太薄，則會有多于欲得數量的LED發射的藍光穿透熒光材料，且組合的LED-熒光材料系統的光輸出將呈現帶藍色，因為藍色LED輸出占優勢。相反，如果熒光材料太厚，則少于欲得數量的藍色LED光穿透厚YAG：Ce熒光材料層。于是，組合的LED-熒光材料系統將呈現帶黃色，因為YAG：Ce熒光材料的黃色輸出占優勢。

所以熒光材料的厚度是影響著現有技術系統的顏色輸出的一個關鍵變量。不幸的是，在大規模生產藍色LED-YAG：Ce熒光材料系統時，控制熒光材料的精確厚度是困難的。熒光材料厚度的變化經常造成系統的輸出不適合白光照明應用，使系統的顏色輸出呈現非白色(即帶藍色或帶黃色)，這將引起不可接受的藍色LED-YAG：Ce熒光材料系統過低的成品率。

藍色LED-YAG：Ce熒光材料系統還會由于藍和黃光的分開而引起的光環效應而受影響。LED以某一個定向方式發射藍光。但熒光材料各向同性地(即向所有方向)發射黃光。所以，當直視系統光輸出時(即正對LED發射的方向)，光呈現帶藍一白色。相反，當以某一個角度觀察光輸出時，光由于黃色熒光材料發射占優勢而呈現帶黃色。當這樣的系統的光輸出被引導到一個平表面上，就會呈現為帶黃色光環圍繞帶藍色區域。本發明旨在克服或至少減少上述問題。

發明概述

根據本發明的一個方面，提供一種白光照明系統，其包括一個輻射源，一種第一發光材料其具有約570到約620nm的發射峰波長，和一種第二發光材料其具有不同于第一發光材料的發射峰波長，為約480到約500nm。

根據本發明的另一方面，提供一種白光照明系統，其包括一個發射峰波長為370到405nm間的發光二極管，一種第一熒光材料APO：Eu²⁺，Mn²⁺，其中A包括Sr、Ca、Ba或Mg中至少一種，和從下列選出的至少一種第二熒光材料：

a)A₄D₁₄O₂₅：Eu²⁺，其中A包括Sr、Ca、Ba或Mg中至少一種，并且D包括Al或Ga中至少一種；

b)(2AO*0.84P₂O₅*0.16B₂O₃)：Eu²⁺，其中A包括Sr、Ca、Ba或Mg中至少一種；

c)AD₈O₁₃：Eu²⁺，其中A包括Sr、Ca、Ba或Mg中至少一種，并且D包括Al或Ga中至少一種；