[發(fā)明專利]用于白光LED的多種銻酸鹽熒光材料及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 200910045116.6 | 申請日： | 2009-01-09 |
| 公開（公告）號： | CN101475802A | 公開（公告）日： | 2009-07-08 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 黃富強;夏玉娟 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所 |
| 主分類號： | C09K9/00 | 分類號： | C09K9/00;H01L33/00 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 20005*** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 用于 白光 led 多種 銻酸鹽 熒光 材料 及其 制備 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及可用于白光LED(發(fā)光二極管)的多種銻酸鹽熒光粉材料及 其制備方法。所述的材料為電光照明材料，屬熒光材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)
固體白光照明(Solid?State?Lighting，SSL)是指利用半導(dǎo)體發(fā)光二極管 (Light?Emitting?Diode，LED)產(chǎn)生白光，作為普通照明光源的技術(shù)。與真空管 白熾燈、充汞熒光燈不同，它是一種全新的照明方式，具有發(fā)熱量低、耗電 量小、壽命長、反應(yīng)快、體積小可平面封裝等優(yōu)點，被稱為21世紀最有價值 的新光源。其具有廣闊的市場和應(yīng)用前景，目前世界各國紛紛制定了發(fā)展計 劃。
目前發(fā)出白光的方式主要可分成兩種，一種是單晶型，這種方式與日光燈 的發(fā)光方式一樣，就是把藍光芯片加上黃色熒光粉或紫外光(或近紫外光) 芯片加上RGB(紅、綠、藍)三波長熒光粉來產(chǎn)生白光。另一種是多晶型， 即利用互補的2色或3原色做混光而形成白光。單晶型在驅(qū)動回路的設(shè)計上 較為容易，成本低，因此是目前的主流方式，被廣泛研究。目前商業(yè)化的白 光LED是發(fā)射460nm的InGaN管芯與發(fā)射黃光的YAG:Ce組成的。該方式 工藝簡單，成本較低，但該專利被日本Nichia公司壟斷，且存在著顯色性差、 色溫偏高、缺少紅色成分的缺點，需要加入可被藍光激發(fā)的紅色熒光粉來改 善性能。此外，紫外LED(或近紫外LED)加能被其激發(fā)的紅、綠、藍熒光 粉的方式被認為是較理想的方式。其優(yōu)點是白點僅取決于熒光粉(對LED 芯片性能變化的容忍性高)，顯色性好，能夠得到高質(zhì)量的白光。但該方式也 存在熒光粉轉(zhuǎn)換效率低的問題。合成具有良好發(fā)光特性、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、成 本低的新型LED用熒光粉對實現(xiàn)高亮度的白光LED至關(guān)重要。為了突破 Nichia公司的專利壟斷，分享照明革命帶來的巨大經(jīng)濟利益，世界上眾多研 究者投入了大量資源開發(fā)新型藍光轉(zhuǎn)換熒光粉(激發(fā)波長450～490nm)、紫 外轉(zhuǎn)換型熒光粉(激發(fā)波長200～350nm)和近紫外轉(zhuǎn)換熒光粉(激發(fā)波長 350～450nm)。但這些相關(guān)專利除了少量掌握在國內(nèi)企業(yè)手里外，大部分都 為發(fā)達國家掌握，我們急需開發(fā)自主知識產(chǎn)權(quán)的白光LED用熒光粉。
綜上所述，尋找良好的基質(zhì)材料進而制備發(fā)光性能優(yōu)異的LED用熒光材 料具有重大的科學(xué)和現(xiàn)實意義。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供多種可用于白光LED的銻酸鹽熒光材料及其制備 方法。發(fā)明的構(gòu)思為：
1、基質(zhì)材料的選擇：目前人們廣泛研究的熒光粉體系大多集中在磷酸鹽 (如稀土激活的磷酸鑭)、硼酸鹽(如(Y，Gd)BO3:Eu紅粉)、鋁酸鹽(如 BaMgAl10O17:Eu藍粉)、硅酸鹽(如Zn2SiO4:Mn綠粉)、氧化物(如紅色熒 光粉Y2O3:Eu)等。人們對銻酸鹽材料的研究報道還比較少。銻酸鹽材料種 類繁多，結(jié)構(gòu)各異，構(gòu)成了一個寬帶隙半導(dǎo)體大家族。且其價格低廉，是潛 在的優(yōu)良發(fā)光基質(zhì)材料。從發(fā)光材料設(shè)計出發(fā)，很值得對其開展研究工作。 雙鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的M2LnSbO6(M＝Ca，Sr，Ba；Ln＝Sc、Y和稀土元素)(A2BB’O6型化合物)因在超導(dǎo)、巨磁阻、室溫磁電阻材料等方面有著重要應(yīng)用，近年 已成為材料科學(xué)的重要發(fā)展方向。作為發(fā)光基質(zhì)材料，其陽離子電荷、半徑、 排列方式具有多樣性。這充分保證了激活劑離子選擇的多樣性，進而可以實 現(xiàn)我們所預(yù)期的各色發(fā)光。
2、激活劑離子的選擇：過渡金屬，稀土元素或具有s2構(gòu)型的類Tl離子在 發(fā)光領(lǐng)域均有重要的應(yīng)用。其發(fā)光性質(zhì)強烈依賴于基質(zhì)晶格。通過為其選擇 合適的基質(zhì)材料，調(diào)節(jié)其配位晶體場，可調(diào)節(jié)其發(fā)光顏色，得到預(yù)期的可見 光發(fā)射。這三類發(fā)光中心離子和M2LnSbO6(M＝Ca，Sr，Ba；Ln＝Sc、Y和稀 土元素)中相應(yīng)陽離子的半徑，電荷差異不大，可以很容易的進入基質(zhì)晶格， 實現(xiàn)高的摻雜量和強的發(fā)光。
根據(jù)本發(fā)明，作為發(fā)光體的熒光銻酸鹽示例如下：
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