[發(fā)明專利]白光LED用石榴石類單晶熒光材料及其制備方法

無(wú)效

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• 申請(qǐng)日: 2009-07-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102061169A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇小龍;李揚(yáng);向衛(wèi)東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海博晶光電科技有限公司
• 主分類號(hào): C09K11/80
• 分類號(hào): C09K11/80;C30B15/00;C30B11/00;C30B13/00;H01L33/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般性地涉及白光LED用單晶熒光材料及其制備方法，特別涉及石榴石類單晶熒光材料，屬于LED熒光材料技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

白光LED具有體積小、發(fā)熱量低、耗電量小、壽命長(zhǎng)、反應(yīng)速度快、環(huán)保、可平面封裝、易開(kāi)發(fā)成輕薄小巧產(chǎn)品等優(yōu)點(diǎn)，被譽(yù)為將超越白熾燈、熒光燈和HID燈的“第四代照明光源”，應(yīng)用前景十分廣闊。目前，白光LED在照明市場(chǎng)的前景備受全球矚目，歐、美及日本等先進(jìn)國(guó)家紛紛投入大量的人力和財(cái)力，成立專門的機(jī)構(gòu)和計(jì)劃推動(dòng)白光LED研發(fā)工作。如歐盟各國(guó)的“彩虹計(jì)劃”、美國(guó)的“國(guó)家半導(dǎo)體照明研究計(jì)劃”以及日本的“21世紀(jì)照明”研究發(fā)展計(jì)劃等。?

在白光LED的制備中，熒光材料的性能直接影響白光LED的發(fā)光效率、轉(zhuǎn)換效率、色坐標(biāo)、色溫及顯色性。目前，白光LED熒光材料主要以無(wú)定形熒光粉為主體，商品化白光LED產(chǎn)品以芯片與熒光粉組合形成白光為發(fā)展主流。當(dāng)前，制造高效率、高顯色指數(shù)、低色溫、大功率白光LED已經(jīng)成為L(zhǎng)ED發(fā)展的迫切需求，而其中熒光材料的性能(激發(fā)效率、發(fā)光效率、均勻性、物化穩(wěn)定性等)提升尤其重要。然而，受熒光粉性能的影響，目前白光LED發(fā)光效率提高、顯色性能改進(jìn)、壽命提高、大功率使用等問(wèn)題一直未得到很好的解決。LED發(fā)展的瓶頸日益凸顯出熒光粉不能滿足現(xiàn)有白光LED需求及適應(yīng)未來(lái)的白光LED發(fā)展趨勢(shì)的問(wèn)題。現(xiàn)階段白光LED用熒光粉存在以下突出問(wèn)題：熒光粉激發(fā)效率和光轉(zhuǎn)換效率低、熒光粉顆粒及分散的均勻性差、熒光粉缺失紅色發(fā)光成分，很難制備低色溫，高顯色指數(shù)的白光LED、熒光粉光衰大，白光LED壽命短以及熒光粉物化性能差，不適應(yīng)大功率LED發(fā)展需求。?

此外，熒光粉專利技術(shù)被國(guó)外壟斷。目前可被藍(lán)光激發(fā)白光LED熒光粉：稀土石榴石，硫代鎵酸鹽，堿土硫化物，堿土金屬鋁酸鹽，鹵磷酸鹽，鹵硅酸鹽以及氟砷(鍺)酸鎂等七大類的專利技術(shù)幾乎都被國(guó)外壟斷。受專利保護(hù)壁壘的影響，國(guó)內(nèi)企業(yè)只能苦苦求索，在夾縫中尋求新熒光粉的突破。現(xiàn)在市場(chǎng)的LED熒光粉基本上來(lái)自日本、美國(guó)以及臺(tái)灣，我們國(guó)內(nèi)的熒光粉的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化受到極大制約。?

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明針對(duì)目前白光LED領(lǐng)域中熒光粉存在的問(wèn)題，提出一種新型氧化物單晶熒光材料，可替代傳統(tǒng)熒光粉，克服熒光粉目前存在的問(wèn)題。?

本發(fā)明提出新型氧化物單晶熒光材料具有激發(fā)發(fā)射效率高、高度均勻性、可實(shí)現(xiàn)增加紅色發(fā)光成分和調(diào)諧發(fā)光波段、物化性能穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)、熱導(dǎo)率高，可應(yīng)用于高功率白光LED、優(yōu)化白光封裝LED結(jié)構(gòu)，降低成本等突出優(yōu)勢(shì)。?

根據(jù)一種實(shí)施方案，單晶熒光材料制品包含有含有A型晶格位置和B型晶格位置的具有單晶結(jié)構(gòu)的氧化物。該氧化物有A₃B₅O₁₂的結(jié)構(gòu)形式，其中A表示占據(jù)A型晶格位置的材料，B表示占據(jù)B型晶格位置的材料。這里，A包含包括釔(Y)以及稀土(RE)……在內(nèi)的許多元素，B包含包括鋁(Al)、鎵(Ga)……在內(nèi)的許多元素。?

在這里給出的其它實(shí)施方案包括具有包含所述單晶材料的LED器件及其應(yīng)用產(chǎn)品，如手機(jī)背光源、液晶顯示背光源、閃光燈、汽車用燈具、通用照明燈、路燈、隧道燈……。?

具體實(shí)施方式：

作為這里使用的冠詞“一個(gè)”、“一種”、“一類”和“該”應(yīng)該被理解成表示“至少一個(gè)”。?

除非特別指明，此后將用到的術(shù)語(yǔ)“制品”應(yīng)該被理解成表示上面描述過(guò)的制品。除非特別指明，此后術(shù)語(yǔ)“氧化物”應(yīng)該被理解成表示上面描述過(guò)的氧化物。?

根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，提供了包含有A型晶格位置和B型晶格位置的具有單晶結(jié)構(gòu)的氧化物單晶制品，該氧化物有A₃B₅O₁₂的結(jié)構(gòu)形式，其中A表示占據(jù)A型晶格位置的材料，B表示占據(jù)B型晶格位置的材料。?

在一個(gè)實(shí)施方案中，具有所述氧化物的所述單晶制品在A型晶格位置的元素除了RE外還包括其他元素。在特殊的實(shí)施方案中，其它元素包括釔(Y)、鋱(Tb)、釓(Gd)、鐿(Yb)、镥(Lu)、鑭(La)中的一個(gè)或者多個(gè)。?