[發(fā)明專利]釔-鈰-鋁石榴石磷光體和發(fā)光裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210599373.6
• 申請(qǐng)日: 2012-12-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103173219A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 綿谷和浩;塚谷敏彥;川添博文;美濃輪武久
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): C09K11/80
• 分類號(hào): C09K11/80;H01L33/50
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 李躍龍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及制備用于轉(zhuǎn)化來(lái)自發(fā)光元件的光波長(zhǎng)的釔-鈰-鋁石榴石(有時(shí)稱作YAG:Ce)磷光體的方法，以及包含該YAG:Ce磷光體的發(fā)光裝置。更具體地，本發(fā)明涉及適用于構(gòu)造白色發(fā)光裝置的粒狀YAG:Ce磷光體，該白色發(fā)光裝置用于構(gòu)造包括普通照明裝置，背光裝置和頭燈裝置的照明裝置。

背景技術(shù)

發(fā)光二極管(LED)在現(xiàn)有可用光源中是效率最高的。尤其是，作為替代白熾燈、熒光燈、冷陰極熒光燈(CCFL)和鹵素?zé)舻南乱淮庠矗坠釲ED具有快速擴(kuò)張的市場(chǎng)份額。通過(guò)將藍(lán)光LED和在藍(lán)光激發(fā)時(shí)能夠發(fā)射的磷光體進(jìn)行組合得到白光LED。通常，將綠或黃光磷光體與藍(lán)光LED組合以產(chǎn)生偽白光。適合的磷光體包括Y₃Al₅O₁₂:Ce、(Y，Gd)₃(Al，Ga)₅O₁₂:Ce、(Y，Gd)₃Al₅O₁₂:Ce、Tb₃Al₅O₁₂:Ce、CaGa₂S₄:Eu、(Sr，Ca，Ba)₂SiO₄:Eu和Ca-α-SiAlON:Eu。

其中，Y₃Al₅O₁₂:Ce磷光體是最常用的，因?yàn)槠湓谒{(lán)光激發(fā)時(shí)具有高發(fā)射效率。例如如JP370O502所公開(kāi)的那樣，其通過(guò)如下方式制備：將稀土元素Y和Ce以恰當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)計(jì)量比溶于酸中，與草酸一起共沉淀該溶液，將該共沉淀物燒制成共沉淀氧化物，將其與氧化鋁混合，并向其添加為熔劑的氟化物(如氟化銨或氟化鋇)。將混合物置于坩堝中并在1400℃的空氣中燒制3小時(shí)。將該燒制的材料在球磨機(jī)中濕磨，洗滌，分離，干燥并最終篩分。

對(duì)于Y₃Al₅O₁₂:Ce磷光體的典型例子而言，描述了通過(guò)用釓替換部分釔可以使得它的發(fā)射顏色移至更長(zhǎng)的波長(zhǎng)側(cè)。不合乎期望的是，這種替換是以犧牲室溫下發(fā)射的量子效率和高溫下的發(fā)射性能為代價(jià)的。

引用列舉

專利文獻(xiàn)1：JP3700502

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種釔-鈰-鋁石榴石(YAG:Ce)磷光體，該磷光體允許發(fā)射顏色移至更長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)而無(wú)需用釓替代部分釔且無(wú)需犧牲高溫下的發(fā)射性能。

關(guān)于由作為基體相的結(jié)晶晶粒組成的釔-鈰-鋁石榴石磷光體，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如果將具有5到20nm平均晶粒尺寸并含有比基體相的平均鈰濃度更高濃度的鈰的納米結(jié)晶晶粒分散于結(jié)晶晶粒中，那么當(dāng)用450nm的光激發(fā)時(shí)，該磷光體能夠產(chǎn)生具有在xy色度坐標(biāo)上x(chóng)值為0.47到0.54的發(fā)射顏色。另外，在80℃的磷光體的溫度下，發(fā)射光譜的峰強(qiáng)度是在25℃的磷光體的溫度下的發(fā)射光譜的峰強(qiáng)度的至少93％。本發(fā)明基于這些發(fā)現(xiàn)。

一方面，本發(fā)明提供一種具有晶體結(jié)構(gòu)的釔-鈰-鋁石榴石磷光體，其中該晶體結(jié)構(gòu)基于基體相，并且具有5到20nm晶粒尺寸并含有比基體相的鈰濃度更高濃度的鈰的納米結(jié)晶晶粒分散于晶體結(jié)構(gòu)中。

典型地，當(dāng)用450nm的光激發(fā)時(shí)，磷光體產(chǎn)生具有在xy色度坐標(biāo)上x(chóng)值為0.47到0.54的發(fā)射顏色。

優(yōu)選地，基于釔和鈰的總量，鈰以4mol％到15mol％的濃度存在。更優(yōu)選地，納米結(jié)晶晶粒的鈰濃度比基體相的鈰濃度高1到20重量％。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，當(dāng)用450nm的光激發(fā)時(shí)，磷光體產(chǎn)生發(fā)射光譜，其中在80℃的磷光體的溫度下，發(fā)射光譜的峰強(qiáng)度是在25℃的磷光體的溫度下的發(fā)射光譜的峰強(qiáng)度的至少93％。

另一方面，發(fā)明人提供一種發(fā)光裝置，其包括用于發(fā)射波長(zhǎng)為400到470nm的光的發(fā)光元件和用于將來(lái)自該發(fā)光元件的至少部分光的波長(zhǎng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的如前述所定義的磷光體。

本發(fā)明的有益效果

在本發(fā)明的YAG:Ce磷光體中，具有5到20nm尺寸且含有比基體相的鈰濃度更高濃度的鈰的納米結(jié)晶晶粒分散于晶體結(jié)構(gòu)中。磷光體的發(fā)射顏色移至比現(xiàn)有技術(shù)的磷光體更長(zhǎng)的波長(zhǎng)側(cè)。因?yàn)榕懦瞬煌赮，Ce和Al的元素作為主要成分，所以即使在高溫下，磷光體也能保持令人滿意的發(fā)射(或熒光)性能。

附圖說(shuō)明

圖1是示出YAG:Ce磷光體的色度x相對(duì)于鈰濃度的圖表。