[發(fā)明專利]黃色熒光粉及其制備方法和使用該熒光粉的發(fā)光器件

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310262528.1
• 申請(qǐng)日: 2013-06-27
• 公開（公告）號(hào): CN104250555A
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張日光;周天亮;朱小清;林勝;王義飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波升譜光電半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號(hào): C09K11/80
• 分類號(hào): C09K11/80;H01L33/50
• 代理公司: 寧波誠(chéng)源專利事務(wù)所有限公司 33102
• 代理人: 袁忠衛(wèi)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種黃色熒光粉，本發(fā)明還涉及該熒光粉的制備方法和該熒光粉制成的發(fā)光器件，為無(wú)機(jī)發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

LED(Light?emitting?diode)是一種能將電能轉(zhuǎn)化為光能的半導(dǎo)體器件。由于白光LED具有高效、節(jié)能、環(huán)保、結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、使用壽命長(zhǎng)及響應(yīng)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于指示、背光源及照明領(lǐng)域。常見的白光LED多依靠熒光粉轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)白光輸出，較為普遍的方式包括以下兩種：

①三基色熒光粉轉(zhuǎn)換LED。利用紫外光(UV)LED激發(fā)一組可被紫外光有效激發(fā)而發(fā)出紅、綠、藍(lán)三種顏色的熒光粉。該白光LED的特點(diǎn)為光源器件中光譜的可見光部分完全由熒光粉產(chǎn)生。不過(guò)，此類白光LED的電光轉(zhuǎn)化效率較低；精確地混合粉體較困難；封裝材料在紫外光照射下容易老化，壽命較短；存在紫外線泄露的隱患；高效的、能發(fā)出紫外線的LED芯片不易制備。

②藍(lán)光芯片激發(fā)黃色熒光粉。該類型的白光LED中，芯片發(fā)出的藍(lán)色光激發(fā)了黃色熒光粉得到黃色光，未被吸收的藍(lán)光和黃光復(fù)合得到白光。該類型的白光LED是實(shí)用化程度最普遍的白光LED，所使用的黃色熒光粉的主要成分為YAG:Ce(Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺)。

YAG:Ce的發(fā)光性質(zhì)早在1967年出版的非專利文獻(xiàn)一《彩電飛點(diǎn)陰極射線管用黃色熒光粉Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺》(A?new?phosphor?for?flying?spot?cathode?ray?tubes?for?color?television:yellow?emitting?Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺，Applied?Physics?Letters，Volume11，Issue2，1967)一文里已有報(bào)道。1996年，日亞化學(xué)公司申請(qǐng)了使用YAG:Ce黃色熒光粉結(jié)合藍(lán)光芯片獲得白光的美國(guó)專利US5998925,之后日亞化學(xué)公司在美國(guó)專利US6069440專利中，公開了通過(guò)Gd、Sm及Lu等稀土元素部分取代Y，或使用Ga部分取代Al，可使得YAG:Ce的發(fā)射光譜在530-570nm之間變化。非專利文獻(xiàn)二《Ca和Si共摻雜對(duì)Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺結(jié)構(gòu)和發(fā)光性能的影響》(Effect?of?the?Co-substitution?of?Ca²⁺and?Si⁴⁺on?the?Structure?and?Luminescence?Properties?of?Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺，Advanced?Materials?Research，Vol.233-235，2011)中報(bào)道了采用Ca與Si共摻雜可實(shí)現(xiàn)對(duì)YAG:Ce發(fā)射光譜的調(diào)控，但其發(fā)光強(qiáng)度明顯下降；非專利文獻(xiàn)三《Si取代對(duì)Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺溫度特性的影響》(Influence?of?Si⁴⁺substitution?on?the?temperature-dependent?characteristics?of?Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺，Chinese.Physics.B，Vol.20，2011)報(bào)道了使用Si取代Al后，可使YAG:Ce的發(fā)射光譜向藍(lán)光方向移動(dòng)，但Si單獨(dú)取代Al會(huì)造成化學(xué)式的電荷不平衡，使得熒光粉的結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生大量用來(lái)平衡電荷的缺陷，最終使得YAG:Ce的發(fā)光強(qiáng)度明顯降低；非專利文獻(xiàn)四《噴霧熱解法制備的Y₃Al_5-2y(Mg,Si)_yO₁₂:Ce³⁺的發(fā)光性質(zhì)》(Luminescence?Characteristics?of?Y₃Al_5-2y(Mg,Si)_yO₁₂:Ce³⁺?Phosphor?Prepared?by?Spray?Pyrolysis，Journal?of?The?Electrochemical?Society，Vol.157，2010)一文中指出，當(dāng)Mg和Si同時(shí)取代Al時(shí)，可使得YAG:Ce的發(fā)射光譜向紅光方向移動(dòng)；非專利文獻(xiàn)五《Sr²⁺對(duì)白光LED用熒光粉YAG:Ce³⁺的增紅研究》(發(fā)光學(xué)報(bào)，2011年11期)報(bào)道了Sr取代Y，可使得YAG:Ce的發(fā)射光譜向紅光方向移動(dòng)，但Sr單獨(dú)取代Y會(huì)造成化學(xué)式的電荷不平衡，使得熒光粉的結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生大量用來(lái)平衡電荷的缺陷，最終使得YAG:Ce的發(fā)光強(qiáng)度明顯降低。