[發(fā)明專利]一種熒光粉及其制備方法和含該熒光粉的發(fā)光器件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310329324.5
• 申請(qǐng)日: 2013-07-30
• 公開（公告）號(hào): CN104342156A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 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): C09K11/86
• 分類號(hào): C09K11/86;H01L33/50
• 代理公司: 寧波誠源專利事務(wù)所有限公司 33102
• 代理人: 袁忠衛(wèi)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種熒光粉，本發(fā)明還涉及該熒光粉的制備方法和含該熒光粉的發(fā)光器件，為無機(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。

目前常見的白光LED中，多選用GaInN芯片作為激發(fā)光源。芯片發(fā)出的藍(lán)光激發(fā)涂覆在芯片上方的熒光粉，熒光粉發(fā)出的光(多數(shù)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中選擇能發(fā)出黃光的YAG:Ce熒光粉)和芯片中未被吸收的藍(lán)光復(fù)合得到白光。因此熒光粉對(duì)于白光LED的發(fā)光是不可或缺的。

石榴石是一類礦物的總稱。YAG:Ce基質(zhì)結(jié)構(gòu)的化學(xué)式為Y₃Al₅O₁₂，礦物學(xué)名稱為釔鋁石榴石，Ce在此結(jié)構(gòu)中取代Y做發(fā)光中心。1967年(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，Volume?11，Issue?2，53-55，1967)一文首先報(bào)道了YAG:Ce的發(fā)光性質(zhì)。1996年，日本日亞化學(xué)公司獲得了將YAG:Ce熒光粉結(jié)合藍(lán)光GaInN芯片從而發(fā)出白光的美國專利5998925(專利文獻(xiàn)一)。美國通用電氣公司在其申請(qǐng)的美國專利6409938中(專利文獻(xiàn)二)，公開了一種化學(xué)式為(Y_1-x-zCe_xGd_z)₃Al₅(O，F(xiàn))₁₂的黃色熒光粉，該專利指出，當(dāng)用F-部分取代O^2-后，使得熒光粉的量子效率和亮度有所提高。但需要指出的是，該專利給出的熒光粉(Y_1-x-zCe_xGd_z)₃Al₅(O，F(xiàn))₁₂化學(xué)式中，正負(fù)電荷不平衡，負(fù)電荷少而正電荷多，因此所得熒光粉的晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)部可能存在某些陽離子空位(顯電負(fù)性)以平衡多余的正電荷，而空位是熒光粉發(fā)光的淬滅中心，空位的存在使得熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度有所降低；同時(shí)該專利中的熒光粉合成時(shí)需使用含F(xiàn)原料，而氟化物在高溫下都比較容易揮發(fā)，但該專利文件中未對(duì)燒結(jié)壓力做任何的限定。德國的歐司朗公司在2003年獲得了號(hào)碼為666986的美國專利(專利文獻(xiàn)三)，該專利中給出的熒光粉化學(xué)式為Tb₃Al₅O₁₂:Ce(TAG:Ce)。TAG在礦物學(xué)上叫鋱鋁石榴石，其晶體結(jié)構(gòu)與YAG的完全相同，為立方晶系，空間群是Ia3d。但TAG:Ce與YAG:Ce的發(fā)光性質(zhì)不同，這是因?yàn)檫@兩種熒光粉基質(zhì)的晶胞參數(shù)存在一定差別，使得發(fā)光中心Ce所處的晶體場不同，熒光粉的發(fā)光性質(zhì)也就有所區(qū)別。北京有色金屬研究總院在申請(qǐng)的中國專利200610114519.8(專利文獻(xiàn)四)中，給出了一種化學(xué)式為Ln_aM_b(O，F(xiàn))₁₂:(R³⁺，M′²⁺)x熒光粉，其中M′正二價(jià)元素，Ln為正三價(jià)的稀土元素。該專利中，正二價(jià)的M′元素取代正三價(jià)的稀土元素，負(fù)一價(jià)的F元素取代負(fù)二價(jià)的O元素，即通過雙摻雜的辦法來平衡因F取代O導(dǎo)致的電荷不平衡；該專利中的熒光粉合成時(shí)需使用含F(xiàn)原料，而氟化物在高溫下都比較容易揮發(fā)，但該專利文件中也未對(duì)燒結(jié)壓力做任何的限定。美國通用電氣在美國申請(qǐng)的專利20060197443(專利文獻(xiàn)五)中，給出一種使用負(fù)三價(jià)N取代負(fù)二價(jià)O的、化學(xué)式為(RE_1-xCe_x)₃Al_a-y-z-wSi_yGa_zSc_wO_12-yN_y的熒光粉，這里RE為Lu、Gd、Y、或Tb中的一種或多種。該專利指出，通過Si-N鍵取代Al-O鍵，使得熒光粉發(fā)射光譜的主峰向紅光方向移動(dòng)。