[發明專利]用于白光LED封裝的雙層YAG:Ce/(Gd,Y)AG:Ce復合透明陶瓷熒光體及其制備方法

有效

• 申請號: 201310422845.5
• 申請日: 2013-09-16
• 公開（公告）號: CN104449718A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 胡辰;石云;姜本學;李江;劉文斌;寇華敏;潘裕柏;馮錫琪;郭景坤
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C09K11/80
• 分類號: C09K11/80;H01L33/50;B32B18/00
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;鄭優麗

技術領域

本發明涉及雙層透明陶瓷熒光體的制備，如YAG:Ce和(Gd,Y)AG:Ce雙層透明陶瓷的制備，采用真空燒結技術獲得的透明陶瓷光效率達到商用水平。該熒光體材料非常具有潛在應用價值，可用于城市照明路燈等大功率照明器件。除了適用于白光LED熒光材料，還可作為閃爍材料用于高性能正電子湮沒斷層掃描成像技術(PET)做探測器材料，也可應用于核醫學成像(CT、SPECT)、油井鉆探、高能物理、核物理、安全檢查、環境檢查等方面。屬于透明陶瓷領域。?

背景技術

白光半導體照明（light-emitting?diode，簡稱LED）被廣泛應用于聚光燈和液晶顯示屏背光、車燈和指示燈中。與傳統的光源相比，LED具有能耗低、亮度高和壽命長的優點。目前商業上獲得白光LED的方法是將YAG:Ce熒光粉通過有機樹脂的粘接涂覆在藍光LED芯片上。?

熒光粉的作用是吸收藍光LED芯片所發出的藍光，并將其轉化為黃光。但是這些作為粘接劑的有機樹脂非常容易發生熱老化。這將嚴重影響LED燈具的發光效率和發光的顏色，降低燈具壽命。?

近年來透明陶瓷在光學質量上已經可與單晶相當，并廣泛應用在激光和閃爍材料等領域。特別是其高化學組成均一性，高光學透過率、高熱導率和耐熱老化的特點非常適合作為新一代LED熒光體材料。熒光透明陶瓷材料具有比硅膠高得多的熱導率和熱穩定性，可以實現高使用壽命及器件穩定性；而且陶瓷具有較高的硬度及斷裂韌性，可方便應用于不同的使用環境，尤其是一些大型照明場所，如路燈、公共照明等。?

目前商用YAG:Ce粉體的另一個問題是：發光中缺乏紅光，導致色溫偏高，顯色指數較低。針對紅光缺失，飛利浦公司提出了向YAG:Ce粉體中摻入一定量Gd³⁺以改善白光的色柔和顯色指數。但Gd³⁺的摻入將降低白光的發光效率。因此，如何在補充紅光以獲得色溫柔和且顯色指數較高的白光的同時不影響白光的發光效率成為重要課題。中國專利CN102501478A、CN102531564A、CN102249660A分別公開一種復合透明陶瓷，它們的構成分別為(Pr_xY_1-x)₃Al₅O₁₂/(Ce_xY_1-x)₃Al₅O₁₂、(Ce_xY_1-x)₃Al₅O₁₂/(Eu_xY_1-x)₃Al₅O₁₂或(Eu_xY_1-x)₂O₃、?(Ce_xY_1-x)₃Al₅O₁₂/(Ce_wY_1-w)₃(Cr_zAl_1-z)₅O₁₂，在它們中，(Ce_xY_1-x)₃Al₅O₁₂層在藍光激發下發黃光，另一層在藍光激發下直接發紅光，從而黃光、紅光與透過的藍光混合成白光，而其中的紅光直接由Pr³⁺、Eu³⁺、Cr³⁺提供，但是這些復合透明陶瓷對色溫的改善并不明顯，且不能有效調節色溫的范圍。?

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供一種YAG:Ce/(Gd,Y)AG:Ce復合透明陶瓷熒光體及其制備方法，利用YAG:Ce高流明效率的優勢，輔以一定量的(Gd,Y)AG:Ce紅光成分，以獲得藍光激發下具有較高流明效率，色溫柔和，較高顯色指數的白光LED熒光體。?