[發明專利]一種單晶粒寬頻梯度LED熒光粉的制備方法

在審

• 申請號: 201710260611.3
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN107794034A
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: 李廷凱;李晴風;陳建國;張擁軍;唐冬漢;譚麗霞;李勇;虞愛民
• 申請（專利權）人: 湖南省科學技術研究開發院
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K11/80;C09K11/59;C30B1/02;C30B29/28
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司43113
• 代理人: 馬強

技術領域

本發明涉及LED固態照明系統及其應用，特別是單晶粒LED寬頻梯度熒光粉的制造方法。

背景技術

自1962年通用電氣公司的尼克·何倫亞克(Nick Holonyak Jr.)開發出第一種實際應用的可見光發光二極管LED，特別是上世紀九十年代末第三代半導體材料GaN技術的突破引發的照明領域的第三次革命以來，經歷50年的發展，LED因具有體積小、高亮度、耗電量低(白熾燈泡的1/8至1/10，節能熒光燈的1/2)、壽命長(12萬h以上)、高效率、低熱量、環保(無Hg、Pb等污染)、可低壓低電流啟動、響應快、抗震耐沖、可平面封裝、易開發成超薄短小產品等系列優點，已廣泛應用在建筑景觀照明，大屏幕顯示，交通信號燈，指示燈，電視機、手機及數碼相機等用大小尺寸背光源，太陽能LED照明，汽車照明，特種照明及軍用等諸多領域。同時LED燈正在取代傳統的白熾燈、節能熒光燈等成為新一代節能、經濟環保型照明燈，被譽為21世紀綠色光源。

LED照明(半導體照明)被認為是人類的照明革命，其發光原理與白熾燈和節能燈有著本質的差別，其技術環節涵蓋：(1)LED外延片技術；(2)LED芯片技術；(3)LED熒光粉及封裝技術；(4)LED分選技術；(5)半導體照明燈具及光學系統技術；(6)半導體照明電源及控制技術。其中，外延片、芯片技術及熒光粉技術系LED的關鍵技術所在，決定著LED照明產品的質量、性價比和應用。

通常，LED不能從它們的量子阱激發直接產生的白光。從LED藍色光轉換為白色光，需要通過LED的藍色光與周圍的黃色熒光材料，聚合物或染料發出的黃光相結合。例如，一個典型的熒光材料是鈰摻雜的釔鋁石榴石(YAG：Ce熒光材料)[查看日亞化學公司的白色LED型號NSPW300BS，NSPW312BS等；Cree.RTM公司,EZBright.TM的發光二極管及美國專利US5959316等]。這些熒光材料在LED的藍色光的激發下，產生黃色光。LED的一些的藍色光通過熒光體不變，而大量的藍色光被熒光材料吸收，變頻為黃色光。LED發出的藍色光和熒光材料被激發黃色光相結合，形成了白光。為了提高白光的顯色指數，藍色LED也可以與綠色和紅色熒光材料相結合，或與黃色和紅色熒光材料相結合形成類似陽光的白光。另一種方法從通過LED紫色光或紫外光激發其周圍的多色(紅，綠，藍)熒光材料而形成白色光。此外，三色LED(紅，綠，藍)組合也可形成白光。由于綠色LED 的發光效率較低，通常使用四個LED(一紅，二綠，一藍)來形成白光，只是價格昂貴。

商業應用的白光LED主要采用藍光LED芯片涂覆黃色YAG(Yttrium Aluminum Garnet,Y₃Al₅O₁₂：Ce，稀土釔鋁石榴石)熒光粉，其原理為：LED芯片電致發光得到的藍光，照射到YAG熒光粉后激發使之發出黃色光，該黃色光與透過熒光粉層的藍光混合后便獲得白光。眾所周知，熒光粉是LED照明非常關鍵的材料之一，它的性能直接影響到白光LED的亮度、色坐標、色溫及顯色指數(CRI，Color Rendering Index，又形象地稱為日光近似度)，系高亮度白光LED照明替代白熾燈、節能燈的關鍵所在。