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暖白色发光二极管及其带橙黄辐射的荧光粉

摘要

本发明系关于一种带橙黄辐射的荧光粉,其用于暖白色发光二极管中,其以稀土石榴石为基质,铈作激化剂,其特征在于:该荧光粉在源于氮化砷镓(InGaN)的短波光激发下具有恒定辐射最大值,该荧光粉基质总化学计量公式为:(∑Ln)3Al5O12,其中ΣLn=Y+Gd+Lu+Yb+Eu,作为激化元素可使用Ce,Pr,Sm,Dy或Er。本发明的荧光粉的组成保证了辐射光谱的恒定最大值,在InGaN发光二极管的使用中保证了很高的辐射光强度,光输出效率为50到80lm/w。此外,本发明还揭露一种暖白色发光二极管。

著录项

  • 公开/公告号CN101250408A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2008-08-27

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 罗维鸿;

    申请/专利号CN200710001045.0

  • 发明设计人 索辛钠姆;罗维鸿;蔡绮睿;

    申请日2007-01-22

  • 分类号C09K11/80(20060101);H01L33/00(20060101);

  • 代理机构

  • 代理人

  • 地址 200231 上海市徐汇区华泾路1305弄18号B座1楼

  • 入库时间 2023-12-17 20:41:01

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2016-03-09

    未缴年费专利权终止 IPC(主分类):C09K11/80 授权公告日:20110323 终止日期:20150122 申请日:20070122

    专利权的终止

  • 2012-08-15

    专利权的转移 IPC(主分类):C09K11/80 变更前: 变更后: 变更前: 变更后: 登记生效日:20120712 申请日:20070122

    专利申请权、专利权的转移

  • 2011-09-21

    专利权的转移 IPC(主分类):C09K11/80 变更前: 变更后:

    专利申请权、专利权的转移

  • 2011-03-23

    授权

    授权

  • 2008-10-22

    实质审查的生效

    实质审查的生效

  • 2008-08-27

    公开

    公开

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说明书

【发明所属技术领域】

本发明系关于一种半导体照明技术,尤指一种源 于InGaN氮化物半导体异质结基质的暖白色发光二极 管,其以稀土石榴石为基质,铈作激化剂,在源于氮 化砷镓(InGaN)的短波光激发下具有恒定辐射最大值的 优点。

【先前技术】

现今由于半导体技术的进步,因此半导体照明技 术(亦可被称为“固态光源”技术)得到了快速的发展。当 今这个领域正在迅速发展,这要归功于先驱们在技术 上所取得的成果,这里指的是日本发明家日本亚洲化 学公司(Nichia)的中村修一先生发明的源于InGaN的短 波半导体发光二极管(请参照S.Nakamura“The Blue laser diodes”,Berlin,Springer 1997)。

通过半导体异质结(P-N接面)和荧光粉组合可以获 得白光辐射。使用紫外线、紫色和蓝色的发光二极管, 荧光粉转换辐射合并所产生的白光符合斯托克斯定律 (请参照A Berg,P Din.LED.N-Y,Pergamon press,1975 及В.А.Абрамов. Авторское свидетельство CCCP N635813,приоритет 09.12.1977)。

在1997~98年,非常明亮的白光发光二极管被研制 成功。它采用早为人们熟悉的以钇铝石榴石Y3Al5O12:Ce 为基质的材料作为荧光粉(请参照G Blasse Luminescence material.Berlin,Springer,1994)早期运用 在专业的电子射线仪。最初的白色发光二极管所使用 的石榴石荧光粉辐射的黄光与发光二极管所辐射的蓝 光合并后产生冷白色调的白光。

同时,该已知的专利包括了基本的缺陷,本发明 将把该已知的专利作为参照加以采用。与冷白色辐射 这个缺陷相同,发光二极管和作为它的辐射基质的荧 光粉YAG:Ce还具有一系列的其它本质缺陷:1.不高的 量子辐射输出;2.基本上发光二极管的总发光效率低; 以及3.发光二极管在工作过程中稳定性不强。

注意到上述这些所有本质缺陷,已有专用荧光粉 被研制成功,其可保证在白色发光二极管辐射中得到 更多的暖色调。其系在这种荧光粉的成分中添加钆离 子(Gd+3)。

正如人们所知,在钇铝石榴石中的钇和钆之间形 成了固体相熔化合物,其浓度范围是:Gd约为50%原 子单位。在这种情况下,(Y,Gd)3Al5O12的禁区宽度减小, 同时激化剂铈离子(Ce+3)的辐射能阶发生下降的现象。 辐射只从低能阶的Ce+3发生,因此在荧光粉辐射中大 多是橙色离子。

尚有一些公司生产了这种以钇和钆石榴石之间的 固熔体为基质,以铈为激化剂的荧光粉作为暖白辐射 发光二极管的覆盖物加以使用。尽管对荧光粉的鉴定 有近5年的实验,但还是可以注意到一系列的本质缺 陷:1.光谱最大值的波长变化取决于发光二极管工作时 的温度特性;2.荧光粉加热时其发光亮度急骤减少(“温 度猝灭”);以及3.当发光二极管工作的温度条件变化 时,荧光粉辐射的色鉴定发生变化。

除此以外,外国厂商所制作的荧光粉无论是冷白 色的还是暖白色的,其的持久性均不高。例如,有资 料显示,一家著名日本厂商制造的源于InGaN和石榴 石荧光粉的发光二极管当它持续工作在第一个1000小 时之后,其发光亮度减少15-20%,这诚属美中不足之 处。

因此,需要研制出一种暖白色发光二极管及其带 橙黄辐射的荧光粉,该暖白色发光二极管可减小当减 少亮度、色度和光学最大值时所受到的温度制约作用。 此外,该带橙黄辐射的荧光粉在长时间实验的过程中 不会出现亮度减少的现象。

【发明内容】

为解决上述公知技术的缺点,本发明的主要目的 系提供一种暖白色发光二极管及其带橙黄辐射的荧光 粉,可通过在该荧光粉成分中添加与Ce+3有关系的补 充成分而得以控制荧光粉辐射的光谱曲线类型。

为解决上述公知技术的缺点,本发明的另一目的 系提供一种暖白色发光二极管及其带橙黄辐射的荧光 粉,其可在波长大于极值之后还有五个相对的极值出 现,它的值同样可以在横坐标轴上精确地测出。

为达到上述目的,本发明提供一种带橙黄辐射的 荧光粉,其用于暖白色发光二极管中,其以稀土石榴 石为基质,铈作激化剂,其特征在于:该荧光粉在源 于氮化砷镓(InGaN)的短波光激发下具有恒定辐射最大 值,该荧光粉基质总化学计量公式为:(∑Ln)3Al5O12, 其中∑Ln=Y1-x-y-z-pGdxLuyYb+3zEu+3p,其中0.001≤X≤0.1, 0.000≤Y≤0.02,0.000≤Z≤0.001,0.000≤P≤0.05,作为激 化元素可使用Ce,Pr,Sm,Dy或Er。

为达到上述目的,本发明提供一种暖白色发光二 极管,其具有InGaN半导体异质结为基质,该InGaN 半导体异质结的辐射表面和棱面覆盖着荧光粉层,该 荧光粉层中的荧光粉的组成如上所述,其特征在于: 该发光二极管总的白光辐射来自于该荧光粉的发光与 该InGaN半导体异质结的蓝色辐射的混合,并具有从 T=2800到4300K的色温。

其中,该恒定辐射最大值为λ=567.8±5nm,其半波 宽λ0.5=116.3~124nm。其中,可使用位于氧化态+3的元 素Ce+3,Pr+3,Sm+3,Dy+3或Er+3作为激化元素。

其中,该稀土元素组成了荧光粉晶格的基质,它 们来自于∑Ln=Y1-x-y-z-pGdxLuyYb+3zEu+3p,其浓度范围为: 0.001≤X≤0.1,0.000≤Y≤0.02,0.000≤Z≤0.001,0.000≤P ≤0.05,且该激化剂混合物在组成荧光粉基质的阳离子 中的总浓度不超过∑激化=[Ce+3+Pr+3+Sm+3+Dy+3+Er+3]= 0.05原子分率。

其中,该Gd+3离子在基质中的最合适含量范围为: 0.01≤[Gd]≤0.03原子分率,同时Lu+3离子在基质中的最 合适含量范围为:0.005≤[Lu]≤0.01原子分率。

其中,该激化剂Ce+3离子的最合适含量范围为: 0.02≤[Ce+3]≤0.04,同时第二激化剂Sm+3离子的含量范 围为:0.005≤[Sm+3]≤0.01,并且至少50%的该Sm离子 处于氧化态+3。

其中,当恒常激发时,该荧光粉的光谱曲线在波 长大于最大值波长上具有5个相对极值。在这个波长 下,它的强度比主要激化剂Ce+3离子的辐射强度高出 0.5-10%。

其中,该荧光粉辐射光谱的长波部分可以通过短 和极短光激脉冲发生变化,脉冲持续时间为τ=11微秒 到1毫秒。

其中,该荧光粉辐射的光谱流明当量为 240≤QL≤300lm/w。

其中,当该荧光粉的具体组成为(Y0.9349Gd0.03Lu0.005Yb0.0001Ce0.025Sm0.005)3Al5O12时,其辐射色坐标为x=0.385, y=0.45,同时色纯度增加0.06。

其中,当该荧光粉的具体组成为(Y0.94Gd0.01Lu0.005Yb0.0001Ce0.029Sm0.0159)3Al5O12时,其辐射色坐标为x>0.40, y>0.47,同时辐射光纯度大于0.63。

其中,该荧光粉的粉末平均直径为2≤dcp≤4微米。

【附图说明】

图1是本发明荧光粉的光色参数分析测试报告。

图2是本发明荧光粉的光色参数分析测试报告。

图3是采用JL-1166型激光粒度仪的本发明荧光 粉的测试报告。

【实施方式】

首先,本发明的目的在于消除上述钇铝石榴石 (YAG)荧光粉的缺陷。为了达到这个目标,本发明的带 橙黄辐射的荧光粉系用于暖白色发光二极管中,其以 稀土石榴石为基质,铈(Ce)作激化剂,其特征在于:该 荧光粉在源于氮化砷镓(InGaN)的短波光激发下具有恒 定辐射最大值,该荧光粉基质总化学计量公式为: (∑Ln)3Al5O12,其中∑Ln=Y1-x-y-z-pGdxLuyYb+3zEu+3p,其中 0.001≤X≤0.1,0.000≤Y≤0.02,0.000≤Z≤0.001,0.000≤P ≤0.05,作为激化元素可使用铈(Ce),镨(Pr),镝(Dy), 铒(Er)或钐(Sm)。

以下简单阐释本发明的荧光粉的成分的物理化学 原理。首先,阳离子晶格的基质是钇(Y)离子、钆(Gd) 离子、镥(Lu)离子、镱(Yb)离子和铕(Eu)离子,它们中 的每一个都具有独特的作用。钇离子作为主要组成的 原因在于它的离子半径大小适中,为τY=0.97A,并且 具有高的配位数K=12。由于这个原因,钇离子很容易 代替半径值大或者小的稀土离子并形成荧光粉基质的 坚固晶格。钆离子被广泛使用在制备石榴石荧光粉的 各种配料中,它的主要作用包括激发带和激化剂铈离 子(Ce+3)辐射带的光学位移。然而,下列说明中将会指 出,在本发明的配料中使用的钆离子(Gd+3)的浓度将发 生实质性的减少。如上所述,当晶格中存在大量的钆 原子时,铈离子(Ce+3)的发光强度会因温度上升而降低, 因此,将Gd含量减少即可排除此现象。此外,在配料 中使用两种最小尺寸的稀土离子比如:镏离子(Lu+3), τLu=0.83A和Yb,τYb=0.81A,保证了在石榴石基质内部 结晶静电场梯度减小,刺激铈离子(Ce+3)的各种辐射程 度。

当石榴石晶格中添加镥离子(Lu+3)时,Ce+3离子激 发光谱位移至短波长,其波长为λmax=460~440nm。同时, 添加的Lu+3离子将提高荧光粉的发光亮度,我们可确 定,在荧光粉基质中Lu+3离子原子分率增加至1%时, 其发光亮度增大1.25~1.5%。添加两种不同氧化程度的 镱(Yb)离子,甚至当它们的量很小时却能调整荧光粉的 重要参数值,比如余辉持续时间。

铕(Eu)离子同样可以以两种氧化程度的形式Eu+3和Eu+2位于石榴石晶格中。第一种形式Eu+3显出弱的 旋光性,但是它的发光实际上充分被Ce+3离子所吸收, Eu+2离子在晶格中的存在保证了激发光的强烈吸收。

荧光粉粉末颜色趋向更加鲜艳的黄色,它的反射 系数以λ>560nm的区域变成大于等于R≥75%。因此, 本发明的荧光粉基质的新构成包括了氧化程度为恒量 的离子Y+3,Gd+3,Lu+3和氧化程度为变量的离子Eu+2, Eu+3和Yb+2,Yb+3。根据本发明的想法,这样的基质构 成从未使用过。该荧光粉成分的新构成保证了一系列 的光学优越性能:1.强烈吸收异质结蓝色原辐射;2.很 高的发光量子输出;3.温度升高对辐射的影响并不显 著;以及4.光谱最大值和半宽的特性不变。

本发明的荧光粉具有类似优点,其特征在于:稀 土元素组成了荧光粉晶格的基质,其从∑Ln=Y1-x-y-z-pGdxLuyYbzEup系列中取得,在上述材料中其浓度为: 0.001≤X≤0.1,0.000≤Y≤0.02,0.000≤Z≤0.001,0.000≤P ≤0.05。在这种条件下,掺杂激化剂的混合物在荧光粉 基质构成的阳离子数目的总浓度不超过 ∑TR+3=[Ce+3+Pr+3+Sm+3+Dy+3+Er+3]=0.05原子分率。

组成本发明的荧光粉结构的元素数量对比关系使 得该荧光粉能准确并且可再生产地制出。为了更加可 靠地获取指定特性的材料,所提出的荧光粉的特征在 于:在荧光粉基质中Gd+3离子的最适宜含量范围是: 0.01≤[Gd]≤0.03原子分率,同时在基质中Lu+3的最适宜 含量为:0.005≤[Lu]≤0.01原子分率。

与石榴石基质的标准荧光粉成分的浓度相比,上 述数量具有实质性地减少(通常在标准荧光粉中使用 大约30%的钆和5%的镥)。类似的基本成分的浓度减 少使得本发明的材料的成本能够实质性地降低。

本发明的材料组成的上述优点不是唯一的。已提 出的同样组成的荧光粉其特征在于:主要激化剂混合 物具有最适宜的含量。具体而言,荧光粉基质中铈离 子含量的范围是:0.02≤[Ce+3]≤0.04,同时,第二种激化 剂离子钐含量的范围是:0.005≤[Sm]≤0.01,同时,其 它激化剂混合物含量的范围是:0.001≤[Pr+3]≤0.003, 0.0005≤[Dy+3]≤0.005及0.0005≤[Er+3]≤0.0005。在具体荧 光粉的组成中,一定要具有至少两种基本的激化剂, 也就是铈离子(Ce+3)和钐离子(Sm+3)。其余三种激化剂离 子的存在则取决于荧光粉在发光二极管中的具体用 途。当着重强调荧光粉的黄色辐射时,需要在荧光粉 成分中添加铒离子(Er+3)。当为了着重强调荧光粉成分 中光谱最大值基本波长的辐射集中性时,可以添加镝 离子(Dy+3)。为了放大其中的二次辐射带,在荧光粉成 分中加入镨离子(Pr+3)。

本发明的荧光粉的最重要的特点在于:通过在荧 光粉成分中添加与铈离子(Ce+3)有关系的补充成分而得 以控制荧光粉辐射的光谱曲线类型。光谱自身的类型 是它的一个特点。

另外指出,本发明的荧光粉的主要区别是它不同 寻常的光谱类型。高斯曲线有对称的垂直轴,它通过 光谱最大值的点为垂直轴,投影在横坐标轴的值左右 对称。与高斯曲线不同的是,本发明的荧光粉可得到 极不对称的轴射曲线。在曲线中有两个相对极值,波 长约为λ=545.8~567.8nm,它们中间有凹槽,它的辐射 强度比最大值时约低5%。

本发明的荧光粉的光谱还有一个特性:在波长大 于极值之后还有五个相对的极值出现,它的值同样可 以在横坐标轴上精确地测出。标准YAG:Ce和所提出的 荧光粉的详细对比在表1中列出。表1中列出了本发 明的荧光粉和标准YAG:Ce的光谱曲线特性的比较。

表1

    参数 本发明的荧光粉 标准 YAG:Ce 1     光谱曲线类型 带两个斜度的曲线 高斯轴对称曲线 2     光谱最大值区别 两个相近的相对最 大值,五个较小的 一个光谱最大值

  相对极值   3   对称轴区别   无   有,通过极值和横   坐标轴上的点   3′   辐射能量集中性   L/Δλ~250   ~200   4   光谱曲线半波宽   中等宽度的   Δ=114~118HM   宽   Δ=129.1HM   5   符合给定光谱的色纯度   0.5966-0.7220   0.5843   6   色坐标总数   0.84~0.88   0.84   7   暖红光在光谱中的分率   1%   5%

由表1可以得知,本发明的荧光粉在基本光谱形 式中不同于已知的YAG:Ce组成。以下将会说明这些基 本区别同样也不是唯一的。在本发明的荧光粉中发现 了多色性现象或者套色现象。当恒常激发时,荧光粉 光谱如上所述。假如将恒常激发改为窄脉冲激发,脉 冲持续时间为τ=5ms时,发生了可视的光谱变化,主 要是光谱变窄。

在白光发光二极管中,有时肉眼可以观察到荧光 粉辐射变绿,也就是说荧光粉中橙色次能带辐射线变 弱,这个现象对于发光二极管在照明中的使用而言是 没什么特别的。然而,对于建筑业、广告业等而言, 在创造专业的色效果方面却极其重要。用异质结改变 荧光粉照明的脉冲时间可以改变光源辐射的色度。对 于荧光粉的类似属性,我们未曾发现它在白色发光二 极管中被使用到。计算方式是确定所提出的荧光粉的 辐射流明当量值。对于图1的本发明荧光粉的组成成 分而言,其流明当量值为QL=250lm/w。首先,它取决 于材料辐射的光谱右翼的长波位移。同时,对于这种 材料达到Ra色度系数值而言,橙红区域Ra具有最大 值。在图2中显示了带有主要组分浓度变化的荧光粉 光谱图,在这种情况下,由于向黄色光谱区域的位移 (λ=545.8nm),因此荧光粉流明当量实质性增长至 QL=290lm/w。假如在荧光粉成分中增大某些掺杂质离 子的浓度如Lu+3离子的浓度,那么黄橙光谱主要最大 值会分成两个,出现了第二个光谱最大值λ=545.8nm。 对于类似的荧光粉(如图2所示)而言,流明当量很 高,其值为QL>=300lm/w。

再一次指出本发明的荧光粉不同寻常的性能,包 括它的高色纯度,这对于橙色和红色光谱区域尤为重 要。在这个区域中,我们确定具体组成的荧光粉辐射 具有>0.60的高色纯度值,同时色坐标值为x=0.390, y=0.45,(Y0.9Gd0.03Lu0.0199Yb0.0001Ce0.025Sm0.005)3Al5O12。对于 其它的而言,另一种荧光粉的化学组成(Y0.93Gd0.01Lu0.0099Yb0.0001Ce0.025Sm0.005)3Al5O12橙黄色辐射纯度大于 0.63,同时色坐标总值很高,∑x+y≥0.90。对于荧光粉 在辐射色纯度的这些应用于制造暖白色发光二极管中 的特点而言,其同样在前述或公知文献中没有记载。

本发明的荧光粉的重要特点在于它的分散组成。 在白色发光二极管中使用的荧光粉粉末的尺寸大小问 题长期在各种专利文献中引发争论。在最初的专利文 献中确认仅仅需要细散粉末,并认为它能够在半导体 异质结和辐射棱面的表面制出辐射覆盖物。然而,很 快这种白色发光二极管的制成品证实非常细散的荧光 粉粉末不具备高发光亮度。关于仅仅使用大颗粒的荧 光粉粉末的建议也难以实现,这是因为在实际中产生 了难以获得白光的问题。然而通过本发明的资料可以 确定,要解决这些复杂的问题,必须具有中等分散性 的荧光粉粉末,其最大尺寸约10微米。

然而,为了保证高辐射能力,这些粉末应当具有 清晰的棱面形态,也就是说具有自然侧面棱和结晶形 状。它能在自然界的具体化合物矿物中找到并组成了 荧光粉基质。在本发明的荧光粉中,最初成功得到的 粉末形状为六角形的十二面体,也就是带有正六边形 的十二棱面。

对于荧光粉粉末还有一个要求在于在辐射光谱范 围具有高透明度。对于分散配制的确定,要使用镭射 绕射器,粉末尺寸测量的精确度达到0.1微米,粉末光 学透明度在光学微电视仪器上进行检查。分散组成的 测量结果在图3中,频率分布器显示了粉末的分布, 而在表格中示出了有关粉末的直径和表面积大小的资 料。我们认为最合适的中等粉末直径大小为2微米< dcp≤4微米。必须指出,在工业中生产出具有上述分散 性的已提出的荧光粉并不容易。还提出了在控制气体 (H2+N2,微量AlF3)时,从细散原料中的固相合成法能解 决所有的问题。

最合适的合成温度为1480~1520℃,持续时间为 6-20小时。有关本发明的橙黄荧光粉各种样品的资料 在表2中呈现。从表中援引的资料中可以很好地判断, 已提出的荧光粉辐射色坐标在以下区间值中发生变 化:x=0.38±0.02和y=0.46±0.02,也就是说变化不显著。 该荧光粉辐射总是具有必需的橙黄色,它同半导体异 质结的蓝色和浅蓝色辐射能够很好地混合并制出照明 所需的暖白色。

表2

  №   荧光粉基本组成   激活混合物组成   色坐标   x    y   发光亮   度   QL  1   (Y0.924Gd0.03Lu0.005Yb0.00  01Eu0.005)3Al5O12  Ce0.025Pr0.002Sm0.005Dy0.0  039  0.385   0.452   30050   295   2   (Y0.939Gd0.01Lu0.01Yb0.000  1)3Al5O12  Sm0.001Ce0.03Pr0.005Er0.004  0.4015   0.4698   27960   255   3   (Y0.85Gd0.088Lu0.01Yb0.002  )3Al5O12  Ce0.03Sm0.015  Pr0.002Dy0.001Er0.002  0.4280   0.4682   28720   300   4   (Y0.96Lu0.01Eu0.013)3  Al5O12  Ce0.01Dy0.001Sm0.005Er0.00  1  0.396   0.4722   29790   295   5   (Y0.96Gd0.01Eu0.012)3Al5  O12  Ce0.01Dy0.001Sm0.005Er0.00  1Pr0.001  0.4112   0.4696   31000   305   6   (Y0.96Eu0.01Yb0.0001)3Al5  O12  Ce0.02Er0.001Sm0.01  0.4076   0.4702   30750   300   7   (Y0.9Gd0.01Lu0.02Yb0.001E   u0.02)3Al5O12  Ce0.02Er0.005Sm0.02Pr0.004  0.4096   0.4708   29790   295   8   (Y0.93Gd0.01Lu0.01Yb0.001  Eu0.01)3Al5O12  Ce0.005Er0.004Sm0.025Pr0.00  4Dy0.001  0.4104   0.4692   30100   260

  9   (Y,Gd,Ce)3Al5O12  标准 ------   0.364   0.394   28600   280

此外,本发明还揭露一种暖白色发光二极管,其 具有InGaN半导体异质结为基质,该InGaN半导体异 质结的辐射表面和棱面覆盖着荧光粉层,该荧光粉层 中的荧光粉的组成如上所述,其特征在于:该发光二 极管总的白光辐射来自于该荧光粉的发光与该InGaN 半导体异质结的蓝色辐射的混合,并具有从T=2800到 4300K的色温。

其中,当电流J=20mA时,其输出功率为ζ=80lm/w; 当通过该InGaN半导体异质结的总电流为J=350mA 时,其输出功率为ζ=50lm/w。

将装配好的发光二极管供给电功率,同时电压为 V=3.45~3.55v,通过电流变化范围为J=20~350mA。借 助于装在光球中的专业仪器将发光二极管成品的光照 技术进行安装。本发明的暖白色发光二极管的辐射具 有相同的宽角2θ=140并具有2800~4300K的色温,符合 白光源的暖白范围,辐射色坐标为x=0.38±0.02, y=0.39±0.02。这表明了荧光粉合成和暖白色发光二极 管制出的技术参数保持在稳定的水准。

正在制作的暖白色发光二极管的光通量已测定, 这个值的确定取决于使用在暖白色发光二极管中的组 元的品质:异质结荧光粉、有机薄膜层以及通过异质 结的电流,J1=20mA,J2=100mA,J3=350mA,相应电功 率为W1=68mw,W2=340mw及W3=1000mw。同时光通 量为F1=5.45~5.80lm,F2=22.0~22.6lm,F3=56~60lm。 根据这些资料,本发明的暖白色发光二极管的发光效 率为80~84lm/w,在大电流范围内,发光效率为50~52 lm/w。

持续工作时的光技术参数的稳定度是暖白色发光 二极管最重要的参数。我们注意到在有些专利中经过 1000小时,其发光二极管的光强度和光通量会降低。 根据本发明的资料,类似的快速变化是与荧光粉粉末 和聚合粘合剂之间的光学接触受到破坏有关联的。本 发明的荧光粉在长时间试验的实验中不具备任何缺 陷,我们确定,用本发明的荧光粉装配的暖白色发光 二极管的初始光强度值可提高4~16%。发光二极管的 这种不同寻常的性能是以所提出荧光粉的高品质为条 件的。

本发明的荧光粉的优点在于,当在有机薄膜层成 分中加入指定的材料时,它同半导体异质结发生光学 作用。

综上所述,本发明的暖白色发光二极管可减小当 减少亮度、色度和光学最大值情况时所受到的温度制 约作用,此外,其带橙黄辐射的荧光粉在长时间实验 的过程中不会出现亮度减少的现象,因此,确可改善 已知钇铝石榴石(YAG)荧光粉的缺点。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而其并 非用以限定本发明,任何熟习此技艺者,在不脱离本 发明的精神和范围内可作少许的更动与润饰,因此本 发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定的为 准。

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