專利名稱：：暖白色發(fā)光二極管及其帶橙黃輻射的熒光粉的制作方法暖白色發(fā)光二極管及其帶橙黃輻射的熒光粉發(fā)明所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系關(guān)于一種半導(dǎo)體照明技術(shù)，尤指一種源于InGaN氮化物半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)基質(zhì)的暖白色發(fā)光二極管，其以稀土石榴石為基質(zhì)，鈰作激化劑，在源于氮化砷鎵(InGaN)的短波光激發(fā)下具有恒定輻射最大值的優(yōu)點。先前技術(shù)現(xiàn)今由于半導(dǎo)體技術(shù)的進步，因此半導(dǎo)體照明技術(shù)(亦可被稱為"固態(tài)光源"技術(shù))得到了快速的發(fā)展。當今這個領(lǐng)域正在迅速發(fā)展，這要歸功于先驅(qū)們在技術(shù)上所取得的成果，這里指的是日本發(fā)明家日本亞洲化學公司(Nichia)的中村修一先生發(fā)明的源于InGaN的短波半導(dǎo)體發(fā)光二極管(請參照S.Nakamura"TheBluelaserdiodes，，,Berlin,Springer1997)。通過半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)(P-N接面)和熒光粉組合可以獲得白光輻射。使用紫外線、紫色和藍色的發(fā)光二極管，熒光粉轉(zhuǎn)換輻射合并所產(chǎn)生的白光符合斯托克斯定律(請參照ABerg，PDin.LED.N國Y，Pergamonpress,1975及B.A.A6paMOB.ABTOpcicoeCBHfleTeji"TBOCCCPN635813,npnopirreT09.12.1977)。在199798年，非常明亮的白光發(fā)光二極管被研制5成功。它采用早為人們熟悉的以釔鋁石榴石Y3Al5012:Ce為基質(zhì)的材料作為熒光粉(請參照GBlasseLuminescencematerial.Berlin,Springer，1994)早期運用在專業(yè)的電子射線儀。最初的白色發(fā)光二極管所使用的石榴石熒光粉輻射的黃光與發(fā)光二極管所輻射的藍光合并后產(chǎn)生冷白色調(diào)的白光。同時，該已知的專利包括了基本的缺陷，本發(fā)明將把該已知的專利作為參照加以采用。與冷白色輻射這個缺陷相同，發(fā)光二極管和作為它的輻射基質(zhì)的熒光粉YAG:Ce還具有一系列的其它本質(zhì)缺陷l.不高的量子輻射輸出；2.基本上發(fā)光二極管的總發(fā)光效率低；以及3.發(fā)光二極管在工作過程中穩(wěn)定性不強。注意到上述這些所有本質(zhì)缺陷，已有專用熒光粉被研制成功，其可保證在白色發(fā)光二極管輻射中得到更多的暖色調(diào)。其系在這種熒光粉的成分中添加釓離子(Gd,。正如人們所知，在釔鋁石榴石中的釔和軋之間形成了固體相熔化合物，其濃度范圍是Gd約為50免原子單位。在這種情況下，(Y，Gd)3AlsCh2的禁區(qū)寬度減小，同時激化劑鈰離子(Ce+3)的輻射能階發(fā)生下降的現(xiàn)象。輻射只從低能階的Ce"發(fā)生，因此在熒光粉輻射中大多是橙色離子。尚有一些公司生產(chǎn)了這種以釔和釓石榴石之間的固熔體為基質(zhì)，以鈰為激化劑的熒光粉作為暖白輻射發(fā)光二極管的覆蓋物加以使用。盡管對熒光粉的鑒定有近5年的實驗，但還是可以注意到一系列的本質(zhì)缺陷l.光譜最大值的波長變化取決于發(fā)光二極管工作時的溫度特性；2.熒光粉加熱時其發(fā)光亮度急驟減少("溫度猝滅")；以及3.當發(fā)光二極管工作的溫度條件變化時，熒光粉輻射的色鑒定發(fā)生變化。除此以外，外國廠商所制作的熒光粉無論是冷白色的還是暖白色的，其的持久性均不高。例如，有資料顯示，一家著名日本廠商制造的源于InGaN和石榴石熒光粉的發(fā)光二極管當它持續(xù)工作在第一個IOOO小時之后，其發(fā)光亮度減少15-20%，這誠屬美中不足之處。因此，需要研制出一種暖白色發(fā)光二極管及其帶橙黃輻射的熒光粉，該暖白色發(fā)光二極管可減小當減少亮度、色度和光學最大值時所受到的溫度制約作用。此外，該帶橙黃輻射的熒光粉在長時間實驗的過程中不會出現(xiàn)亮度減少的現(xiàn)象。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述公知技術(shù)的缺點，本發(fā)明的主要目的系提供一種暖白色發(fā)光二極管及其帶橙黃輻射的熒光粉，可通過在該熒光粉成分中添加與Ce+3有關(guān)系的補充成分而得以控制熒光粉輻射的光譜曲線類型。為解決上述公知技術(shù)的缺點，本發(fā)明的另一目的系提供一種暖白色發(fā)光二極管及其帶橙黃輻射的熒光粉，其可在波長大于極值之后還有五個相對的極值出現(xiàn)，它的值同樣可以在橫坐標軸上精確地測出。為達到上述目的，本發(fā)明提供一種帶橙黃輻射的熒光粉，其用于暖白色發(fā)光二極管中，其以稀土石榴石為基質(zhì)，鈰作激化劑，其特征在于該熒光粉在源于氮化砷鎵(InGaN)的短波光激發(fā)下具有恒定輻射最大值，該熒光粉基質(zhì)總化學計量公式為(SLn)3Al5012,其中2Ln=Y"-y-z-PGcLLuyYb+3zEu+3P,其中0.001^X^0.1,0.000￡Y￡0.02，O.OOOSZSO.OOl，0.000￡P(guān)^0.05，作為激化元素可使用Ce,Pr，Sm,Dy或Er。為達到上述目的，本發(fā)明提供一種暖白色發(fā)光二極管，其具有inGaN半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)為基質(zhì)，該InGaN半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的輻射表面和棱面覆蓋著熒光粉層，該熒光粉層中的熒光粉的組成如上所述，其特征在于該發(fā)光二極管總的白光輻射來自于該熒光粉的發(fā)光與該InGaN半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的藍色輻射的混合，并具有從T=2800到4300K的色溫。其中，該恒定輻射最大值為X=567.8±5nm,其半波寬人。.口116.3124nm。其中，可使用位于氧化態(tài)+3的元素Ce",Pr+3，Sm+3,Dy+3或Er+3作為激化元素。其中，該稀土元素組成了熒光粉晶格的基質(zhì)，它們來自于SLn-Y"個z-pGd丄UyYb+3zEu+3P，其濃度范圍為O.OOl^K^O.l,0.000SY$0.02，0.000￡ZS0.001,0.000SP$0.05,且該激化劑混合物在組成熒光粉基質(zhì)的陽離子中的總濃度不超過S激化-[Ce+3+Pr+3+Sm+3+Dy+3+Er+3]二0.05原子分率。其中，該Gd"離子在基質(zhì)中的最合適含量范圍為0.01S[Gd]￡0.03原子分率，同時Lu+3離子在基質(zhì)中的最合適含量范圍為0.005^[Lu]$0.01原子分率。其中，該激化劑Ce+3離子的最合適含量范圍為0.02^[Ce+3]$0.04,同時第二激化劑Sm+3離子的含量范圍為0.005S[Sm+3]并且至少50%的該Sm離子處于氧化態(tài)+3。其中，當恒常激發(fā)時，該熒光粉的光譜曲線在波長大于最大值波長上具有5個相對極值。在這個波長下，它的強度比主要激化劑Ce"離子的輻射強度高出0.5-10%。其中，該熒光粉輻射光譜的長波部分可以通過短和極短光激脈沖發(fā)生變化，脈沖持續(xù)時間為t=11微秒到1毫秒。其中，該熒光粉輻射的光譜流明當量為240SQi^300lm/w。其中，當該熒光粉的具體組成為(Y。.，Gd。.。3Luo.005Ybo.。Q(nCe。.。25Sm。.。。5)3Al50i2時,其輻射色坐標為x=0.385,y=0.45,同時色純度增加0.06。其中，當該熒光粉的具體組成為(Y0.94G(k(nLU0.005Ybo扁iCe。.o29Smo.。i59)3Al5012時，其輻射色坐標為x>0.40,y〉0.47，同時輻射光純度大于0.63。其中，該熒光粉的粉末平均直徑為2Sd。^4微米。圖1是本發(fā)明熒光粉的光色參數(shù)分析測試報告。圖2是本發(fā)明熒光粉的光色參數(shù)分析測試報告。圖3是采用JL-1166型激光粒度儀的本發(fā)明熒光粉的測試報告。實施方式首先，本發(fā)明的目的在于消除上述釔鋁石榴石(YAG)熒光粉的缺陷。為了達到這個目標，本發(fā)明的帶橙黃輻射的熒光粉系用于暖白色發(fā)光二極管中，其以稀土石榴石為基質(zhì)，鈰(Ce)作激化劑，其特征在于該熒光粉在源于氮化砷鎵(InGaN)的短波光激發(fā)下具有恒定輻射最大值，該熒光粉基質(zhì)總化學計量公式為(2Ln)3Al5012，其中2:Ln=Y"-y+PGcLLuyYb+3,Eif3P,其中0.001^X^0.1,0.000^Y￡0.02,0.000￡Z^0.001,0.000SP^).05，作為激化元素可使用鈰(Ce),鐠(Pr)，鏑(Dy)，鉺(Er)或釤(Sm)。以下簡單闡釋本發(fā)明的熒光粉的成分的物理化學原理。首先，陽離子晶格的基質(zhì)是釔(Y)離子、釓(Gd)離子、镥(Lu)離子、鐿(Yb)離子和銪(Eu)離子，它們中的每一個都具有獨特的作用。釔離子作為主要組成的原因在于它的離子半徑大小適中，為TY=0.97A，并且具有高的配位數(shù)K-12。由于這個原因，釔離子很容易代替半徑值大或者小的稀土離子并形成熒光粉基質(zhì)的堅固晶格。釓離子被廣泛使用在制備石榴石熒光粉的各種配料中，它的主要作用包括激發(fā)帶和激化劑鈰離子(Ce+3)輻射帶的光學位移。然而，下列說明中將會指出，在本發(fā)明的配料中使用的釓離子(Gd+3)的濃度將發(fā)生實質(zhì)性的減少。如上所述，當晶格中存在大量的釓原子時，鈰離子(Ce")的發(fā)光強度會因溫度上升而降低，因此，將Gd含量減少即可排除此現(xiàn)象。此外，在配料中使用兩種最小尺寸的稀土離子比如鎦離子(Lu+3),tLu=0.83A和Yb,tYb=0.81A,保證了在石榴石基質(zhì)內(nèi)部結(jié)晶靜電場梯度減小，剌激鈰離子(Ce+3)的各種輻射程度。當石榴石晶格中添加镥離子(Lu,時，Ce"離子激發(fā)光譜位移至短波長，其波長為U"=460~440nm。同時，添加的Lu+3離子將提高熒光粉的發(fā)光亮度，我們可確定，在熒光粉基質(zhì)中Lu+3離子原子分率增加至1%時，其發(fā)光亮度增大1.25~1.5%。添加兩種不同氧化程度的鐿(Yb)離子，甚至當它們的量很小時卻能調(diào)整熒光粉的重要參數(shù)值，比如余輝持續(xù)時間。銪(Eu)離子同樣可以以兩種氧化程度的形式Eu+3和Eu"位于石榴石晶格中。第一種形式Eu"顯出弱的旋光性，但是它的發(fā)光實際上充分被Ce"離子所吸收，Eu"離子在晶格中的存在保證了激發(fā)光的強烈吸收。熒光粉粉末顏色趨向更加鮮艷的黃色，它的反射系數(shù)以X>560nm的區(qū)域變成大于等于R$75%。因此，本發(fā)明的熒光粉基質(zhì)的新構(gòu)成包括了氧化程度為恒量的離子丫+3，Gd+3,Lu"和氧化程度為變量的離子Eu+2，￡1!+3和丫1>+2,Yb+3。根據(jù)本發(fā)明的想法，這樣的基質(zhì)構(gòu)成從未使用過。該熒光粉成分的新構(gòu)成保證了一系列的光學優(yōu)越性能l.強烈吸收異質(zhì)結(jié)藍色原輻射；2.很高的發(fā)光量子輸出；3.溫度升高對輻射的影響并不顯著；以及4.光譜最大值和半寬的特性不變。本發(fā)明的熒光粉具有類似優(yōu)點，其特征在于稀土元素組成了熒光粉晶格的基質(zhì)，其從2Lr^Y"+wGd丄ihYbzEup系列中取得，在上述材料中其濃度為0.001^X￡0.1,0.000￡Y￡0.02,0.000SZS0.001,O.OOO^P^).05。在這種條件下，摻雜激化劑的混合物在熒光粉基質(zhì)構(gòu)成的陽離子數(shù)目的總濃度不超過STR+3=[Ce+3+Pr+3+Sm+3+Dy+3+Er+3]=0.05原子分率。組成本發(fā)明的熒光粉結(jié)構(gòu)的元素數(shù)量對比關(guān)系使得該熒光粉能準確并且可再生產(chǎn)地制出。為了更加可靠地獲取指定特性的材料，所提出的熒光粉的特征在于在熒光粉基質(zhì)中Gd"離子的最適宜含量范圍是O.OlS[Gd]$0.03原子分率，同時在基質(zhì)中Lu"的最適宜含量為0.005S[Lu]:^0.01原子分率。與石榴石基質(zhì)的標準熒光粉成分的濃度相比，上述數(shù)量具有實質(zhì)性地減少(通常在標準熒光粉中使用大約30%的釓和5%的镥)。類似的基本成分的濃度減少使得本發(fā)明的材料的成本能夠?qū)嵸|(zhì)性地降低。本發(fā)明的材料組成的上述優(yōu)點不是唯一的。已提出的同樣組成的熒光粉其特征在于主要激化劑混合物具有最適宜的含量。具體而言，熒光粉基質(zhì)中鈰離子含量的范圍是0.02S[Ce+3]^).04,同時，第二種激化劑離子釤含量的范圍是0.005￡[Sm]S0.01,同時，其它激化劑混合物含量的范圍是0.001S[Pr+3]:^0.003,0.0005^[Dy+3]^).005及0.0005￡[Er+3]￡0.0005。在具體熒光粉的組成中，一定要具有至少兩種基本的激化劑，也就是鈰離子(Ce+3)和釤離子(Sm+3)。其余三種激化劑離子的存在則取決于熒光粉在發(fā)光二極管中的具體用途。當著重強調(diào)熒光粉的黃色輻射時，需要在熒光粉成分中添加鉺離子(Er+3)。當為了著重強調(diào)熒光粉成分中光譜最大值基本波長的輻射集中性時，可以添加鏑離子(Dy+3)。為了放大其中的二次輻射帶，在熒光粉成分中加入鐠離子(Pr+3)。本發(fā)明的熒光粉的最重要的特點在于通過在熒光粉成分中添加與鈰離子(Ce")有關(guān)系的補充成分而得以控制熒光粉輻射的光譜曲線類型。光譜自身的類型是它的一個特點。另外指出，本發(fā)明的熒光粉的主要區(qū)別是它不同尋常的光譜類型。高斯曲線有對稱的垂直軸，它通過光譜最大值的點為垂直軸，投影在橫坐標軸的值左右對稱。與高斯曲線不同的是，本發(fā)明的熒光粉可得到極不對稱的軸射曲線。在曲線中有兩個相對極值，波長約為X-545.8~567.8nm,它們中間有凹槽，它的輻射強度比最大值時約低5%。本發(fā)明的熒光粉的光譜還有一個特性在波長大于極值之后還有五個相對的極值出現(xiàn)，它的值同樣可以在橫坐標軸上精確地測出。標準YAG:Ce和所提出的熒光粉的詳細對比在表1中列出。表1中列出了本發(fā)明的熒光粉和標準YAG:Ce的光譜曲線特性的比較。表1w空參數(shù)本發(fā)明的熒光粉標準YAG:Ce1光譜曲線類型帶兩個斜度的曲線髙斯軸對稱曲線2光譜最大值區(qū)別兩個相近的相對最大值，五個較小的一個光譜最大值<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>由表1可以得知，本發(fā)明的熒光粉在基本光譜形式中不同于已知的YAG:Ce組成。以下將會說明這些基本區(qū)別同樣也不是唯一的。在本發(fā)明的熒光粉中發(fā)現(xiàn)了多色性現(xiàn)象或者套色現(xiàn)象。當恒常激發(fā)時，熒光粉光譜如上所述。假如將恒常激發(fā)改為窄脈沖激發(fā)，脈沖持續(xù)時間為T=5ms時，發(fā)生了可視的光譜變化，主要是光譜變窄。在白光發(fā)光二極管中，有時肉眼可以觀察到熒光粉輻射變綠，也就是說熒光粉中橙色次能帶輻射線變?nèi)?，這個現(xiàn)象對于發(fā)光二極管在照明中的使用而言是沒什么特別的。然而，對于建筑業(yè)、廣告業(yè)等而言，在創(chuàng)造專業(yè)的色效果方面卻極其重要。用異質(zhì)結(jié)改變熒光粉照明的脈沖時間可以改變光源輻射的色度。對于熒光粉的類似屬性，我們未曾發(fā)現(xiàn)它在白色發(fā)光二極管中被使用到。計算方式是確定所提出的熒光粉的輻射流明當量值。對于圖1的本發(fā)明熒光粉的組成成分而言，其流明當量值為QL=250lm/w。首先，它取決于材料輻射的光譜右翼的長波位移。同時，對于這種材料達到Ra色度系數(shù)值而言，橙紅區(qū)域Ra具有最大值。在圖2中顯示了帶有主要組分濃度變化的熒光粉光譜圖，在這種情況下，由于向黃色光譜區(qū)域的位移(1=545.8nm),因此熒光粉流明當量實質(zhì)性增長至Ql=290lm/w。假如在熒光粉成分中增大某些摻雜質(zhì)離子的濃度如Lu+3離子的濃度，那么黃橙光譜主要最大值會分成兩個，出現(xiàn)了第二個光譜最大值^545.8nm。對于類似的熒光粉(如圖2所示)而言，流明當量很高，其值為QL>=300lm/w。再一次指出本發(fā)明的熒光粉不同尋常的性能，包括它的高色純度，這對于橙色和紅色光譜區(qū)域尤為重要。在這個區(qū)域中，我們確定具體組成的熒光粉輻射具有〉0.60的高色純度值，同時色坐標值為x=0.390,y=0.45,(Yo.9Gdo.03LU0.0199Ybo.OOOlCe0.025Sm0.005)3Al50l2。對于其它的而言，另一種熒光粉的化學組成(Y0.93Gd0.(hLUO細9Ybo扁ceo.o25smo.oo5)3A15012橙黃色輻射純度大于0.63,同時色坐標總值很高，2x+化0.90。對于熒光粉在輻射色純度的這些應(yīng)用于制造暖白色發(fā)光二極管中的特點而言，其同樣在前述或公知文獻中沒有記載。本發(fā)明的熒光粉的重要特點在于它的分散組成。在白色發(fā)光二極管中使用的熒光粉粉末的尺寸大小問題長期在各種專利文獻中引發(fā)爭論。在最初的專利文獻中確認僅僅霈要細散粉末，并認為它能夠在半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)和輻射棱面的表面制出輻射覆蓋物。然而，很快這種白色發(fā)光二極管的制成品證實非常細散的熒光粉粉末不具備高發(fā)光亮度。關(guān)于僅僅使用大顆粒的熒光粉粉末的建議也難以實現(xiàn)，這是因為在實際中產(chǎn)生了難以獲得白光的問題。然而通過本發(fā)明的資料可以確定，要解決這些復(fù)雜的問題，必須具有中等分散性的熒光粉粉末，其最大尺寸約10微米。然而，為了保證高輻射能力，這些粉末應(yīng)當具有清晰的棱面形態(tài)，也就是說具有自然側(cè)面棱和結(jié)晶形狀。它能在自然界的具體化合物礦物中找到并組成了熒光粉基質(zhì)。在本發(fā)明的熒光粉中，最初成功得到的粉末形狀為六角形的十二面體，也就是帶有正六邊形的十二棱面。對于熒光粉粉末還有一個要求在于在輻射光譜范圍具有髙透明度。對于分散配制的確定，要使用鐳射繞射器，粉末尺寸測量的精確度達到0.1微米，粉末光學透明度在光學徼電視儀器上進行檢査。分散組成的測量結(jié)果在圖3中，頻率分布器顯示了粉末的分布，而在表格中示出了有關(guān)粉末的直徑和表面積大小的資料。我們認為最合適的中等粉末直徑大小為2微米<dc^4微米。必須指出，在工業(yè)中生產(chǎn)出具有上述分散性的已提出的熒光粉并不容易。還提出了在控制氣體(H2+N2，微量A1F3)時，從細散原料中的固相合成法能解決所有的問題。最合適的合成溫度為1480~1520°C，持續(xù)時間為6-20小時。有關(guān)本發(fā)明的橙黃熒光粉各種樣品的資料在表2中呈現(xiàn)。從表中援引的資料中可以很好地判斷，已提出的熒光粉輻射色坐標在以下區(qū)間值中發(fā)生變化:x-0.38土0.02和y=0.46±0.02,也就是說變化不顯著。該熒光粉輻射總是具有必需的橙黃色，它同半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的藍色和淺藍色輻射能夠很好地混合并制出照明所需的暖白色。表2熒光粉基本組成激活混合物組成色坐標xy發(fā)光亮度Ql僮1(Yo.924Gdo.03Luo.005Ybo.oo0lEU0.005)3Al5Ol2Ceo.o25Pro.oo2Smaoo5Dyo.o0390.3850.4523猶2952(Yo.939Gdo.OlLUO.OlYbo.000i)3Al5CbSmo.(nCeao3Pro.005Ero.0040週5O扁279602553(Yo.85Gdo.088LU0.OlYbo.0O2Ceo.03smo.015Pro.啦Dyo加Ero.0020.42800.4682287203004(Yo.96LUO.OlEll0.013)3ALOnCeo.01Dyo.001Smaoo5Ero.oo10.3960.472229790295(Yo.96Gdo.0lEU0.012)3Al5012Ceo,oiDyo.omSmo.005Ero.ooiPraooi0.4112O.概3誦3056(Yo.96EUO.OlYbw01)3Al5Ceo.02Ero.omSmo.01O.概0.470230750300(Yo'sGdaoiLuo-ozYboooiEU0.02)3Al50l2Ceao2Ero.005Smo.02Pro.004O.德0.4708297902958(Yo.93Gdo.OlLUO.OlYbo001EU0.01)3Al5Ol2Ceo.005Ero.004Smo.025Pro.oo4Dyo.omO.機0.469230100260<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>此外，本發(fā)明還揭露一種暖白色發(fā)光二極管，其具有InGaN半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)為基質(zhì)，該InGaN半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的輻射表面和棱面覆蓋著熒光粉層，該熒光粉層中的熒光粉的組成如上所述，其特征在于該發(fā)光二極管總的白光輻射來自于該熒光粉的發(fā)光與該InGaN半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的藍色輻射的混合，并具有從丁=2800到4300K的色溫。其中，當電流J-20mA時，其輸出功率為；=80lm/w;當通過該InGaN半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的總電流為J=350mA時，其輸出功率為《=50lm/w。將裝配好的發(fā)光二極管供給電功率，同時電壓為V=3.45~3.55v,通過電流變化范圍為J=20350mA。借助于裝在光球中的專業(yè)儀器將發(fā)光二極管成品的光照技術(shù)進行安裝。本發(fā)明的暖白色發(fā)光二極管的輻射具有相同的寬角26=140并具有2800~4300K的色溫，符合白光源的暖白范圍，輻射色坐標為x=0.38±0.02,y=0.39±0.02。這表明了熒光粉合成和暖白色發(fā)光二極管制出的技術(shù)參數(shù)保持在穩(wěn)定的水準。正在制作的暖白色發(fā)光二極管的光通量已測定，這個值的確定取決于使用在暖白色發(fā)光二極管中的組元的品質(zhì)異質(zhì)結(jié)熒光粉、有機薄膜層以及通過異質(zhì)結(jié)的電流，J口20mA,h:100mA,J3=350mA,相應(yīng)電功率為W口68mw,W2=340mw及W3=1000mw。同時光通量為F1=5.45~5.80lm,F2=22.0~22.6lm,F3=56~60lm。根據(jù)這些資料，本發(fā)明的暖白色發(fā)光二極管的發(fā)光效率為80841m/w,在大電流范圍內(nèi)，發(fā)光效率為5052lm/w。持續(xù)工作時的光技術(shù)參數(shù)的穩(wěn)定度是暖白色發(fā)光二極管最重要的參數(shù)。我們注意到在有些專利中經(jīng)過1000小時，其發(fā)光二極管的光強度和光通量會降低。根據(jù)本發(fā)明的資料，類似的快速變化是與熒光粉粉末和聚合粘合劑之間的光學接觸受到破壞有關(guān)聯(lián)的。本發(fā)明的熒光粉在長時間試驗的實驗中不具備任何缺陷，我們確定，用本發(fā)明的熒光粉裝配的暖白色發(fā)光二極管的初始光強度值可提高4~16%。發(fā)光二極管的這種不同尋常的性能是以所提出熒光粉的髙品質(zhì)為條件的。本發(fā)明的熒光粉的優(yōu)點在于，當在有機薄膜層成分中加入指定的材料時，它同半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)發(fā)生光學作用。綜上所述，本發(fā)明的暖白色發(fā)光二極管可減小當減少亮度、色度和光學最大值情況時所受到的溫度制約作用，此外，其帶橙黃輻射的熒光粉在長時間實驗的過程中不會出現(xiàn)亮度減少的現(xiàn)象，因此，確可改善已知釔鋁石榴石(YAG)熒光粉的缺點。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)可作少許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視后附的權(quán)利要求書所界定的為準權(quán)利要求1.一種帶橙黃輻射的熒光粉，其用于暖白色發(fā)光二極管中，其以稀土石榴石為基質(zhì)，鈰作激化劑，其特征在于該熒光粉在源于氮化砷鎵的短波光激發(fā)下具有恒定輻射最大值，該熒光粉基質(zhì)總化學計量公式為(∑Ln)3Al2O12，其中∑Ln＝Y(jié)1-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，作為激化元素可使用Ce，Pr，Sm，Dy或Er。2.如權(quán)利要求1所述的帶橙黃輻射的熒光粉，其中該恒定輻射最大值為A^567.8士5nm,其半波寬Xo.5=l16.3124nm。3.如權(quán)利要求1所述的帶橙黃輻射的熒光粉，其中可使用位于氧化態(tài)+3的元素Ce+3，Pr+3，Sm+3，Dy+3或Er"作為激化元素。4.如權(quán)利要求1所述的帶橙黃輻射的熒光粉，其中該稀土元素組成了熒光粉晶格的基質(zhì)，它們來自于SLn二Y"-yGd丄UyYb+3zEu+3p,其濃度范圍為0.001￡XS0.1，0.000$Y$0.02,O.OOO^Z^O.OOl,0.000SPS0.05。5.如權(quán)利要求4所述的帶橙黃輻射的熒光粉，其中該激化劑混合物在組成熒光粉基質(zhì)的陽離子中的總濃度不超過S激化-[Ce+3+Pr+3+Sm+3+Dy+3+Er+3]-0.05原子分率。6.如權(quán)利要求4所述的帶橙黃輻射的熒光粉，其中該Gd"離子在基質(zhì)中的含量范圍為0.01S[Gd]￡0.03原子分率，同時Lu+3離子在基質(zhì)中的含量范圍為0.005￡[Lu]S0.01原子分率。7.如權(quán)利要求4所述的帶橙黃輻射的熒光粉，其中該激化劑Ce"離子的含量范圍為0.02$[Ce+3]￡0.04,同時第二激化劑Sm"離子的含量范圍為0.005^[Sm+3]并且至少50呢的該Sm離子處于氧化態(tài)+3。8.如權(quán)利要求1所述的帶橙黃輻射的熒光粉，其中當恒常激發(fā)時，該熒光粉的光譜曲線在波長大于最大值波長上具有5個相對極值，在這個波長下，它的強度比主要激化劑Ce"離子的輻射強度髙出0.5-10呢。9.如權(quán)利要求1所述的帶橙黃輻射的熒光粉，其中該熒光粉輻射光譜的長波部分可以通過短和極短光激脈沖發(fā)生變化，脈沖持續(xù)時間為tll微秒到l毫秒。10.如權(quán)利要求I所述的帶橙黃輻射的熒光粉，其中該熒光粉輻射的光譜流明當量為240￡Qi^300lm/w。11.如權(quán)利要求1所述的帶橙黃輻射的熒光粉，其中當該熒光粉的具體組成為(Y0.9349Gd0.03Lu0.005Ybo.Q謝Ce。.o25Sm。.。。5)3Al5Ch2時，其輻射色坐標為x=0.385，y=0.45,同時色純度增加0.06。12.如權(quán)利要求1所述的帶橙黃輻射的熒光粉，其中當該熒光粉的具體組成為(Y。.94Gd。.CnLU。.。05Ybo.OOOlGeo.029Smo.0159)3AhCh2時，其輻射色坐標為x>0.40,y〉0.47,同時輻射光純度大于0.63。13.如權(quán)利要求1所述的帶橙黃輻射的熒光粉，其中該熒光粉的粉末平均直徑為2^L^4微米。14.一種暖白色發(fā)光二極管，其具有InGaN半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)為基質(zhì)，該InGaN半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的輻射表面和棱面覆蓋著熒光粉層，該熒光粉層中的熒光粉的組成如權(quán)利要求1所述，其特征在于該發(fā)光二極管總的白光輻射來自于該熒光粉的發(fā)光與該InGaN半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的藍色輻射的混合，并具有從T-2800到4300K的色溫。15.如權(quán)利要求14所述的暖白色發(fā)光二極管，其中當電流J-20mA時，其輸出功率為；=80lm/w;當通過該InGaN半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的總電流為J-350mA時，其輸出功率為;=50lm/w。全文摘要本發(fā)明系關(guān)于一種帶橙黃輻射的熒光粉，其用于暖白色發(fā)光二極管中，其以稀土石榴石為基質(zhì)，鈰作激化劑，其特征在于該熒光粉在源于氮化砷鎵(InGaN)的短波光激發(fā)下具有恒定輻射最大值，該熒光粉基質(zhì)總化學計量公式為(∑Ln)₃Al₅O₁₂，其中ΣLn＝Y(jié)+Gd+Lu+Yb+Eu，作為激化元素可使用Ce，Pr，Sm，Dy或Er。本發(fā)明的熒光粉的組成保證了輻射光譜的恒定最大值，在InGaN發(fā)光二極管的使用中保證了很高的輻射光強度，光輸出效率為50到80lm/w。此外，本發(fā)明還揭露一種暖白色發(fā)光二極管。文檔編號C09K11/80GK101250408SQ20071000104公開日2008年8月27日申請日期2007年1月22日優(yōu)先權(quán)日2007年1月22日發(fā)明者索辛鈉姆,羅維鴻,蔡綺睿申請人:羅維鴻