專利名稱：：白光發(fā)光二極管及其碘化物石榴石熒光粉的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種電子
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其是指一種與廣義上被稱為"固態(tài)光源"(Solidstatelighting)的照明技術(shù)有關(guān)的碘化物石榴石熒光粉及使用該碘化物石榴石熒光粉的白光發(fā)光二極管。
背景技術(shù)：
：半導(dǎo)體發(fā)光二極管在近50年得到迅速發(fā)展，工程師們研制了以GaAs-GaP為基質(zhì)的材料，主要為紅外光及紅光，添加稱為反斯托克斯的熒光粉，吸收紅外線輻射，再激發(fā)出可見光(請參照S.BergA.DinBlightemitingdiod(LED)"Mir"MoskowP625.1992)，但是這樣的發(fā)光二極管效能非常低(對于2e=30°角，不超過I=0.led)。該項(xiàng)技術(shù)運(yùn)用范圍非常狹窄。日本研究人員S.Naka皿ra(請參照S.Nakamura的Bluelaser,BerligSpringer，1997)領(lǐng)先制造出含有以氮化物InGaN為基質(zhì)的特殊高效能量子架構(gòu)發(fā)光二極管，這可以使外部取出效率增長近50%，該項(xiàng)技術(shù)采用傳統(tǒng)的斯托克斯熒光粉，其輻射波長大于激發(fā)波長。第一批像這樣的半導(dǎo)體發(fā)光二極管在20世紀(jì)末由日本"Nichia"公司(請參照Y.Schimizu所有的美國專利US6，069，440,2000/05/30)提出，該專利所揭示的半導(dǎo)體白光發(fā)光二極管采用的物理架構(gòu)如下1.斯托克斯無機(jī)發(fā)光熒光粉受短波異質(zhì)結(jié)發(fā)光激發(fā)；2.形成兩種獨(dú)立的光源，如異質(zhì)結(jié)輻射的藍(lán)色和熒光粉輻射的黃色，可以組成白光。白光輻射產(chǎn)生的理念來自牛頓的互補(bǔ)色原理；以及3.異質(zhì)結(jié)的藍(lán)光輻射與具有釔鋁石榴石Y3Al5012:Ce的黃色輻射熒光粉互相結(jié)合，該材料研制于20世紀(jì)60年代[BlasseG](請參照G.BlasseLuminescenceMaterialsSpringer-Verlag,Amst，NY，P.380.1994.)，并被用于制造放射性電子儀器及閃爍器中。以InGaN異質(zhì)結(jié)為基礎(chǔ)的白光發(fā)光二極管，當(dāng)電子流穿透多層半導(dǎo)體架構(gòu)時產(chǎn)生注入式電致發(fā)光，當(dāng)異質(zhì)結(jié)層中產(chǎn)生的電致發(fā)光與稀土金屬元素相結(jié)合時具有量子輻射光，能量接近受禁范圍參數(shù)Eg二2.6eV。熒光粉Y3AlA2:Ce吸收波長為A=450470nm的藍(lán)光，輻射波長A=540560nm的黃色。發(fā)光轉(zhuǎn)換層為透明的聚合層中含有熒光粉的分布。詳細(xì)描述所有顆粒的每一個發(fā)光面，在部分不被吸收的異質(zhì)結(jié)藍(lán)光輻射與熒光粉被激發(fā)的發(fā)光輻射相結(jié)合形成白光光譜，其結(jié)合層是由藍(lán)色光譜與黃色光譜結(jié)合而成。含有稀土元素的化學(xué)計量公式為(ELu)^ljA10》3及天然礦物質(zhì)石榴石晶體架構(gòu)。在石榴石晶格中有160原子，總體配位數(shù)為1(=8。對于增加具有石榴石架構(gòu)的發(fā)光特性及其在組份中引入的激活元素，例如￡11+3，Tb+3或Ce+3。石榴石架構(gòu)的熒光粉是以鈰作為激活劑，發(fā)明人已經(jīng)指出第一次采用G.Blass的有效閃爍器，及以研制在20世紀(jì)60年代[BlasseG]并被以制造閃爍器及以作為的陰極發(fā)光射線含Y3Al5012:Ce的設(shè)備，確切地說，本申請發(fā)明人根據(jù)US6，069，440專利所指出的發(fā)光材料中被藍(lán)光輻射激發(fā)后在波長A二540560nm黃綠色及黃色區(qū)域具有明亮的發(fā)光。結(jié)合兩種發(fā)光輻射，第一級藍(lán)光輻射及第二級黃光輻射，根據(jù)牛頓的互補(bǔ)色原理，得出強(qiáng)烈的白光。然而該US6，069，440專利仍然存在一系列的缺陷，即1.指出位于InGaN異質(zhì)結(jié)及￥^15012:(^的固定色溫，在光學(xué)技術(shù)上通常這樣的色溫稱為冷白光，對于引用專業(yè)的特殊理念色溫T>8000K及特殊的色坐標(biāo)x=0.31，y=0.31(對于體系MK01931);2.第二，對于有關(guān)這樣的發(fā)光二極管的限制，采用低的有效量子效率n《0.75。其原因是在以白光發(fā)光二極管為基質(zhì)的有效發(fā)光熒光粉YAG在電流I=300700mA，發(fā)光效率為2040流明/瓦特；第三，熟知的發(fā)光二極管架構(gòu)及無機(jī)熒光粉本質(zhì)上的不足，其發(fā)光轉(zhuǎn)換器的構(gòu)成，在于輻射發(fā)光二極管的熱穩(wěn)定性低，在溫度T=85t:時有效發(fā)光減少1015%。同樣地，在其它系列的石榴石熒光粉同樣存在著不足，例如高成本，必須采用非常高純度的原始材料(99.999%)，除此之外，熒光粉的合成必須用160(TC的高溫來進(jìn)行熱加工處理。這樣的條件使得在合成過程中獲得的熒光粉顆粒度大。排除熟知的納米石榴石熒光粉的不足，成份為(Y，A)3(A1，B)5(0，012(請參照US20080138268A1專利申請)。與上述專利的原型相對應(yīng)，所揭示的數(shù)據(jù)在陽離子晶格中的Y被離子A=Gd，Tb，Lu，Sm，Sr，Ba，Ca所替換，或者在陰離子晶格中Al被B=Si，Ge，B，P所替換，或0被C=F，C1，N替換。在US200813828專利申請(請參照TaoDejie等人的美國US200813828專利申請，2008/06/12)中所揭示的替換是在保證發(fā)光亮度增加的情況下允許最大光譜波長入=540560nm位移。分析上述專利申請的數(shù)據(jù)中存在的重要缺陷。首先，將專利文獻(xiàn)所述的大多數(shù)離子替換模式在實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用。如怎樣替換Tb，Gd，Sm，La，Sr，Ba，Ca，Mg，B，Si，Ge，F(xiàn)及N，第二，同時所有進(jìn)入￥^15012:(:6組份的不合理元素將導(dǎo)致熒光粉的發(fā)光亮度下降。第三，對于微型顆粒熒光粉的獲取必須采用凝膠(溶膠)技術(shù)的方法，所制取熒光粉的過程非常復(fù)雜。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述習(xí)知技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的主要目的是提供一種碘化物石榴石熒光粉，其可形成改變熒光粉光譜的方法，確保發(fā)光二極管具有標(biāo)準(zhǔn)的冷白色發(fā)。為解決上述習(xí)知技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的另一目的是提供一種碘化物石榴石熒光粉，其是可確定增加有效量子輻射的熒光粉。為解決上述習(xí)知技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的另一目的是提供一種碘化物石榴石熒光粉，其在提升儀器的熱加工處理時，其設(shè)備中特殊的熒光粉輻射發(fā)光及自然光的穩(wěn)定性。為解決上述習(xí)知技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的另一目的是提供一種白光發(fā)光二極管，其從本質(zhì)上降低工作溫度，其次另一個研究方向是運(yùn)用發(fā)光轉(zhuǎn)換層來創(chuàng)造微型的熒光粉顆粒。為達(dá)上述之目的，本發(fā)明的碘化物石榴石熒光粉是以石榴石架構(gòu)的稀土氧化物元素為基質(zhì)，其特征在于在該熒光粉材料中添加引入碘離子"及硅離子Si+、陰離子晶格中相互補(bǔ)償電子，形成如下化學(xué)計量公式(ELnhAljAVxSix04—xI》3，其中ELn=Y及/或Gd及/或Tb及/或Lu及/或La及/或Ce及/或Pr;該熒光粉輻射在一InGaN半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的激發(fā)下可產(chǎn)生長波位移。為達(dá)上述的目的，本發(fā)明的一種白光發(fā)光二極管是以半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)InGaN為基質(zhì)，并涂有一發(fā)光轉(zhuǎn)換層，該發(fā)光轉(zhuǎn)換層分布在該異質(zhì)結(jié)輻射表面及棱面上，且該發(fā)光轉(zhuǎn)換層中添加有如上所述的熒光粉，其特征在于該發(fā)光轉(zhuǎn)換層中的厚度變化范圍為80200微米，且厚度均勻。圖la為表1中樣品1的輻射光譜的光譜分布圖，圖lb為表1中樣品1的輻射光譜的CIE1931色品圖，它們由SPR-920D熒光粉光色參數(shù)綜合分析系統(tǒng)(由浙江大學(xué)三色儀器有限公司研制)測得，所得熒光粉光色參數(shù)分析測試報告(SpectroradiometricAnalysisReportforPhosphor)如下產(chǎn)品名稱Product:C-223-al-1455c-465nm-20ma制造商Manufacturer:客戶名稱Client:樣品編號SampleNo.:測試日期Date:2008年7月9日測i式人員TestedBy:審核人員ReviewedBy:測試條件TestCondition測試溫度Temperature:°C相對濕度RH:%參考增益Ref.Gain:64光譜增益Spe.Gain:4光譜范圍SpectrumRange:380-780nm采樣間隔ScanStep:5nm光色參數(shù)SpectroradiometricParameters色品坐標(biāo)ChromaticityCoordinates:x=0.3960y=0.4536u=0.207v=0.3557相關(guān)色溫CorrelatedColorTemperature:4105K亮度Brightness:23051.5參照白光ReferenceWhite:C光源峰值波長PeakWavelength:560.8nm主波長DominantWavelength:571腦譜線帶寬Bandwidth:119.8nm色純度Purity:0.6024輻射亮度RadiantBrightness:60.735色比ColorRatio:Kr=44.7%Kg=36.0%Kb=19.3%顯色指數(shù)RenderingIndex:Ra=65.8Rl=58R2=74R3=91R4=56R5=55R6=64R7=83R8=44R9=-58R10=40Rll=46R12=23R13=62R14=94R15=48圖2a為表1中樣品2的輻射光譜的光譜分布圖，圖2b為表1中樣品2的輻射光譜的CIE1931色品圖，它們由SPR-920D熒光粉光色參數(shù)綜合分析系統(tǒng)(由浙江大學(xué)三色儀器有限公司研制)測得，所得熒光粉光色參數(shù)分析測試報告(SpectroradiometricAnalysisReportforPhosphor)如下5產(chǎn)品名稱Product:C-225-al-1455c-465nm-20ma制造商Manufacturer:客戶名稱Client:樣品編號SampleNo.:測試日期Date:2008年7月9日測試人員TestedBy:審核人員ReviewedBy:測試條件TestCondition測試溫度Temperature:°C相對濕度RH:%參考增益Ref.Gain:64光譜增益Spe.Gain:4光譜范圍SpectrumRange:380-780nm采樣間隔ScanStep:5nm光色參數(shù)SpectroradiometricParameters色品坐標(biāo)ChromaticityCoordinates:x=0.3866y=0.4382u=0.2066v=0.3513相關(guān)色溫CorrelatedColorTemperature:4222K亮度Brightness:22745.5參照白光ReferenceWhite:C光源峰值波長PeakWavelength:562.4nm主波長DominantWavelength:571nm譜線帶寬Bandwidth:121.6nm色純度Purity:0.5354輻射亮度RadiantBrightness:62.019色比ColorRatio:Kr=43.8%Kg=34.4%Kb=21.8%顯色指數(shù)RenderingIndex:Ra=68.1Rl=61R2=77R3=93R4=57R5=58R6=68R7=83R8=47R9=-50R10=47Rll=49R12=30R13=66R14=95R15=52圖3a為表1中樣品3的輻射光譜的光譜分布圖，圖3b為表1中樣品3的輻射光譜的CIE1931色品圖，它們由SPR-920D熒光粉光色參數(shù)綜合分析系統(tǒng)(由浙江大學(xué)三色儀器有限公司研制)測得，所得熒光粉光色參數(shù)分析測試報告(SpectroradiometricAnalysisReportforPhosphor)如下產(chǎn)品名稱Product:C-256-al-1455c-465nm-20ma第隨商Manufacturer:客戶名稱Client:<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>圖4a為表1中樣品4的輻射光譜的光譜分布圖，圖4b為表1中樣品4的輻射光譜的CIE1931色品圖，，它們由SPR-920D熒光粉光色參數(shù)綜合分析系統(tǒng)(由浙江大學(xué)三色儀器有限公司研制)測得，所得熒光粉光色參數(shù)分析測試報告(SpectroradiometricAnalysisReportforPhosphor)如下<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>亮度Brightness:20349.9參照白光ReferenceWhite:C光源主波長DominantWavelength:580nm色純度Purity:0.6506峰值波長PeakWavelength:609.8nm譜線帶寬Bandwidth:127.6nm輻射亮度RadiantBrightness:61.541色比ColorRatio:Kr=59.3%Kg=27.5%Kb=13.2%顯色指數(shù)RenderingIndex:Ra=68.9Rl=64R2=80R3=91R4=58R5=59R6-67R7=82R8=49R9=-21R10=50Rll=43R12=33R13=66R14=94R15=62圖5為根據(jù)本發(fā)明的碘化物石榴石熒光粉所制作的白光發(fā)光二極管的架構(gòu)示意圖。圖6為表1中樣品3的X射線的示意圖。具體實(shí)施例方式首先，本發(fā)明的目的在于消除上述熒光粉及使用該熒光粉的白光發(fā)光二極管的缺點(diǎn)。為了達(dá)到這個目標(biāo)，本發(fā)明的稀土碘化物石榴石熒光粉是以石榴石架構(gòu)的稀土氧化物元素為基質(zhì)，其特征在于在該熒光粉材料中添加引入碘離子"及硅離子Si+、陰離子晶格中相互補(bǔ)償電子，形成如下化學(xué)計量公式(ELn)3Al2(A^xSix04—xI》3，其中ELn=Y及/或Gd及/或Tb及/或Lu及/或La及/或Ce及/或Pr;該熒光粉輻射在一InGaN半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的激發(fā)下可產(chǎn)生長波位移。其中，該化學(xué)計量指數(shù)為0.0001<x《0.10。其中，該長波位移為A>25nm。其中，在陰離子晶格中稀土元素離子的組份如下0.5《Y/ELn《0.95;0.01《Gd/ELn《0.5;0.001《Tb/ELn《0.05;0.001《Lu/ELn《0.05;0.001《La/ELn《0.05;0.01《Ce/ELn《0.1;0.001《Dy/ELn《0.05;0.0001《Pr/ELn《0.05。其中，該熒光粉具有石榴石立方晶架構(gòu)，在其陰離子晶格中增加碘離子I—1及硅離子Si+4的濃度，晶格參數(shù)則會增加，a>12.08A。其中，該熒光粉針對(Y。.95Tb。.01Ln0.01Ce0.。3)3A12[Al。.99Si。.0103.99I。.01]3的組份，亦即添加碘離子I—1與硅離子Si"，光譜最大值A(chǔ)=560nm，光譜曲線半波寬A。5=119nm。其中，該熒光粉的顆粒形態(tài)呈橢圓型，且具有特殊的微晶架構(gòu)，中位線直徑d5。《2微米，d9?！?微米。接著將闡釋本發(fā)明所提出的碘化物石榴石熒光粉的物理-化學(xué)性質(zhì)。第一，本發(fā)明所提出的碘化物石榴石熒光粉在立方晶格架構(gòu)中鋁石榴石如何替換，同樣在陰離子晶格中即是如此。在陽離子晶格中，離子Y+3被Gd+3、Tb+3、LU+3或La+3所替換，同時具有激活離子Ce+3及/或Dy+3及/或Pr+3。所指的替換類型屬于高斯定律，本發(fā)明所提出的稀土離子具有相同的氧化程度+3，主要取替￥+3離子。在陰離子晶格中替換產(chǎn)生在Al+3離子與Si"離子之間。這種形式位于異價態(tài)替換，出現(xiàn)新型的點(diǎn)缺陷(SiA1)°具有有效的量子填充。同時，在四面體[A104]中部分的氧離子0—2同樣被碘離子I—1所替換，這樣的形式替換仍然位于異價態(tài)，所建立的中心點(diǎn)(1。)'，具有有效的單位裝載。而這種形式的替換位于等價的范圍中，因此該離子I—1的尺寸(碘離子的半徑尺寸t工=2.20A)與被替換離子0—2尺寸(t。=1.38-1.4A)，在本申請人的US200727845美國專利申請中，沒有監(jiān)測這樣的替換類型。在此，本申請同樣揭示，這樣在陰離子格中產(chǎn)生的異價態(tài)替換在同一個四面體的范圍中。這樣異價替換的硅離子si+4與碘離子r1在同一個四面體中，比較碘離子r1(碘離子的半徑尺寸ti=2.20A)與被替換氧離子0—2尺寸(、=1.381.40A)，硅離子si+4(tsi=o.480.52A)及鋁離子Al+3(ta1=0.62A)，可以得出允許更大的碘離子配置在四面體坐標(biāo)中[Al卜xSix04—XIX]3?？梢钥闯銎湮锢硇再|(zhì)應(yīng)該是在結(jié)果中不同的異質(zhì)結(jié)替換。首先，在最后以此相似的替換應(yīng)該增大晶格參數(shù)"a"與其保存的大顆粒晶系相連接；第二，與第一點(diǎn)密切相關(guān)的是熒光粉的最大光譜輻射位移到橙紅色發(fā)光領(lǐng)域。像這樣與非等價離子的替換，顯現(xiàn)光譜輻射半波寬入。.5加寬。非等價的替換在所描述的曲線圖中的表現(xiàn)應(yīng)在高斯曲線圖的左邊及右邊具有不同的寬度。在裝配好的儀器中具有電源U=3.4V及電流I=201700mA。在穿過儀器透光蓋之后產(chǎn)生白光，確定其顏色的特性。同樣，該儀器的特殊輻射引用的是肉眼所接受的暖白光。這里對本發(fā)明所提出的半導(dǎo)體組件其實(shí)質(zhì)性的優(yōu)勢是采用無機(jī)熒光粉，特征在于其組成的稀土元素在陽離子晶格中的組份為0.5《Y/ELn《0.95;0.01《Gd/ELn《0.5;0.001《Tb/ELn《0.05;0.001《Lu/ELn《0.05;0.001《La/ELn《0.05;0.01《Ce/ELn《0.1;0.001《Dy/ELn《0.05;0.0001《Pr/ELn《0.05;其中，ELn二Y及/或Gd及/或Tb及/或Lu及/或La及/或Ce及/或Pr。以下將解釋所采用的熒光粉成份中元素的可能作用，陽離子晶格的主要的釔離子組份。其中Y"的離子半徑尺寸ty二0.97A，配位K二8，在離子Y"的周圍分布8個其它離子，在陽離子晶格中有關(guān)離子Y+3可以下述離子La+3，Gd+3，Tb+3，Lu+3替換，其離子半徑尺寸tLa=1.06A，tGd=0.98A，tTb=0.89A，tLu=0.86A，對于在離子La+3引入可以放寬石榴石晶格。注意關(guān)于在陽離子晶格中添加Gd+3離子，如果在傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的計算[Gd]=0.2，對于橙黃色的輻射及[Gd]>0.4對于橙色輻射。有人已經(jīng)指出，在本發(fā)明所提出的熒光粉或者采用Ce+3和Dy+3兩種，或者Ce+3，Dy+3，Pr+3三種激活成份，它們每一個都具有特殊的作用，離子Ce+3在5d2自身產(chǎn)生了寬帶的輻射480760nm，必須引用離子Dy+3確保了離子Ce+3輻射的敏化作用，對于出現(xiàn)微弱的彎曲光譜其區(qū)域范圍A=580nm，添加離子Pr+會產(chǎn)生一個相對最大波長A=610nm的光譜。引入離子Tb+3與Lu"將會強(qiáng)烈的改變其晶格內(nèi)部靜電場，而小的尺寸離子例如、u=0.83A的最大填充，保障了非常高梯度的靜電場，并影響激活離子Ce+3，Dy+3，Pr+3的敏化作用。本發(fā)明在熒光粉添加[Tb+3]=0.01的原子分率濃度，隨之亮度增加了1%。熒光粉添加離子Lu+發(fā)現(xiàn)激發(fā)光譜發(fā)生短波位移，從A二465nm移至A=457nm。在陰離子晶格中引進(jìn)硅離子Si+4及碘離子I人鋁離子A1+3被硅離子Si+4所替換。在輻射過程部分的增加，同樣也使發(fā)光亮度增加。另一方面，硅離子31+4同時改變內(nèi)部的晶格靜電場，在這里使離子Ce+3的輻射波長增加。異價替換，采用碘離子I—1異價替換0—2，改變其輻射光譜對稱，加強(qiáng)在橙紅色輻射波長次能帶。本發(fā)明在熒光屏的顯影劑中，同樣可引入不多量的碘離子，在波長發(fā)生28nm的位移。這里指出，在實(shí)際情況中不是所有的碘離子I—1都可以容納，如此在熱處理過程中可能有12的沉淀物。本申請人曾經(jīng)采用下列在位于Si"的離子中，進(jìn)入配位多面體中，在主要的離子成份中增加引進(jìn)量，或者增加氣態(tài)產(chǎn)物或固態(tài)試劑，例如BaI2以此來計算所有的特殊輻射的發(fā)光光譜。在實(shí)驗(yàn)中所采用的熒光粉成份列于下列表1中。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>下面請一并參照圖1圖4，其中圖la為表1中樣品1的輻射光譜的光譜分布圖，圖lb為表1中樣品1的輻射光譜的CIE1931色品圖；圖2a為表1中樣品2的輻射光譜的光譜分布圖，圖2b為表1中樣品2的輻射光譜的CIE1931色品圖；圖3a為表1中樣品3的輻射光譜的光譜分布圖，圖3b為表1中樣品3的輻射光譜的CIE1931色品圖；圖4a為表1中樣品4的輻射光譜的光譜分布圖，圖4b為表1中樣品4的輻射光譜的CIE1931色品圖。請參照圖5，其顯示根據(jù)本發(fā)明的碘化物石榴石熒光粉所制作的白光發(fā)光二極管的架構(gòu)示意圖。如圖所示，其中1為一InGaN半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)，2、3為接腳(即電子設(shè)備的引入端)，4為錐形反射器。在異質(zhì)結(jié)1的表層組成一發(fā)光轉(zhuǎn)換層5，其聚合物薄膜位于分布在其熒光粉顆粒6中。此外，在該發(fā)光轉(zhuǎn)換層5上進(jìn)一步具有一球形蓋8，以加固聚合反射鏡。此外，內(nèi)部發(fā)光轉(zhuǎn)換層5及透明的球形蓋8間裝填有樹脂7。請參照圖6，其為表1中樣品3的X射線的示意圖。如圖所示，在光譜D0P0H2上的遷移在X射線U=45電子伏特(設(shè)備得到自Ni箔的過濾，X射線更加單色性)。如在圖2的比較中最少的碘離子I—1的組份(<0.005原子分率濃度)所組成的最大光譜A=562nm。由I—1《0.01原子分率濃度增長躍遷至最大光譜值至入=568nm，同時光譜頻帶至入。5=124.5nm，最后在合成氣體中產(chǎn)品的離子濃度增長以及原始的原料中沒有引起輻射光譜發(fā)生改變，(在陽離子晶格6(1+3，化+3及1^+3)。顯示出本發(fā)明所提供的碘化物石榴石營光粉的光譜最大發(fā)光輻射在早先的特殊新材料中未曾描述過。本發(fā)明的碘化物石榴石熒光粉的兩個結(jié)合位于1.在陰離子晶格中的0—^皮晶格中石榴石碘離子"所替代；2.碘離子I—1的濃度與硅離子Si+4的濃度相同。本發(fā)明所提供的熒光粉中添加引入硅離子，其差別在于，具有立方晶體石榴石架構(gòu)具有參數(shù)a>12.08A。晶格參數(shù)的確定在本發(fā)明所提出的石榴石熒光粉調(diào)制中(如圖6所示)指出，在主要的石榴石晶體排列架構(gòu)，其激活作用及化學(xué)式為Y203+I2—2Y0I+l/202(1)其氧化凝固在冷置坩堝中，其中所產(chǎn)生的反應(yīng)過程，過程相似于上述的化學(xué)式(l)，使用氫氧化鋁，其化學(xué)方程式Al(OH)3+I2—A10I+HI+H20+l/202(2)此外，對于碘氧化鋁A10I可與稀土離子的Y0I相連接，原因在于產(chǎn)生的碘離子在本發(fā)明所提出的熒光粉的晶格中。本發(fā)明使用熱處理的參考文獻(xiàn)中沒有求出有關(guān)氫氧化鋁的數(shù)據(jù)，但是，對于Al^，在此溫度T=382.5t:下分子沒有分解。本發(fā)明還指出本發(fā)明所提出的具有石榴石架構(gòu)的碘-硅酸鹽熒光粉l.其所產(chǎn)生的最大光譜A=560568nm;2.對于增加光譜的半波寬輻射A。5=119120.6nm;3.在橙紅色輻射光譜段的輻射明顯不平均。在這里要指出，在濃度x=0.03原子分率濃度時，對于在"平衡的"I—1離子及Si+4硅離子，使熒光粉的發(fā)光亮度實(shí)質(zhì)性的提升了10%。這樣的亮度，大概是激活離子Ce+3受到小尺寸的硅離子Si"影響。所有熒光粉樣本根據(jù)陽離子晶格的組份與本發(fā)明公式的組份相符，主要目的是減小熒光粉中Gd+3的引入量，其發(fā)光亮度增加。在標(biāo)準(zhǔn)的熒光粉架構(gòu)排列中，通常增加Gd的濃度，發(fā)光亮度會下降。在發(fā)明的過程中強(qiáng)調(diào)本發(fā)明所提出的熒光粉還有一個特殊的性能，包含在細(xì)散的顆粒組份中以及之間的燒結(jié)。對于標(biāo)準(zhǔn)石榴石熒光粉顆粒的中位線直徑尺寸為d5。=4微米，在增加數(shù)值d9。=1618微米時，分析本發(fā)明所提出的熒光粉缺乏大顆粒燒結(jié)。所有的發(fā)光顆粒都具有橢圓型的形態(tài)，同時在顆粒的形態(tài)中缺乏棱面，顆粒的邊11緣層沒有增加相互搭接層。本發(fā)明所提出的熒光粉的優(yōu)勢在于，固相合成法及合成稀土爐料，其特征在于在試劑成份中引入氧化硅，在加工時加入還原氣體的濃度至O.1%，設(shè)置爐溫為12801480。C，持續(xù)時間為220小時。用本發(fā)明所提出的方法加工，將麗03與1120按照1:i的比例(h冊3:h2o=i:i)進(jìn)行加工。熒光粉的顆粒在加工的過程中形成以硅酸鹽ZnOSi02為基礎(chǔ)的薄膜。合成熒光粉的編號及其通過實(shí)驗(yàn)測得所有的光度學(xué)(測光學(xué))及光譜的特性。如表1所述的所有參數(shù)中，其熒光粉的差別有關(guān)亮-黃色發(fā)光材料的采用可以建立具有標(biāo)準(zhǔn)的冷白色調(diào)，暖白色調(diào)的發(fā)光二極管。在圖5的發(fā)光二極管的架構(gòu)圖中，源自InGaN半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)1位于以晶體支架為基礎(chǔ)，指出其發(fā)光轉(zhuǎn)換層5具有雙組份體系，將無機(jī)熒光粉6與有機(jī)聚合物(圖未表示)相混合，對于半導(dǎo)體發(fā)光二極管所提出的發(fā)光轉(zhuǎn)換層5的差別，每一個平面和側(cè)面上的厚度均勻，為80200微米。這具有專業(yè)的操作方法將與熒光粉6相結(jié)合，而異質(zhì)結(jié)1的全部輻射的棱面和端面覆蓋厚度均勻，由無機(jī)熒光粉6與有機(jī)聚合物所形成的聚合層覆蓋。在本發(fā)明實(shí)驗(yàn)的過程中，對于熒光粉顆粒6的數(shù)量成份和有機(jī)聚合物之間的組成比例為8:92至75:25。如果熒光粉的數(shù)量少于所指濃度的8%，則發(fā)光轉(zhuǎn)換層5將非常透明，產(chǎn)生大量的藍(lán)光穿透，另一方面，如果熒光粉顆粒6在發(fā)光轉(zhuǎn)換層5中多于75%，那么發(fā)光轉(zhuǎn)換層5將非常薄，會產(chǎn)生顏色的不均勻，必須遵循光學(xué)定律，其中發(fā)光轉(zhuǎn)換層5中的熒光粉6質(zhì)量的最佳值為1832%。如圖6所示的發(fā)光二極管，所獲取的數(shù)值來自三色(Sensing)公司的光譜輻射分析儀。發(fā)光二極管的軸向心的發(fā)光強(qiáng)度數(shù)值提升至100cd，雙開角為2e=60°，色溫為T=4800-5600K，位于達(dá)到所獲取的標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體冷白光及暖白光儀器。在球形蓋8上測得整體光通的測量，光通量提升至F>110流明，對于功率W=1瓦特的設(shè)備，上述具有非常高集成參數(shù)的發(fā)光二極管-它的發(fā)光效率，提升至n>100流明/瓦特。雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可作少許更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以所附的權(quán)利要求書為準(zhǔn)。權(quán)利要求一種碘化物石榴石熒光粉，其是以石榴石架構(gòu)的稀土氧化物元素為基質(zhì)，其特征在于在該熒光粉材料中添加引入碘離子I-1及硅離子Si+4，陰離子晶格中相互補(bǔ)償電子，形成如下化學(xué)計量公式(∑Ln)3Al2(Al1-xSixO4-xIx)3，其中∑Ln＝Y(jié)及/或Gd及/或Tb及/或Lu及/或La及/或Ce及/或Pr；該熒光粉輻射在一InGaN半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的激發(fā)下可產(chǎn)生長波位移。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的碘化物石榴石熒光粉，其中所述化學(xué)計量指數(shù)為0.0001<x《0.10。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的碘化物石榴石熒光粉，其中所述長波位移為A>25nm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碘化物石榴石熒光粉，其中在陰離子晶格中稀土元素離子的組份如下0.5《Y/ELn《0.95;0.01《Gd/ELn《0.5;0.001《Tb/ELn《0.05;0.001《Lu/ELn《0.05;0.001《La/ELn《0.05;0.01《Ce/ELn《0.1;0.001《Dy/ELn《0.05;0.0001《Pr/ELn《0.05。5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的碘化物石榴石熒光粉，其中所述熒光粉具有石榴石立方晶架構(gòu)，在其陰離子晶格中增加碘離子"及硅離子Si"的濃度，晶格參數(shù)則會增加，a>12.08A。6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的碘化物石榴石熒光粉，其中所述熒光粉針對^。.^113。.。^!!。.。^e,)3Al2[Al0.99Si0.0103.99I0.01]3的組份，亦即添加碘離子I-1與硅離子Si+4，光譜最大值入=560nm，光譜曲線半波寬入0.5=119nm。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碘化物石榴石熒光粉，其中所述熒光粉的顆粒形態(tài)呈橢圓型，且具有特殊的微晶架構(gòu)，中位線直徑d5?！?微米，d9。《8微米。8.—種碘化物石榴石熒光粉的制備方法，其用于制備如權(quán)利要求1所述的碘化物石榴石熒光粉，在添加Si(^至最初的稀土試劑之后熱加工處理，另外在熱加工處理時，在還原氣體中引入碘化物成份氣體。9.一種白光發(fā)光二極管，其是以半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)InGaN為基質(zhì)，并涂有一發(fā)光轉(zhuǎn)換層，該發(fā)光轉(zhuǎn)換層分布在該異質(zhì)結(jié)輻射表面及棱面上，且該發(fā)光轉(zhuǎn)換層中添加有如權(quán)利要求1所述的熒光粉，其特征在于該發(fā)光轉(zhuǎn)換層中的厚度變化范圍為80200微米，且厚度均勻。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的白光發(fā)光二極管，其中該發(fā)光轉(zhuǎn)換層是由硅酸鹽聚合物與如權(quán)利要求1所述的熒光粉組成，其質(zhì)量關(guān)系比例為92:825:75。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的白光發(fā)光二極管，其中在供應(yīng)激發(fā)功率為W=1瓦特時，2e=60°角，其發(fā)光強(qiáng)度為1>30cd，色溫T>4500K。12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的白光發(fā)光二極管，其中對于功率為1瓦特的二極管，其光通量F〉110流明，光效能n>100流明/瓦特。全文摘要本發(fā)明涉及一種白光發(fā)光二極管及其碘化物石榴石熒光粉，所述碘化物石榴石熒光粉，其是以石榴石架構(gòu)的稀土氧化物元素為基質(zhì)，其特征在于在該熒光粉材料中添加引入碘離子I-1及硅離子Si+4，陰離子晶格中相互補(bǔ)償電子，形成如下化學(xué)計量公式(∑Ln)3Al2[(Al1-xSixO4-xIx]3，其中∑Ln＝Y(jié)及/或Gd及/或Tb及/或Lu及/或La及/或Ce及/或Pr；該熒光粉輻射經(jīng)過在一InGaN半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的激發(fā)下可產(chǎn)生長波位移。此外，本發(fā)明還揭示一種碘化物石榴石熒光粉的制備方法。文檔編號C09K11/86GK101712871SQ200910178588公開日2010年5月26日申請日期2009年9月29日優(yōu)先權(quán)日2008年10月6日發(fā)明者索辛納姆,羅維鴻,蔡綺睿申請人:羅維鴻