[发明专利]发射白光的发光二极管

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光二极管，特别是一种适于紫外光激发的发射白光的发光二极管。

背景技术

白光发光二极管(LED)具有无毒、寿命超长(10万小时)、高效节能、全固态、工作电压低、抗震性及安全性好等诸多优点，可广泛用于各种照明设施上，包括室内用灯、交通指示灯、路灯、汽车用尾灯、方向灯、刹车灯、户外用超大型屏幕、显示屏和广告板等，是一种环保、节能的绿色照明光源，被普遍认为是21世纪替代传统照明器件的新光源。

目前实现白光LED主要有两种方案：①蓝色LED芯片和可被蓝光有效激发的黄光荧光粉有机结合组成白光LED。其发射的白光由荧光粉发射的黄光和管芯发射的蓝光混合而成。②近紫外光LED芯片和可被紫外光有效激发而发射红、绿、蓝三基色的荧光粉有机结合组成白光LED。但是由于方案①中的白光是由荧光粉的黄色荧光与管芯的蓝光混合而成，器件的发光颜色会随驱动电压和荧光粉涂层厚度的变化而变化，色彩还原性差，显色指数较低。

另外，这种方法制成的白光发光二极管发光效率较低，一般为60％-80％，并且色温可调范围小，满足不了实际照明需求。近年来，方案②所述的利用近紫外光LED芯片和可被紫外光有效激发而发射红、绿、蓝三基色荧光粉结合的白光LED发展迅速。这一方案具有许多优点，特别是表现在色品质及随意选择性、高显色指数Ra>90、光效高以及选用高效荧光体种类繁多等方面。

2006年，我国研究人员报道了一种适于近紫外光激发的绿光荧光粉(Mei Zhang，JingWang，Qiuhong Zhang，Weijia Ding，Qiang Su，in press，Mater.Res.Bull.材料研究简报，42卷(1)期，33-39页，2006年)，其化学式为Ba₂SiO₄:Eu²⁺，并制成了绿光LED。还有一种适于近紫外光激发的蓝橙光荧光粉(W.M.Yen and M.J.Weber，Inorganic Phosphor，(CRC，New York，2004)，Section 4，P.94.)，其化学式为Ca₂P₂O₇:Eu²⁺，Mn²⁺。

发明内容

本发明的目的是为克服现有白光LED存在的缺点，提供一种低色温高显色指数的新型白光发光二极管。

本发明白光发光二极管，是将化学式为Ba₂SiO₄:xEu²⁺的绿光荧光粉和化学式为Ca₂P₂O₇:zEu²⁺，yMn²⁺的蓝橙光荧光粉的混合物涂敷在紫外光GaN芯片上而制得，该混合物按绿光荧光粉:蓝橙光荧光粉＝1:1～3重量比组成；所述Ba₂SiO₄:xEu²⁺式中x＝1～4mol％，所述Ca₂P₂O₇:zEu²⁺，yMn²⁺式中z＝1～10mol％，y＝4～16mol％。

本发明所涉及的荧光粉混合物的制备方法如下：

1)用高温固相法制备绿光荧光粉

绿光荧光粉为二价铕激活的正硅酸钡，化学式为Ba₂SiO₄:xEu²⁺，其中x＝1～4mol％；按该化学式计量比，称取碳酸钡、二氧化硅、氧化铕，占化学式0.5～1mol％的KCl做助溶剂，充分混匀，放入到硅钼棒马弗炉中，还原气氛下，培烧温度为1200℃-1300℃，培烧时间为3-4小时。

2)用高温固相法制备蓝橙光荧光粉

蓝橙光荧光粉是二价铕和二价锰共激活的焦磷酸钙，化学式为Ca₂P₂O₇:zEu²⁺，yMn²⁺，其中z＝1～10mol％，y＝4～16mol％；按该化学式计量比，称取碳酸钙或磷酸氢钙、磷酸氢二氨、碳酸锰和氧化铕，充分混匀，放入到硅钼棒马弗炉中，还原气氛下，培烧温度为1200℃-1300℃，培烧时间为1-2小时。

3)把上述制得的绿光荧光粉和蓝橙光荧光粉按重量比为1:1～3混合。