[发明专利]一种红色发光的发光材料以及使用其的发光装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种红色发光的发光材料，特别涉及用于制作包括半导体发光 元件(LED)在内的白光系及红色系发光装置用的发光材料，其可以被作为激发 光源的发射光谱在240～510nm的紫外——绿光区域的发光元件激发，吸收激发 光源的至少一部分发射光，发出至少有一个以上峰值在590～660nm范围 内的发射光谱，属于光电子和照明技术领域。

背景技术

自从1996年，出现了用蓝色LED与YAG荧光粉((Y，Gd)₃Al₅O₁₂:Ce³⁺)组 合而成的白光LED，这种照明光源与传统的白帜灯和荧光灯相比，具有低能耗、 长寿命、体积小、重量轻等优点，并能消除荧光灯中的汞等有害物质所造成的 环境污染问题，已经越来越受到人们的关注。

这一技术通过不断改进，发展至今用发光材料来实现白光的方式有两种， 即可以通过紫光芯片或蓝光芯片激发发光材料的方法来实现白光LED。但是这些 方法都存在一定的局限性，显色指数(R_a)较低、色温较高，无法实现暖白光。 要想得到高显色性、低色温的白光LED，必须加入一种发射波长在590nm以上 的红色荧光粉。红色荧光粉目前能够取得广泛应用的很少，都具有发光效率不 高、或者老化衰减特性不好的问题。目前已经发现的荧光粉有：

(1)硫化物红粉：污染环境、老化衰减快、发光效率低；

(2)钼酸盐红粉：发光效率较高，但是激发和发射光谱均为线谱，对于LED 芯片的选择性较大；

(3)钨酸盐红粉：发光效率较高，但是激发和发射光谱均为线谱，对于LED 芯片的选择性较大；

(4)含氮化合物红粉：这种红粉是目前最为稳定和发光效率较好的红粉，但 是制作工艺复杂，只做成本较高，不利于大规模的推广和生产。

(5)铝酸盐红粉：有一些相关的文献或者专利报道，目前还不成熟。

本发明的发光材料是一种复合铝酸盐红色发光材料，目前有些接近的 文献和专利有：

(1)文献《Flouorescence properrities of Mn⁴⁺in CaAl₁₂O₁₉compounds as red-emmiting phosphor for white LED》，发表于《Journal of Lumingescence》， 114(2005)207-212。该材料的主激发波长位于400nm，主发射波长位于656nm。 文献中的技术方案，所制作的CaAl₁₂O₁₉:Mn材料发光颜色为红色，而且发光颜 色单一，其主发射峰位置固定，为656nm。发光强度低，发光效率不能满足制 作白光LED的要求。而且由于发光效率较低，会对共同使用的黄色荧光粉的光 效产生影响，对于提高白光LED的显色指数和降低显色指数的效果不明显。

(2)BLASS.G的文献《FLUORESCENCE OF Eu ²⁺-ACTIVATED ALKALINE-EARTH ALUMINATES》，发表于《Philips Res.》，Repts23，201-206，1968，介绍了(Sr、 Ba、Ca)Al₁₂O₁₉:Eu²⁺发光材料，该材料是在还原气氛下合成，发光源于二价铕 离子的能级跃迁，该材料实在还原气氛下合成，发光源于二价铕离子的能级跃 迁，而且发光为紫外光到蓝紫光区，不能产生红色发光，无法实现暖白光的效 果。

(3)申请号为KR20020063395的专利，涉及BaAl₁₂O₁₉:Mn，SrAl₁₃O₁₉:Mn， CaAl₁₂O₁₉:Mn做为制作平面显示装置使用的绿色荧光粉，其发射光谱的主发射波 长位于绿光范围内。不能实现红色发光。