CN101694862A - 暖白光发光二极管及其锂化物荧光粉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种暖白光发光二极管及其锂化物荧光粉，所述锂化物荧光粉是用于暖白光二极管中，其是由元素周期表中第I、III主族元素的氧化物为基体，用电子d层与f层发生跃迁的元素作激活元素，且该荧光粉的基体由锂和钇的同类铝酸盐的固体溶液构成，其化学式为Li_α(Gd_1-xY_x)₃Al_5+αO_12+2α:TR；当该基体被一短波辐射激发时，该激活元素的离子会辐射出黄橙色光，与一氮化铟镓半导体异质结发出的短波辐射相混合后形成暖白光。所述暖白光发光二极管使用该荧光粉，以确保部分透射能达到该铟镓氮化物异质结第一级蓝光辐射的15～30％，第二级橙黄色辐射的70～85％。此外，本发明还揭示一种荧光粉的制备方法。

Description

暖白光发光二极管及其锂化物荧光粉

技术领域

本发明涉及一种荧光粉及其暖白光发光二极管，具体而言，尤其涉及一种可获得高发光效率的荧光粉及其暖白光发光二极管。

背景技术

发光二极管在1965年问世，当时，工程师们研制了以GaAs(砷化镓)为基质的第一个发光二极管装置。这是一个光通量F≤0.01流明，在红色区域发光的小功率发光二极管。70～80年代，发光二极管的发展非常缓慢，到90年代初，较好的绿光发光二极管的光通量也不超过0.1～0.3流明。

自1968年起，在发光二极管技术中开始广泛应用荧光粉及以荧光粉为基础的光谱转换结构。最初出现的是提高发光频率的转换装置，通过反斯托克斯荧光粉的作用将GaAsP二极管的近红外发光转变为红色或绿色光(请参照Berg，Din A.，LED，(Mir)，1975)。之后，众多研究工作者尝试将GaN(氮化镓)二极管的近紫外发光转变为可见光。

但是在日本中村修一教授的发明之后，发光二极管的发展就非常迅速了。中村修一教授在90年代提出了新架构的氮化物半导体，以氮化铟和氮化镓为基质。这个半导体的独特之处在于，其中含有大量纳米尺寸的“量子阱”，这些量子阱是在氮化物的合成过程中加入氧为激活元素而合成的。中村修一在其1997年的一篇专题论文“Blue laser”(请参照S.Nakamura.Blue laser，Springer Verlag，Berlin.1997)中对此有综合性的概述。

日本Nichia公司的专家(S.Nakamura及S.Shimizu)在此研究方向上取得了突破性的进展，他们研发出了由发蓝光的GaInN(氮化铟镓)异质结(Junction，即接面)与覆盖在其表面的黄色钇铝石榴石荧光粉(Y₃Al₅O₁₂)构成的新型光源(请参照S.Nakamura于11，05，2006获准的德国专利DE6933829T，及S.Shimizu Y.，于11，01，2005获准的台湾专利TW156177B)。

这两项发明成果的应用实现了用于照明，灯饰及指示用途的白光发光二极管。在该TW156177B专利中对这种钇铝石榴石荧光粉在发光二极管中的应用作了详细描述。但本案的申请人认为此项发明并不具有绝对的创新意义。本案将其作为原型，以下是其专利案中列出的创新之处：1.用发蓝光的GaInN异质结作为发光二极管的结构基础；2.在发光二极管中采用了具有增效转光作用的荧光粉颗粒；3.通过将两个部分的发光，即GaInN半导体异质结直接发光与荧光粉颗粒被其激发发光相混合，最终获得白光；以及4.采用化学式为Y₃Al₅O₁₂:Ce的铝钇石榴石及其衍生物(如(Y，Gd)₃(Al，Ga，Sc)₅O₁₂:Ce)颗粒构成的荧光粉。关于发蓝光的GaInN半导体异质结有大量文献，但S.Nakamura andG.Fasol等人于1998年所公开的技术文件(请参照S.Nakamura andG.Fasol，The blue laser diodes.Berlin，Springer，1998)中只引用了其中一部分。S.Nakamura研发的在量子效应基础上高效发光的氮化物异质结成果已经为全世界所共有，因此将其完全归功于Nichia公司并不名副其实。

用于发光二极管的增效转光粉，如前所述，采用反斯托克斯材料(请参照Berg，Din A.，LED，“Mir”，1975)经过细致的工艺制作而成。将短波辐射用于激发各种物质发光在很多专题学术论文中都有详细描述(请分别参照P.Pringshein，Phluorescence and phosphorescence，IL，1950；G.Blasse，P.Grabmaier，Luminescence materials，Pergamon press，NY，1995；以及S.Shionoja，W.Yen，Handbook of phosphors，NY，1999)。发明人认为，借助于发出短波辐射的发光二极管，实现从荧光粉获取相对长波段辐射的方法并不具有实质性的创新意义与显著的区别性特征。用于激发其它物质发光的光源多种多样，其中包括放电光源：1.汞蒸汽的气体放电；2.氮气的气体放电；以及3.氙气、氪气的气体放电。此外，雷射辐射也被广泛用于激发荧光粉发光，如氮气激光器，输出三次谐波与四次谐波的Nd:YAG激光器。

用半导体发光二极管激发荧光粉的方案不止一次被提及(请参照S.Nakamura and G.Fasol，The blue laser diodes.Berlin，Springer，1998)。

以下是关于通过将两个或三个基础光源相结合以获取白光的问题。将光发生色散得到的单色光进行合成，如蓝光和黄光，绿光和红光，红光、绿光和蓝光等，最终获得白光的做法的物理基础最早是由牛顿奠定的，由他提出的光色理论(即牛顿互补色原理)发展而来。该物理原理在19与20世纪广泛应用于印刷、摄影，尤其是黑白及彩色电视技术。如，兹沃雷金运用蓝色光和黄色光两种基础光做出了发白光的黑白显像管显示器(请参照H.W.Leverenz，An introduction toLuminescence of Solids，NY，1950)，这是彩色电视技术领域一个复杂的技术方案：不仅需要原色光具有完全色差系数，而且要在数量上补偿原色以获得色度标准的白光。

照明技术领域中同上述物理原理相近的问题也已解决(请参照L.M.Kogan LED lighttechnic，Moscow，Ho.5，pp.16-20.(2002))：汞蒸气放电发出蓝色光，激发YVO₄:Eu发出红色光，最终得到与白光光源发光相接近的白光。氙气与氪气的短波放电保证气体放电等离子平板能够产生红绿蓝色和白色光。因此，用半导体发光二极管代替气体放电光源以激发荧光粉发光是在完善照明、信息及指示系统过程中显著的技术进步，也是必然的趋势。

可产生多种光学效果的蓝光光源得到广泛应用，比如，长余辉和超长余辉发光的蓝光光源被广泛应用于雷达定位技术。原始蓝光与发光显示器的黄白色余辉光学上有机结合在一个装置中。

因此，在Nichia公司提出他们的研究成果之前，由两个或三个光源合成无色差白光的物理原理早就被大家所知并应用。

将钇铝石榴石用作荧光材料引起了很多法律上的纠纷，因为只有在得到Nichia公司准许的情况下才有权使用这种材料(由此甚至出现了新的研究方向-用于发光二极管的非钇铝石榴石荧光物)，这种权限后来被证明是完全缺乏根据的。首先，由钇铝石榴石构成的荧光材料和显示器的出现远早于日本研究工作者的研究成果(请分别参照G.Blasse，P.Grabmaier，Luminescence materials，Pergamon press，NY，1995；S.Shionoja，W.Yen，Handbook of phosphors，NY，1999.；H.W.Leverenz，Anintroduction to Luminescence of Solids，NY，1950以及V.A.Abramov，patent USSR No.635813，09，12，1977)。化学组成为Y₃Al₅O₁₂或(Y，Gd)₃(Al，Ga)₅O₁₂:Ce的材料被广泛应用在高速阴极射线管技术中以检测黑白或彩色底片。以粉末状钇铝石榴石或单晶钇铝石榴石为结构基础的闪烁器被人们用在核物理及核技术中。同时，光谱的物理修正技术也被人们应用。因此可以说，YAG荧光材料的主要物理特性，如发光效率高，在可见光的蓝绿色、绿色、黄色和橙色波段宽带发光，余辉时间相当短，光通量和功率的稳定性高等，早在Nichia公司将石榴石荧光粉用于发光二极管之前就已经被人们所熟知。因而，发明人认为，Nichia的专家关于石榴石荧光粉的研究成果并没有超出将荧光粉合理用于其直接用途所需的知识水平。同时，将所有以铈作激活元素的发光材料都归属到Nichia的专利权限内也是完全缺乏根据的。人们所熟知的大量荧光材料，如Al₂O₃:Ce，钇、钆、镥的正硅酸盐Y₂Si₂O₅:Ce，Gd₂SiO₅:Ce，Lu₃Si₂O₇:Ce，他们被广泛应用于荧光技术的生产和生活实践中，与Nichia公司的专利成果没有任何关系。

由以上分析可得出以下结论：1.将荧光粉及增效转光粉用于各种类型发光二极管的技术早已为人们所熟知；2.通过将两种或两种以上基础光相合成获得白光的方法发明人也已相当了解，其物理和色度原理很明确；3.用铈为激活元素的钇铝石榴石化合物作为主要成分的荧光材料早在1965年就已出现，也就是说远早于Nichia公司的发明；4.Ce⁺³被用于启动具有各种各样晶体结构的荧光材料；以及5.Nichia公司关于石榴石荧光粉的专利成果并不具有创新特征，而只是针对当前具体问题的技术解决方案：借助蓝色基础光获得白光。

请参照图1，其显示公知的暖白光发光二极管的结构示意图。如图所示，和日本工程师(S.Schimzu)的发明相符，这种光源含以下一些构件：氮化物半导体异质结(P-N接面)1；导线2、3；源于蓝宝石(Al₂O₃)或者是碳化硅(SiC)的导热基底4；反光支架5；以聚合物覆盖层的形式存在的发光转换装置6，其中，分布有荧光粉颗粒7；以及以球型或圆柱型透镜的形式存在的光罩8，在其内部存在透明聚合物层9。

实际上，所有的白色发光二极管都在重复这一略作改变的架构，所以说，这种架构是万能的。

尽管这种架构得到了广泛的应用，但是，不可忽视的是，它也存在一些实质性的缺点：聚合物中浓度不均匀的荧光粉颗粒层7会导致发光二极管的发光亮度和发光颜色不均匀；在氮化物半导体异质结1的辐射边缘缺乏覆盖层，导致产生大量的蓝光辐射。同时，发光二极管的色温非常高Tc＞8000K。

很多的研究者都致力于修正这一缺点，包括在美国专利文献US7,071,616(请参照Schimizu及Yetand等人的US7071616专利)中所提到的。该专利提出色温较低的发光二极管，Tc＝3800～6000K。这一技术的解决主要是采用专门发橙黄色光的荧光粉，色坐标为x＞0.49，y＞0.44。这种发光二极管发正常的白光，色温Tc＝4200～4800K，其特点是，对于2θ＝6°，它的发光强度非常高：I＞100烛光。

尽管有着很多优点，但对于正常的色温和很高的发光强度而言，已知的技术解决方法存在着一个实质性的缺点，即它的色温和白炽灯光源的色温不同，白炽灯光源的色温为2850～4000K。从150年前发明了白炽灯的那一刻开始，人们的眼睛就开始习惯了这种色温的暖白光源。白炽灯光源中大量的红色光线，使得住所里人们周遭的大部分物体都具有自然色调。尤其是这个颜色就如同人脸的颜色，在白炽灯光源下看起来很舒服，但在荧光灯下的色调却不自然，诚属美中不足之处。

发明内容

为解决上述公知技术的缺点，本发明的目的是提供一种荧光粉及其暖白光发光二极管，其可降低从发光二极管发出的第一级蓝光的数量。

为解决上述公知技术的缺点，本发明的另一目的是提供一种荧光粉及其暖白光发光二极管，其可制造发射暖白光的半导体源，色温Tc为2000≤Tc≤5000K。

为解决上述公知技术的缺点，本发明的另一目的是提供一种荧光粉及其暖白光发光二极管，其可制造更亮，光通量更大的光源。

为解决上述公知技术的缺点，本发明的另一目的是提供一种荧光粉及其暖白光发光二极管，其可制造高发光效能的暖白光发光二极管。

为达到上述目的，本发明的一种暖白光发光二极管，其是以铟镓氮化物异质结为基体，其组成中含有大量的量子阱，其具有一个聚合发光转换层，其特征在于：该聚合发光转换层是以浓度均匀的形态存在，该铟镓氮化物异质结的发光表面及边缘覆盖有一个热固性聚合物层，且该聚合发光转换层含有若干荧光粉颗粒，这些颗粒以至少二层的粒子层的形式存在于该聚合发光转换层中，以确保部分透射能达到该铟镓氮化物异质结第一级蓝光辐射的15～30％，第二级橙黄色辐射的70～85％。

为达到上述目的，提供本发明的一种荧光粉，其是用于暖白光二极管中，其是由元素周期表中第I、III主族元素的氧化物为基体，用电子d层与f层发生跃迁的元素作激活元素，且该荧光粉的基体由锂和钇的同类铝酸盐的固体溶液构成，其化学式为Li_α(Gd_1-xY_x)₃Al_5+αO_12+2α:TR；当该基体被一短波辐射激发时，该元素的离子会辐射出黄橙色光，与一氮化铟镓半导体异质结发出的短波辐射相混合后形成暖白光。

为达到上述目的，提供本发明的一种暖白光二极管，其是由一铟镓氮化物异质结(InGaN)及一增效转光粉所构成，其中该增效转光粉是由聚合物基体和荧光粉构成，其结构基础是聚合度为100～500，分子大于5000个标准碳单位的环氧树脂或有机硅树脂，并在其中填充重量比为3～80％的荧光粉，从而在异质结的发光面上形成一层厚度均匀的聚合物层，该层可将短波异质结的原始辐射转化成色温为2000≤Tc≤5000K的暖白光。

为达到上述目的，提供本发明的一种荧光粉的制备方法，其包括下列步骤：将氧化物原料与碳酸盐进行固态烧结；在高温环境下持续若干小时；以及在还原环境中以高温进行灼烧阶段。

为达到上述目的，提供本发明的一种荧光粉的制备方法，其包括下列步骤：以氢氧化物为原料；以及将他们以适当的比例加入到熔融的氢氧化锂中充分混合。

附图说明

图1为公知的暖白光发光二极管的基本架构图的示意图。

图2为本发明一个优选实施例的荧光粉的制备方法的流程示意图。

图3为本发明另一个优选实施例的荧光粉的制备方法的流程示意图。

图4为荧光粉的化学式为Li_0.1[(Gd_0.6Y_0.4)_0.97Ce_0.03]₃Al_5.1O_12.2时的激发光谱图。

图5为荧光粉的化学式为Li_0.2[(Gd_0.8Y_0.2)_0.9685Ce_0.03Pr_0.0015]₃Al_5.2O_12.4时的激发光谱图。

图6为荧光粉的化学式为Li_0.1[(Gd_0.6Y_0.4)_0.97Ce_0.03]₃Al_5.1O_12.2时的X光衍射谱图。

具体实施方式

首先，本发明的目的在于消除上述暖白光发光二极管的缺点。为了达到这个目标，本发明的暖白光发光二极管，其结构相似于图1中所述的结构，故在此不另绘图说明，其是以铟镓氮化物异质结为基体，其组成中含有大量的量子阱，其具有一聚合发光转换层，其特征在于：该聚合发光转换层是以浓度均匀的形态存在，该铟镓氮化物异质结的发光表面及边缘覆盖有一热固性聚合物层，且该聚合发光转换层含有若干荧光粉颗粒，这些颗粒以至少二层的粒子层的形式存在于该聚合发光转换层中，以确保部分透射能达到该铟镓氮化物异质结第一级蓝光辐射的15～30％，第二级橙黄色辐射的70～85％。

其中，该热固性聚合物层的分子为M＞5000碳单位。

该荧光粉颗粒的重量比为3～80％。

该暖白光发光二极管所产生的暖白光的色温为Tc＝2000～5000K，效率高于48lm/w。

本发明提出了新型荧光粉和在其基础上的增效转光粉，该荧光粉以元素周期表I、III主族元素的氧化物为基体，用d-f元素作激活元素，具有以下特征：该荧光粉的基体由锂和钇的同类铝酸盐的固体溶液构成，化学式为Li_α(Gd_1-xY_x)₃Al_5+αO_12+2α:TR，其中0＜α≤1，0.1≤x≤0.5。在上述化合物中加入的TR为f元素与d元素：Ce及/或Pr及/或Eu及/或Dy及/或Tb及/或Sm及/或Mn及/或Ti及/或Fe，它们具有+2～+4之间不同的氧化程度，当基体化合物被λ≤490nm的短波辐射激发时，上述离子会辐射出波长λ＝540～610nm的黄橙色光，与氮化铟镓半导体异质结发出的短波辐射相合成后形成暖白光。

本发明的物理化学实质如下。首先，本发明实验发现，第I主族元素的铝酸盐与铝酸钇具有相近的光学特性，如MeAlO₂或MeAl₅O₈类型的化合物。当这些化合物被Ce⁺³离子启动时，具有很强的发光特性，会被蓝光二极管发出的λ＝400～490nm的光束激发发光。

本发明实验还发现，第I主族元素的单铝酸盐和多铝酸盐在与Y₃Al₅O₁₂石榴石类型铝酸钇或钙钛矿YAlO₃类型铝酸钇形成固体溶液时，其发光特性会增强。

第I主族元素的铝酸盐与铝酸钇形成的固体溶液可以很好地溶解体积较大的离子，如Ce⁺³。与Ce⁺³同属于轻稀土元素的Pr⁺³也易溶解于该固体溶液中。Dy⁺³，Tb⁺³，Eu⁺³等重稀土元素离子及位于轻/重稀土元素交界位置的Sm⁺³极易溶解于合成的固体溶液。此时，具有可变价态的Eu⁺²和Sm⁺²可能同时存在两种不同的氧化状态：+2和+3价态，而Mn⁺²与Mn⁺⁴，Ti⁺³与Ti⁺⁴，Fe⁺²与Fe⁺³可能同时或单独存在于固体溶液的晶格结构中。这时所有上述离子都具有很强的发光性。所有上述具有强发光性的离子被激发发光的波段在近紫外波段(Dy⁺³，Tb⁺³，Mn⁺⁴，Ti⁺³)或可见光光谱中λ＝440nm的蓝色光波段。

在上述新型化合物中使用多种激活元素具有以下优点：1.荧光粉发光光谱覆盖的波段较之前更宽；2.可通过加入少量第二种甚至第三种激活元素，改变或修正原始发光的颜色；3.可通过选择不同频率的激发光，改变荧光粉发光的颜色。

除传统的激活元素Ce⁺³外，若在荧光粉基体中再溶入Ti⁺³与Fe⁺³可使荧光粉辐射峰值增大125～130nm，此时的色坐标具有橙红色特征：x≤0.40，y≤0.45。

本发明提出的这种荧光粉有若干合成方案。请参照图2，其显示本发明一个优选实施例的荧光的制备方法的流程示意图。如图所示，本发明的荧光粉的制备方法包括下列步骤：将氧化物原料与碳酸盐进行固态烧结(步骤1)；在高温环境下持续若干小时(步骤2)；以及在还原环境中以高温进行灼烧阶段(步骤3)。

在步骤1中，将氧化物原料与碳酸盐进行固态烧结；其中，该氧化物原料例如但不限于为Y₂O₃，Al₂O₃，Ce₂O₃，该碳酸盐例如但不限于为Li₂CO₃。

在步骤2中，在高温环境下持续若干小时；其中，该高温环境例如但不限于为1000～1500℃，并持续例如但不限于为2～10小时。

在步骤3中，在还原环境中以高温进行灼烧阶段；其中，该高温环境例如但不限于为1100～1600℃，并持续例如但不限于为2～10小时，该还原环境例如但不限于为H₂∶N₂＝1∶20。

请参照图3，其显示本发明另一个优选实施例的荧光粉的制备方法的流程示意图。如图所示，本发明另一个优选实施例的荧光粉的制备方法包括下列步骤：以氢氧化物为原料(步骤1)；以及将他们以适当的比例加入到熔融的氢氧化锂中充分混合(步骤2)。

在步骤1中，以氢氧化物为原料；其中，该氢氧化物例如但不限于为Al(OH)₃、Y(OH)₃等。

在步骤2中，将他们以适当的比例加入到熔融的氢氧化锂中充分混合；其中，用这种化学熔融法合成的荧光粉呈均质固体溶液状，可得到同等质量的具有较高发光技术参数的产品。

现举出一个具体实施例及其制备方法如下：

先秤取如下原物料

Y₂O₃：13.15g     Al₂O₃：26g

Gd₂O₃：31.65g    Li₂CO₃：0.37g

CeO₂：1.55g

将以上原物料充分混和后放入300ml的氧化铝坩埚中，将坩埚放入炉中，以5℃/分钟的升温速度升温至1100℃保持2～4小时；然后炉内开始用H₂∶N₂＝1∶20的弱还原气体保护，再以5℃/分钟的升温速度升温至1580℃保持2～6小时，然后自然冷却至室温，取出产品研磨至粉末状，用在0.1M的HNO₃强酸溶液中加工，并在荧光粉粉末表面涂上50nm的硅酸锌ZnO.SiO₂薄膜。

形成荧光粉的化学式为Li_0.1[(Gd_0.6Y_0.4)_0.97Ce_0.03]₃Al_5.1O_12.2，激发光谱图如图4所示。

现再举出另一具体实施例及其制备方法如下：

先秤取如下原物料

Y₂O₃：6.58g      Al₂O₃：26.52g

Gd₂O₃：42.21g    Li₂CO₃：0.74g

CeO₂：1.55g      Pr₇O₁₁：0.078g

将以上原物料充分混和后放入300ml的氧化铝坩埚中，将坩埚放入炉中，以5℃/分钟的升温速度升温至1050℃保持2～3小时；然后炉内开始用H₂∶N₂＝1∶20的弱还原气体保护，再以5℃/分钟的升温速度升温至1530℃保持2～5小时，然后自然冷却至室温，取出产品研磨至粉末状，用0.1M的HNO₃强酸溶液中加工，并在荧光粉粉末表面涂上50nm的硅酸锌ZnO.SiO₂薄膜。

形成荧光粉的化学式为Li_0.2[(Gd_0.8Y_0.2)_0.9685Ce_0.03Pr_0.0015]₃Al_5.2O_12.4，激发光谱图如图5所示。

荧光粉颗粒便于将其制作成增效转光粉，这种装置是在聚合物薄膜内部均匀填充荧光粉颗粒制作而成。选用聚合度为100～500，分子为5000～10000个标准碳单位的环氧树脂或有机硅树脂作为聚合薄膜的材料。聚合物分子过大会使其无法承受发光二极管工作时发热的影响。荧光粉颗粒在增效转光粉结构中的填充重量比为3～80％，最适宜重量比为15～25％，此时这种增效转光粉在异质结的所有发光面形成厚度均匀的覆盖层，该层的几何厚度在50～200μm之间，随片状荧光粉颗粒度的变化而变化。增效转光粉的厚度一般在80～120μm。

本发明试验过程中设计了多种制作暖白光发光二极管的方案。其技术参数如下：发光强度I≥100cd，发光效率η≥50lm/w。与传统石榴石荧光粉相比，这种新型的荧光粉由于发光光谱更宽而具有更高的演色指数R≥70，从而被应用于营造舒适的专业照明的发光二极管中。

综上所述，本发明的暖白光二极管、增效转光粉、荧光粉及荧光粉的制备方法，其应用了能辐射多种颜色光，包括暖白光的氮化物异质结，其显著特点是呈现出强烈的黄色和黄橙色，具有很高的量子发光率和持久的发光时间，因此，确可改善公知暖白光二极管及其荧光粉制作方法的缺点。

虽然本发明已以优选实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应当可作少许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以权利要求书为准。

Claims (26)

1.一种暖白光发光二极管，其是由一铟镓氮化物异质结及一增效转光粉所构成，其中该增效转光粉是由聚合物基体和荧光粉构成，从而在该铟镓氮化物异质结的发光面上形成一层厚度均匀的聚合物层，该聚合物层可将该铟镓氮化物异质结的原始短波辐射转化成暖白光。

2.根据权利要求1所述的暖白光发光二极管，其中该聚合物基体的结构基础是聚合度为100～500，分子大于5000个标准碳单位的环氧树脂或有机硅树脂。

3.根据权利要求1所述的暖白光发光二极管，其中该聚合物基体中填充重量比为3～80％的荧光粉。

4.根据权利要求1所述的暖白光发光二极管，其中该暖白光的色温Tc为2000≤Tc≤5000K。

5.根据权利要求1所述的暖白光发光二极管，其中该荧光粉的化学式为Li_α(Gd_1-xY_x)₃Al_5+αO_12+2α:TR，其中，该化学式的化学计量参数为0＜α≤1，0.1≤x≤0.5。

6.一种暖白光发光二极管，其是以铟镓氮化物异质结为基体，其组成中含有大量的量子阱，其具有一个聚合发光转换层，其特征在于：该聚合发光转换层是以浓度均匀的形态存在，该铟镓氮化物异质结的发光表面及边缘覆盖有一个热固性聚合物层，且该聚合发光转换层含有若干荧光粉颗粒，这些颗粒以至少二层的粒子层的形式存在于该聚合发光转换层中，以确保部分透射能达到该铟镓氮化物异质结第一级蓝光辐射的第一百分比，第二级橙黄色辐射的第二百分比。

7.根据权利要求6所述的暖白光发光二极管，其中该第一百分比为15～30％，第二百分比为70～85％。

8.根据权利要求6所述的暖白光发光二极管，其中该聚合发光转换层中填充重量比为3～80％的荧光粉。

9.根据权利要求6所述的暖白光发光二极管，其中该暖白光的色温Tc为2000≤Tc≤5000K。

10.根据权利要求6所述的暖白光发光二极管，其中该荧光粉的化学式为Li_α(Gd_1-xY_x)₃Al_5+αO_12+2α:TR，其中，该化学式的化学计量参数为0＜α≤1，0.1≤x≤0.5。

11.一种荧光粉，其是用于暖白光二极管中，其是由元素周期表中第I、III主族元素的氧化物为基体，用电子d层与f层发生跃迁的元素作激活元素，且该荧光粉的基体由锂和钇的同类铝酸盐的固体溶液构成，其化学式为Li_α(Gd_1-xY_x)₃Al_5+αO_12+2α:TR；当该基体被一短波辐射激发时，该元素的离子会辐射出黄橙色光，与一氮化铟镓半导体异质结发出的短波辐射相混合后形成暖白光。

12.根据权利要求11所述的荧光粉，其中该化学式的化学计量参数为0＜α≤1，0.1≤x≤0.5。

13.根据权利要求11所述的荧光粉，其中该短波的波长λ≤490nm，该黄橙色光的波长λ＝540～610nm。

14.根据权利要求11所述的荧光粉，其中该第I主族元素为单铝酸盐和多铝酸盐时，且在与Y₃Al₅O₁₂石榴石类型铝酸钇或钙钛矿YAlO₃类型铝酸钇形成固体溶液时，其发光特性会增强。

15.根据权利要求14所述的荧光粉，其中该第I主族元素的单铝酸盐与多铝酸钇形成的固体溶液可以溶解体积较大的离子，该离子为Ce⁺³，Pr⁺³，Dy⁺³，Tb⁺³，Eu⁺³重稀土元素离子及位于轻/重稀土元素交界位置的Sm⁺³。

16.一种增效转光粉，其是由聚合物及荧光粉颗粒所组成，该荧光粉以元素周期表I、III主族元素的氧化物为基体，用d-f元素作激活元素，具有以下特征：该荧光粉的基体由锂和钇的同类铝酸盐的固体溶液构成，其化学式为Li_α(Gd_1-xY_x)₃Al_5+αO_12+2α:TR，当该基体化合物被短波辐射激发时，该离子会辐射出黄橙色光，与一氮化铟镓半导体异质结发出的短波辐射相合成后形成暖白光。

17.根据权利要求16所述的增效转光粉，其中该化学式的化学计量参数为0＜α≤1，0.1≤x≤0.5。

18.根据权利要求16所述的增效转光粉，其中该基体化合物中加入的TR为f元素与d元素：Ce及/或Pr及/或Eu及/或Dy及/或Tb及/或Sm及/或Mn及/或Ti及/或Fe，它们具有+2～+4间不同的氧化程度。

19.根据权利要求16所述的增效转光粉，其中该短波的波长λ≤490nm，该黄橙色光的波长λ＝540～610nm。

20.一种荧光粉的制备方法，其包括下列步骤：

将氧化物原料与碳酸盐进行固态烧结；

在高温环境下持续若干小时；以及

在还原环境中以高温进行灼烧阶段。

21.根据权利要求20所述的荧光粉的制备方法，其中在将氧化物原料与碳酸盐进行固态烧结的步骤中，该氧化物原料为Y₂O₃，Al₂O₃，Ce₂O₃，该碳酸盐为Li₂CO₃。

22.根据权利要求20所述的荧光粉的制备方法，其中在高温环境下持续若干小时的步骤中，该高温环境为1000～1500℃，并持续2～10小时。

23.根据权利要求20所述的荧光粉的制备方法，其中在还原环境中以高温进行灼烧阶段的步骤中，该高温环境为1100～1600℃，并持续2～10小时，该还原环境为H₂∶N₂＝1∶20。

24.一种荧光粉的制备方法，其包括下列步骤：

以氢氧化物为原料；以及

将他们以适当的比例加入到熔融的氢氧化锂中充分混合。

25.根据权利要求24所述的荧光粉的制备方法，其中在以氢氧化物为原料的步骤中，该氢氧化物为Al(OH)₃、Y(OH)₃。

26.根据权利要求24所述的荧光粉的制备方法，其中在将他们以适当的比例加入到熔融的氢氧化锂中充分混合的步骤中，其所熔融合成的荧光粉呈均质固体溶液状，可得到同等质量的具有较高发光技术参数的产品。

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