鋰鑭石榴石熒光粉體及具有鋰鑭石榴石熒光粉體的發光二極管的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種鋰鑭石榴石熒光粉體及具有鋰鑭石榴石熒光粉體的發光二極管，而鋰鑭石榴石熒光粉體的通式為Li5La3-xNb2-yTayO12Rx，其中，0＜x≦1.0，0≦y≦2，R為鑭系金屬類的元素。本發明的鋰鑭石榴石熒光粉體及具有鋰鑭石榴石熒光粉體的發光二極管可被藍光或紫外光激發，其放光范圍涵蓋藍綠光及紅光范圍。
【專利說明】鋰鑭石榴石熒光粉體及具有鋰鑭石榴石熒光粉體的發光二極管【技術領域】
[0001]本發明涉及一種熒光粉體，特別涉及一種通式為Li5La3_xNb2_yTay012Rx的鋰鑭石榴石熒光粉體及具有鋰鑭石榴石熒光粉體的發光二極管；其中，O < X f 1.0，0 = y = 2，R為鑭系金屬類的兀素。
【背景技術】
[0002]隨著節能減碳環保意識的增強，各國致力于發展白光發光二極管(White LightEmitting Diode, WLED)以取代傳統光源，因發光二極管具有高發光效率、耗電量低(耗電量為傳統白熾燈的十分之一、為日光燈的二分之一)、壽命長、低污染、體積小及操作反應速度快等優點，可解決傳統燈源難以克服的問題。目前白光發光二極管已廣泛應用于交通信號燈、廣告牌、汽車照明、手持行動裝置及顯示器等組件上。另外，白光發光二極管的低耗能與低污染的優點也較為符合現今所強調的節能減碳概念，因此被譽為「綠色照明能源」。
[0003]日本日亞化學公司于1996年提出以藍光發光二極管激發鈰摻雜的釔鋁石榴石(Y3O5O12: Ce; Cerium-doped Yttrium Aluminum Garnet; YAG: Ce)突光粉，藍光與 YAG: Ce 所放出的黃色突光混合可行成白光(美國公告專利US5, 998, 925),然而此種白光發光二極管由于放光欠缺紅光部分，使其為冷白光且其演色性較低(Ra〈80)，為增高其演色性以提高白光裝置的應用性，可加入紅色熒光粉。目前常用的紅色熒光粉以(Ca，Sr)AlSiN3為主(美國公告專利US7, 573，190)，由于其紅光放光屬寬帶光譜，光譜中超過700納米(nm)以上的非可見光放光部分將降低裝置的效率，故開發適合藍光激發的紅色熒光粉仍為目前重要的研究課題。白光發光二極管除利用藍光二極管外，亦有使用紫外光發光二極管激發藍綠紅三色熒光粉來達成白光的方式，此種結合方式因具全光譜放光波段，為高演色性的光源，故開發適合紫外光二極管用的熒光粉亦為目前重要的研究目標。
[0004]1988 年 Mazza 等人于 Material Letters (vol.7, p.5)期刊發表Li5La2M2O12 (M=Nb, Ta)結構，于 2006 年 Cussen 等人于 Chemistry Communication(vol.4, p.412)以中子繞射技術鑒定其陽離子格位，提出Li5La2M2O12 (M=Nb，Ta)的完整結構數據，其屬于一種石榴石結構類型。此種結構通式為A3B2(XO4)3, A、B通常為二或三價陽離子，X則多為娃或招等元素組成，如乾招石槽石(Y3Al5O12; Yttrium Aluminum Garnet; YAG),Li5La2M2O12中鑭與M (Nb及Ta)分別填入式中A位置及B位置，鑭填入的格位屬八配位，其配位原子皆為氧原子。此種晶體化合物雖易于制成，卻不會受激發而放出可見光的特性。
【發明內容】
[0005]為解決上述問題，本發明提供一種鋰鑭石榴石熒光粉體及具有鋰鑭石榴石熒光粉體的發光二極管，以提供可被藍光或紫外光激發，以放出紅色熒光或其它波段放光的熒光粉，并可增進演色性，同時可以簡化制作過程且低成本的鋰鑭石榴石熒光粉體及具有鋰鑭石榴石熒光粉體的發光二極管。[0006]為達上述目的，本發明揭露的鋰鑭石榴石化合物熒光粉，是以固態反應法合成，其 通式為Li5La3_xNb2_yTay012Rx，其中0<x蘭1.0，0蘭y蘭2，R為鑭系金屬類的元素，且為熒 光粉體的發光中心，鑭系金屬元素R為Ce、Eu、Pr、Nd、Sm、Tb、Er、Yb、Dy其中的一種。其 中，此固態反應法所使用的燒結溫度為90(Tl20(rC，燒結壓力為0. ro. 9MPa，且該合成的 反應條件包含H2及N2。此熒光粉可被波長為35(T500nm的發光二極管激發，其放射波長為 45(T700nm。
[0007]于實施例中，該燒結溫度T為1050°C，且該合成反應環境的H2與隊比例為 H2 ^ 10%、N2 ^ 90%。
[0008]根據上述目的，本發明再揭露一種具有鋰鑭石榴石熒光粉體的發光二極管， 是由一鋰鑭石榴石熒光粉體及一發光芯片所制成，且該鋰鑭石榴石熒光粉體的通式為 Li5La3_xNb2_yTay012Rx ;其中，0 < x 蘭 1.0,0 ^ y ^ 2，R 為鑭系金屬類的元素。
[0009]透過上述設計，本發明是提供一種鋰鑭石榴石化合物熒光粉，依摻入鑭系金屬的 不同，其可有效吸收藍光波段或紫外光波段的光，并放射出藍綠波段或紅光波段的放光。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1，為本發明較佳實施例（A廣(D)的X光粉末繞射圖譜；
[0011]圖2，為本發明較佳實施例（A廣(D)的激發光譜圖；
[0012]圖3A，為本發明較佳實施例（A)?(B)的放射光譜圖；
[0013]圖3B，為本發明較佳實施例（C)?(D)的放射光譜圖；
[0014]圖4，為本發明較佳實施例（A廣(D)的色度坐標圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本發明的技術方案和有益效果做出更詳細的說明。
[0016]本發明的鋰鑭石榴石化合物熒光粉是以固態反應法制備而成，其燒結溫度 為900?1200 °C，燒結壓力為0. ro. 9MPa，以化學式Li5La3_xNb2_yTay012Rx表示，其中0 < x ^ 1.0,0 ^ y ^ 2, R為鑭系金屬類的元素，如：鈰Ce、銪Eu、鐠Pr、釹Nd、釤Sm、 鋱Tb、鉺Er、鐿Yb及鏑Dy其中的一種元素。并且，可通過上述鋰鑭石榴石熒光粉體及 一發光芯片制成一種具有鋰鑭石榴石熒光粉體的發光二極管，且該鋰鑭石榴石熒光粉 體的通式為Li5La3_xNb2_yTay012Rx ;其中，0 < x ^ 1. 0,0 ^ y ^ 2, R為鑭系金屬類的元 素。透過上述設計，本發明提供一種鋰鑭石榴石化合物熒光粉，依摻入鑭系金屬的不同， 其可有效吸收藍光波段或紫外光波段的光，并放射出藍綠波段或紅光波段的放光。舉 例來說，在Li5La3_xNb2_yTay012Rx中，于La的晶格位置中摻入活化劑鑭系金屬元素R，即產 Li5La3_xNb2_yTay012Rx，0 < x ^ 1.0,0 ^ y ^ 2，其中若R為鐠離子時，此化合物以藍光激發， 可放出藍綠光及紅光熒光，若R為釤離子時，以紫外光激發可放出紅色熒光。而本發明的鋰 鑭石槽石突光粉體的較佳實施例的配方如下表所不：
【權利要求】
1.一種鋰鑭石榴石熒光粉體，是在一燒結溫度T及一燒結壓力P的合成反應環境下所制成，該鋰鑭石榴石熒光粉體的通式為Li5La3_xNb2_yTay012Rx ;其中，O < x ^ 1.0, O ^ y ^ 2,R為鑭系金屬類的元素。
2.如權利要求1所述的鋰鑭石榴石熒光粉體，其中，鑭系金屬元素R為Ce、Eu、Pr、Nd、Sm、Tb、Er、Yb、Dy 其中的一種。
3.如權利要求1所述的鋰鑭石榴石熒光粉體，其中，該鋰鑭石榴石熒光粉體可被波長為35(T500nm的光激發。
4.如權利要求1所述的鋰鑭石榴石熒光粉體，其中，該鋰鑭石榴石熒光粉體的放射波長為450~700nm。
5.如權利要求1所述的鋰鑭石榴石熒光粉體，其中，該燒結溫度T為90(Tl200°C，且該燒結壓力P為0.1~0.9MPa。
6.如權利要求1所述的鋰鑭石榴石熒光粉體，其中，該合成反應環境包含H2及N2。
7.如權利要求6所述的鋰鑭石榴石熒光粉體，其中，該合成反應環境的H2與N2比例為H2 ^ 10%、N2 ^ 90%。
8.如權利要求7所述的鋰鑭石榴石熒光粉體，其中，該燒結溫度T為1050°C。
9.一種具有鋰鑭石槽石 突光粉體的發光二極管，由權利要求1-8任一項所述的鋰鑭石榴石熒光粉體及一發光芯片所制成，且該鋰鑭石榴石熒光粉體的通式為Li5La3_xNb2_yTay012Rx ;其中，O < x ^ 1.0,0 ^ y ^ 2，R 為鑭系金屬類的元素。
【文檔編號】H01L33/50GK103509555SQ201210214049
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月25日 優先權日:2012年6月15日
【發明者】黃冠維, 劉如熹, 沈士超, 呂格維 申請人:東貝光電科技股份有限公司