[發明專利]一種熒光材料、其制造方法及包含該熒光材料的發光裝置

無效

• 申請號: 200910207037.0
• 申請日: 2009-10-27
• 公開（公告）號: CN102051176A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 王先知;張學明;邱奕禎;劉偉仁;陳登銘;黃健豪;葉耀宗
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: C09K11/81
• 分類號: C09K11/81;C09K11/71;H01L33/00;H01S5/00;H01L51/50;H01J61/44
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉

技術領域

本發明涉及一種熒光材料及其制造方法，更特別涉及一種磷酸鹽熒光材料及其制造方法，以及其應用。

背景技術

目前市面應用發光二極管(LEDs，light?emitting?diodes)的白光發光裝置將逐漸取代傳統的鎢絲燈及日光燈照明，因其具有下列特性：(1)體積小，適用于數組封裝的照明使用，且可視其應用做不同顏色種類的組合；(2)壽命長，其壽命可達1萬小時以上，比一般傳統鎢絲燈泡高出50倍以上；(3)耐用，由于其封裝是透明樹脂，因此可耐震與耐沖擊；(4)環保，由于其內部結構不含水銀，因此沒有污染及廢棄物處理問題；(5)省能源與低耗電量，其耗電量約是一般鎢絲燈泡的1/3至1/5。

而所謂「白光」通常是指一種多顏色的混合光，以人眼所見的白色光至少包括二種以上波長的色光所形成，例如：藍色光加黃色光可得到二波長的白光，藍色光、綠色光、紅色光混合后可得到三波長的白光。

白光發光二極管可依照其制作所使用的物質而分為：有機發光二極管與無機發光二極管。目前市場主要半導體白光光源主要包括以下三種方式。第一種為以紅藍綠三色發光二極管晶粒組成白光發光模塊，其具有高發光效率、高演色性(color?render)，但同時也因不同顏色晶粒磊晶材料不同，連帶使電壓特性也隨之不同。因此使得制造成本偏高、電路設計復雜、且混光不易。

第二種為日亞化學提出以藍光發光二極管激發黃色YAG熒光粉產生白光的發光二極管，為目前市場主流方式。在藍光發光二極管芯片的外圍填充混有黃光YAG熒光粉的光學膠，此藍光發光二極管芯片所發出藍光的波長約為400-530nm，利用藍光發光二極管芯片所發出的藍光激發黃光熒光粉產生黃光，其余藍光配合熒光粉所發出的黃光，即形成藍黃混合的二波長的白光。

然而此種白光LED在一般照明上的限制極多，主要原因如下：由于藍光占發光光譜的大部分，因此，會有色溫偏高與不均勻的現象。基于上述原因，必須提高藍光與黃光熒光粉作用的機會，以降低藍光強度或是提高黃光的強度。此外，因藍光發光二極管發光波長會隨溫度提升而改變，進而造成白光源顏色控制不易。此外，因缺乏紅光造成演色性較差。

第三種是以紫外光發光二極管激發透明光學膠中含均勻混有一定比例的藍色、綠色、紅色熒光粉，激發后可得到三波長的白光。此種白光LED可分別制造三原色的熒光材料后再進行組合，在制造彈性及性質上比前兩種白光LED更具優勢。

請參照表1，列舉出目前揭露有磷酸鹽類熒光粉(phosphate?phosphors)的相關專利及熒光粉結構。

表1

本發明提出了一種新穎的磷酸鹽類熒光粉，與先前技術相比，可簡化大部分傳統熒光粉結構及制造的復雜度，且可提升發光強度，增加磷酸鹽類熒光粉在發光裝置上的實用性。

發明內容

本發明提供一種磷酸鹽熒光材料(phosphate?phosphors)，具有以下化學式：(M_1-xRE_x)₉M’(PO₄)₇或是M₉(M’_1-yRE’_y)(PO₄)₇，其中，M是Mg、Ca、Sr、Ba、Zn或其組合；M’是Sc、Y、La、Gd、Al、Ga、In或其組合；RE是Pr、Nd、Eu、Gd、Tb、Ce、Dy、Yb、Er、Sc、Mn、Zn或其組合；RE’是Pr、Nd、Gd、Tb、Ce、Dy、Yb、Er、Bi或其組合；0.001≤x≤0.8；以及，0.001≤y＜1.0。

此外，本發明還提供上述磷酸鹽熒光材料的制造方法，包含以下步驟：首先，混合以下成份得到一混合物：(1)具有M的含氧化合物；(2)具有M’的含氧化合物；(3)磷酸氫二銨((NH₄)₂HPO₄)或磷酸二氫銨((NH₄)H₂PO₄)；以及，(4)具有RE或RE’的含氧化合物；接著，對該混合物進行燒結。

根據本發明另一優選具體實施方案，本發明還提供一種發光裝置，包括：一激發光源；以及上述磷酸鹽熒光材料。

附圖說明

圖1是根據本發明一個具體實施方案所述的熒光發光裝置的剖面示意圖，其中主要組件符號為：10～發光裝置；12～燈管；14～熒光材料；16～激發光源；18～電極。