TW200823277A - A light emission diode and phosphor and organic thin film - Google Patents

Description

200823277 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種發光二極體及其螢光粉及有機薄 膜層’尤指一種於成分中加入了铽離子、錁離子、鏡離子 和镥離子，使該螢光粉可吸收InGaN半導體異質結所發出 的λ=440〜480nm的短波輻射，再輻射出峰值波長；^525 〜595nm的光之發光二極體及其螢光粉及有機薄膜層。 【先前技術】 發展中的光源，尤其白色光源，是一種多顏色的混合 光，可被人眼感覺為至少包括二種以上波長之混合光，當 人，同時受紅、藍、綠光的刺激時，或同時受到藍光與黃 光專互補光線的刺激時均可感受為白光，故依此原理可 作發出不同顏色的光源。 如白光固體光源之習用技術中，製作方法主要是利用光 互補的方式，如下列幾種： 啦J 一種方法係使用以InGaA1P、GaN與Gap為材質的三 ，，源’分別控繼過固體光源的電流而發出紅、綠 ，監光，經透鏡將發出的光加以混合而產生白光。 的二顆固體光源’其 ^⑺控騎體先源之電流而發出藍及黃綠光以產生 肢上述二種方式中，若翻體光源之-發生故障，則 將热法得到正常的白光，且因i 早則 因素r电路使成本較高，此皆為實際應甩上之不利 标ίί如，本日亞化學公司（Nichia —al)於1996 年诚㈣減_觀_光_合發黃光 5 200823277 石螢光物負亦可成為一白光光源，然而其為利用互補色原 理以產生白光，其光譜波長分佈之連續性不如真實的太陽 光，只適合作為簡單的照明用途。 巧四種可產生白光之方㈣日本住友電工（Sumit〇m〇

Electric Industries，Ltd)研發出使用ZnSe材料的白光 固體光源，其亦利用光線互補之原理產生白色光線。 相較於上述習知技術產生白光的技術，本發明 利用黃撥色光固體絲，與侧成分之螢光粉產生多、樣之 輻射光源。 7 【發明内容】

為解決上述習知技術之缺點，本發明的目的是 =”粉’其係以_石榴石為基體，鈽作激發H 3::, InGaN半導體異質結所:二：

、為解決上述習知技術之缺點，本發 a 广馆種發光二極體，其係由覆蓋有包含如中利 1項=之螢光粉填充物的有機薄膜 成，其在2Θ，。時，光強面透鏡賴 40 lm/w ’白光色品坐標X > 〇·32，γ > 〇%王。光效能77 為達上述之目的，本發明之一種整扒〇 石榴石為基體，鈽作激發劑，其，’其係以據

l-x-y-z-p-Q

TbyYbzLupCecOsAhC^ 的化合物。 200823277 物孕3上Ϊ之目的，本發明之有機薄膜層，1係由來人 ===2異質結發光面上，在該聚合物 為達上述之目的，本發明之一種發 ίΐ，含如上所述之螢光粉填充物iii薄二 麵瓣彻物咖球^透鏡的 【實施方式】

本發明係減-歸光二極體及其縣 ，，且該營光粉例如但不限於為—無機榮光粉， 銘石榴石為基體’鈽(Ce)作激發劑 又^ (Tb)離子、鎵㈣離子、镱(Yb)離子和错风 其中，該»絲之基體之化學組成例如但不限 (Yi-x-y-z-p-dGdxTbyYbzLupCeqML 的釔鋁石榴石，並使用 士 ^發f ^亥ί 輻射ΐ黃撥色光。其中，該榮光粉 土體之化予式（YhWPiGdxTbyYbzLupC^^ 0· 05〜0· 9，y=0· 001 〜0· 3，ζ=〇· 〇1 〜〇· 〇5，㈣ 〇1〜〇· 2，而 q=0.0001〜0.2。其中，該激發劑的最佳含量為〇 〇7 <

Ce/(Gd +Tb + Yb + Lu) $ 〇· 20。 · = 該螢光粉中活性離子Ce +3與該釔鋁石榴石基體中另外 加入的Tb，Yb，Lu離子的濃度比的取值範圍例如但不限於 為 0· 09$ Ce/ (Tb+Yb+Lu) $〇· 23。 、 該螢光粉顆粒可吸收InGaN半導體異質結丨（請參照圖 1)所發出的λ=440〜480nm的短波輻射，再輻射出^波 長λ=525〜595nm的光，其峰值向長波段方向移動的距^ 隨（Gd+Ce) / (Y+Lu+Gd+Tb+Yb+Ce)的比值在 o.osm 之 間增大而增大。 200823277 然止it被半導體異質結1的短波輻射激發時，該 虫光粕叙光的餘輝隨（Ce+Yb) / (γ+Lu+Gd+Tb+Ce)的比值 在0· 005〜0· 1間增大而減小，變化範圍為12〇〜6〇奈秒。 r Jdf明之發光粉具有以下特徵：它以魅石榴 石為基體’鈽作激發劑，其組成中加入了試離子、蘇離子、 3τ離「子^離子，形成化學式為（Yl-x™GdxTby YbzLupCeqMl·的化合物，其可吸收InGaN半導體異質结^ ^44〇^48〇nm 5 rr一Lrl / :的光，峰值向長波段方向移動的距離隨 〇(Y+Lu+Gd+Tb+Yb+Ce) 〇. 〇5^1 o ^卜二本發明進一步提供一有機薄膜層2(請參昭圖 蓋在—半導體異質結1發光面之螢 巧=5物_，在該聚合物中填充人如上所述之榮光 ί擬g:該螢光粉具有如上所述之特性及成分，故在此 其中，該有機薄膜層2中其聚合物中埴充琴蕃本 ί21〇^ί 仏24〇槭未。該有機溥膜層2可吸收2〇〜9〇% 皙 ^ 1的原始短波輻射，將其與該螢光粉自 的 光相混合，最終形成色溫Τ=_〜_κ /白1 ^光的滅色 本發明進一步提供一種發光二極體。嗜參昭图 1，其繪示本發明4佳實蘭之發光 以月之發光二極體係由-氮 ^貝、、、口 1、填充有如上所述螢光粉之一有機 =透鏡3構成，其中該有機薄膜之基奴由熱i聚合物 8 200823277 故成分： 烷樹脂、環氧樹脂或聚碳酸酯。該^ ^於：： =光;==導體異質結1的發光透‘ 充有該螢从之核細層傳輸4來 本 結1的主要發光面的&中 使八在2Θ=30時’可發出光強 >雇細cd，完全 能7?〉401m/w，白光色品坐標χ > 〇·32，γ〉〇 31之>白 光0 一牛if，：ίΐ薄膜層2與該球面透鏡3之間的空間進 射層<11聚合膜層4，該透光聚合膜層4之折 位。‘’、、· =n=1.6 ,其分子質量=10000〜20000個碳單 腔展Hi 本發明之發光二極體及其螢光粉及有機薄 ，層，其係以紀銘石權石為基體，Ce#激發劑，其 $ 加入了纖子、雜子、麟子和_ 粉 輻射：再輻射出峰值波長Λ—-525〜595nm的光， 可改善習知二極體螢光粉之缺點。 π尤U此確 ΜΪίί發f尸較佳實施_露如上，然其並非用以 ίίίΓ = !熟習此技#者’在不脫離本發日月之精神 々二:w σ 2少_之更動與潤飾，因此本發明之保護 乾圍虽視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 以、以:。，其繪示本㈣—較佳實施例之發光 200823277 【主要元件符號說明】 氮化銦鎵短波異質結1 球面透鏡3 有機薄膜層2 透光聚合膜層4

Claims (1)

1. 200823277 十、申請專利範圍： 兩1，^一種螢光粉，其係以釔鋁石榴石為基體，鈽作激發 i成;匕入了铽離子、鎵離子、镱離子和镥離子， 乂 予 ” GdxTbyYbzLuPCeq)3Al5〇12的化合物。 _^·如申請專利範圍第1項所述之螢光粉，其中該化學 ，乂 ity-z-p—qGcLTbyYbzLupCeOsAl·中 χ=〇· 〇5〜〇· 9，y= • j 〇· 3 ’^=〇· 〇1 〜0. 05，ρ=0· 01 〜〇. 2，而 φ=〇· 0001 〜〇· 2。 mi ΐ清專利範圍第1項所述之榮光粉，其中該激發劑 的取仫含 1 為0•耵SCe/(Gd+Tb+Yb+Lu)SO. 20。 # H中請專利範®第1撕述之魏粉，其中該活性離 、曲^ f ^釔鋁石榴石基體中另外加入的Tb，Yb，Lu離子的 浪度比的取值範圍為G.GKCe/ (Tb+Yb+Lu) g 0.23。 丰上專概圍第1項所述之螢絲，其吸收1_ 屮鏖佶:i、r所發出的λ =440〜480nm的短波輻射，再輻射 距離ίϋΓ125〜595nm的光，峰值向長波段方向移動的 '(Y+Lu+Gd+Tb+^ os-ι ，士 Ιίΐϊ專利細第5_述之螢光粉，其被半導體異 /貝ϋ丑波輪射激發時，該榮光粉發光的餘輝隨（Ce+Yb) 4tG=b+Ce)的比值在請5〜G.1間增大而減小， 、交化乾圍為120〜60奈秒。 s新7·—财機細層，其係由聚合物與職在-半導體 ϋίΐί面之榮光粉的混合物組成，在該聚合物中埴5 入如申請專利範圍第1項所述之螢光粉。/、兄 41 Ϊ請專利範圍第7項所述之有機薄膜層，其中該聚 σ物中填充該螢光粉的質量濃度為10〜70%。 9·如申請專利範圍第8項所述之有機薄膜層，其中該螢 11 200823277 光粉之厚度為80〜240微米。 齡Λί;申Λ專利範圍第7項所述之有機薄膜層，其可吸 〇半‘體異質結的原始短波輻射，將其 粉自身發出的黃橙色光相混合，炊/开 Τ=6500〜2800Κ的白色光。 取〜形成色〉孤 11·種發光一極體’其係由覆蓋有包含如申ϋ衷刹f 之螢光粉填充物的聚合層之有機和： 。’該錢細層之觀敝點麟球面透鏡 取利細第11項所述之發光二極體，其中該 水5物可為一矽氧烷樹脂、環氧樹脂或聚碳酸酯。 I3.如申請專利範圍第11項所述之發光二極體，1中該 有機薄膜層與該球面透鏡之_空間進—步可加入2層透 光聚合膜層。 曰 ϋ申請專利範圍第13項所述之發*二極體，其中該 透光4 &膜層之折射率為1· 41. 6，盆分子質晉 =10000〜20000個破單位。 ’、 、 ⑩ if·如申請專利範圍第η項所述之發光二極體，其在2 Θ 30日守’光強J—loo—200cd，完全光政能π〉4(Um/w，白 光色品坐標X > 〇· 32，Y > 〇. 31。 16·如申请專利範圍第η項所述之發光二極體，其中 該蛋光fe之化學式為(Ypx-ytMGdJbyYbzW χ:0· 05〜0· 9，y=〇· 001 〜〇· 3，ζ=〇· ορο· 〇5，ρ= 〇· 〇1〜〇· 2， 而 q=0. 0001 〜0. 2 〇 17·如申請專利範圍第η項所述之發光二極體，其中該 螢光粉之激發劑的最佳含量為〇. 〇7$Ce/(Gd+Tb+Yb+Lu) $ 0. 20 〇 12 200823277 18·如申請專利範圍第11項所述之發光二極體，其中該 螢光粉之活性離子Ce+3與該紀紹石權石基體中另外加入的 Tb，Yb，Lu離子的濃度比的取值範圍為〇· 〇9 ^ Ce/ (Tb+Yb+Lu) 23 〇 19·如申请專利範圍第η項所述之發光二極體，其中該 螢光粉吸收InGaN半導體異質結所發出的；^=44〇〜48〇 nm 的短波輻射，再輻射出峰值波長ϋ25〜595nm的光，峰值 向長波段方向移動的距離隨（Gd+Ce) / (Y+Lu+Gd+Tb+ Φ Yb+Ce)的比值在〇· 〇5〜1之間增大而增大。 20·如申請專利範圍第19項所述之發光二極體，其中該 螢光粉被半導體異質結的短波輻射激發時，該螢光粉發光 的餘輝隨（Ce+Yb) / (Y+Lu+Gd+Tb+Ce)的比值在0.005〜 〇· 1間增大而減小，變化範圍為12〇〜奈秒。 ·如申請專利範圍第11項所述之發光二極體，其中該 有機薄膜層中其聚合物中填充該螢光粉的質量濃度為1〇〜 70% ’該螢光粉之厚度為8〇〜24〇微米。 一 22·如申請專利範圍第21項所述之發光二極體，其中 ⑩該有機薄膜層可吸收20〜90%半導體異質結的原始短波輻 射，將其與該螢光粉自身發出的黃橙色光相混合，最終形 成色溫T=6500〜2800K的白色光。 、 13