TWI437077B - 釔鋁石榴石螢光材料、其製作方法、及包含其之發光二極體裝置 - Google Patents

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Description

釔鋁石榴石螢光材料、其製作方法、及包含其之發光二極體裝置
本發明係關於一種釔鋁石榴石螢光材料、其製作方法、及包含其之發光二極體裝置，尤指一種摻雜矽之釔鋁石榴石螢光材料、其製作方法、及包含其之發光二極體裝置。
隨著能源短缺與氣候暖化的問題逐漸嚴重且環保意識逐漸抬頭，綠色科技已為現今發展之主要技術之一，以期能達到節約能源之目的。特別是，近年來全世界等先進各國均選擇白光發光二極體逐漸取代傳統照明設備。
相較於傳統之白熾鎢絲燈泡及日光燈，發光二極體(light emitting diode,LED)具有元件體積小、發熱量低、耗電量小、壽命長、反應速度快、環保、可平面封裝易開發成輕薄短小產品等優點。因此，發光二極體兼具有省電與環保，而可稱為是二十一世紀照明之新光源。
傳統之發光二極體封裝，是將螢光粉與高分子樹脂混合，再塗佈在發光二極體晶片上。如圖1所示，一般發光二極體裝置之結構，包括：一發光二極體晶片101、一封裝膠體102，其中封裝膠體102中係包括有分散之螢光粉103，且封裝膠體102係覆蓋於發光二極體晶片101之出光面上。
然而，此種結構之發光二極體裝置往往面臨到散熱不佳的問題，特別是高功率之發光二極體裝置散熱問題更加重要。此外，作為封裝膠體102材料之高分子樹脂長時間處在高溫下會發生黃化，進而影響到發光二極體裝置的發光效率，大大縮短了發光二極體裝置壽命長之優勢。
因此，若能發展出一種螢光粉材料，當應用於發光二極體裝置時，除了具有高光電轉換效率外，更可取代現有之發光二極體封裝技術，則可解決上述封裝膠體黃化所導致的問題。
本發明之主要目的係在提供一種釔鋁石榴石(YAG)螢光材料，其具有高緻密度及高發光強度。
本發明之另一目的係在提供一種釔鋁石榴石螢光材料之製作方法，其可在相對較低之溫度下，製作出具有高緻密度及高發光強度之釔鋁石榴石螢光材料。
本發明之再一目的係在提供一種發光二極體裝置，其無須透過傳統之高分子樹脂封裝技術，而可達到延長發光二極體裝置壽命之目的。
為達成上述目的，本發明之釔鋁石榴石螢光材料，係如下式(I)所示：
(Y3-a Ma )Al5-b Sib O12 　(I)
其中，0.01a0.2，0<b1.2，且M係至少一選自由鈰(Ce)、鏑(Dy)、釓(Gd)、銪(Eu)、鋱(Tb)、鑭(La)、鐠(Pr)、釹(Nd)、及釤(Sm)所組成之群組。
此外，本發明亦提供上述釔鋁石榴石螢光材料之製作方法，包括下列步驟：(A)提供一前驅物粉末，其中此前驅物粉末中包括釔、鋁及一金屬，且金屬係至少一選自由鈰、鏑、釓、銪、鋱、鑭、鐠、釹、及釤所組成之群組；(B)預燒前驅物粉末，以得到一螢光粉前趨物；(C)添加一矽前驅物於螢光粉前趨物；以及(D)燒結矽前驅物及螢光粉前趨物之混合物，以得到一釔鋁石榴石螢光材料。
再者，本發明更提供一種使用上述釔鋁石榴石螢光材料所製成之發光二極體裝置，包括：一發光二極體晶片；以及一釔鋁石榴石螢光陶瓷板，係設於發光二極體晶片之一出光面，且釔鋁石榴石螢光陶瓷板之材料係如前所述。
相較於未摻雜有矽之釔鋁石榴石螢光材料，本發明之釔鋁石榴石螢光材料因摻雜有少量的矽，故可提升螢光材料之發光強度。此外，於本發明之釔鋁石榴石螢光材料之製作方法之製作過程中，藉由添加少量之矽前趨物，可有效幫助摻雜金屬M於釔鋁石榴石螢光材料中之擴散，而提升發光強度。再者，藉由添加少量之矽前趨物所產生之液相燒結現象，亦可有效提升所製得之釔鋁石榴石螢光材料之緻密度。由於本發明之釔鋁石榴石螢光材料具有高緻密度，故材料本身孔洞較少，所含的空氣(熱的不良導體)也因此相對較少，故可提升熱傳導特性。因此，當使用本發明之製作方法所製得之釔鋁石榴石螢光材料於發光二極體裝置上時，可製作出具有高熱傳導特性之發光二極體裝置，而提升發光二極體裝置之使用壽命。
於本發明之釔鋁石榴石螢光材料之製作方法中，步驟(C)之矽前驅物添加量可佔釔鋁石榴石螢光材料總重量之0.1-10 wt%。較佳為，矽前驅物添加量可佔釔鋁石榴石螢光材料總重量之3-8 wt%。更佳為，矽前驅物添加量可佔釔鋁石榴石螢光材料總重量之4-6 wt%。最佳為，矽前驅物添加量可佔釔鋁石榴石螢光材料總重量之5 wt%。隨著矽前驅物添加量增加，釔鋁石榴石螢光材料之結晶性也開始提升，且雜相的數量也逐漸減少。當矽前驅物添加量為5 wt%時，幾乎僅有YAG相存在，故可達到最佳之發光效率。然而，當矽前驅物添加量超過10 wt%時，釔鋁石榴石螢光材料之結晶性也開始下降，而許多不知名的雜相也開始產生，而導致發光效率開始降低。
據此，於本發明之釔鋁石榴石螢光材料及包含其之發光二極體裝置中，式(I)之釔鋁石榴石螢光材料之b的範圍，較佳為0.06b0.6，更佳為0.2b0.6，且最佳為b=0.3。
此外，於本發明之釔鋁石榴石螢光材料之製作方法中，於步驟(A)後可更包括一步驟(A1)：添加一矽前驅物。然而，步驟(A1)及步驟(C)中所添加之矽前驅物添加總量較佳不超過10 wt%，以免造成發光效率降低。
再者，於本發明之釔鋁石榴石螢光材料之製作方法中，前趨物粉末中之金屬較佳為至少一選自由鈰、鋱、及銪所組成之群組，且更佳為鈰。據此，於本發明之釔鋁石榴石螢光材料及包含其之發光二極體裝置中，式(I)之M較佳為至少一選自由鈰、鋱、及銪所組成之群組，且更佳為鈰。藉由摻雜不同之金屬M，可製得具有不同放射光顏色之螢光材料。例如，當摻雜鈰時(YAG:Ce3+ )則可得到發黃光之螢光粉；當摻雜鋱(YAG:Tb3+ )時則可得到發綠光之螢光粉；而當摻雜銪(YAG:Eu3+ )時則可得到發紅光之螢光粉。由於YAG:Ce3+ 受到藍光激發會產生黃光，故當藍光與黃光混色時，則可產生白光。
於本發明之釔鋁石榴石螢光材料之製作方法中，於步驟(A)中，可使用本技術領域已知之任何釔鋁石榴石螢光材料合成方法形成前驅物粉末，例如化學共沉法、固態反應法、溶膠凝膠法、噴霧熱解法或噴霧乾燥法(可參考美國專利第6712993號)、燃燒法、水熱合成法、燒結法、微波輔助燃燒法、固態鋁源合成法。除了上述方法外，亦可參考中華民國專利公告第262212號、中華民國專利公告第265916號、中華民國專利公開第200942597號所揭示之方法。較佳為，於步驟(A)中，係使用化學共沉法、或固態反應法形成前驅物粉末。其中，尤以固態反應法具有製程簡單且起始原料成本低廉之優點，故於步驟(C)中較佳係使用固態反應法形成前驅物粉末。
更具體而言，於本發明之釔鋁石榴石螢光材料之製作方法之步驟(A)中，係提供一鋁前驅物、一釔前驅物、及一金屬前驅物，並混合鋁前驅物、釔前驅物、及金屬前驅物，並透過上述方法製得一前驅物粉末。其中，鋁前驅物之具體例子可為硝酸鋁或其水合物、或氧化鋁，釔前驅物可為硝酸釔或其水合物、或氧化釔，而金屬前驅物可依需求選擇至少一選自由鈰、鏑、釓、銪、鋱、鑭、鐠、釹、及釤所組成之群組之金屬硝酸鹽(或其水合物)或金屬氧化物。
此外，於本發明之釔鋁石榴石螢光材料之製作方法中，矽前驅物選擇並無特殊限制，可為一有機矽、一無機矽、或其混合物，只要能與YAG具有共晶效果之矽材料即可。矽前驅物之具體例子包括：二氧化矽(SiO2 )、矽酸四甲酯(Tetramethyl orthosilicate,C4 H12 O4 Si)、矽酸四乙酯(Tetraethyl orthosilicate,C8 H20 O4 Si)、矽酸四丙酯(Tetrapropyl orthosilicate,C12 H28 O4 Si)、矽酸四異丙酯(Tetraisopropyl orthosilicate,C12 H28 O4 Si)、矽酸四丁酯(Tetrabutyl orthosilicate,C16 H36 O4 Si)、矽酸四鄰甲酚(Tetra-o-cresol orthosilicate,C28 H28 O4 Si)、四(2-乙基丁基)矽酸酯(Tetra(2-Ethyl Butyl)silicate,C24 H52 O4 Si)、四氯化矽(Silicon tetrachloride,SiCl4 )、偏矽酸(Metasilicate,H2 SiO3 )、二矽酸(Disilicate,H2 Si2 O5 )、原矽酸(Silicic acid,H4 SiO4 )、甲矽烷醇(Silanol,H4 OSi)、四甲基矽烷(Tetramethylsilane,C4 H12 Si)、及六甲基二矽烷(Hexamethyldisiloxane,C6 H18 OSi2 )。較佳為，矽前驅物係為二氧化矽。
再者，於本發明之釔鋁石榴石螢光材料之製作方法中，於步驟(C)後可更包括一步驟(C1)：將矽前驅物及螢光粉前趨物之混合物壓錠。更具體而言，此步驟(C1)係以單軸加壓或冷均壓加壓方式，將矽前驅物及螢光粉前趨物之混合物製作成生胚，以進行後續步驟(D)之燒結步驟。藉此，所得到之釔鋁石榴石螢光材料則為一釔鋁石榴石螢光陶瓷板。當本發明之釔鋁石榴石螢光陶瓷板應用於發光二極體裝置上時，可透過一黏著層將釔鋁石榴石螢光陶瓷板固定於發光二極體晶片之出光面上，而無須經過傳統之封裝製程即可製作本發明之發光二極體裝置。因此，使用釔鋁石榴石螢光陶瓷板所製得之發光二極體裝置，不但可達到減少使用高分子樹脂的目的，並且可在封裝前即先測量出釔鋁石榴石螢光陶瓷板產生黃光的色溫，如此一來可減少生產成本並提升產品良率。
此外，於本發明之釔鋁石榴石螢光材料之製作方法中，於步驟(B)中係於900-1800℃(較佳為1200-1500℃)下預煅燒前驅物粉末10-30小時(較佳為12-24小時)，再降溫至室溫則可得到具有YAG相之螢光粉前趨物。或者，於步驟(B)中，當使用化學共沉法製備螢光粉前趨物時，則可於300-800℃下預燒前趨物粉末1-5小時，再降溫至室溫以得到一螢光粉前趨物。
再者，於本發明之釔鋁石榴石螢光材料之製作方法之步驟(C)中，添加矽前驅物於螢光粉前趨物後，可先以磨球(如：氧化鋁磨球)亁式或濕式球磨矽前驅物及螢光粉前趨物之混合物，以縮小混合物之顆粒大小。此外，於步驟(D)中，可於900-1800℃(較佳為1200-1500℃)下燒結矽前驅物及螢光粉前趨物之混合物10-30小時(較佳為12-24小時)，以得到釔鋁石榴石螢光材料。此外，若需要，可重複進行多次之步驟(D)燒結步驟。
於本發明之發光二極體裝置中，發光二極體晶片可為一紫外光發光二極體晶片或一藍光發光二極體晶片。較佳為，發光二極體晶片係為一藍光發光二極體晶片。
以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟習此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地了解本發明之其他優點與功效。本發明亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可針對不同觀點與應用，在不悖離本創作之精神下進行各種修飾與變更。
實施例1-5及比較例1-以化學共沉法製備釔鋁石榴石螢光材料
首先，將含水硝酸鋁23.4457g、含水硝酸釔14.3820g和含水硝酸鈰0.0543g計量比(製得Y2.99 Ce0.01 Al5 O12 之計量比)混合物，溶於之125 ml去離子水中，使其完全溶解。
緩慢滴定加入42.5 ml之三乙胺，攪拌數分鐘後即有白色膠狀物產生，抽氣過濾後得到白色膠體。接著，在90℃下烘乾20小時除去多餘之水分，得到其之乾燥膠體，再以5℃/分鐘升溫速率升到500℃預燒3小時將有機物燒掉，接著5℃/分鐘降至室溫即得到前驅物。
而後，依照下表1所示之重量比，添加SiO2 粉末(矽前驅物)於前驅物中，再以直徑5 mm的氧化鋁磨球與粉末以重量3克比2.5克的比例球磨5小時，以得到顆粒較細之粉末。
取出粉末後利用單軸加壓或冷均壓加壓，製作成直徑2.56 cm之生胚，持壓時間為10分鐘，壓力為25~35 kg/cm2 。接著，將所得之生胚以5℃/分鐘升溫速率上升至1400℃，持溫8小時，最後以自然降溫之方式降至室溫，則可製得釔鋁石榴石螢光陶瓷板。
實施例6-9及比較例2-於原始粉末混合時添加矽前趨物，並以固態反應法製備釔鋁石榴石螢光材料
將氧化鋁、氧化釔及含水硝酸鈰計量比混合物，與下表2所示之重量比之二氧化矽(SiO2 )，混合於適量的酒精內。
而後，再以2mm的氧化鋁磨球與粉末以重量9克比7.5克的比例，濕式球磨20小時，來得到混和粉末。接著，於90℃下烘乾6小時，來得到乾燥的粉末。最後，將所得之粉末以5℃/分鐘升溫速率上升至1500℃，持溫12小時，最後以自然降溫之方式降至室溫，則可製得釔鋁石榴石螢光材料。
實施例10-13及比較例3-於原始粉末混合時添加矽前趨物，並以固態反應法製備釔鋁石榴石螢光陶瓷板
將氧化鋁、氧化釔及含水硝酸鈰計量比混合物，與下表3所示之重量比之二氧化矽(SiO2 )，混合於適量的酒精內。
以2mm的氧化鋁磨球與粉末以重量9克比7.5克的比例，濕式球磨20小時，來得到混和粉末。接著，於90℃下烘乾6小時，來得到乾燥的粉末。而後，將所得之粉末以5℃/分鐘升溫速率上升至1500℃，持溫12小時，再以自然降溫之方式降至室溫，以得到一螢光粉前趨物(Y2.99 Ce0.01 Al5 O12 )。
接著，取出螢光粉前趨物後利用單軸加壓，製作成直徑2.56 cm之生胚，並以壓力為25~35 kg/cm2 持壓10分鐘。最後，將所得之生胚以5℃/分鐘升溫速率上升至1500℃，持溫24小時，最後以自然降溫之方式降至室溫，則可製得釔鋁石榴石螢光陶瓷板。
實施例14-17-先以固態反應法形成具有YAG相螢光粉前趨物後，再加入矽前趨物製備釔鋁石榴石螢光陶瓷板
將氧化鋁、氧化釔及含水硝酸鈰計量比混合物，混合於適量的酒精內。
以2mm的氧化鋁磨球與粉末以重量9克比7.5克的比例，濕式球磨20小時，來得到混和粉末。接著，於90℃下烘乾6小時，來得到乾燥的粉末。而後，將所得之粉末以5℃/分鐘升溫速率上升至1500℃，持溫12小時，再以自然降溫之方式降至室溫，以得到一具有YAG相之螢光粉前趨物(Y2.99 Ce0.01 Al5 O12 )。
接著，依照下表4所示之重量比添加二氧化矽(SiO2 )於具有YAG相之螢光粉前趨物中，並利用研缽混合半小時。而後，將二氧化矽及螢光粉前趨物之混合粉末以單軸加壓，製作成直徑2.56 cm之生胚，並以壓力為25~35 kg/cm2 持壓10分鐘。最後，將所得之生胚以5℃/分鐘升溫速率上升至1500℃，持溫24小時，最後以自然降溫之方式降至室溫，則可製得釔鋁石榴石螢光陶瓷板。
實施例18-於原始粉末混合時添加矽前趨物，以固態反應法形成具有YAG相螢光粉前趨物後再加入矽前趨物以製備釔鋁石榴石螢光陶瓷板
將氧化鋁、氧化釔及含水硝酸鈰計量比混合物，與5 wt%之二氧化矽(SiO2 )，混合於適量的酒精內。
以2mm的氧化鋁磨球與粉末以重量9克比7.5克的比例，濕式球磨20小時，來得到混和粉末。接著，於90℃下烘乾6小時，來得到乾燥的粉末。而後，將所得之粉末以5℃/分鐘升溫速率上升至1500℃，持溫12小時，再以自然降溫之方式降至室溫，以得到一具有YAG相之螢光粉前趨物(Y2.99 Ce0.01 Al5 O12 )。
接著，添加1 wt%二氧化矽(SiO2 )於具有YAG相之螢光粉前趨物中，並利用研缽混合半小時。而後，將二氧化矽及螢光粉前趨物之混合粉末以單軸加壓，製作成直徑2.56 cm之生胚，並以壓力為25~35 kg/cm2 持壓10分鐘。最後，將所得之生胚以5℃/分鐘升溫速率上升至1500℃，持溫24小時，最後以自然降溫之方式降至室溫，則可製得釔鋁石榴石螢光陶瓷板。
實施例19-22-先以化學共沉法形成具有YAG相螢光粉前趨物後，再加入矽前趨物以製備釔鋁石榴石螢光陶瓷板
首先，將含水硝酸鋁、含水硝酸釔和含水硝酸鈰計量比混合物，溶於之125 ml去離子水中，使其完全溶解。
緩慢滴定加入42.5 ml之三乙胺，攪拌數分鐘後即有白色膠狀物產生，抽氣過濾後得到白色膠體。接著，在90℃下烘乾20小時除去多餘之水分，得到其之乾燥膠體，再以5℃/分鐘升溫速率升到500℃預燒3小時將有機物燒掉，接著5℃/分鐘降至室溫即得到前驅物。而後，將所得之前驅物以5℃/分鐘升溫速率上升至1400℃，持溫8小時，再以自然降溫之方式降至室溫，以得到一具有YAG相之螢光粉前趨物(Y2.99 Ce0.01 Al5 O12 )。
而後，依照下表5所示之重量比，添加SiO2 粉末(矽前驅物)於螢光粉前驅物中，再以直徑5 mm的氧化鋁磨球與粉末以重量3克比2.5克的比例球磨5小時，以得到顆粒較細之粉末。
取出粉末後利用單軸加壓或冷均壓加壓，製作成直徑2.56 cm之生胚，持壓時間為1分鐘，壓力為60 kg/cm2 。接著，將所得之生胚以5℃/分鐘升溫速率上升至1400℃，持溫8小時，最後以自然降溫之方式降至室溫，則可製得釔鋁石榴石螢光陶瓷板。
發光強度及量子效率測量
在此，使用Hitachi/F-7000螢光光譜儀，進行YAG:Ce螢光陶瓷板發光強度之量測。量子效率量測方面，也同樣以Hitachi/F-7000螢光光譜儀搭配積分球進行光致發光光譜(photoluminescence spectrum,PL)量測，量測實驗樣品之PL光譜，並以相同激發光波長對標準樣品氧化鋁白板進行PL光譜掃描，比較兩次量測PL光譜，吸收光區域之積分面積差異即為光子被吸收的能量，螢光區域之積分面積差異即為螢光粉光子放射能量，此兩面積之比例即為量子效率。
上述實施例及比較例之釔鋁石榴石螢光陶瓷板量子效率結果係如下表6、表7、表8所示。
如表6、表7及表8結果顯示，當摻雜少量的矽時，可提升釔鋁石榴石螢光陶瓷板之發光強度，進而提升釔鋁石榴石螢光陶瓷板之發光效率。特別時，當矽摻雜比例佔釔鋁石榴石螢光材料總重量之5 wt%，可得到最佳化之量子效率。此外，尤以先形成具有YAG相之螢光粉前趨物粉末，再添加矽前趨物所製得之釔鋁石榴石螢光陶瓷板(實施例16)，具有極佳之量子效率；而先添加矽前趨物形成具有YAG相之螢光粉前趨物粉末，再添加矽前趨物所製得之釔鋁石榴石螢光陶瓷板(實施例18)，亦可展現極佳之量子效率。
比重、熱擴散係數及熱傳導係數測量
在此，使用NETZSCH/LFA 447 Nanoflash雷射閃光法導熱性能測試儀，進行釔鋁石榴石螢光陶瓷板之熱擴散係數(Thermal Diffusivity)及熱傳導係數(Thermal Conductivity)之量測。此外，使用MatsuHaku/MH-124S比重天平，量測釔鋁石榴石螢光陶瓷板之密度大小。量測結果係如下表9所示。
如表9結果顯示，當摻雜少量的矽時，可提升釔鋁石榴石螢光陶瓷板之密度，代表藉由摻雜矽可提升釔鋁石榴石螢光陶瓷板之緻密度。此外，熱擴散係數也因摻雜矽而提升，另一方面，摻雜有矽之釔鋁石榴石螢光陶瓷板熱傳導係數為未摻雜矽之釔鋁石榴石螢光陶瓷板之六倍之多。此結果顯示，藉由摻雜矽可加速釔鋁石榴石螢光陶瓷板之導熱速度。
收縮率測量
在此，係根據下式(II)計算收縮率：
收縮率(%)=[(V1-V2)/V1]x 100%　(II)
其中，V1為燒結前螢光陶瓷板之體積，V2為燒結後螢光陶瓷板之體積。測量結果係如下表10所示。
如表9結果顯示，當摻雜少量的矽時，釔鋁石榴石螢光陶瓷板有較大的收縮率，意即產生較佳的緻密性來讓Ce3+ 離子擴散，而可幫助發光效率提升。
由上述實驗證實，無論是使用化學共沉法或固態反應法，藉由添加少量之矽前趨物，均可得到具有較佳熱傳導特性、緻密度、且較佳發光效率之摻雜矽之釔鋁石榴石螢光陶瓷板。
實施例23-發光二極體裝置
在此，係使用實施例4所製得之釔鋁石榴石螢光陶瓷板製作本實施例之發光二極體裝置。如圖2所示，本實施例之發光二極體裝置係包括一發光二極體晶片201；以及一釔鋁石榴石螢光陶瓷板203，係設於發光二極體晶片201之一出光面上。其中，釔鋁石榴石螢光陶瓷板203係透過一黏著層202固定於發光二極體晶片201之該出光面上。於本實施例中，發光二極體晶片201係為一發光波長為458 nm之藍光發光二極體晶片，且釔鋁石榴石螢光陶瓷板厚度為0.25 mm。
比較例4-發光二極體裝置
本比較例之發光二極體裝置結構係與實施例23相同，除了本比較例之釔鋁石榴石螢光陶瓷板係為比較例1所製得之釔鋁石榴石螢光陶瓷板。
使用釔鋁石榴石螢光陶瓷板之發光二極體裝置光學性質測試
在此，係使用Ocean Optics/USB2000光譜儀對實施例23及比較例4之發光二極體裝置進行測試。實驗結果係如下表11所示。
表11中之厚度代表釔鋁石榴石螢光陶瓷板厚度；驅動電流代表發光二極體晶片之驅動電流；x與y代表CIE座標上之位置；Wex 代表激發釔鋁石榴石螢光陶瓷板之主要波長，即發光二極體晶片之發光波長；Wem 為釔鋁石榴石螢光陶瓷板之放射光主要波長；lm代表流明值，光通量之單位；lux為照度之單位；Vf 量測樣品時所發出光之電壓；W為光功率，即Vf 與驅動電流相乘積，搭配流明值可以計算樣品之效率(lm/W)。
由表11結果所示，當電流增加時，流明值與照度大小皆增加，且整體流明效率也幾乎維持不變的情形。此外，在相同陶瓷板厚度與相同功率驅動電流條件之下，使用摻雜矽之釔鋁石榴石螢光陶瓷板之發光二極體(實施例23)，其LED流明值與照度皆大於未摻雜矽之釔鋁石榴石螢光陶瓷板之發光二極體(比較例4)有六倍之多，因此在流明效率的表現上也優異許多。
綜上所述，本發明之摻雜矽之釔鋁石榴石螢光陶瓷板，確實可達到提升發光二極體裝置效率之目的，且可用於發展白光發光二極體裝置上。
上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。
101,201．．．發光二極體晶片
102．．．封裝膠體
103．．．螢光粉
202．．．黏著層
203．．．釔鋁石榴石螢光陶瓷板
圖1係習知發光二極體裝置之示意圖。
圖2係本發明實施例23之發光二極體裝置之示意圖。
201．．．發光二極體晶片
202．．．黏著層
203．．．釔鋁石榴石螢光陶瓷板

Claims (12)

  1. 一種釔鋁石榴石螢光材料之製作方法，包括下列步驟：(A)提供一前驅物粉末，其中該前驅物粉末中包括釔、鋁及一金屬，且該金屬係至少一選自由鈰、鏑、釓、銪、鋱、鑭、鐠、釹、及釤所組成之群組；(B)預燒該前驅物粉末，以得到一螢光粉前趨物；(C)添加一矽前驅物於該螢光粉前趨物；以及(D)燒結該矽前驅物及該螢光粉前趨物之混合物，以得到一釔鋁石榴石螢光材料；其中於步驟(A)中，係使用一固態反應法形成該前驅物粉末。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之製作方法，其中於步驟(A)中，係提供一鋁前驅物、一釔前驅物、及一金屬前驅物，且混合該鋁前驅物、該釔前驅物、及該金屬前驅物以得到一前驅物粉末。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之製作方法，其中該鋁前驅物係為硝酸鋁、或氧化鋁，該釔前驅物係為硝酸釔、或氧化釔，且該金屬前驅物係為至少一選自由鈰、鏑、釓、銪、鋱、鑭、鐠、釹、及釤所組成之群組之金屬硝酸鹽或金屬氧化物。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之製作方法，其中該金屬係為至少一選自由鈰、鋱、及銪所組成之群組。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之製作方法，其中該金屬係為鈰。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之製作方法，其中於步驟(A)後更包括一步驟(A1)：添加該矽前驅物。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之製作方法，其中於步驟(C)後更包括一步驟(C1)：將該矽前驅物及該螢光粉前趨物之混合物壓錠。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之製作方法，其中該釔鋁石榴石螢光材料係為一釔鋁石榴石螢光陶瓷板。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之製作方法，其中該矽前驅物係為一有機矽、一無機矽、或其混合物。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之製作方法，其中該矽前驅物係為二氧化矽、矽酸四甲酯、矽酸四乙酯、矽酸四丙酯、矽酸四異丙酯、矽酸四丁酯、矽酸四鄰甲酚、四(2-乙基丁基)矽酸酯、四氯化矽、偏矽酸、二矽酸、原矽酸、甲矽烷醇、四甲基矽烷、六甲基二矽烷、或其混合物。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之製作方法，其中該矽前驅物係為二氧化矽。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之製作方法，其中步驟(C)之矽前驅物添加量係佔釔鋁石榴石螢光材料總重量之0.1-10wt%。
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