TWI576410B - 矽酸鹽磷光體 - Google Patents
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Description
本發明係關於Eu-、Sm-或Pr-摻雜矽酸鹽化合物，其製備方法及其作為轉換型磷光體之用途。本發明亦係關於包含至少根據本發明之轉換型磷光體之發射轉換材料，及其於光源尤其pc-LED(磷光體轉換 發光裝置)中之用途。本發明此外係關於包含一次光源及根據本發明之發射轉換材料之光源(尤其pc-LED)及照明單元。
100多年來，為適應發射光屏、X-射線光放大器及輻射源或光源之光譜已開發無機磷光體，以此方式其等可以盡可能最佳的方式滿足各自應用領域之需求，且與此同時消耗盡可能少的能量。此處，激發類型(亦即初級輻射源之本質及必要發射光譜)對於主體晶格及活化劑(activator)之選擇係至關重要。
尤其就用於一般照明之螢光光源(亦即低壓放電燈及發光二極體)而言，常常開發新穎磷光體以進一步提高能效、色彩再現及穩定性。
原則上存在三種藉由加色混合以獲得白光發射無機LED(發光二極體)之不同途徑：
(1)RGB LED(紅色+綠色+藍色LED)，在此情況中，白光係藉由混合來自三種於紅色、綠色及藍色光譜區發射之不同發光二極體之光而產生。
(2)UV LED+RGB磷光體系統，在此情況中，於UV區發射之半導體(一次光源)將光發射至三種於紅色、綠色及藍色光譜區發射之不同磷光體(轉換型磷光體)受激發之環境中。
(3)互補系統，在此情況中，發射半導體(一次光源)發射例如藍色光，其激發一或多種例如於黃色區發射光之磷光體(轉換型磷光體)。藉由混合藍色及黃色光，則可產生白光。或者，可使用發射綠色及紅色光之磷光體混合物。
二元互補系統之優勢在於其等能夠僅以一種一次光源，且-在最簡情況中-僅以一種轉換型磷光體生成白光。此等系統中最為人所知的系統由作為一次光源之氮化銦鋁晶片(其於藍色光譜區發射光)，及作為轉換型磷光體之鈰-摻雜釔鋁石榴石(YAG：Ce)(其係於藍色區受激發並於黃色光譜區發射光)組成。然而，需改良演色性指數及色溫穩定性。
在使用藍色-發射半導體作為一次光源之情況中，二元互補系統因而需黃色轉換型磷光體或綠色-及紅色-發射轉換型磷光體方能再現白光。作為替代，若所用一次光源為於紫色光譜區或於近-UV光譜發射之半導體，則必須使用兩種互補發光轉換型磷光體之RGB磷光體混合物或雙色混合物方能得到白光。在使用具有於紫色或UV區之一次光源及兩種互補轉換型磷光體之系統之情況中，則可提供具有尤其高流明當量之發光二極體。雙色磷光體混合物之另一優勢在於較低光譜交互作用(spectral interaction)及相關的較高封裝增益。
特定言之，因此，可於藍色及/或UV光譜區受激發之無機螢光粉末在當今作為光源(尤其pc-LED)之轉換型磷光體方面受到越來越高度的重視。
與此同時，已揭示許多轉換型磷光體，例如鹼土金屬正矽酸鹽、硫代鎵酸鹽、石榴石及氮化物，其中各者皆摻雜有Ce3+或Eu2+。
然而，持續需要可於藍色或UV區受激發並於可見激發光譜區發射光之新穎轉換型磷光體。
因此，本發明之目標係提供可將藍色或UV區之輻射高效轉換成可見光譜之輻射之新穎材料。
已知，以160或254nm進行光子照射後，鋇鋯石(bazirite)礦物類之式BaZr1-xHfxSi3O9(x等於0至1)之六角固態化合物呈現強UV及藍色冷光，其分別具有260nm或440nm之發射最大值。本申請案發明人現已出乎意料地觀察到，當該礦物中Zr或Hf離子之中有一些被Eu、Pr或Sm離子置換時，則可得到發射上至90%之量子產率之青色-發射或紅色-發射磷光體。
因此，本發明首先係關於式I化合物(BaySr1-y)Zr1-xHfxSi3O9 (I)，其中x係於0至1之範圍內，且與其相獨立地，y係於0至1之範圍內，其特徵在於式I化合物之Zr或Hf離子中有一些已被Eu、Pr或Sm離子置換。若已併入呈氧化態+III之Eu、Pr或Sm，則該化合物中額外存在鹼金屬離子。
此類離子交換亦稱為「摻雜」。就此而言，Eu、Pr或Sm離子在本申請案中亦稱為摻雜離子。
在本發明之變體中，x較佳係等於0或1，亦即該化合物為(BaySr1-y)ZrSi3O9或(BaySr1-y)HfSi3O9。本發明之此變體具有簡化該等材料之製備之優勢，因為可使不同起始物質之數目較少。
此外，根據本發明之式I化合物中較佳分別有0.1或20莫耳%之Zr或Hf離子被Eu、Pr或Sm離子置換，更佳0.2至10莫耳%，及最佳0.3至5莫耳%。
在本發明之一實施例中，Eu離子係以二價形式存在，意指一個四價Zr或Hf離子被兩個Eu離子置換。在此情況中，提供具有上至90%之極高量子產率之青色-發射磷光體。圖3及5顯示根據本發明之具有不同摻雜量之化合物BaZrSi3O9：Eu2+及BaHfSi3O9：Eu2+之發射光譜。吸收作用隨著摻雜之上升而略有紅移。以此方式，最大吸收值可依據摻雜量而作相對調整。此等按照本發明係較佳的化合物尤其適宜於近-UV區
或於藍色區之激發。
在另一實施例中，式I化合物之四價Zr或Hf離子可被選自由下列組成之群之三價金屬離子置換：Pr3+、Sm3+、Eu3+及其組合。由於所置換的Zr或Hf離子為四價離子，故出於電荷補償需要，亦可存在莫爾數等於該三價摻雜離子之單價鹼金屬離子。就該等鹼金屬離子而言，此處參考所謂共摻雜。可能採用之鹼金屬離子為Li+、Na+、K+、Rb+或Cs+，其中Na+係較佳。圖6至8顯示根據本發明之化合物BaZrSi3O9：Sm3+/Na+、BaHfSi3O9：Sm3+/Na+、BaZrSi3O9：Eu3+/Na+、BaHfSi3O9：Eu3+/Na+、BaZrSi3O9：Pr3+/Na+及BaHfSi3O9：Pr3+/Na+之反射光譜、激發光譜及發射光譜。此等按照本發明同樣係較佳的化合物尤其適宜於150-270nm之UV區之激發。
另外，式I化合物之發射顏色亦可受鋇或鍶含量之影響。因此，若需在青色或綠色波長區內發射，則較佳可以係具高鋇含量(0.7<y1)，或甚至為不含鍶(y=1)之化合物。反之，若需在橙色-紅色區發射，則較佳可以為具有高鍶含量(0y<0.3)之化合物或甚至無鋇化合物(y=0)。
本發明此外係關於一種製備式I化合物之方法，其包括以下製程步驟：a)提供鋇及/或鍶源、鋯及/或鉿源、矽源及金屬釤、鐠或銪中一者之源；b)混合步驟a)中所提供之該等源；及c)以於1000至1700℃範圍內之溫度燒結步驟b)中所混合之該等源。
鋇或鍶源按照本發明應意指能夠在煅燒後轉化成氧化鋇或氧化鍶之無機或有機鋇化合物或鍶化合物。可能的鋇或鍶源為碳酸鋇或碳酸鍶、硫酸鋇或硫酸鍶、硝酸鋇或硝酸鍶、草酸鋇或草酸鍶、氧化鋇
或氧化鍶及鋇鹵化物或鍶鹵化物、過氧化鋇或過氧化鍶，其中碳酸鋇或碳酸鍶係尤佳。此處，鋇及鍶較佳已經係相互呈比例地存在於「源」中，其中此等鹼土金屬離子亦將存在於根據本發明之式I化合物中。
鋯或鉿源按照本發明應意指在煅燒後可分解產生氧化物之有機或無機鋯或鉿化合物。特定言之，此處採用鋯或鉿之氧化物、硫酸氧化物或草酸鹽，更佳為氧化物ZrO2或HfO2。此處，鋯及鉿亦較佳已經係相互呈比例地存在於「源」中，其中此等金屬離子亦將存在於根據本發明之式I化合物中。
矽源按照本發明應意指無機或有機矽源，其中此處又是無機矽源較佳。尤佳地，此處係採用二氧化矽作為矽源。
所採用金屬釤、鐠或銪中一者之源可為此等金屬之任何無機或有機化合物，其包含此等呈二價或三價形式之金屬且可在煅燒後轉化成氧化物。此處可使用例如氧化物、草酸鹽、醋酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽或碳酸鹽。此等金屬之源尤佳為該等金屬係以三價形式存在之源。此處尤佳係使用釤、鐠或銪之氧化物，甚至更佳Sm2O3、Pr2O3及Eu2O3。
在步驟b)中相互劇烈混合所提供鋇或鍶、鋯或鉿、矽及金屬釤、鐠或銪之源。該混合較佳係在研缽中進行，其中較佳額外添加研磨劑，諸如，例如丙酮。此外，在混合該等上述源之步驟期間，較佳添加硼酸鹽(例如鹼金屬硼酸鹽，諸如Na2B4O7)或硼酸作為燒結助劑。
在步驟b)中混合該等組分後，粉末較佳在100至300℃範圍之溫度下加以乾燥，隨後於1000至1700℃範圍下進行溫度處理，更佳1200至1600℃。
若需在式I化合物中摻雜二價摻雜離子，較佳Eu2+，則溫度處理較佳進行2至4h。若在根據本發明方法之步驟a)中出於此目的採用金屬銪、釤或鐠之源(其中該等金屬係以三價形式存在)，則溫度處理較佳係在還原氣氛下進行。此處之還原條件係利用例如一氧化碳、成形氣
體、氫或至少真空或缺氧氣氛，較佳於氮氣流中，較佳於N2/H2流中，及尤佳於N2/H2/NH流中建立。尤佳地，在溫度處理期間首先製備包含一氧化碳之氣氛，隨後製備包含成形氣體之氣氛。若採用金屬銪、釤或鐠之源(其中該等金屬係以其二價形式存在)，則溫度處理不必在還原氣氛下進行；然而，較佳係在保護氣體氣氛(例如Ar、He、Ne或N2)下操作。
若需在式I化合物中摻雜三價摻雜離子，則溫度處理不必在還原氣氛下進行。此處，溫度處理較佳可在空氣中進行較佳2至4h。
如上文已提到的，根據本發明之經三價摻雜離子摻雜之式I化合物出於電荷補償需要包含鹼金屬離子。因此，較佳額外將無機鹼金屬化合物，較佳鹼金屬鹽(如鹼金屬碳酸鹽、鹼金屬硫酸鹽或鹼金屬氯化物)，較佳鹼金屬碳酸鹽及最佳碳酸鈉用於根據本發明方法之混合步驟a)中，以製備含有三價摻雜離子之式I化合物。
根據本發明方法之步驟a)中所採用之源係以相對於該等金屬之莫爾含量相互呈比例地稱量出，以使得終產物(式I化合物)中莫爾比例相當於所需比例。
燒結助劑較佳係基於根據本發明方法之步驟a)中所採用之所有源之總量以於0至8莫耳%範圍內之量添加。
式I化合物係藉助根據本發明之方法，藉由使燒結餅經研磨珠粒磨碎、經篩選及隨後經分類以顆粒之形式獲得。根據本發明之式I化合物較佳係呈顆粒之形式。該等顆粒較佳具有於50nm至30μm，及更佳1μm至20μm範圍內之粒徑。式I化合物之顆粒亦可具有攜帶可促進化學鍵結至周圍黏結劑(包含例如環氧樹脂或聚矽氧樹脂及/或玻璃或塑料，如丙烯酸酯、聚碳酸酯)之官能基團之表面。此等官能基團可以係經由例如側氧基黏合之酯類，或能夠與該黏結劑之成份形成連接之其他衍生物。此等表面具有促進磷光體均勻地混合於黏結劑中之優勢。此
外，磷光體/黏結劑系統之流變性質及適用期可由此進行一定程度之調整。因此，可簡化該等混合物之加工。
本發明此外係關於式I化合物作為磷光體，尤其作為轉換型磷光體之用途。
在本申請案中，術語「轉換型磷光體」應意指吸收電磁光譜中特定波長區(較佳藍色或UV區，尤其近-UV區)之輻射，並於電磁光譜之另一波長區內發射可見光之材料。
本發明此外係關於一種包含根據本發明之式I化合物之發射轉換材料。該發射轉換材料可由式I化合物組成，且在此情況中將被視為上文所定義之術語「轉換型磷光體」之等效物。
然而，根據本發明之發射轉換材料除根據本發明之轉換型磷光體外較佳還包含其他轉換型磷光體。在此情況中，根據本發明之發射轉換材料包含至少兩種轉換型磷光體之混合物，其中一者為式I化合物。該等至少兩種轉換型磷光體尤佳係可發射波長彼此互補之光之磷光體。若根據本發明之轉換型磷光體為例如青色-發射磷光體(二價Eu)，則此磷光體較佳與有機-發射轉換型磷光體組合使用。或者，根據本發明之青色-發射轉換型磷光體亦可與綠色-及紅色-發射轉換型磷光體組合使用。若根據本發明之轉換型磷光體為紅色-發射磷光體(三價摻雜劑)，則此磷光體較佳與青色-及綠色-發射磷光體一起使用。因此，在根據本發明之發射轉換材料中根據本發明之轉換型磷光體尤佳係與一或多種其他轉換型磷光體組合使用，然後較佳一起發射白光。
因此，例如，根據本發明之青色-發射轉換型磷光體可與作為其他轉換型磷光體之(Sr,Ca)2SiO4：Eu組合使用。圖1顯示具有BaZrSi3O9：Eu2+及BaHfSi3O9：Eu2+及作為橙色發射體之(Sr,Ca)2SiO4：Eu之色值之色圖。
該等其他轉換型磷光體較佳係選自由經Eu2+、Ce3+或Mn2+摻雜之硫化物、矽酸鹽、鋁酸鹽、硼酸鹽、氮化物、氮氧化物、氮化矽
(siliconitride)及鋁氮化矽(alumosiliconitride)組成之群。下表1列舉此等磷光體之不同實例。
在本申請案範圍內，術語青色光係用於表示最大強度係在波長介
於460與505nm間之光，術語綠色光係用於表示最大強度係在波長介於505與545nm間之光，術語黃色光係用於表示最大強度係在波長介於545與565nm間之光，術語橙色光係用於表示最大強度係在波長介於565與600nm間之光，而術語紅色光係用於表示最大強度係在波長介於600與670nm間之光。
若根據本發明之轉換型磷光體與至少一種其他轉換型磷光體混合，則根據本發明之轉換型磷光體對該其他磷光體之比例基於該等磷光體之總重較佳為20：1至1：20，尤佳10：1至1：10及特佳5：1至1：5。
本發明此外係關於根據本發明之發射轉換材料在光源中之用途。
本發明此外係關於一種包含一次光源及根據本發明之發射轉換材料之光源。
此處亦一樣，該發射轉換材料除根據本發明之轉換型磷光體之外尤佳還包含至少一種其他轉換型磷光體，以便該光源較佳發射白光或具有特定色點之光(按需色彩原則；colour-on-demand principle)。
在一較佳實施例中，根據本發明之光源為pc-LED。pc-LED通常包含一次光源及發射轉換材料。根據本發明之發射轉換材料可出於此目的而分散於樹脂(例如環氧樹脂或聚矽氧樹脂)中，或者給定適宜尺寸比而直接配置於該一次光源上或遠離該一次光源，端視應用而定(後一配置亦包括「遠程磷光體技術」)。遠程磷光體技術之優勢係熟習此項技術者所知，且揭示在例如以下出版物中：Japanese Journ.of Appl.Phys.,Vol.44,No.21(2005),L649-L651。
該一次光源可以係半導體晶片、以ZnO、TCO(透明導電氧化物)、ZnSe或SiC為主之發光裝置、以有機發光層(OLED)為主之裝置或電漿或氣體放電來源，最佳為半導體晶片。此類光源之可能形式係熟習此項技術者所知。
若該一次光源為半導體晶片，則其較佳為發光氮化鋁銦鎵
(InAlGaN)，尤其具有化學式IniGajAlkN，其中0i，0j，0k，且i+j+k=1。
如已提到的，根據本發明之發射轉換材料(尤其用於光源，尤其pc-LED)亦可轉化為任何所需外形，諸如球形顆粒、薄片及結構材料及陶瓷。此等形狀係以術語「模製品」進行概述。該等模製品因而係發射-轉換模製品。
例如包含發射轉換材料之陶瓷發射-轉換模製品之生產較佳係以類似於DE 10349038中所述方法進行。在此情況中，根據本發明之式I化合物較佳進行等靜壓壓製，視情況伴隨另一充當基質之材料，並以均質薄且非多孔薄片之形式直接施加至呈晶片形式之一次光源表面。
此舉之優勢在於轉換型磷光體之激發及發射不會出現位置相依變化(location-dependent variation)，結果所配備之LED發射具有恆定顏色之均質光錐，且具有高光輸出。若有必要，陶瓷發射-轉換模製品可利用水玻璃溶液固定至晶片基板。
在一較佳實施例中，該陶瓷發射-轉換模製品在與半導體晶片相對側具有結構化(例如椎體)表面。因此，該陶瓷發射-轉換模製品可耦合輸出盡可能多的光。該陶瓷發射-轉換模製品上之結構化表面在等靜壓壓製之情況中較佳係藉由具有結構化壓板之壓模，並由此將結構壓印於該表面中而生成。若欲生產盡可能薄的陶瓷發射-轉換模製品或薄片，則需結構化表面。壓製條件係熟習此項技術者所知(參見J.Kriegsmann,Technische keramische Werkstoffe [Industrial Ceramic Materials],Chap.4,Deutscher Wirtschaftsdienst,1998)。重要的是，所用壓製溫度為待壓製物質熔點之2/3至5/6。
然而，同樣可行之實施例係將根據本發明之發射轉換材料應用至作為一次光源之晶片，其中該發射轉換材料係施加於聚矽氧中作為一層。此處之聚矽氧具有表面張力，意指該發射轉換材料層在微觀水平
下係並不均勻，或者該層之厚度並非完全恆定。然而，此意味著該包含轉換型磷光體之層之功效並未受限或至少並未受到明顯限制。
本發明此外係關於一種尤其用於顯示裝置之背光之照明單元，其包含至少一種根據本發明之光源。此種照明單元主要用於具有背光之顯示裝置中，尤其液晶顯示裝置(LC顯示器)。本發明因此亦係關於此種顯示裝置。
在本發明之一變體中，發射轉換材料與一次光源(尤其半導體晶片)間之光耦合較佳係由導光裝置實現。此可使一次光源得以安裝在中央位置，並藉由導光裝置(諸如，例如光纖)光耦合至發射轉換材料。以此方式，可得到適合照明願望之燈，其僅由一或多種不同轉換型磷光體組成，該等轉換型磷光體可經配置而形成光屏，及與一次光源耦合之光波導。以此方式，可將強一次光源置於於電氣裝置有利之位置，並僅藉由鋪設光波導將耦合至該等光波導之包含發射轉換材料之燈安裝在任何所需位置，而無需進一步進行電氣佈纜。
以下實例及圖意欲說明本發明。然而，決不應將其等視作限制。可在製備中使用之所有化合物或組分皆係已知且可市售，或者可藉由已知方法合成。此外，理所當然地，在實施方式及實例中，組合物中所添加組分之量加起來總計始終為100%。提供之百分比數據應當總是與所給定上下文有關。然而，其等通常總是與所指部分重量或總重量有關。
即使無進一步註釋，據推測，熟習此項技術者將能最大限度地利用以上說明。因此，較佳實施例應僅視作說明性揭示內容，其絕非以任何方式限制。上文及下文所提及之所有申請案及公開案之完整揭示內容以引用的方式併入本申請案中。
圖1：具有BaZrSi3O9：Eu2+及BaHfSi3O9：Eu2+及作為橙色發射體之
(Sr,Ca)2SiO4：Eu之色值之CIE 1931色圖。
圖2：摻雜有2莫耳%及0.5莫耳%銪之BaZrSi3O9：Eu2+與未經摻雜的BaZrSi3O9比較之X-射線粉末繞射圖(利用Cu Kα1輻射測量)。
圖3：摻雜有2莫耳%及0.5莫耳%銪之BaZrSi3O9：Eu2+之發射光譜(λex=380nm)。
圖4：摻雜有2莫耳%及0.5莫耳%銪之BaHfSi3O9：Eu2+與未經摻雜的BaHfSi3O9比較之X-射線粉末繞射圖(利用Cu Kα1輻射測量)。
圖5：摻雜有2莫耳%及0.5莫耳%銪之BaHfSi3O9：Eu2+之發射光譜(λex=380nm)。
圖6：BaZrSi3O9：Sm3+,Na+及BaHfSi3O9：Sm3+,Na+之發射光譜(λex=160nm)；在各情況中摻雜有1莫耳%。
圖7：BaZrSi3O9：Eu3+,Na+及BaHfSi3O9：Eu3+,Na+之發射光譜(λex=160nm)；在各情況中摻雜有1莫耳%。
圖8：BaZrSi3O9：Pr3+,Na+及BaHfSi3O9：Pr3+,Na+之發射光譜(λex=160nm)；在各情況中摻雜有0.5莫耳%。
實例1：BaZrSi
3
O
9
：0.5莫耳% Eu
2+
之製備
在瑪瑙研缽中充分混合1.7191g(8.71mmol)BaCO3、1.0788g(8.75mmol)ZrO2、1.5781g(26.26mmol)SiO2、0.0077g(0.022mmol)Eu2O3及0.1200g(1.94mmol)H3BO3，並添加少量丙酮作為研磨劑。在100℃下將該粉末乾燥1h，轉移至氧化鋁坩堝中，並在一氧化碳氣氛下在1300至1500℃溫度範圍下燒結2至4h。在第二燒結步驟中，於水平管狀爐中，使該粉末在成形氣體流(10% H2)下經歷1200℃之溫度達2h。圖2顯示以此方式所製備之化合物之X-射線粉末繞射圖。
實例2：BaZrSi
3
O
9
：2莫耳% Eu
2+
之製備
此化合物係以與實例1中之化合物相同之方式加以製備，不同之
處在於先稱量以下化合物然後加以混合：1.6924g(8.58mmol)BaCO3、1.0783g(8.75mmol)ZrO2、1.5774g(26.25mmol)SiO2、0.0308g(0.088mmol)Eu2O3及0.1200g(1.94mmol)H3BO3。圖2中同樣顯示此化合物之X-射線粉末繞射圖。
圖3顯示實例1及實例2中所製備之化合物之發射光譜。
實例3：BaHfSi
3
O
9
：0.5莫耳% Eu
2+
之製備
此化合物係以與實例1相同之方式製備，不同之處在於混合以下成份：1.4434g(7.31mmol)BaCO3、1.5473g(7.35mmol)HfO2、1.3250g(22.1mmol)SiO2、0.0065g(0.018mmol)Eu2O3及1.1200g(1.94mmol)H3BO3。圖4中顯示此化合物之X-射線粉末繞射圖。
實例4：BaHfSi
3
O
9
：2莫耳% Eu
2+
之製備
此化合物同樣係如實例1之化合物一般加以製備，不同之處係相互混合以下成份：1.4211g(7.20mmol)BaCO3、1.5467g(7.35mmol)HfO2、1.3245g(22.0mmol)SiO2、0.0259g(0.074mmol)Eu2O3及0.1200g(1.94mmol)H3BO3。圖4中同樣顯示此化合物之X-射線粉末繞射圖。
圖5顯示實例3及4中所製備之化合物之發射光譜。
實例5：BaZrSi
3
O
9
：1莫耳% Sm
3+
、1莫耳% Na
+
之製備
在瑪瑙研缽中小心地相互混合1.6972g(8.60mmol)BaCO3、1.0814g(8.78mmol)ZrO2、1.5819g(26.33mmol)SiO2、0.0153g(0.044mmol)Sm2O3、0.0047g(0.044mmol)Na2CO3及0.1200g(1.94mmol)H3BO3，並添加少量丙酮作為研磨劑。在100℃下將該粉末乾燥1h，轉移至氧化鋁坩堝中，並在空氣中在1300至1500℃下燒結2-4h。
實例6：BaHfSi
3
O
9
：1莫耳% Sm
3+
、1莫耳% Na
+
之製備
此化合物係以與實例5相同之方式加以製備，不同之處係相互混合以下起始物質：1.4245g(7.22mmol)BaCO3、1.5504g(7.37mmol)HfO2、1.3277g(22.10mmol)SiO2、0.0128g(0.037mmol)Sm2O3、0.0039
g(0.037mmol)Na2CO3及0.1200g(1.94mmol)H3BO3。
圖6顯示實例5及6中所製備化合物之發射光譜。
實例7：BaZrSi
3
O
9
：1莫耳% Eu
3+
、1莫耳% Na
+
之製備
此化合物同樣係如實例5之化合物一般加以製備，不同之處係相互混合以下起始化合物：1.6971g(8.60mmol)BaCO3、1.0814g(8.78mmol)ZrO2、1.5818g(26.33mmol)SiO2、0.0154g(0.044mmol)Eu2O3、0.0047g(0.044mmol)Na2CO3及0.1200g(1.94mmol)H3BO3。
實例8：BaHfSi
3
O
9
：1莫耳% Eu
3+
、1莫耳% Na
+
之製備
此化合物係以與實例5之化合物相同之方式加以製備，不同之處係相互混合以下起始化合物：1.4244g(7.22mmol)BaCO3、1.5504g(7.37mmol)HfO2、1.3277g(22.10mmol)SiO2、0.0130g(0.037mmol)Eu2O3、0.0039g(0.037mmol)Na2CO3及0.1200g(1.94mmol)H3BO3。
圖7顯示實例7及8中所製備化合物之發射光譜。
實例9：BaZrSi
3
O
9
：0.5莫耳% Pr
3+
、0.5莫耳% Na
+
之製備
此化合物同樣係如實例5之化合物一般加以製備，不同之處係相互混合以下起始化合物：1.7128g(8.68mmol)BaCO3、1.0803g(8.78mmol)ZrO2、1.5803g(26.30mmol)SiO2、0.0159g(0.022mmol)Pr2(C2O4)3．10H2O、0.0023g(0.022mmol)Na2CO3及0.1200g(1.94mmol)H3BO3。
實例10：BaHfSi
3
O
9
：0.5莫耳% Pr
3+
、0.5莫耳% Na
+
之製備
此化合物係以與實例5之化合物相同之方式加以製備，不同之處係相互混合以下起始化合物：1.4378g(7.29mmol)BaCO3、1.5491g(7.36mmol)HfO2、1.3266g(22.08mmol)SiO2、0.0134g(0.018mmol)Pr2(C2O4)3．10H2O、0.0020g(0.018mmol)Na2CO3及1.1200g(1.94mmol)H3BO3。
圖8顯示實例9及10中所製備化合物之發射光譜。
實例11：利用根據本發明之化合物製造pc-LED
將1g來自實例1至10之根據本發明之磷光體及10g光學透明聚矽氧(來自Dow Corning之OE 6550)分散於Speedmixer中。借助於自動分配器(來自Essemtech之CDS 6200)將以此方式獲得之聚矽氧/磷光體混合物塗覆至藍色半導體LED之晶片(來自Mimaki Electronics之Unicorn封裝，配備有在450nm下發射之InGaN晶片)上，並在1h期間內，在150℃加熱箱中供熱下固化。
實例12：實例11中所製造之pc-LED之測試結果
利用Keithley K2400 Sourcemeter使實例11之LED與電流(350mA)接觸，並利用配備有積分球之Instrument Systems CAS 140光譜儀測定光學性質。光譜儀軟體由此處所得發射光譜計算LED之CIE 1931 x及y色點。將對應值繪製於圖1之CIE圖中。
Claims (16)
- 一種式I化合物(BaySr1-y)Zr1-xHfxSi3O9 (I)，其中x係於0至1之範圍內，且與其相獨立地，y係於0至1之範圍，其特徵在於0.1至20莫耳%之Zr或Hf離子已被選自由Pr3+、Sm3+、Eu3+及其組合所組成之群之三價金屬離子置換，且出於電荷補償需要存在相當於Pr3+、Sm3+及Eu3+離子之量之鹼金屬離子。
- 如請求項1之化合物，其中0.2至10莫耳%之該等Zr或Hf離子已被該等三價金屬離子置換。
- 如請求項1或2之化合物，其中x等於0或1。
- 如請求項1或2之化合物，其中0y<0.3，或者其中0.7<y1。
- 如請求項4之化合物，其中y等於0或1。
- 一種如請求項1至5中任一項之化合物之製備方法，其包括以下製程步驟：a)提供鋇及/或鍶源、鋯或鉿源、矽源、無機鹼金屬化合物及金屬釤、鐠或銪中一者之源；b)混合步驟a)中所提供之該等源；及c)於1000至1700℃範圍內對步驟b)中所混合之該等源進行溫度處理。
- 一種如請求項1至5中任一項之化合物作為轉換型磷光體之用途。
- 一種包含如請求項1至5中任一項之化合物之發射轉換材料。
- 如請求項8之發射轉換材料，其額外包含至少一種其他轉換型磷光體。
- 如請求項9之發射轉換材料，其中該其他轉換型磷光體係選自由下列組成之群：經Eu2+、Ce3+或Mn2+摻雜之硫化物、矽酸鹽、鋁 酸鹽、硼酸鹽、氮化物、氮氧化物、氮化矽(siliconitride)及鋁氮化矽(alumosiliconitride)。
- 一種光源，其中其包含一次光源及如請求項8至10中任一項之發射轉換材料。
- 如請求項11之光源，其中該一次光源為發光氮化鋁銦鎵。
- 一種照明單元，其中其包含至少一種如請求項11或12之光源。
- 如請求項13之照明單元，其中其係用於顯示裝置之背光源。
- 一種顯示裝置，其中其包含至少一種如請求項13或14之照明單元。
- 如請求項15之顯示裝置，其中其係液晶顯示裝置(LC顯示器)。
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