TWI778134B - 紅外線發射裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明之實施例包含一光源及安置於由該光源發射之光之一路徑中之一波長轉換結構。該波長轉換結構包含發射紅外線光之一第一磷光體及發射可見光之一第二磷光體。在一些實施例中，該光源發射第一光，該第二磷光體吸收該第一光且發射第二光，且該第一磷光體吸收該第一光且發射第三光及吸收該第二光且發射第四光。
Description
本發明係關於一種發射裝置，且更特定言之，本發明係關於一種紅外線發射裝置。
包含發光二極體(LED)、諧振腔發光二極體(RCLED)、垂直腔雷射二極體(VCSEL)及邊緣發射雷射之半導體發光裝置屬於當前可用之最有效光源。在能夠跨越可見光譜操作之高亮度發光裝置之製造中之當前所關注之材料系統包含亦稱作III族氮化物材料之III-V族半導體(尤其係鎵、鋁、銦及氮之二元、三元及四元合金)。通常，III族氮化物發光裝置係以金屬有機化學汽相沈積(MOCVD)、分子束磊晶(MBE)或其他磊晶技術藉由在一藍寶石、碳化矽、III族氮化物或其他適合基板上磊晶生長不同組合物及摻雜劑濃度之一半導體層堆疊來製造。堆疊通常包含形成於基板上方之摻雜(例如) Si之一或多個n型層、形成於n型層或若干n型層上方之一主動區域中之一或多個發光層及形成於主動區域上方之摻雜(例如) Mg之一或多個p型層。電接點形成於n型區域及p型區域上。
諸如一LED之一發光裝置通常與諸如一磷光體之一波長轉換材料組合。此等裝置通常稱作磷光體轉換LED或PCLED。
本發明之實施例包含諸如(例如)經由諸如一磷光體之一NIR發射發冷光材料發射紅外線(特定言之近紅外線(NIR)輻射)之PCLED之裝置。為求語言之簡潔，紅外線輻射可在本文中稱作「光」。NIR發射PCLED可針對諸如(例如) NIR光譜之任何適合目的使用。
圖1繪示根據一些實施例之一NIR發射裝置。一光源100 (其可為一LED或任何其他適合源)發射第一光104。第一光104之一部分入射於一NIR磷光體108上。NIR磷光體108吸收第一光104且發射第二光112。第一光104之一部分入射於一第二磷光體102上。第二磷光體吸收第一光104且發射第三光106。第三光106可係可見，儘管不需要係可見。第三光106入射於NIR磷光體108上。NIR磷光體108吸收所有第三光106或第三光106之一部分且發射第四光110。
NIR磷光體108及第二磷光體102可經結構化使得較少或無第一光或第三光係來自裝置之最終發射光譜，儘管不需要結構化。
在一些實施例中，第一光104係藍色光。在一些實施例中，第一光104可具有介於(例如) 440 nm與460 nm之間之一峰值波長。在一些實施例中，第二光112及第四光110兩者係近紅外線且具有不同峰值波長。在一些實施例中，第三光106光係紅色。
諸如磷光體之波長轉換材料通常包含一主晶格及至少一摻雜劑種類。摻雜劑種類之原子充當發光中心。在一些實施例中，NIR磷光體係具有至少Cr(III) (Cr3+
)之至少一磷光體作為摻雜劑種類。Cr(III)磷光體由第一光104經由4
A2
à4
T1
電子躍遷激發。第三光106經由4
A2
à4
T2
電子躍遷激發Cr(III)磷光體。組合激發光導致由Cr(III)磷光體經由4
T2
à4
A2
(第二光112)及2
Eà4
A2
(第四光110)發射通道發射光。
在一些實施例中，NIR磷光體含有一個以上化學上不同Cr(III)發射位置，其經由如上文所描述之不同發射通道發射。在一些實施例中，由上述兩個通道之發射可由(a)由具有一摻雜劑之一個以上取代位置之一序化結構構成之一結晶磷光體材料(諸如具有位於Ge位置上之Cr3+
之La3
GaGe5
O16
:Cr)、(b)其中不同晶體類型經由不同發射通道發射之一固態溶液或混合晶體類型磷光體(諸如La3
Ga5-y
SiO14
:Cry
，其中Si4+
及Ga3+
統計上占用相同晶格位置)或(c)一玻璃或非晶材料(諸如一GeO2
– Al2
O3
– LaF3
– LiF – Cr2
O3
氟鍺類型玻璃)達成。
圖1中所繪示之裝置可具有僅含一類型之泵光之介於700 nm與1200 nm之間之一非常寬紅外線發射範圍。寬發射範圍可用於NIR光譜應用。
NIR磷光體108可發射具有在一些實施例中至少700 nm且在一些實施例中不大於1100 nm之一峰值波長之光。NIR磷光體108可具有在700 nm至1100 nm範圍內之一分佈發射強度；例如，在一些實施例中，NIR磷光體108可具有在一些實施例中至少1700 cm-1
且在一些實施例中不大於3000 cm-1
之一半波高全寬值(full width at half maximum)。
NIR磷光體108可由(例如)可見光譜範圍內之光激發，意謂NIR磷光體108吸收可見光且作為回應，發射NIR光。NIR磷光體108之帶隙(band gap)在一些實施例中可為至少4.8 eV及在一些實施例中大於5 eV。
在一些實施例中，如上文所描述，NIR磷光體108包含諸如Cr(III) (Cr(III)相同於Cr3+
)之三價陽離子作為發射中心。在一些實施例中，NIR磷光體108之主晶格包含展示小於Cr(IV) (Cr(IV)相同於Cr4+
)之有效離子半徑之至少10%之有效離子半徑之四價陽離子。四價陽離子可為具有小於Cr4+
之有效離子半徑之38%之四倍配位之一有效離子半徑之Si4+
。小四價陽離子大小可抑制不需要的Cr(IV)之形成，其可改良NIR磷光體之穩定性且可增加NIR磷光體在高溫下之發光轉換效率。NIR磷光體含有相對於NIR磷光體中之總鉻含量在一些實施例中小於10%之Cr(IV)、在一些實施例中小於5%之Cr(IV)、在一些實施例中小於1%之Cr(IV)及在一些實施例中 0%之Cr(IV)。
在一些實施例中，NIR磷光體108具有屬於在極性空間群組P321中結晶之三角形鈣鎵鍺結構族群之一主晶格。適合鈣鎵鍺材料可具有一成分範圍RE3
Ga5-x-y
Ax
SiO14
:Cry
(RE = La、Nd、Gd、Yb、Tm；A = Al、Sc)，其中0 ≤ x ≤ 1且0.005 ≤ y ≤ 0.1。
在一些實施例中，NIR磷光體108具有包含諸如Mg、Ca、Yb、Sr、Eu、Ba、Zn、Cd之一些二價微量金屬之鈣鎵鍺或石榴石晶體結構主晶格。二價微量金屬之濃度保持低，在一些實施例中小於400 ppm且在一些實施例中小於100 ppm。
在一些實施例中，NIR磷光體108係亦稱為蘭克賽(Langasite)之La3
Ga5-y
SiO14
:Cry
，其展示5.1 eV處之一光學帶隙。在一些實施例中，NIR磷光體108係組合物La3
Ga5-x
Ge1-y
Siy
O14
:Crx
(0 ≤ y ＜ 1)之一或多個鎵鍺化合物，其展示在4.6 eV至5.1 eV之範圍內之光學帶隙。在一些實施例中，一鎵鍺材料之光學帶隙可由Ga部分替換為Al及/或Sc及/或藉由將La之部分替換為小稀土元素Nd、Gd及Yb而增加。Nd3+
及Yb3+
展示可有益於特定應用之950 nm至1070 nm波長範圍內之額外發射。
在一些實施例中，NIR磷光體108包含經混合之多個NIR磷光體。例如，RE3
Ga5-x-y
Ax
SiO14
:Cry
(RE = La、Nd、Gd、Yb、Tm；A = Al、Sc)可與諸如組合物Gd3-x
REx
Sc2-y-z
Lny
Ga3-w
Alw
O12
:Crz
(Ln = Lu、Y、Yb、Tm；RE = La、Nd)(其中0 ≤ x ≤ 3；0 ≤ y ≤ 1.5; 0 ≤ z ≤ 0.3；且0 ≤ w ≤ 2)之一或多個摻雜鉻之石榴石及/或組合物AAEM1-x
F6
:Crx
(A = Li、Cu；AE = Sr、Ca；M = Al、Ga、Sc)(其中0.005 ≤ x ≤ 0.2)之一或多個摻雜鉻之白蠟石材料之一第二寬帶隙磷光體材料組合。
圖2繪示根據一些實施例之兩個石榴石NIR磷光體粉末之發射光譜。當由440 nm光激發時，曲線A係Gd2.8
La0.2
Sc1.7
Lu0.2
Ga3
O12
:Cr0.1
之發射光譜。當由440 nm光激發時，曲線B係Gd2.4
La0.6
Sc1.5
Lu0.4
Ga3
O12
:Cr0.1
之發射光譜。下文在實例中描述此等材料之合成。
可使用任何適合第二磷光體102。在一些實施例中，第二磷光體102係諸如組合物M2-x
Si5-y
Aly
Oy
N8-y
:Eux
(M = Ba、Sr、Ca)(諸如(例如) Ba0.2
Ca0.06
Sr1.64
Si4.98
Al0.02
O0.02
N7.98
:Eu0.1
)之BSSNE型磷光體；組合物M1-x
SiAlN3
:Eux
(M = Sr、Ca)(諸如(例如) Ca0 .985
SiAlN3
:Eu0.015
)之CASN或SCASN型磷光體；或諸如(例如) (Ba0.5
Ca0.5
)0.995
LiAl3
N4
:Eu0.005
之M1-x
LiAl3
N4
:Eux
(M = Ba、Sr、Ca)(其可在UCr4
C4
結構類型之一序化結構變體中結晶，其中Ba及Ca占用特定晶格位置)之一摻雜Eu2+
之紅色發射材料。類似序化變體已知為諸如RbNaLi6
Si2
O8
之氧化物。對於Ba位置上之Eu，獲得~630 nm之(Ba0.5
Ca0.5
)1-x
LiAl3
N4
:Eux
窄帶發射，而對於Ca位置上Eu，獲得波長＞ 700 nm之NIR發射。
在一實施例中，NIR磷光體108係組合物La3
Ga4.98
SiO14
:Cr0.02
之一蘭克賽型磷光體且第二磷光體102係組合物Ca0.985
SiAlN:Eu0.015
之一CASN型磷光體。CASN型紅色發射磷光體可購自(例如) Mitsubishi Chemical (BR-101系列)。圖3展示各種混合物之發射光譜。曲線A繪示當由在445 nm下發射之一LED泵送時La3
Ga4.98
SiO14
:Cr0.02
之發射。曲線B繪示當由在445 nm下發射之一LED泵送時La3
Ga4.98
SiO14
:Cr0.02
+ 0.5重量% Ca0.985
SiAlN:Eu0.015
之一混合物之發射。曲線C繪示當由在445 nm下發射之一LED泵送時La3
Ga4.98
SiO14
:Cr0.02
+ 1.6重量% Ca0.985
SiAlN:Eu0.015
之一混合物之發射。曲線D繪示當由在445 nm下發射之一LED泵送時La3
Ga4.98
SiO14
:Cr0.02
+ 3.2重量% Ca0.985
SiAlN:Eu0.015
之一混合物之發射。如圖3中所繪示，發射強度甚至在紅色發射Eu2+
磷光體102及Cr3+
磷光體108之發射帶不重疊之波長下顯著增強。
在另一實施例中，展示776 nm下之一發射最大值之組合物Gd2.4
La0.6
Sc1.5
Lu0.4
Ga3
O12
:Cr0.1
(5重量%)之一額外石榴石類型磷光體與1.6重量% Ca0.985
SiAlN:Eu0.015
及93.4重量% La3
Ga4.98
SiO14
:Cr0.02
組合成聚矽氧且沈積於一藍色發射LED晶粒(444 nm發射)。
可以(例如)粉末形式、陶瓷形式或任何其他適合形式製造上述NIR磷光體108及第二磷光體102。NIR磷光體108及第二磷光體102可形成為與光源分開形成且可與光源分開處置之一或多個結構(諸如一預製造玻璃或瓷磚)或可形成為與光源原位形成之一結構(諸如形成於源上或上方之一保形或其他塗層)。
NIR磷光體108及第二磷光體102可在一單一波長轉換層中混合在一起或形成為單獨波長轉換層。在具有單獨波長轉換層之一結構中，NIR磷光體108及第二磷光體102可堆疊使得第二磷光體102可安置於NIR磷光體108與光源之間，或NIR磷光體108可安置於第二磷光體102與光源之間。
在一些實施例中，NIR磷光體108及第二磷光體102可為在(例如)一透明矩陣、一玻璃矩陣、一陶瓷矩陣或任何其他適合材料或基板中散佈之粉末。在一矩陣中散佈之磷光體可為(例如)切割或形成為安置於一光源上方之一磚片之一矩陣。玻璃矩陣可為(例如)具有低於1000 °C之一軟化點之一低熔融玻璃或任何其他適合玻璃或其他透明材料。陶瓷矩陣材料可為(例如)諸如CaF2
之一氟鹽或任何其他適合材料。
NIR磷光體108及第二磷光體102可(例如)藉由混合粉末狀磷光體與諸如聚矽氧之一透明材料及施配或以其他方式將其安置於光之一路徑中而以粉末形式使用。以粉末形式，磷光體之平均顆粒大小(例如顆粒直徑)在一些實施例中可為至少1 μm、在一些實施例中不大於50 μm、在一些實施例中至少5 μm及在一些實施例中不大於20 μm。在一些實施例中，個別磷光體顆粒或粉末狀磷光體層可塗佈有諸如矽酸鹽、磷酸鹽及/或一或多種氧化物之一或多個材料以(例如)改良吸收及發光性質及/或增加材料之功能使用年限(lifetime)。
NIR磷光體108及第二磷光體102可用於(例如)包含一發光二極體(LED)之一光源中。由發光二極體發射之光由根據本發明之實施例之磷光體吸收且依一不同波長發射。圖4繪示一適合發光二極體，發射藍色光之一III族氮化物LED之一實例。
儘管在以下實例中半導體發光裝置係發射藍色或UV光之一III族氮化物LED，但可使用除LED之外諸如雷射二極體之半導體發光裝置及由諸如其他III-V族材料、III族磷化物、III族砷化物、II-VI族材料、ZnO或基於Si之材料之其他材料系統製成之半導體發光裝置。
圖4繪示可用於本發明之實施例中之一III族氮化物LED 1。可使用任何適合半導體發光裝置且本發明之實施例不受限於圖2中所繪示之裝置。圖4之裝置藉由使一III族氮化物半導體結構生長於如本技術中所展示之一生長基板10上而形成。生長基板通常係藍寶石但可為諸如(例如) SiC、Si、GaN或一複合基板之任何適合基板。可在生長之前圖案化、粗糙化或紋理化III族氮化物半導體結構生長於其上之生長基板之一表面，其可改良自裝置之光提取。與生長表面(即，大多數光透過其以一覆晶(flip chip)組態提取之表面)相對之生長基板之一表面可在生長之前或之後圖案化、粗糙化或紋理化，其可改良自裝置之光提取。
半導體結構包含夾置於n型區域與p型區域之間之一發光或主動區域。一n型區域16可首先生長且可包含多層不同成分及摻雜劑濃度，包含(例如)諸如緩衝層或成核層之製備層及/或經設計以促進生長基板之移除之層(其可為n型或無意摻雜)及經設計用於發光區域有效地發射光而期望之特定光學、材料或電性質之n型或甚至p型裝置層。一發光或主動區域18生長於n型區域上方。適合發光區域之實例包含一單一厚或薄發光層或包含由阻障層分隔之多個薄或厚發光層之一多量子井發光區域。接著，一p型區域20可生長於發光區域上方。如同n型區域，p型區域可包含多層不同成分、厚度及摻雜劑濃度，包含無意摻雜之層或n型層。
在生長之後，一p接點形成於p型區域之表面上。p接點21通常包含諸如一反射金屬及可防止或減少反射金屬之電遷移之一防護金屬之多個導電層。反射金屬通常係銀但可使用任何適合材料或若干適合材料。在形成p接點21之後，移除p接點21、p型區域20及主動區域18之一部分以曝露一n接點22形成於其上之n型區域16之一部分。n接點22及p接點21由可填充諸如矽之氧化物或任何其他適合材料之一介電質一間隙25彼此電隔離。可形成多個n接點通路；n接點22及p接點21不受限於圖4中所繪示之配置。n接點及p接點可重新分佈以形成具有一介電/金屬堆疊之焊墊，如本技術中所展示。
為形成至LED 1之電連接，一或多個互連件26及28形成於n接點22及p接點21上或電連接至n接點22及p接點21。互連件26電連接至圖4中之n接點22。互連件28電連接至p接點21。互連件26及28與n接點22及p接點21電隔離及由介電層24及間隙27彼此電隔離。互連件26及28可為(例如)焊料、凸塊、金層或任何其他適合結構。
基板10可經薄化或完全移除。在一些實施例中，圖案化、紋理化或粗糙化藉由薄化而曝露之基板10之結構以改良光提取。
任何適合發光裝置可用於根據本發明之實施例之光源中。本發明不受限於圖4中所繪示之特定LED。諸如(例如)圖4中所繪示之LED之光源由區塊1繪示於下圖中。
圖5、圖6及圖7繪示組合一LED 1及一波長轉換結構30之裝置。根據上述實施例及實例，波長轉換結構30可包含NIR磷光體108及第二磷光體102。
在圖5中，波長轉換結構30直接連接至LED 1。例如，波長轉換結構可直接連接至圖4中所繪示之基板10或半導體結構(若已移除基板10)。
在圖6中，波長轉換結構30安置為靠近LED 1，但不直接連接至LED 1。例如，波長轉換結構30可由一黏著層32、一小氣隙或任何其他適合結構與LED 1分隔。在一些實施例中，LED 1與波長轉換結構30之間的間隔可為(例如)小於500 µm。
在圖7中，波長轉換結構30與LED 1隔開。在一些實施例中，LED 1與波長轉換結構30之間的間隔可為(例如)約數毫米。此一裝置可稱作一「遠端磷光體」裝置。
波長轉換結構30可為方形、矩形、多邊形、六邊形、圓形或任何其他適合形狀。波長轉換結構可為相同於LED 1之大小、大於LED 1或小於LED 1。
多個波長轉換材料及多個波長轉換結構可用於一單一裝置中。波長轉換結構之實例包含發冷光瓷磚；安置於諸如聚矽氧或輥壓、鑄造或以其他方式形成一片接著切割成個別波長轉換結構之玻璃之透明材料中之粉末狀磷光體；諸如安置於諸如形成一撓性片(其可層壓或以其他方式安置於一LED 1上方)之聚矽氧之一透明材料中之粉末狀磷光體之波長轉換材料、諸如與諸如聚矽氧之一透明材料組合且施配、網版印刷、模板印刷、模製或以其他方式安置於LED 1上方之粉末狀磷光體之波長轉換材料；及由電泳、汽相或任何其他適合類型之沈積塗佈於LED 1或另一結構上之波長轉換材料。
一裝置亦可包含除上述NIR磷光體108及第二磷光體102之外之其他波長轉換材料，諸如(例如)習知磷光體、有機磷光體、量子點、有機半導體、II-VI族或III-V族半導體、II-VI族或III-V族半導體量子點或奈米晶體、染料、聚合物或發光之其他材料。
波長轉換材料吸收由LED發射之光且發射一或多個不同波長之光。儘管非必要，但由LED發射之未轉換光通常係自結構提取之光之最終光譜。發射不同波長之光之波長轉換材料可包含以視一特定應用之期望或需要調整自結構提取之光之光譜。
多個波長轉換材料可混合在一起或形成為單獨結構。
在一些實施例中，其他材料可添加至波長轉換結構或裝置，諸如(例如)改良光學效能之材料、促進散射之材料及/或改良熱效能之材料。
實例 1. La3
Ga4.98
SiO14
:Cr0.02
之合成。 起始材料4.805 g氧化鑭(Auer Remy, 4N)、4.589 g氧化鎵(Alfa, 5N)、0.0149 g氧化鉻(III族)(Alfa, 99%)、0.591 g發煙二氧化矽(Evonik)及0.1 g硼酸(Aldrich)在乙醇中混合、在100 °C下乾燥且在1300 °C下在一氧化碳下燒製達4小時。在球研磨之後，使用水洗滌粉末、乾燥粉末及篩分粉末。獲得單相La3
Ga4.98
SiO14
:Cr0.02
。圖8係以a0
= 8.163 Å且c0
= 5.087 Å之鈣鎵鍺結構結晶之合成La3
Ga4.98
SiO14
:Cr0.02
之一X射線繞射(XRD)圖案。
2. La3
Ga4.48
Al0.5
SiO14
:Cr0.02
之合成。 起始材料9.8182 g氧化鑭(Auer Remy, 4N)、8.4354 g氧化鎵(Molycorp, UHP級)、0.0314 g氧化鉻(III族)(Alfa, 99%)、1.208 g發煙二氧化矽(Evonik)、0.5136 g氧化鋁(Baikowski)及0.2005 g硼酸(Aldrich)在乙醇中混合、在100 °C下乾燥且在1320 °C下在一氧化碳下燒製4小時且另外在1000 °C之合成氣體下達4小時。在球研磨之後，使用水洗滌粉末、乾燥粉末及篩分粉末。圖9係以a0
= 8.146 Å且c0
= 5.075 Å之鈣鎵鍺結構結晶之合成La3
Ga4.48
Al0.5
SiO14
:Cr0.02
之一XRD圖案。
3. Gd2.8
La0.2
Sc1.7
Lu0.2
Ga3
O12
:Cr0.1
之合成。 起始材料5.148 g氧化釓(Rhodia, superamic級)、1.189 g氧化鈧(Alfa Aesar, 4N)、0.404 g氧化鑥(III族)(Rhodia)、2.852 g氧化鎵(Alfa Aesar, 4N)、0.0771 g氧化鉻(III族)(Alfa, 99%)、0.3305 g氧化鑭(Auer Remy, 4N)及0.2 g氟化鋇(Alfa Aesar)混合且在1500 °C下於大氣環境下燒製4小時。在壓碎及球研磨之後，在熱水中洗滌粉末、乾燥粉末及篩分粉末。圖10係以a0
= 12.440 Å之石榴石結構結晶之合成Gd2.8
La0.2
Sc1.7
Lu0.2
Ga3
O12
:Cr0.1
之一XRD圖案。
4. Gd2.4
La0.6
Sc1.5
Lu0.4
Ga3
O12
:Cr0.1
之合成。 起始材料4.330 g氧化釓(Rhodia, superamic級)、1.103 g氧化鈧(Alfa Aesar, 4N)、0.792 g氧化鑥(Rhodia)、2.799 g氧化鎵(Alfa Aesar, 4N)、0.0757 g氧化鉻(III族)(Alfa, 99%)、0.9730 g氧化鑭(Auer Remy, 4N)及0.2 g氟化鋇(Alfa Aesar)混合且在1550 °C下於大氣環境下燒製4小時。在研磨之後，在1400 °C下於一氧化碳環境下再次燒製粉末達4小時。在壓碎及球研磨之後，在熱水中洗滌粉末、乾燥粉末及篩分粉末。圖11係以a0
= 12.604 Å之石榴石結構結晶之合成Gd2.4
La0.6
Sc1.5
Lu0.4
Ga3
O12
:Cr0.1
之一XRD圖案。
5. SrLiAl0.995
F6
:Cr0.005
之合成。 起始材料AlF3
(99.99%, 無水)、LiF (99.999%)、SrF2
(99.99%, 乾燥)及CrF3
(99.98%, 無水)在氬氣下混合且在一鉑坩堝中轉移。在600°C下於氬氣環境下燒製4小時之後，在乙醇中研磨所得粉餅且乾燥粉餅。
6.磷光體混合物。 就諸如NIR光譜之紅外線照明應用而言，通常較佳地具有一寬、連續發射強度分佈。因此，在一些實施例中，NIR磷光體108包含與(例如)來自由(例如)實例3)及4)繪示之摻雜Cr之石榴石之種類之一或多個較短波長發射材料及/或與來自由(例如)實例5)繪示之摻雜Cr之白蠟石材料之種類之材料組合之(例如)來自由(例如)實例1)及2)繪示之摻雜Cr之鈣鎵鍺類型磷光體之種類之一或多個較長波長發射材料。
已詳細描述本發明，熟習技術者應瞭解，鑑於本發明，可在不背離本文所描述之發明概念之精神之情況下對本發明進行修改。因此，不意欲本發明之範疇受限於所繪示及描述之特定實施例。
1‧‧‧III族氮化物發光二極體(LED)10‧‧‧生長基板16‧‧‧n型區域18‧‧‧發光區域/主動區域20‧‧‧p型區域21‧‧‧p接點22‧‧‧n接點24‧‧‧介電層25‧‧‧間隙26‧‧‧互連件27‧‧‧間隙28‧‧‧互連件30‧‧‧波長轉換結構32‧‧‧黏著層100‧‧‧光源102‧‧‧第二磷光體104‧‧‧第一光106‧‧‧第三光108‧‧‧近紅外線(NIR)磷光體110‧‧‧第四光112‧‧‧第二光A‧‧‧曲線B‧‧‧曲線C‧‧‧曲線D‧‧‧曲線
圖1繪示根據一些實施例之一光源。 圖2繪示根據一些實施例之兩個近紅外線發射磷光體之發射光譜。 圖3繪示與近紅外線發射磷光體及紅色磷光體之混合物組合之藍色發射LED之發射光譜。 圖4係一LED之一截面圖。 圖5係具有與一LED直接接觸之一波長轉換結構之一裝置之一截面圖。 圖6係具有靠近一LED之一波長轉換結構之一裝置之一截面圖。 圖7係具有與一LED隔開之一波長轉換結構之一裝置之一截面圖。 圖8係合成La3
Ga4.98
SiO14
:Cr0.02
之一X射線繞射(XRD)圖案。 圖9係合成La3
Ga4.48
Al0.5
SiO14
:Cr0.02
之一XRD圖案。 圖10係合成Gd2.8
La0.2
Sc1.7
Lu0.2
Ga3
O12
:Cr0.1
之一XRD圖案。 圖11係合成Gd2.4
La0.6
Sc1.5
Lu0.4
Ga3
O12
:Cr0.1
之一XRD圖案。
100‧‧‧光源
102‧‧‧第二磷光體
104‧‧‧第一光
106‧‧‧第三光
108‧‧‧近紅外線(NIR)磷光體
110‧‧‧第四光
112‧‧‧第二光
Claims (8)
- 一種發光裝置，其包括：一光源，其發射第一光；及一波長轉換結構，其安置於由該光源發射之光之一路徑中，該波長轉換結構包括：一第一磷光體，其發射紅外線光；及一第二磷光體，其中吸收該第一光且發射第二光，該第二光係可見光，其中該第一磷光體吸收該第一光且發射第三光，其中該第一磷光體吸收該第二光且發射第四光，且其中該第三光及該第四光在該紅外線發射範圍內具有不同峰值波長。
- 如請求項1之發光裝置，其中該第一光係藍色光且該第二光係紅色光。
- 如請求項1之發光裝置，其中該第一磷光體包括由該第一光經由4A2→4T1電子躍遷激發且由該第二光經由4A2→4T2電子躍遷激發之一Cr(III)磷光體。
- 如請求項1之發光裝置，其中該第一磷光體包括由具有一摻雜劑之一個以上取代位置之一序化結構構成之一結晶磷光體材料。
- 如請求項1之發光裝置，其中該第一磷光體包括一固態溶液及不同晶體類型經由不同發射通道發射之一混合晶體類型磷光體之一者。
- 如請求項1之發光裝置，其中該第一磷光體包括一玻璃或非晶材料。
- 如請求項1之發光裝置，其中該第一磷光體係RE3Ga5-x-yAxSiO14：Cry(RE=La、Nd、Gd、Yb、Tm；A=Al、Sc)，其中0x
1且0.005
y
0.1。
- 如請求項1之發光裝置，其中該第一磷光體及該第二磷光體與一透明材料混合且安置於該光源上方。
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