TW201009050A - Red phosphor and forming method thereof for use in solid state lighting - Google Patents

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201009050 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於紅色磷光體及其形成方法，且更具體而言 係關於用於固態照明裝置之紅色磷光體及其形成方法。 【先前技術】 通常，白光LED作為新穎光源已得到認可，由於白光 LED之壽命極長，故其能夠替代在室内用於螢光燈之普通 照明裝置及作為LED背光。與白熾燈（例如60 W節能型燈） 相比，其可更小型化且另外由低功率電源驅動。 在製造白光LED之方法中，已提出使用呈三種顏色（紅 色、綠色及藍色）之發光二極體；然而，該方法存在製造 成本高且其產品尺寸因複雜驅動電路而變得較大之問題。 同時，迄今已實現藉由組合藍色LED(具有460 nm波長之 InGaN半導體）與YAG:Ce磷光體來製造白光LED。自藍色 LED所發射的藍光激發YAG:Ce磷光體以產生黃-綠色螢 光，然後將藍色與黃-綠色組合以發射白光。然而，所發 射白光（藉由組合藍色LED與YAG:Ce磷光體而產生）具有窄 的可見光譜區域（缺少紅色分量）且因此演色性指數低。因 此，不能準確地表現顏色。 .為解決白光LED之上述問題，已藉由使用紫外 (「UV」）LED作為激發光源並組合所有紅色、綠色、及藍 色磷光體針對研製發射幾乎類似於自然色之白光的白光 LED進行各種研究。必需研製紅色發光材料以製造出在 400 nm波長之激發光源下具有優良亮度及最佳裝置效率之 138953.doc 201009050 此類白光LED。亦即，儘管綠色及藍色磷光體具有令人滿 意之亮度效率’但由於紅色磷光體具有極低亮度效率，故 迫切需要研製出對於UV激發源而言具有優良亮度效率之 紅色發光材料。 - 另外’認為對於近UV激發源具有良好亮度效率之發光

、 材料在研製主動式發光LCD中極為重要。主動式發光LCD 經構造以使得自其後表面所發射的光穿過偏振器進入液晶 φ 層’此允許背光穿過或藉助其對準適當地屏蔽背光，以形 成預定顯示類型。隨後，穿過液晶層之背光激發相應磷光 體，由此藉助正面玻璃顯示圖像。與現有有色液晶顯示裝 置相比，儘管該主動式發光LCD元件結構簡單並可容易地 製造，然而’在所使用磷光體中紅色磷光體之發射亮度 低，故認為不實用。 具體而言，主動式發光LCD裝置必須使用波長等於或大 於390 nm之近UV(光）作為後表面光源以保護液晶ιυν • LED可能係作為後表面光源滿足此要求之最佳者。因此， 研製出在主動式發光LCD裝置以及紅色及白色led中對於 近UV具有良好亮度效率之紅色發光材料極為重要。 - 一直藉由組合藍色LED與YAG:Ce磷光體使用習用白光 、 LED。由於其缺乏紅色部分，故發射光顯示淺藍白色。此 外，紅色磷光體出現發光效率低、隨時間流逝及溫度劣 化、且亦不能由可見光激發等許多問題。 為了解決上述問題，已研製出⑽啊作為紅色碟光 體。該紅色磷光體（CaA1SiN3)使用藍色LED光源作為敎發 138953.doc 201009050 光源，其在室溫至loot範圍内保持穩定。同時，該紅色 磷光體係藉由以下製備：在隔離空氣及水分之球形盒子内 將氮化鋁、氮化鈣及氮化銪混合且然後將混合物放置於約 10 atm及約Moot下於氮氣氛中來製備Eu固體溶液此 處，含有CaAlSiA之紅色磷光體之製備方法複雜且其原料 昂貴。此外，該紅色磷光體對於近UV2激發效率低。 同時，亦在FED(場發射顯示器）之領域中已實施對紅色 磷光體之研究。在FED系統中，磷光體應由使用高於丨kv 之高加速電壓所獲得之高能量電子束激發。因此，與fed 相容之紅色磷光體並不適用於固態照明系統，例如於低電 壓（例如’低於1〇 V)下作業之LED。 儘管在FED系統中需要高於丨kv之高加速電壓且甚至於 咼真空環境下應保持其紅色磷光體之性質，但固態照明系 統（例如LED)之紅色磷光體應於低電壓（例如，低於ι〇 v) 下用低功率光源完全激發。因此，一直需要或關注與在低 驅動電壓下作業之固態照明系統相容之紅色磷光體。 【發明内容】 因此，本發明之目的係提供用於固態照明裝置之紅色磷 光體及其製備方法，該紅色磷光體可在周圍空氣中於大氣 壓力下製備且可用近UV、藍光及綠光中之任一者激發。 本發明之另一目的係提供能夠藉由使用其中之紅色磷光 體實現白光發射之固態照明裝置，其中該紅色磷光體可在 周圍空氣中於大氣壓力下形成。 為達成上述目的，根據本發明形成用於固態照明裝置包 138953.doc 201009050 括La及Ti之氧化物及稀土元素之紅色磷光體。 根據本發明之-態樣，提供用於固態照明裝置包括㈣ Τι之氧化物作為主要成分及稀土元素之紅色磷光體，其中 該紅色Μ體係用輻照於其上之人射光源激發，且因此發 射紅光。 根據本發明之另-態樣，提供包括發光：極體及紅色鱗 光體之固態照明裝置，該紅色磷光體係用自該二極體賴照 於其上之光激發且因此發射紅光，其中該紅色磷光體具有

La及Τι之氧化物作為主要成分及稀土元素作為添加成分。 稀土 兀素可選自由 Eu、Er、Dy、Sm、Tb、Ce、Gd、Μ、

Dy、Ho及其混合物組成之群e Eu可作為代表性稀土元素 使用。 根據本發明之又一態樣，提供製造紅色磷光體之方法， 該方法包含以下步驟：將La氧化物、Ti氧化物及稀土元素 氧化物混合且然後形成混合物，並藉由在丨，〇〇〇_丨，5〇〇艺範 圍内對該混合物實施熱處理形成LaxTiy〇z:K(K :稀土元素） 紅色磷光體。該混合物係在周圍空氣中於大氣壓力下實施 熱處理。 在習用紅色磷光體中，由於其在氮氣氛中製備而出現生 產設施複雜且其成本昂貴之問題。此外，習用紅色磷光體 不旎用UV有效激發。然而，本發明用於固態照明裝置之 紅色鱗光體可在周圍空氣中於大氣壓力下以低成本製備。 本發明之紅色磷光體可包括La及Ti之氧化物作為主要成分 及稀土元素作為添加成分且另外可用近UV、藍光及綠光 138953.doc 201009050 中之任一者激發。本發明之紅色磷光體具有改良白色LED 演色性指數之優點且另外具有優良熱穩定性。 【實施方式】 根據本發明之較佳實施例，包括La及Ti之氧化物（在下 文中，亦可稱為「La-Ti氧化物」）之紅色磷光體可藉由以 下製備以克服先前技術中之上述問題：將以氧化物、^氧 化物及Eu氧化物以最佳莫耳分數混合並在i，〇〇〇15〇(rc範 圍内在周圍空氣中於大氣壓力下對混合物進行加熱。此 處’ La-Ti氧化物指含有La、Ti及氧（〇)化學元素之複合 物，例如 La2Ti〇5、LaTi209 及 La4Ti9024，其表示為 LaxTiy〇z。 在下文中，本發明較佳實施例之紅色麟光體可在白光 LED中作為產生白光之材料使用。然而，應注意，本發明 較佳實施例之紅色磷光體並不限於白色LED。紅色磷光體 可用於各種電子裝置。 另外，儘管在本發明之實施例中闡述使用Eu作為代表性 稀土元素，但熟悉本發明所涉及領域之技術者可選擇其他 稀土元素代替Eu。亦即，稀土元素可選自由eu、Er、 Dy、Sm、Tb、Ce、Gd、Nd、Dy、及Ho組成之群，其為 單一元素或其一或多種之組合。 [第一實施例1製備La2TiOs:Eu紅色磷光體 藉由使用研缽將適當量之La2〇3、Ti〇2及Eu2〇3原料與醇 溶劑混合來形成衆液直至醇蒸發。或者，原料可按化學古十 量比稱量並使用經氧化釔穩定之氧化鍅球將其與醇溶劑混 138953.doc 201009050 合。此後，將與醇溶劑充分混合之原料球磨24小時，於 95°C之烘箱中乾燥，且㈣於研蛛中混合以形成顆粒或粉 末。Ik後，將原料於在i，〇00· 15001範圍内在周圍空氣中 於大氣壓力下加熱。此時，EU2〇3之混合係以其佔全部原 料之分數在0.005至0.4間變化之方式實施。表丨顯示根據本 發明第一實施例當Tih以！·〇莫耳提供時La2〇3、Ti〇2及

EhO3每一者之莫耳比及在此一混合比下Eu2〇3之混合分 數。 [表1]當製備LazTiOyEu紅色磷光體時原料之混合莫耳比

La2〇3 Ti〇2 Eu2〇3 Eu203佔全部原料之分數 0.99 1.0 0.01 0.005 0.95 090 1.0 ~~Γδ~~ 0.05 oTo -_0Ό25__ ~ 005 ~ 0.80 1.0 0.20 0.1 0.70 1.0 0.30 0.15 0.50 1.0 0.50 0.25 0.20 1.0 0.80 0.4 於混合分數變化期間發現了 Eu2〇3i最佳混合分數。此 籲 處，最佳混合分數指使紅色磷光體亮度強度達到最大值之 EhO3混合分數，其在本發明揭示内容中使用相同含義。 圖1係顯不LazTiOyEu紅色磷光體（亦即，La-Ti氧化物為 LaJiO5型）之XRD繞射圖案之視圖，該[以丁丨…:如紅色磷 光體係藉由將1^2〇3、14〇2及丑112〇3以〇.8:1.0:0.2之混合莫 耳比混合且然後加熱該混合物製得。參照圖i，其顯示基 本上形成單相LaJiO5。在圖1中，緊跟在lte之後的 08_1_〇2指不La"3、Ti〇2及如2〇3之混合莫耳分數 138953.doc 201009050 (0.8:1.0.0.2)且§亥莫耳分數之指不在本發明揭示内容中將 具有相同含義。 亮度光譜之輓察結果 圖2係顯示使用395 nm近UV所激發之La2Ti05:EU紅色碟 光體及Y2〇2S:Eu磷光體之亮度強度的視圖，其中該 LazTiOrEu紅色磷光體係藉由根據本發明之第一實施例以 0.8:1.0:0.2之莫耳比混合La203、Ti02、及 Eu203製得。 圖3係顯示使用465 nm藍色LED光所激發之La2Ti05:Eu紅 色磷光體及習用Y2〇2S:Eu磷光體之亮度強度的視圖，其中 該LazTiOyEu紅色磷光體係根據本發明之第一實施例以 Ειΐ2〇3之最佳混合莫耳分數（La2〇3:Ti〇2:Eii2〇3=〇.8:1.0:0.2) 製得。 參照圖2 ’其顯示紅色磷光體亮度強度之最大值小於 Y2〇2S:Eu之亮度強度最大值’該紅色磷光體係以藉由第一 實施例之實驗所獲得之最佳混合比製得並用395 nm近UV 光激發。然而’圖3中顯示當用465 nm藍光激發時，根據 第一實施例以最佳混合比製得之紅色碌光體之亮度強度遠 遠大於Y2〇2S:Eu壤光體之亮度強度。 參照圖2及3，就根據本發明之第一實施例以Eu2〇3之最 佳混合莫耳分數製得之La2Ti05:Eu紅色磷光體而言，發現 三個亮度峰值’例如594 nm、610 nm及628 nm。此處，如 圖2及3所示’作為Eu203之最佳混合莫耳分數之值〇.1(相當 於Eu2〇3之混合莫耳比之值為0 2)係基於圖4及5中所示之實 驗結果得到。 138953.doc -10· 201009050

Eu2〇3之最佳混合莫耳分數之觀察結果 圖4係顯示La2Ti〇5:Eu紅色鱗光體之亮度強度在3個亮度 峰處（594 nm、610 nm及628 nm)亮度強度隨Eu203之量（混 合莫耳比）變化之視圖，其中該La2Ti05:Eu紅色填光體係根 據本發明之第一實施例用395 nm近UV激發。圖5係顯示 La2Ti05:EU紅色磷光體之亮度強度在3個亮度峰處（594 nm、610 nm及628 nm)亮度強度隨Eu203之量（混合莫耳比） 變化之視圖’其中該LajTiOyEu紅色鱗光體係根據本發明 之第一實施例用465 nm藍光激發。 如圖4及5所示’觀察到在395 nm近UV及465 nm藍光之 任一情形下使LasTiOyEu紅色磷光體之亮度強度達到最大 之Eu2〇3之最佳混合莫耳比係〇.2(Eu2〇3佔原料之相應莫耳 分數係0· 1)。亦即’ Ειΐ2〇3之最佳混合比係約〇.2 ^在此情 形下’其亮度強度分別在濃度不小於〇.2時因活化劑濃度 過尚且在濃度不大於0.2時因活化劑濃度過低而下降。同 時，在圖4及5之情形下，最佳熱處理溫度係約i，47〇<t。 激發光譜之觀察結果 圖6係顯示LaJiOyEu紅色磷光體及習用Y2〇2S:Eu磷光 體之激發光譜之視圖，其中該1^2丁1〇5:如紅色磷光體係藉 由根據本發明之第一實施例以〇.8:1 〇:〇 2之莫耳比混合（亦 即，以最佳混合莫耳比混合）LkO3、Ti〇2&EU2〇3製得。參 照圖6，觀察到，與習用Y2〇2S:Eu磷光體相比，以最佳混 合莫耳比製得之紅色磷光體在近uv附近有更小之激發 峰，但在465 nm藍色LED光附近有更大之激發峰。 I38953.doc 201009050 ί第二實施例】製備LaTizOyEu紅色鱗光體 &將原料La203、則2及如2〇3以化學計量比混合來製備固 態照明裝置之LaThOfEu紅色磷光體（亦即，其中^_丁】氧 化物係以LaTi209型表示之紅色鱗光體），該紅色磷光體主 要包括La-Ti氧化物並含有稀土元素Eu。 藉由使用研蛛將適當量之原料以〇3、丁办及化〇3與醇 溶劑混合來形成漿液直至醇蒸發。或者，原料可按化學計 量比稱量並使用經氧化紀穩定之氧化鍅球將其與醇溶劑混 合。。此後，將與醇溶劑充分混合之原料球磨24小時，於 95 C之烘箱中乾燥，且然後於研料混合以形成顆粒或粉 末。然後，將原料在^(^-^(^。(：範圍内在周圍空氣中於 大氣壓力下加熱。此時，EU2〇3之混合係以其佔全部原料 之分數在0.0033至0.267間變化之方式實施。表2顯示根據 本發明之第二實施例當Ti〇2以2.〇莫耳提供時La2〇3、Ti〇2 及Eu2〇3每一者之莫耳比及在此一混合比下EU2〇3之混合分 數。 [表2]當製備LaTi2〇9 :Eu磷光體時原料之混合莫耳比

138953.doc •12- 201009050 圖7係顯示根據本發明之第二實施例製得之LaTi2〇9:Eu 紅色磷光體之XRD繞射圖案之視圖。參照圖7，其顯示當

La2〇3、Ti02及 Eu203 之混合莫耳比係 〇 8:2.〇:〇 2(LTE_08_2 02) 至0.5:2_0:0.5(1^_05_2—05)時，基本上形成單相1^1^2〇9。 此處’應注意’當Ειΐ2〇3之混合分數為0 0033至〇·1667時， 獲得單相LaTi2〇9複合物。 亮度光譜之觀察結果 圖8係顯示用395 nm近UV所激發之LaTi209:Eii紅色磷光 體及習用Y2〇2S:Eu磷光體之亮度強度之視圖，其中該 LaTi2〇9:Eu紅色磷光體係根據本發明之第二實施例藉由以 0.8:2.0:0.2之莫耳比混合La203 ' Ti〇2及Eu203製得。圖9係 顯示用465 nm藍色LED光所激發之LaTi2〇9:Eu紅色磷光體 及Y2〇2S:Eu磷光體之亮度強度之視圖，其中 紅色磷光體係根據本發明之第二實施例藉由以〇 8:2 〇:〇 2 之莫耳比混合La2〇3、Ti02及Ειΐ2〇3製得。 當用395 nm近UV激發時根據第二實施例以最佳混合莫 耳比製得之LaTi2〇9:Eu紅色磷光體獲得亮度強度最大值且 該最大值與Y2〇2S:Eu之最大值相近；然而，計及亮度面 積’其顯示亮度強度遠比習用Y2〇2S:Eu磷光體亮度強度強 之亮度強度。當使用465 nm藍色LED作為激發光源時，其 顯示根據第二實施例以最佳混合莫耳比製得之LaTi2〇9:Eu 紅色麟光體之免度強度大於Y2〇2§:Eu填光體之亮度強度， 如圖9所示。 Ειιζ〇3之最佳混合莫耳分數之觀察結果 138953.doc -13· 201009050 圖10係顯示根據本發明之第二實施例用395 nm近UV所 激發之LaThO/Eu紅色磷光體之亮度強度隨添加劑Eu2〇3之 量（混合莫耳比）變化之視圖。圖11係顯示根據本發明之第 二實施例用465 nm藍色LED光所激發之LaTi209:Eu紅色磷 光體之亮度強度隨添加劑Eu203之量（混合莫耳比）變化之視 圖。 如圖10及11所示’ Eu2〇3之最佳混合比係〇.2(Eu203佔全 部原料之相應分數係0.067)，且另外，其亮度強度分別在 濃度不小於0.2時因活化劑濃度過高及在濃度不大於〇2時 因活化劑濃度過低而下降。同時，在圖〗0及丨丨之情形下， 最佳熱處理溫度係約1，440。匚。 激發光譜之觀測結果 圖I2係顯示LaTizO/Eu紅色磷光體及習用y2〇2S:Eu磷光 體之激發光譜之視圖，其中該LaTi2〇9紅色磷光體係根據 本發明之第一實施例藉由以〇 ·8 2，〇: 〇 2之最佳混合莫耳比 混合La2〇3、Ti〇2及Eu2〇3製得。參照圖12，觀察到，與用 於UV磷光體之習用Y2〇2S:Eu磷光體相比，以最佳混合莫 耳比製得之LaTi2〇9:Eu紅色磷光體在395 11111近1；¥及465 nm 藍色LED光附近具有更大之激發峰。 [第二實施例】製備La4Ti9〇24:Eu紅色碟光體 藉由使用研缽將適當量之原料！^〇3、丁丨〇2及Eu2〇3與醇 /谷劑混合來形成漿液直至醇蒸發。或者，原料可按化學計 量比稱董並使用經氧化釔穩定之氧化锆球將其與酵溶劑混 合。此後，將與醇溶劑充分混合之原料球磨24小時，於 138953.doc -14· 201009050 95 C之烘U乾燥’且然後於研绰中混合以形成顆粒或粉 末。然後，將原料在^(^-^(^亡範圍内在周圍空氣中於 大氣壓力下加熱。此時，EU2〇3之混合係以EU2〇3佔全部原 料之分數在0_0025至0.2間變化之方式實施。表3顯示根據 本發明揭不内容之第三實施例當Ti〇2以3 〇莫耳提供時

La"3、Ti〇2及Eu2〇3每一者之莫耳比及在此一混合比下 Ell2〇3之混合分數。 [表3]當製備La4Ti9〇24 :Eu磷光體時原料之混合莫耳比

La2〇3 Ti〇2 Eu203 Ell2〇3佔全部原料之分數 0.99 3.0 0.01 0.0025 ' 0.95 3.0 0.05 0.0125 0.9 3.0 0.10 ’ 0.025 0.8 3.0 0.2 0.05 0.7 3.0 0.3 0.075 0.5 3.0 0.5 0.125 0.2 3.0 0.8 ~~ 02 圖13係顯示紅色磷光體之XRD繞射圖案之視圖，其中展 不根據本發明第三實施例之La4Ti9〇2vEu紅色磷光體，其 係藉由以0.8:3.0:0.2之莫耳比（最佳混合莫耳比）混合 La^3、Ti〇2及Ευ"3並將該混合物加熱來製得所示。參照 圖13 ’其顯示當La2〇3、Ti〇2及Eu203之混合莫耳比係 0.5:3.0:0.5(LTE_05_3_05)及 0.8:3.0:0.2(LTE_08—3—02)時， 基本上形成單相LhTbO24。此時，應注意，當Eu2〇3具有 0.0025-0.125之混合分數時獲得單相La4Ti902dl合物。 亮度光譜之觀察結果 圖14係顯示用395 nm近UV所激發之La4Ti9〇24:Eu紅色磷 138953.doc -15- 201009050 光體及習用Y2〇2S:Eu磷光體之亮度強度之視圖，其中該 LhTbO24:^紅色磷光體係根據本發明之第三實施例以最 佳混合莫耳比（La203、Ti02及Eu2〇3之比率係0 8:3 〇:〇 2)製 得。圖15係顯示用465 nm藍光所激發之La4Ti9〇24:Eu紅色 磷光體及習用Y2〇2S:Eu磷光體之亮度強度之視圖，其中該 LaJbOwEu紅色磷光體係根據本發明之第三實施例以最 佳混合莫耳比（La2〇3、Ti〇2及Eu2〇3之比率係〇.8:3 〇:〇 2)製 得。 在圖14及15中，LTE_08—3—02指示根據本發明之第三實 施例以Eu2〇3之最佳混合分數製得之紅色磷光體之亮度光 谱。當La4Ti9〇24:Eu紅色碟光體係以最佳混合比製得時， 用近UV及藍色LED光所激發之LaJbOwEu紅色磷光體之 亮度量值遠大於先前技術Y2〇2S:Eu磷光體之亮度量值。

Eu2〇3之最佳混合莫耳分數之觀察結果 圖16係顯示用395 nm近UV所激發之La4Ti9024:Eu紅色磷 光體之亮度強度之視圖，其中該La4Ti9024:Eu紅色磷光體 係根據本發明之第二實施例視添加劑Eu 2 Ο 3之量（以混合莫 耳比表示）之變化而製得。圖17係顯示使用465 nm藍光所 激發之LaJbOwEu紅色磷光體之亮度強度之視圖，其中 該La4Ti9〇24:Eu紅色麟光體係根據本發明之第三實施例視 添加劑（Eu2〇3)之量（以混合莫耳比表示）之變化而製得。 參照圖16及17 ’ EuzO3之最佳混合量（混合莫耳比）係 〇‘2(Eu2〇3佔全部原料之相應分數係〇.〇5)，且另外，其亮 度強度分別在濃度不小於0 · 2時因活化劑濃度過高及在濃 138953.doc -16- 201009050 度不大於0.2時因活化劑濃度過低而下降。 圖18係顯示LadbOYEu紅色磷光體之亮度強度隨熱處 理溫度而變之視圖，其中該La4Ti9〇24:Eu紅色麟光體係藉 由以0.8:3.0:0.2之莫耳比混合La203、Ti02&Eu203製得。 同時，在圖16及17之情形下，最佳熱處理溫度係約 1，340。。。 激發光譜之觀察結果 圖19係顯示LaJbOYEu紅色磷光體及習用y2〇2s:Eu磷 光體之激發光譜之視圖，其中該La4Ti9〇24:Eu紅色磷光體 係根據本發明之第三實施例藉由以〇·8:3 〇:〇2之莫耳比（亦 即，Eu203之最佳混合莫耳比）混合La2〇3、Ti〇2 ' Eu2〇3製 得。參照圖19 ’觀察到，以最佳混合莫耳比製得之

La4Ti9〇24:Eu紅色磷光體在395 nm近UV及465 nm藍色LED 光附近具有比習用Y2〇2S:Eu磷光體大之激發峰值。在圖19 中’ LTE_1—3_614 nm指示在最大值614 nm處所量測之 La4Ti9〇24:Eu紅色磷光體之亮度光譜，該磷光體係根據本 發明之第三實施例以Eu2〇3之最佳混合分數製得。 在下文中’根據如上所述之第一至第三實施例之結果， 將進一步參照圖20至22對本發明進行闡述。圖20係顯示上 文所提及之La-Ti氧化物紅色磷光體及習用Y2〇2S:Eu磷光 體之激發光譜之視圖，其中該等La-Ti氧化物紅色磷光體 分別係根據本發明之第一至第三實施例以Eu203之相應最 佳莫耳分數製得。 在圖20中’ LTE_1_1_610 nm指示根據第一實施例以 138953.doc -17- 201009050

Eu2〇3之最佳混合分數製得之紅色磷光體在最大值610 nm 處所量測之激發光譜；LTE_1_2_614 nm指示根據第二實 施例以Ειχ2〇3之最佳混合分數製得之紅色磷光體在最大值 614 nm處所量測之激發光譜；且LTE_1_3_614 nm指示根 據第三實施例以Eu203之最佳混合分數製得之紅色磷光體 在最大值614 nm處所量測之激發光譜。 在圖20中’水平軸指示光致發光之波長；且豎轴指示其 光致發光之強度。本發明實施例之紅色磷光體（如圖2〇所 示）可用近UV、藍光及綠光中之任一者有效激發。參照圖 2〇’將紅色磷光體之激發光譜與先前技術¥2〇2：§:£11磷光體 之激發光譜進行比較，該等紅色磷光體包括La-Ti氧化物 作為主要材料且係以Ειΐ2〇3之最佳混合分數根據第一實施 例（LTE_1_1)、第二實施例（LTE—i一2)及第三實施例 (LTE_1_3)製得，Y2〇2S:Eu填光體已在先前螢光燈中作為 激發之紅色磷光體使用。 如圖20所示，先前技術丫2〇28:如之光譜之激發帶主要在 UV區域且其在可見光區域之激發帶遠遠小於本發明紅色 麟光體之激發帶。因此’先前技術Y2〇2S:Eu磷光體在藍光 及綠光區域不能有效激發。在近UV、藍光及綠光區域中 之任一區域内，本發明主要包括La-Ti氧化物之紅色碟光 體之激發強度均高於先前技術Y2〇2S:Eu—光體之激發強 度》 圖21係顯示用395 11〇1近uV所激發之La_Ti氧化物紅色碟 光體及習用Y2〇2S:Eu磷光體之亮度強度之視圖，其中該等 138953.doc -18- 201009050

La-Ti氧化物紅色磷光體分別係以Eu203之相應最佳莫耳分 數根據第一實施例（LTE—1_1)、第二實施例（LTE_1_2)及第 三實施例（LTE_1_3)製得（在圖21中，PL指示光致發光）。 如圖21所示，很顯然，有一種La-Ti氧化物紅色磷光體（其 根據本發明之實施例製得）之亮度強度比已在先前技術螢 光燈中用作紅色磷光體之習用Y2〇2S:Eu磷光體之亮度強度 高3倍。

圖22係顯示使用465 nm藍光所激發之La-Ti氧化物紅色 磷光體及習用Y2〇2S..Eu磷光體之亮度強度之視圖，其中該 等La-Ti氧化物紅色磷光體分別係以Eu2〇3之相應最佳莫耳 分數根據本發明之第一實施例（LTE_1_1)、第二實施例 (LTE—1_2)及第三實施例（LTE_1_3)製得者（在圖22中，PL 指示光致發光）。 參照圖22 ’很顯然’有一種La_Ti氧化物紅色磷光體（其 係根據本發明之實施例製得）之亮度強度比先前技術 Y2〇2S:Eu磷光體之亮度強度大約丨丨倍，且該La_Ti氧化物 紅色磷光體可用藍光有效激發。此處，應注意，上文所提 及之紅色磷光體可用於近UV、藍光及綠光源中之一或多 者。 如上所述’已對製備用於固態照明裝置之紅色磷光體之 各種實施例進行了詳細闡述，該等紅色磷光體包括La氧化 物及Ti氧化物作為主要成分及稀土元素（例如Eu)作為次要 元素。 同時’根據本發明之另一態樣，用於固態照明裝置之紅 138953.doc •19· 201009050 色磷光體（其包括^及了丨之氧化物作為主要成分）亦可由諸 如La及Ti之氯化物、氮化物、硫化物及氫氧化物等原料來 製備。在此種情形下，可將La&Ti之氣化物、氮化物、硫 化物及氫氧化物與稀土元素之適當原料彼此混合在一起， 然後實施熱處理。 在此一製程之過程中，La&Ti之氯化物、氮化物、硫化 物及氫氧化物中之每一者均經熱處理解離且。與Ti各自與 氧（〇)結合，由此形成La_Ti氧化物紅色磷光體，該紅色磷 光體包括La及Ti之氧化物作為主要組成及稀土元素（例如

Eu)作為次要組成。由於熟悉此項技術者可根據本發明之 第一至第二實施例對製程進行修改，故略去該製程更詳細 之說明。 ' 儘官已結合上文所概述之特定實施例對本發明進行了闡 述，但很顯然彼等熟悉此項技術者將易知諸多替代、修改 及變化。因此，如上所述之本發明較佳實施例意欲進行闡 釋而非限制。可在不背離如下文申請專利範圍所界定的本 發明之精神及範圍之情況下作出各種改變。 【圖式簡單說明】 所包括之隨附圖旨在幫助瞭解本發明且併入本申請案中 並構成本申請案之一部分，該等隨附圖對本發明之實施例 進行說明並與說明一起用於解釋本發明之原理。在圖式 中： 圖1係顯示本發明第—實施例之La2Ti〇5:Eu紅色磷光體 之XRD繞射圖案之視圖； 138953.doc 201009050 圖2係顯示用395 nm近UV所激發之La2Ti05:Eu紅色磷光 體及習用Y2〇2S:Eu磷光體之亮度強度之視圖，其中該 La2Ti〇5:Eu红色磷光體係根據本發明之第一實施例藉由以 〇·8:1·〇:〇.2之莫耳比混合La203、Ti02及Eu203製得； 圖3係顯示用465 nm藍色LED光所激發之La2Ti05:Eu紅色 磷光體及習用Y2〇2S:Eu磷光體之亮度強度之視圖，其中該 La2Ti〇5:Eu紅色磷光體係根據本發明之第一實施例藉由以 0.8:1.0:0.2之莫耳比混合La2〇3、Ti〇2及Eu203製得； 圖4係顯示LaaTiOyEu紅色填光體在3個亮度峰處（594 nm、610 nm及628 nm)之亮度強度隨添加劑Eu203之量（混 合莫耳比）變化之視圖，其中該La2Ti〇5:ElKt色磷光體係根 據本發明之第一實施例用395 nm近UV激發； 圖5係顯示LaJiOyEu紅色磷光體在3個亮度峰處（594 nm、610 nm及628 nm)之亮度強度隨添加劑Eu203之量（混 合莫耳比）變化之視圖，其中該La2Ti05:Eu紅色磷光體係根 據本發明之第一實施例用465 nm藍光激發； 圖6係顯示LajTiOyEu紅色磷光體及習用Y2〇2S:Eu磷光 體之激發光譜之視圖，其中該La2Ti05:Eu紅色磷光體係根 據本發明之第一實施例藉由以〇 8:1 〇:〇 2之莫耳比混合

La203、Ti02及 Eu203製得； 圖7係顯示本發明第二實施例之LaTi2〇9:Eu紅色磷光體 之XRD繞射圖案之視圖； 圖8係顯示用395 nm近UV所激發之LaTi209:Eii紅色磷光 體及習用Y2〇2S:Eu磷光體之亮度強度之視圖，其中該 138953.doc -21 - 201009050

LaTkOvEu紅色磷光體係根據本發明之第二實施例藉由以 0_8:2·0:0.2之莫耳比混合La2〇3、Ti〇2及Eu203製得； 圖9係顯示用465 nm藍色LED光所激發之LaTi209:Eu紅色 磷光體及習用Y2〇2S:Eu磷光體之亮度強度之視圖，其中該 LaTizO/Eu紅色磷光體係根據本發明之第二實施例藉由以 0_8.2.0·0.2之莫耳比混合La2〇3、Ti02及Eu2〇3製得； 圖10係顯示根據本發明之第二實施例用395 nm近UV所 激發之LaTizO/Eu紅色磷光體之亮度強度隨添加劑（Eu2〇3) 之量（混合莫耳比）變化之視圖； 圖11係顯示根據本發明之第二實施例用465 nm藍色LED 光所激發之LaThO/Eu紅色鱗光體之亮度強度隨添加劑 (Ειΐ2〇3)之量（混合莫耳比）變化之視圖； 圖12係顯示LaTizOwEu紅色磷光體及習用y2〇2S:Eu碟光 體之激發光s善之視圖，其中該LaTi2〇9: Eu紅色磷光體係根 據本發明之第二實施例藉由以〇·8 j.〇:〇 2之莫耳比混合 La2〇3、Ti〇2及 Eu2〇3 製得； 圖13係顯示紅色填光體之XRD繞射圖案之視圖，其中展 示根據本發明之第二實施例之La4Ti9〇24:Eu紅色磷光體， 該磷光體係藉由以0.8:3.0:0.2之莫耳比（最佳混合莫耳比） 混合La2〇3、Ti〇2及Ειΐ2〇3並對該混合物進行加熱製得. 圖14係顯示用395 nm近UV所激發之La4Ti9〇24:Eu紅色麟 光體及習用YzOiSiEu磷光體之亮度強度之視圖，其中該 LaJbOwEu紅色磷光體係根據本發明之第三實施例以最 佳混合莫耳比（0.8:3.0:0.2之1^203、1402及£11203)製得； 138953.doc -22- 201009050 圖15係顯示用465 nm之藍光所激發之La4Ti9〇24:Eu紅色 磷光體及習用Y2〇2S:Eu磷光體之亮度強度之視圖，其中該 La4Ti9〇24:Eu紅色磷光體係根據本發明之第三實施例以最 佳混合莫耳比（0.8:3·0:0.2之La203、Ti02及Eu203)製得； 圖16係顯示用395 nm近UV所激發之La4Ti9024:Eu紅色磷 光體之亮度強度之視圖，其中該La4Ti9〇24:Eu紅色磷光體 係根據本發明之第三實施例視添加劑Eu2〇3之量（以混合莫 耳比表示）之變化而製得； 圖17係顯示用465 nm之藍光所激發之La4Ti9024:Eu紅色 磷光體之亮度強度之視圖，其中該La4Ti9〇24:Eu紅色磷光 體係根據本發明之第三實施例視添加劑Eu2〇3之量（以混合 莫耳比）之變化而製得； 圖18係顯示LadigOwEu紅色磷光體之亮度強度隨熱處 理溫度而變之視圖，其中該La4Ti9〇24:Eluk色磷光體係藉 由以0.8:3.0:0.2之莫耳比混合La203、Ti02及Eu203製得； 圖19係顯示La4Ti9〇24:Eu紅色磷光體及習用Y202S:Eu磷 光體之激發光譜之視圖，其中該La4Ti9〇24:Eii紅色鱗光體 係根據本發明之第三實施例藉由以0.8:3.0:0.2之莫耳比（亦 即，Eu203之最佳混合莫耳比）混合La203、Ti02及Eu203製 得； 圖20展示La-Ti氧化物紅色填光體及習用Y2〇2S:Eu碟光 體之激發光譜，其中每個La-Ti氧化物紅色磷光體均係根 據本發明之相應較佳實施例以Eu203之相應最佳莫耳分數 製得； 138953.doc -23- 201009050 圖21係顯示用395 11111近11乂所激發iLa_Ti氧化物紅色磷 光體及習用Y2〇2S:Eu磷光體之亮度強度之視圖，其中該等 La-T!氧化物紅色磷光體分別係根據本發明之相應較佳實 施例以EU2〇3之相應最佳莫耳分數製得；及 圖22係顯不用465細之藍光所激發之[a·]氧化物紅色 鱗光體及習用从恤碟光體之亮度強度之視圖，其中該 ^a_Tl氧化物紅色心體分別係根據本發明之相應較佳 實施例以Eu2〇3之相應最佳莫耳分數製得。

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Claims (1)

1. 201009050 七、申請專利範圍： 1 · 種用於固態照明裝置之紅色碌光體，其包含： 作為主要成分的La及Ti之氧化物；及 稀土元素。 2.如明求項1之紅色磷光體’其中該稀土元素係選自由 Eu、Er、Dy、Sm、Tb、Ce、Gd、Nd、Dy、Ho及其混合 物組成之群。 3·如請求項1之紅色磷光體，其中該。及丁丨之氧化物係 La2Ti〇5、LaTi209及La4Ti9024中之一者。 4. 如明求項1之紅色磷光體，其中該紅色磷光體係用激發 源激發且然後發射紅光’其中該激發源係近UV光、藍光 及綠光中之任一者。 5. 一種紅色磷光體’其用自LED裝置入射於其上之光源進 行激發且因此發射光，該紅色墙光體包含： 作為主要成分之La及Ti氧化物；及 稀土元素’其中該紅色磷光體係用入射於其上之光源 進行激發，且因此發射紅光。 6. 如請求項5之紅色磷光體，其中該稀土元素係選自由 Eu、Er、Dy、Sm、Tb、Ce、Gd、Nd、Dy、Ho及其混合 物組成之群。 7. 如請求項5之紅色磷光體，其中該La及Ti之氧化物係 La2Ti〇5、LaTi209及 La4Ti9024中之一者。 8. 如請求項5之紅色磷光體，其中該紅色磷光體係用激發 源激發且然後發射紅光，其中該激發源係近UV光、藍光 138953.doc 201009050 及綠光中之任一者β 9. 一種固態照明裝置，其包含： 發光二極體；及 紅色碟光體，其係用自該二極體輻照於其上之光進行 激發且因此發射紅光，其中該紅色磷光體具有La及Ti之 氧化物作為主要成分及稀土元素作為添加成分。 10. 如請求項9之固態照明裝置，其中該稀土元素係選自由 Eu、Er、Dy、Sm、Tb、Ce、Gd、Nd、Dy、Ho及其混合 物組成之群。 11. 如請求項9之固態照明裝置，其中該La及Ti之氧化物係 La2Ti〇5、LaTi209 及 La4Ti9〇24中之一者。 12·如請求項9之固態照明裝置，其中該紅色磷光體係用激 發源激發且然後發射紅光，其中該激發源係近UV光、藍 光及綠光中之任一者。 13. 如請求項9之固態照明裝置，其中該固態照明裝置係白 光 LED 〇 14. 一種製造紅色填光體之方法，其包含以下步驟： 將La氧化物、Ti氧化物及稀土元素氧化物混合且然後 形成混合物；及 在1，000-1，50(TC範圍内藉由對該混合物實施熱處理形 成LaxTiy〇z:K(K :稀土元素）紅色填光體。 15. 如請求項14之方法，其中該稀土元素係選自由Eu、沿、 Dy ' Sm ' Tb ' Ce ' Gd ' Nd、Dy、Ho及其混合物組成之 群。 138953.doc 201009050 16. 如明求項14之方法，其中該La氧化物、該Ti氧化物及該 稀土疋素氧化物分別係La2〇3、Ti〇2及Eu2〇3。 17. 如請求項14之方法，其中該LaxTiyC^z紅色磷光體係 La2Ti〇5:Eu、LaTi2〇9:Ei^La4Ti9〇24 Eu中之任一者。 18. 如請求項17之方法，其中eU2〇3佔全部該混合物之莫耳 分數係在0.005至0.4範圍内’該混合物形成La2Ti05:Eu。 19·如請求項17之方法，其中如2〇3佔全部該混合物之莫耳 分數係在〇_〇〇33至0.1667範圍内，該混合物形成 LaTi2〇9:Eu 〇 20. 如請求項π之方法，其中EhOs佔全部該混合物之莫耳 分數係在0.0025至0.125範圍内，該混合物形成 La4Ti9〇24:Eu 〇 21. 如請求項14之方法，其中該混合物係在周圍空氣中且於 大氣壓力下實施熱處理。 22. 如請求項15之方法，其中該混合物係在醇溶劑中混合且 然後球磨約24小時。 23. 如請求項14之方法，其中該La氧化物及該Ti氧化物係藉 由自La及Ti之原料氣化物、氮化物、硫化物及氫氧化物 解離La及Ti並使解離出之La及Ti分別與氧（0)組合製得。 138953.doc