TW201209137A - Complex crystal phosphor, light emitting device, surface light source apparatus, display apparatus, and lighting device - Google Patents

Description

201209137 六、發明說明： 本申▲， 相關申請案 s 清案係主張於2010年3月26日向韓國智慧財產 純之~國專利申請案號加10-27313之優先權，其在此 完整併入本案以作為參考資料。 發明背景 【發明所屬之技術領域】 本發明係相關於一種榮光體，更特別的是相關於一種 複合結晶螢光體’其具高階發光特性、絕佳之熱與化學穩 疋性’並相關於一種使用該螢光體之發光裝置、表面光源 裝置、顯示設備，以及照明裝置。 【先前技術】 一般而言’波長轉換螢光體材料，係用於將各種光源 發出光線之特定波長’轉換為為所欲之光線波長。尤其是， 在各種光源中’發光二極體（LED)，可以低功率消耗方式驅 動’並具有絕佳之發光效率，使其相當適合應用於LED 背光件、載具照明系統，以及家用照明系統。最近螢光體 材料已被視為白色發光裝置製造過程之核心技術。 一般而言’白色發光裝置係藉由將一或多種螢光體 (如黃、紅與藍色螢光體），施加至藍光或紫外光LED晶片 中而製造。尤其是在使用紅色螢光體與一或多種其他螢光 體組合之情況下’若每一螢光體之半波幅過低，則無法確 保有足夠之演色性指數（color rendering index)(或足夠 之色彩重現性指數（color rendition index)數值）時，要 3 95163 201209137 m 產生所欲之自然白光便會受到限制。因此，演色性之要求 便成為使用白色發光裝置作為發光光源之關鍵評估項目。 “ 特別是，一般紅色螢光體之半波幅相對較低，使其難 _ 以產生足夠之整體演色性。因此，用於白色發光裝置中之 紅色螢光體需要具備向的半波幅之特性，以維持高發光效 率。 同時，紅色螢光體，如矽酸鹽系螢光體，與其他螢光 體相較，具有相對低之熱穩定性，因此不適合作為用於高 溫條件下之LED裝置之波長轉換材料。 【發明内容】 本發明之一態樣為提供一種會發出紅光之複合結晶 螢光體，其具有絕佳之熱與化學穩定性，並確保具高演色 性。 ··) 本發明之另一態樣係提供一種發光裝置組、表面光源 裝置，以及照明裝置，可發出具有接近自然光之絕佳演色 性之白光，使用前述之複合結晶螢光體作為紅色螢光體。 依據本發明之一態樣，係提供一種複合結晶螢光體， 其為無機組成物’至少含有Μ元素、A1元素、石夕、氧與氮， 其中該無機組成物含有具至少兩種結晶相之顆粒，以及該 至少兩種結晶相包括M2SiO[具（0<χ<3，=2χ/3)結晶之第一 結晶相，以及賽隆（召_sial〇n)結晶之第二結晶相，其 中Μ為選自於由鎂（Mg)、鈣（Ca)、锶（Sr)與鋇（Ba)組成群 組之至少一元素。 當照射激發源時，身為紅色螢光體之複合結晶螢光體 95163 4 -201209137 . 發出具有範圍570奈米（nm)至660 nm之峰值波長之光線。 即使5亥複合結晶螢光體建構為具各種結晶之複合結晶體 " 時，其在放射光波長光譜上仍可具有單一峰值波長。 激發源可具有範圍為3〇〇 nm至480 nm之峰值波長。 為了確保在應用於白色發光裝置時有良好之演色性 指數，該複合結晶螢光體可具有半波幅為約1〇〇 nm之放射 波長光譜。 該第一結晶相可為Sr2Si〇4-xNy(0<x<3，y=2x/3)。該第 二結晶相可為Si6-ZA1Z〇ZNS-Z(〇〈z<l)。較佳該第一結晶相可 佔60至95質量百分比，以及該第二結晶可佔5至4〇質量 百分比。 該複合結晶螢光體可復包括一不同之結晶相，如第三 結晶相，為M2-aSi5〇8_aNb(0<a<8，b=2a/3)結晶。在此情況 下，該第一結晶相可佔5〇至9〇質量百分比，該第二結晶 可佔5至40質夏百分比，以及該第三結晶相可佔丨〇質量 百分比或更低。 該螢光體可進一步包含作為活化劑之之至少一種稀 土元素，該稀土元素（Re)係選自於由鈽（Ce)、镨（pr)、鈦 (M)、釤（Sm)、銪（Eu)、釓（Gd)、铽（Tb)、鏑（Dy)、鈥（H〇)、 餌（Er)、鍤（Tm)與镱（Yb)組成之群組。

依據本發明之一態樣，係提供一種白色發光裝置，包 含.發出激發光之LED晶片；紅色螢光體，配置在led晶 片周圍以將至少一部分激發光波長轉換，並包括前述之複 合結晶螢光體，以及至少一發光元件，提供波長不同於LED 95163 5 201209137 晶片之發光波長以及紅色螢光體之發光波長之光，其中該 至少-發光7L件可為額外LED晶片與不同種類之榮光體之 至少一者。 該LED晶片可為發出紫外光之LED晶片該LED晶片 可為具有範圍430 nm至470 nm之峰值波長之藍色LED晶 片，且該至少一發光元件可包含綠色螢光體。 5亥綠色螢光體之放射光波長尖峰範圍可為5〇〇⑽至 550 rnn。該藍色LED晶片可具有範圍1〇帥至5〇⑽之半 波幅’該綠色螢光體可具範圍別⑽至2〇〇nm之有半波幅， 以及該紅色螢光體可具有範圍1 〇〇⑽至250 nm之半波幅。 該綠色螢光體包含化學式MxAy〇xN(4/3)y表示之氮氧化合 物螢光體、化學式表示之氮氧化合物 螢光體以及化學式Si6-zAlz〇zN8-z表示之冷-sialcm螢光 體之至少、者。於此，M為選自由皱（Be)、鎮（Mg)、j弓（Ca)、 ‘（Sr)與鋅（Zn)組成之第π族元素之至少一者，以及a 為選自由碳（〇、矽（Si)、鍺（Ge)、錫（Sn)、鈦（Ti)、锆（Zr) 與铪（Hf)組成之第IV族元素之至少一者。 該至少一發光元件可進一步包含黃色或黃橙色 (yellowish-orange)螢光體。該黃色螢光體可為矽酸鹽系 螢光體，以及該黃橙色螢光體為a_SiA1〇N:Re螢光體。 在另一示範實施例中，該至少一發光元件可以綠色 LED晶片提供，而非波長轉換材料如螢光體。 忒LED晶片可具有其中第一與第二電極面向同一表面 之結構。此外，該LED晶片亦可具有其中該第一與第二電 95163 6 201209137 極面向相反表面之結構。 一 在另一示範實施例中，該LED晶片可包含：半導體堆 、 疊體，具有提供相對之第一與第二主要表面之第一與第二 導電半導體層，以及形成於該第一與第二導電半導體層之 間之主動層；接觸孔，從該第二主要表面穿過該主動層連 接至第一導電半導體層之一區域；第一電極，形成於該半 導體堆疊體之第二主要表面上，並經由該接觸孔與第一導 電半導體層之一區域連接；以及第二電極，形成於該半導 體堆疊體之第二主要表面之第二導電半導體層上。 在此案例中，該第一電極與第二電極之任一者可由該 半導體堆疊體侧邊伸出。 該白色發光裝置可復包含封裝主體，該封裝主體具有 LED晶片安裝於其中之凹部。 該白色發光裝置可復包括包覆LED晶片之樹脂封裝 部，以及該複數個螢光體之至少一者可散佈於該樹脂封裝 部内。 該白色發光裝置可具有含複數種螢光體之樹脂層堆 疊於其中之結構。 該白色發光裝置所發出白光之演色性指數（CRI)可為 70或更高。 本發明可提供一種表面光源裝置，使用前述之複合結 晶螢光體作為波長轉換材料、一種顯示設備，以及一種照 明裝置。 【實施方式】 7 95163 201209137 較佳實施例之詳細說明 本發明之示範實施例，將以後附圖示作為參考，一併 進行詳細說明。然而，本發明以多種形式示範，但這些實 施例並非用於限制本發明範疇。提供這些實施例是為了使 本揭示更佳清楚與完整，且可使此技術領域者完全明瞭本 發明範轉。 在圖示中，形狀與尺寸可能會為了解說清楚而放大， 全文中會使用相同的參考號碼代表相同或類似的元件。 本發明係提供一種新穎之複合結晶螢光體。使用於本 發明揭露中的術語“複合結晶螢光體”，係指包含具有二 或更多種不同結晶相之螢光體顆粒之螢光體。 該複合結晶螢光體為無機組成物，至少含有Μ元素、 Α1元素、矽、氧與氮，且該無機組成物含有具至少兩種結 晶相之顆粒。 該至少兩種結晶相包括與M2Si〇4-yNx(0<x<3，y=2x/3) 結晶相同的第一結晶相，以及與Si6-ZA1Z〇ZN8-Z(0<z<l)結晶 相同的第二結晶相。於此，Μ可為選自於由鎂（Mg)、約（Ca)、 錄（Sr)與鋇（Ba)組成群組之至少一元素。 該第一結晶相可為Sr2Si〇4-xNy(0<x<3，y=2x/3)，其為 紅色螢光體，並藉由部份氧被氮取代，可具有增進之熱穩 定性或化學穩定性。 該第一結晶相可組成複合結晶螢光體之主要部分，而 其發光光譜之半波幅可藉由額外的第二結晶相而延伸，以 確保白色發光裝置中的高演色性。 95163 s -201209137 激發源可包括可見光光譜區以及紫外光（uv)帶，而且 較佳可為峰值波長範圍300 nm至480 nm。該激發源可照 射以發出峰值波長範圍為570 nm至660 nm之光線。 尤其是’冷-sialon，該第二結晶相，為紅色螢光體， 可部分合成為複合結晶螢光體之結晶相，以延伸該第一結 日日相之半波幅（範圍為70 nm至80 nm)。 建構為含/3-sialon結晶相與另一結晶相之複合結 曰曰’可提供具有極大半波幅（約1 〇〇 nm或更高），同時具有 實質上單一峰值波長之發光光譜。 較佳為’該用於發出紅光之第一結晶相可佔6〇至95 質里百分比，以及該用於增進演色性之第二結晶可佔5至 40f里百分比。若該冷-sial〇n結晶相，其為第二結晶相， 之含，小於總重量之5質量百分比，醜半波幅增進而增 進2'秀色性便會不足夠，而若沒-siai〇n結晶相之含量大 重夏之40質量百分比，該轉換效率便會降低，而降低 該餐光體可為無機組成物，包括至少一稀土元素。該 稀土元素㈣可選自於由鈽(Ce)、镨(pr)、斂⑽、髟 :、銪⑽、亂⑽、錢⑽、鏑㈤、鈥⑽ 加入物與銪⑽〜:作換效率可藉由 5 1Π0/Ν 起作為活化劑而增進（如增進約5 夂1 U/o)。因此，可输3 之效率0 (或抵銷）隨半波幅增進而稍微降低 螢光體之方法。含Μ 亦將描述-種製造前述複合結 95163 9 201209137 化合物（於此，Μ為錄（Mg)、#5(Ca)、錄（Sr)與鋇（Ba)之間 之至少一者）、含S i氧化物、含S i氮化物，以及含A1化 合物，皆依據所欲之計量秤重，並製備為原料，以進行混 合。此外，可復包含含稀土元素（Re)之化合物，如含Eu 之化合物。 在一特定之示範例中，該複合結晶螢光體可復包含第 三結晶相，如M2Si5〇aN8-b(0<a<3，b=2a/3)結晶。在此案例 中，該第一結晶相可佔50至90質量百分比，該第二結晶 可佔5至40質量百分比，以及該第三結晶相可佔10質量 百分比或更低。 該經秤重之原料，可使用乾式混合或濕式混合方法之 一者予以混合。 首先，依據濕式混合法，將秤重過之混合物、幫助原 料的混合與粉碎過程之磨球，以及溶劑加入至容器中，接 著混合。在此案例中，關於磨球，可使用如氧化矽（ShN4) 或氧化锆（Zr〇2)之材料製成的磨球，或一般用於混合原料 之磨球。就溶劑而言，蒸顧水（D. I.水）、酒精如乙醇或類 似物、有機溶劑如己烧或類似物，皆可使用。依此，可將 原料、溶劑與磨球放進容器中，將容器氣密密封，藉由使 用如研磨器（mi 11 er)或類似物之裝置，將原料均勻混合1 至28小時。待混合過程完成後，將已混合之原料與磨球分 開，内含之溶劑於烘箱中乾燥1至48小時至幾乎全乾。待 乾燥步驟完成後，可使用金屬或聚合物製成之篩網，在所 欲之微米大小條件下將所得之粉末均勻分類。 10 95163 201209137 — 同時’依據乾式混合法，將原料置入容器中而不使用 浴劑’之後使用研磨機器均勻混合。混合期間約為1至24 j時在此案例中，磨球可與原料一同置入，以幫助混合 操作，因而縮短混合時間。乾式混合法與濕式混合法相較， 由於不需要溶劑乾燥步驟，因此優點為可降低總加工時間。 當原料混合完全後，類似於濕式混合法的是，可使用金屬 或聚合物製成之篩網，在所欲之微米大小條件下將所得之 粉末均勻分類。 經分類之混合物粉末可置於氮化硼（BN)坩堝（或熔融 锅）中’其上可進行燒結製程（firing process)。在此案例 中，藉由使用加熱爐，該燒結製程係於所欲之燒結溫度（如 1850至2300°C、1000至1800。〇下進行1至24小時。該 燒結製程可於100%氮氣（NO氛圍下，或含有1至ι〇%氫氣 之混合氮氣中進行。該合成之螢光體粉末可使用臼研機 (mortar)或粉碎機（crusher)(或石磨（mill)、研磨機 (grinder)等）均勻粉碎，可重複進行後加熱製程一至三 次，以增進螢光體之輝度（luminance)。 由該製程獲得之複合結晶螢光體’可包括兩種結晶 相。亦即，可製備包含M2Si〇4_xNy作為主要成分以及無機化 合物，/3-SiA10N，之複合結晶螢光體作為紅色螢光體。於 此，Μ為選自於由鎂（Mg)、鈣（Ca)、锶（Sr)與鋇（Ba)組成 群組之至少一者，符合〇<x<3 ’ y=2x/3之條件。在另一 範例中，Μ可部分地經至少一不同之單價或二價元素取代。 最後，該經燒結之螢光體粉末經臼研機或粉碎機粉 95163 11 201209137 碎，經分類流程控制顆粒尺寸（grain size) ’以完成最佳 之顆粒尺寸。之後，一般而言’可藉由使用尺寸為16微米 之篩網，獲得具均勻尺寸16微米或更小之複合結晶螢光 體。 可藉由使用蒸餾水（D. I.水）、無機酸或驗，後加工據 此所得之螢光體粉末，以移除螢光體内所含之不純物如額 外玻璃相、未經反應之金屬材料或類似物。例如，可將濃 度為0. 1至60%之硝酸加入螢光體粉末中，之後可將所得 螢光體粉末攪拌1至10小時，以洗提（elute)出額外的不 純物以移除之。 除了硝酸以外，亦可使用硫酸、氫氯酸、氟酸或這些 無機酸之混合物，作為無機酸。此外，酸化作用（或酸處理） 後仍未移除之不純物，可使用驗加以移除。無機驗如氫氧 化鈉、氫氧化鉀，或類似物，或這些無機鹼之混合溶液， 可使用作為驗。 至於經酸化或鹽化處理之後仍殘餘之螢光體漿液，殘 餘之酸或鹽類可藉由使用D.丨·水而清除，該螢光體粉末經 濕式分類、過濾，之後乾燥，最後獲得所欲之螢光體粉末。 該乾燥過程可於50至150°C進行一段足夠時間。 在一特定示範實施例中，含Sr化合物可使用作為索 含Μ化合物’在此案例中，該含^化合物可為义肌。 EU化合物可為氧化銪（Eu2〇3)。含&氧化物可 (=)。含Si氮化物可為氮切（㈣1與 Μ化合物可為氧化細2〇〇4氣化銘⑽）。 95163 12 201209137 、本發明將以下面各示範實施例進行更詳細的說明，但 本發明之技術態樣並不受限於此。 • [實施例1] 51〇2、5丨^12〇3、£112〇3與51*(：〇3係依下列各量秤重’ 以製備原料’原料與乙醇溶劑使用球磨機混合。

SrC〇3 ： 1.259g

Si〇2 : 1.585g Si3N4 : i. I34g AI2O3 : L 345g Eu2〇3 : 〇. 〇83g 藉由使用乾燥機，將原料混合物中之乙醇溶劑揮發， 將乾燥之原料混合物置入坩堝中，將裝有原料混合物之坩 禍係置入加熱爐中，並於氣態N2氛圍下，於1，95(TC燒結 8小時。 將經燒結之螢光體粉碎，之後進行後熱處理與浸潰流 程（Pickling process) ’以獲得複合式結晶螢光體 (composite crystal phosphor)。 藉由分析合成之複合結晶螢光體之顆粒外型與組成 複合結晶螢光體之各螢光體顆粒成分，而獲得之SEM與 EDAX結果顯示於第1、2a與2b圖。 睛參照第1圖，係顯示合成之複合結晶螢光體顆粒之 SEM照片。同樣地，請參照第2a與2b圖，為由測量第1 圖中不同位置（光譜1與2)之顆粒，所獲得之元素分析結 果。 13 95163 201209137 結果為，檢測出鋁（A1)成分，以及勰（Sr)、矽（si)、 氧（0)與氮（N)。亦即，確認了鋁（AL)和該螢光體顆粒中之 其他元素結晶一起組成結晶。 實施例1中合成之複合結晶螢光體之結晶結構’係以 XRD分析檢查。第3圖顯示實施例1之複合結晶螢光體之 XRD分析圖。 如第3圖所示，可確認該複合結晶螢光體具有兩種結 晶相，其各具有對應於SrzSi〇4結晶之蜂·值，以及對應於含 鋁（A1)之石-sialon結晶之峰值。 表示SnS i 〇4結晶峰值之第一結晶，經分析為 Sr2Si〇2.4Ni.6，而表示含紹（A1)之β-sialon結晶峰值之第 一結晶’經分析為Si5.4AlD.6〇〇.6N7.4。因此，確認由實施例1 所製備之複合結晶螢光體為準-斜方晶 (quasi-orthorhombic)結晶，其中交互使用前述二結晶相。 此外，亦針對實施例1製備之複合結晶螢光體，進行 陰極光（cathodoluminescence ; CL)分析。 結果顯示’依本實施例合成之複合結晶螢光體，展現 紅色影像，並具接近618nm之紅色光譜，如第4圖所示。 [比較範例1 ] 為了製備具有SnSi〇4結晶但不具冷-s ia 1 on之榮光 體，使用與實施例1相同之原料，但鋁A1原料除外，於適 當之速率下混合，進行相同製程。 亦即’原料SiCb、ShN4、Ειΐϋ〇3與SrC〇3係依下列重量 秤重，以接著製備原料，並使用球磨機將原料與乙醇溶劑 95163 s 14 201209137 混合。

SrC〇3： 1. 529g S1O2： 1.657g S13N4： 1.284g EU2O3： 0. 083g 使用乾燥機將原料混合物中之乙醇溶劑揮發，乾燥之 原料混合物置入坩堝中，將裝有原料混合物之坩堝置入加 熱爐中，於氣態N2氛圍下，於1，950°C燒結8小時。 將經燒結之螢光體粉碎，之後進行後熱處理與浸潰流 程，以獲得複合式結晶螢光體。 第5圖為比較性地顯示本發明實施例1與比較例1之 複合結晶螢光體發光光譜之圖。 如第5圖所示，與比較例1之第一相具有相同氮氧化 合物結晶之複合結晶螢光體，亦即Sr2Si〇4，具有峰值波長 615 rnn至620 nm，並具有半波幅約80 nm，與一般SnSi〇4 螢光體之半波幅（70 nm至80 nm)相差不遠，而實施例1 之第二結晶相螢光體具有峰值波長618 nm，與大幅增加至 約113 nm之半波幅。 亦即，如第5圖所示，實施例1之複合結晶螢光體具 有單一峰值，以及增加之半波幅，雖然其中複合有不同之 結晶如占-sia 1 on結晶。 當然，該複合結晶螢光體之效率隨著半波幅增進而稍 微降低，但此可經由加入活化劑而改善。例如，可藉由加 入特定量之鏑（Dy)與銪（Eu)—起，增進約5至10%之轉換 15 95163 201209137 效率，因此可彌補光量之降低。 在相同條件下，將實施例1與比較例1之複合結晶螢 光體，與紅色螢光體一同應用於藍色LED晶片中，以製造 出白色發光裝置，並評估該二複合結晶螢光體之演色性指 數。使用比較例1之複合結晶螢光體之白色發光裝置，具 有演色性指數72. 47，而使用實施例1之複合結晶螢光體 <白色發光裝置，則具有演色性指數75. 31，高於比較例1 之指數約4%。 以此方式，可藉由加入結晶相如/3 -si a 1 on而製備複 j結晶螢光體，以獲得具有半波幅增加之發光光譜之紅色 聲光體，界以可提供具高演色性指數之白色發光裝置。 實施例2與比較例2可依下述製備。 [實施例2] 以類似於實施例1之方法製備複合結晶螢光體，使得， 與實施例1相較下，其具有對應於SnSi〇4之第一結晶，以 及對應於含鋁（A1)万-sialon結晶之第二結晶，以及對應 於SnShO8之額外的第三結晶。 第6圖為依據本發明實施例2製備之複合結晶螢光體 < XRD圖。如第6圖所示，觀察到對應於Sr2Si〇4之峰值、 對應於含紹（Al)/5-siai〇n結晶之峰值，以及對應於額外 S：r2Si5〇d#晶之峰值。 代表SnSiO4結晶峰值之第一結晶，經分析為 曰r2Si(k55Ni.7 ’代表含鋁（Ai) 0 -siai〇n結晶峰值之第二結 θ日’經分析為SiwAlo.H5。同樣地，對應於Sr2Sh〇8

95163 S 16 201209137 結晶♦值之第三結晶，經分析為Sr2Si5〇1.3N7. 14。 '因此，確認依據實施例2製備之複合結晶螢光體為準 ' -斜方晶結晶，其中交互使用前述二結晶相。 [比較例2] 製備具有兩種結晶相之複合結晶螢光體，使得含鋁 (A1)之石-sialon結晶不會形成，並且，除了與SnSiCU 結晶相同的結晶以外還獲得Sr2S i 5〇8結晶。 評估依據前述實施例1與2，以及比較例1與2所製 得之螢光體的半波幅與演色性，結果列於下表1。 [表1] 分類 結晶結構 半波幅 (nm) 演色性 (Ra) Sr2Si〇4 β-sialon SnSisOs 實施例1 0 0 X 113 75.31 實施例2 0 0 0 92 73.16 實施例3 0 X X 80 72.47 實施例4 0 X 0 85 71.09 因此，確認依據本發明實施例1與2製備之複合結晶 螢光體與比較例1與2相較下，其具有的半波幅延伸至90 ηπι或更高的程度，演色性指數增進至73或更高。 包含本發明示範實施例之螢光體之各種應用，將於下 面進行詳細說明，伴隨參考圖示。 第7圖為本發明一示範實施例之白色發光裝置之示意 圖。 如第7圖所示，本發明一實施例之白色發光裝置10， 17 95163 201209137 包括藍色LED晶片15,與樹脂封裝部19,該樹脂封裝部 19封裝該藍色LED晶片15 ’並具有向上凸透鏡形狀 (upwardly convex lens shape) 〇 本示範實施例之樹脂密封部分19’繪示成具有半圓透 鏡形狀，以確保具有大的定向角（〇rientati〇n angle)。該 藍色LED晶片15可直接安裝於電路板上。該樹脂密封部= 19可由矽樹脂（si 1 iC0n resin)、環氧樹脂或其組合製成二 綠色螢光體12與紅色螢光體14係分散於樹脂密封部分u 之内部。 關於依據本發明實施例使用綠色螢光體12，可使用由 MxAyOxIWuy表示之氮氧化合物勞光體、由 表示之氮氧化合物螢光體，以及由 Sh-zAl2〇zN8-z表示且具有冷_型結構ShN4結晶之召_sial〇n 螢光體之-者。於此’ μ為由鈹（Be)、鎂（Mg)、舞㈣、 锶（Sr)與鋅（Zn)組成之群之第π族元素之至少一種，以及 Α為由碳(C)、矽(Si)、鍺(Ge)、錫(Sn)、鈦㈤、锆: 與铪（Hf)組成之群之第IV族元素之至少—種。 此外，就綠色勞光體12而言’具石-型Si3N4,士曰社 構且由化學Ui6—zAlz0zN8.z:Eua，Mb表示之氧氮化合物^ 體，可與另-不同之綠色螢光體一起使用或單獨使用。於 此，Μ為選自銷（Sr)與鎖（Ba)中之至少一者，且 量⑷範圍為（U至5 m〇1(莫耳)％ ’ M之量（b)範圍為( 至10 m〇1%以及紹⑷）之複合率⑴滿足〇. 1<z<1。 由Sl6-zAlz〇zN8-z:Eua，Mb表示之榮光體為綠 95163

S 18 201209137 . 色螢光體，當激發源對其照射時，其可發出具有峰值波長 範圍500至550 nm之光。將特定量之錯（Sr)力σ入至主體基 質（由 Si6-zAlz〇zN8-z:Eua，Mb表示之 yj -sialon 結晶）的球體 (即空氣間隔或孔洞），以獲得，與傳統石-sial〇n螢光體 相較下，具大幅增進之輝度（如約20%)且具有540 nm或更 短之較短波長之綠色螢光體。 由化學式-zAL0zN8-z:Eua，Mb表示之；5 -sial〇n綠色榮 光體’可提供滿足CIE 1931色彩座標系統之標準RGB (sRGB) 綠色區域之色彩特性，有利於提供逼真（清晰、銳利）的白 色。此外’加入（或添補）鳃（Sr)可有利於提供p-sialon 相穩定作用，增進其可信賴度，尤其是可明顯降低y色坐 標之改變，該y色坐標係掌控隨時間變化的欵率改變，因 而在生產力與產率方面獲得明顯改善。 此外，就可使用於本發明示範實施例之紅色螢光體14 而言，除了前述之複合結晶螢光體之外，可混合使用另一 不同之紅色螢光體。例如，額外使用之紅色螢光體可為選 自氮化物系螢光體MlAlSiNx:Re(l$x$5)、硫化物系螢光體 叽〇:1^，以及矽酸鹽系螢光體（化乂）2^〇4具：£^(於此，〇 <x<4，y=2x/3)之至少—者。 於此，M1為選自於鋇（Ba)、锶（Sr)、鈣（Ca)與鎂（Mg) 之至少一元素，D為選自硫（幻、硒（Se)與碲（Te)之至少一 π素’L為選自之至少一第π族元素，或選 自鋰(Li)、鈉(Na)、鉀⑴、铷⑽)與鉋㈣之至少一第（ 族元素，D A選自於硫（S)、石西（Se)與碲㈤之至少一元 95163 19 201209137 素’以及Re為釔（Υ)、鑭（La)、鈽（Ce)、鈥（Nd)、鉅（Pm)、 釤（Sm)、釓（Gd)、铽（Tb)、鏑（Dy)、鈥（H〇)、铒（Er)、链 (Tm)、镱（Yb)、镏（Lu)、氟（F)、氣（ci)、溴（Br)與峨（I) 之至少一元素。 據此，由於考慮到半波幅、峰值波長及/或轉換效率 等而以組合形式提供特定綠色螢光體與特定紅色螢光體， 因此可提供具高演色性指數70或更高之白光。此外，由於 可經由複數個螢光體獲得各種波長帶之光，亦可增進色彩 重現度（或色域（color gamut))。 就石夕酸鹽系紅色螢光體而言，在紅色螢光體中，較佳 X之範圍為0. 15Sx$3。在化學式中，一部份的石夕（si)可以 不同元素替代。例如，可經由選自硼（B)、鋁（A1)、鎵（Ga) 與銦（In)組成群組之至少一元素取代。此外，可經由選自 於由鈦（Ti)、锆（Zr)、鋅（Gf)、錫（Sn)與鉛（Pb)組成群組 之至少一元素取代。 藍色LED晶片之主要波長摩&圍為430 run至470 run。 在此案例中，為了藉由確保可見光譜中的較寬光譜而增進 演色性指數’綠色螢光體12之放射光波長峰值範圍為500 咖至550 nm，以及紅色螢光體14之範圍為600 nm至660 nm ° 較佳為，藍色LED晶片具有範圍10 nm至50 nm之半 波幅，綠色螢光體具有範圍30 nm至200 nm之半波幅， 以及紅色螢光體具有範圍50 nm至250 nm之半波幅。 在另一示範實施例中，除了前述之螢光體14與綠色

20 95163 S 201209137 螢光體12以外，可包含黃色螢光體或黃橙色榮光體。在此 案例中，可獲得更增進之演色性指數。此實施例繪示於^ 8a圖。 請參照第8a圖，白色發光裝置20包括：封褒主體21， 具有形成於其中心之反射杯；藍色LED晶片25，安事於反 射杯底部，以及透明樹脂封裝部2 9，包覆及急+ — + & 说久射杯中的藍色 LED晶片25。 該樹脂封裝部29可由如矽樹脂、環氧樹脂或其組合 物製成。在本示範實施例中’該樹脂封裝部29可包括綠色 螢光體22、紅色螢光體24,以及額外的黃色或黃撥色榮光 體26。 此外，該綠色螢光體22可包括MxAy〇xNu/3)y氮氧化合物 螢光體、MaAbOcN^/Wa+U/Wb-i2/3；^氮氧化合物發光體，以及 召-sialon螢光體之至少一者。除了前述複合結晶螢光體 外’該紅色螢光體24可復包含氮化物系MlAlSiNxiRe螢光 體（1SXS5)’以及硫化物系螢光體MID:Re之中之至少一者。 此外’在本示範實施例中，可復包含第三螢光體26。 該第二螢光體可為黃色或黃-黃橙色螢光體，其可發出介於 綠色與紅色波長帶間之光。該黃色或黃橙色螢光體可為矽 酸鹽系螢光體。該黃橙色螢光體可為a-SiAl〇N:Re-系或 YAG與TAG之石榴石系螢光體。 在前述示範實施例中，其中二或多種螢光體粉末係經 混合以分散於單一樹脂封裝部區域中，但亦可實施各種其 他結構。詳細地說’該二或三種螢光體可形成具有不同層 21 95163 201209137 之結構。例如，可將該綠色螢光體、紅色螢光體與黃色或 黃橙色螢光體提供作為多層結構中的螢光體層，其係藉由 高壓下分散相對應種類之螢光體粉末而達成。 此外，如第8b圖所示，如同先前示範實施例之白色 發光裝置，本示範例之白色發光裝置30包括：封裝主體 41，具有形成於其於中心之反射杯；藍色LED晶片45，安 裝於該反射杯底部；以及透明樹脂封裝部39，其包覆反射 杯中的藍色LED晶片45。 包括不同螢光體層之樹脂層，係提供於樹脂封裝部39 上。亦即，波長轉換單元可建構為包括：第一樹脂層32， 含有綠色螢光體；第二樹脂層34，含有紅色螢光體；以及 第三樹脂層36，含有黃色或黃橙色螢光體。 使用於本示範實施例之螢光體，可相同於或類似於第 6圖所述之螢光體。 由將本示範實施例所提出之螢光體組合得到之白光， 可獲得高演色性指數。更特別的是，當該黃色螢光體與藍 色LED晶片組合時，可同時獲得經轉換之黃光與藍色波長 光。在此案例中，當檢視整個可見光譜時，僅有些許光線 來自綠色與紅色波長帶，因此難以獲得接近自然光之演色 性指數。尤其是，經轉換之黃光具有窄半波幅而獲得高轉 換效率，進而降低演色性指數。此外，清晰白光的特性容 易隨著單一黃色轉換程度改變，而無法保證絕佳之色彩重 現度。 作為比較，在示範實施例中，將紅色LED晶片與綠色 22 95163

S 201209137 螢光體（G) ’以及紅色螢光體（R)組合，由於發出光位於綠 色與紅色帶，與前例比較，可從可見光光譜獲得較廣之光 譜，造成演色性指數方面大幅增進。此外，可藉由包含黃 色或黃橙色螢光體（提供介於綠色與紅色帶之間的中間波 長帶），更增進演色性指數。 第9圖為顯示本發明示範實施例中所使用之綠色螢光 體之發光光譜之圖。如第9圖所示，依本發明實施例之氮 氧化合物螢光體獲得之該紅色螢光體，具有峰值波長約 540 nm ’且其發光光譜具有半波幅76. 7 nm。 第l〇a與l〇b圖為顯示紅色螢光體之發光光譜之圖， 其可額外使用於本發明之示範實施例中。 請參照10a圖，顯示氮化物系螢光體MAlSiUe (1SXS5)之光譜（於此，Μ為選自於鈹（Be)、鋇（Ba)、锶 (Sr)、鈣（Ca)與鎂（Mg)之至少一元素，且Re為選自於釔 (Y)、鑭（La)、鈽（Ce)、敛（1M)、鉅（Pm)、釤（Sm)、釓（Gd)、 铽（Tb)、鏑（Dy)、鈥（Ho)、铒（Er)、鍤（Tm)、镱（Yb)、镏 (Lu)、氟（F)、氣（C1)、溴（Br)與破（I)之至少一元素）。該 經轉換之紅色光具有約640=.·^,之綠。値:波.長..，以及約8511111 之半波幅。 請參照1 〇b圖，顯示硫化物系螢光體MD: Eu，Re之光 譜（於此Μ為選自於鈹（Be)、鋇（Ba)、勰（Sr)、鈣（Ca)與鎂 (Mg)之至少一元素，D為選自於硫（S)、硒（Se)與碲（Te)之 至少一元素，且Re為選自於紀（Y)、鑭（La)、錦（Ce)、鈥 (M)、鉅（Pm)、釤（Sm)、釓（Gd)、铽（Tb)、鏑（Dy)、鈥（Ho)、 23 95163 201209137 铒（Er)、鍤（Tm)、鏡（Yb)、餾（Lu)、F、氯（Cl)、溴（Br) 與碘（I)之至少一元素）。該經轉換之紅色光具有約655 nm 之峰值波長，以及約5 5 nm之半波幅。 第11a與lib圖之圖係顯示係黃色或黃橙色螢光體之 放射光譜發光光譜，其可選擇性地使用於本發明之示範實 施例中。 請參照第11 a圖，顯示石夕酸鹽系螢光體之光譜。該經 轉換之黃色光具約555 nm之峰值波長，以及約90 nm之半 波幅。 請參照第lib圖，顯示a-SiA10N:Re螢光體之光譜 (於此，Re為選自於釔（Y)、鑭（La)、鈽（Ce)、鈥（Nd)、鉅 (Pm)、釤（Sm)、釓（Gd)、铽（Tb)、鏑（Dy)、鈥（Ho)、斜（Er)、 録（Tm)、镱（Yb)、錙（Lu)、氟（F)、氯（Cl)、溴（Br)與碘（I) 之至少一元素，且Re在1 ppm至50000 ppm的範圍内）。 經轉換之黃光具約580 nm之峰值波長，以及約88 nm之半 波幅。 在此案例中，由於考慮到半波幅、峰值波長及/或轉 換效率等而以組合形式特定綠色螢光體與特定紅色螢光 體，且可加入黃色或黃橙色至該組合中，因此可提供具高 演色性指數70或更高之白光。 就紅光之色座標而言，X與y座標係分別落於 0. 55$xS〇. 65與0. 25Sy$0. 35的範圍内，而就綠光之色座 標而言’ X與y座標係分別落於〇. 2$χ£〇. 4與〇. 5SyS〇. 7 的範圍内’以及就藍光之色座標而言，χ與y座標係分別 95163 24 201209137 落於0. KxSO. 2與0. 〇2$y$〇· 15的範圍内。 當藍色LED晶片主要波長範圍為430 nm至470 nm時， 綠色螢光體之發射光波長的峰值範圍可為5〇〇 nm至550 nm，而紅色螢光體的峰值範圍可為6〇〇nm至66〇 nm，且黃 色或黃橙色螢光體的峰值範圍可為550 nm至600 rnn。 此外，當藍色LED晶片具1 〇 nm至5〇 nm之半波幅範 圍時，綠色螢光體可具有範圍3〇 nm至2〇〇 nm之半波幅， 較佳為’範圍60 nm至80 nm，紅色螢光體具有50 nm至 250 nm之半波幅範圍，且黃色至黃橙色螢光體可具有範圍 20 nm至100 nm之半波幅。 經由於此條件下選擇與組合各螢光體，在本發明的示 範實施例中，可在可見光譜上確保寬廣光譜，並可提供具 較大演色性指數之優質白光。 一本發明可提供一種白色光源模組，適用於作為LCD背 光單το之光源。亦即，本發明示範實施例之白色光源模組， 作為LCD背光單元之光源，可與各種光學元件（擴散片、導 光板、反射板、菱鏡片與類似物）耦合，以建構背光組件。 第12與13圖說明此類白色光源模組。 首先，請參照第12圖，用於LCD背光之光源模組5〇， l括電路板51與電路板51上之複數個白色LED裝置1〇 之陣列。導電圖樣（未顯示）可形成於電路板之上表面， 使得其連接至LED裝置1〇。 每一白色LED裝置10可理解為如第7圖所示之上述 白色LED裝置。亦即’藍色咖5是以⑽（晶片接合於電 95163 25 201209137 路板上（chipobbiard))方式直安装於電路板5i上。每一 白色LED裝置可建構為包含半球體樹脂封裝部19，其 具有透鏡功能，但不具反射壁，因此具有廣定向角。每一 白光光源之廣定向角可有利於LCD顯示器之尺寸縮小（即 厚度或寬度）。 請參照第13圖，用於LCD背光之光源模組6 0包括電 路板61，以及安裝於電路板61上之複數個LED裝置2〇陣 列。如上所述’請參考第8a圖，白光LED裝置20包括： 藍色LED晶片25 ’安裝於封裝主體21之反射杯内；以及 樹脂封裝部29 ’包覆藍色LED晶片25。綠色螢光體22盘 黃色或黃橙色螢光體26,以及包含前述複合結晶螢光體之 紅色螢光體24，係分散於樹脂封裝部29中。 本發明示範實施例可提供使用前述螢光體作為波長 轉換材料之各種形式之白色發光裝置。於此，可使用於本 發明示範實施例中之白色發光裝置之發光元件將於下描 述。 首先，第14圖中所示之發光元件100之半導體堆疊 結構，可具有下列結構。形成由Si-Al合金（以下稱為 ‘Si-Al合金基板’）製成之基板，於Si-Al合金基板1〇1 之上表面與下表面形成保護層120’於保護層120上依序 堆疊接合金屬層102、反射金屬層l〇3、p型半導體層ι〇4、 主動層105，以及η型半導體層106 ° P型與η型半導體層 104與主動層105，可由GaN系半導體’亦即AlxGayIn(i-x_y)N (OSxSl，O^y^l，O^x+y^l)半導體材料或類似物製成，並 26 95163 201209137 組成發光結構。 η-侧電極107係形成於n型半導體層1〇6上。插設於 接合金屬層102與ρ型半導體層1〇4間之反射金屬層丄⑽ 將由半導體層入射之光線向上反射，因而增加發光元件之 亮度。反射金屬層103可由具高反射率之金屬製成，如選 自於由金（Au)、銀（Ag)、鋁（A1)與铷(Rh)，或其中兩種或 更多種金屬之合金組成之群組之金屬。該反射金屬層1〇3 可視需要而省略。 接合金屬層102係提供以將Si_A1合金基板1〇1連接 至發光結構。接合金屬層102可由金（Au)或類似物製成。 於此，發光元件100包括接合金屬層1〇2，但Si-Al合金 基板101可直接連接至p型半導體層丨〇4，而不需要接合 金屬層102介於其間。因此，本發明實施例之發光元件】 使用Si-Al合金基板101作為導電基板。 該Si-Al合金之優點為具良好之熱膨脹係數、導熱性、 機械加工性與價格。亦即，Si-Al合金基板1〇1之熱膨脹 係數類似於藍寶石基板之熱膨服係數。因此，當發光元件 100是由Si-Al合金基板101製造、時.，現,有之矽（Si)導電 基板接合製程、及雷射照射分離藍寶石基板之製程中出現 的基板彎曲現象、及發光結構中產生之碎裂現象，可大幅 降低’以獲得低缺陷之高品質發光元件10〇。 此外，Si-Al合金基板1〇1之導熱度範圍為12〇至18〇 W/m . K，可提供絕佳之熱釋放特性。此外，由於^_Αΐ合 金基板ιοί可藉由在高壓下熔融矽（si)與鋁（Αι)而容易製 95163 27 201209137 造’可以低成本方式容易獲得。 特別的是’如本發明示範實施例之發光元件100包括 保護層120，該保護層120形成於Si-Al合金基板101之 上表面與下表面’以預防在清潔操作時，化學物滲透至 Si-Al合金基板101。於此，保護層120可由金屬或導電介 電質’或類似物製成。當保護層120由金屬製成時，可由 鎳（Ni)、金（Au)、銅（Cu)、鎢（W)、鉻（Cr)、翻（Mo)、翻（Pt)、 釕（Ru)、铑（Rh)、鈦（Ti)，以及鈕（Ta)，或其中至少二者 或更多者之合金之至少一者製成。 在此案例中，保護層120可經由無電鍍（eiectroless plating)法、金屬沈積、濺鍍、CVD或類似方法形成，而 在鍍覆保護層120之過程中作為種子之種子金屬層11〇， 可形成於Si-Al合金基板1〇1與由金屬材料製成之保護層 120之間形成。種子金屬層11〇可由鈦（Ti)/金（au)或類似 物。此外’當保護層120由導電介電質製造，該導電介電 質可由IT0(銦錫氧化物）、IZ0(銦鋅氧化物）或ci〇(銅銦氧 化物）製造。在此案例中，保護層120可經由沈積、濺鍵或 類似方式形成。較佳為，保護層120可形成具有厚度範圍 為0.01#m至20#m，更佳為形成具有厚度範圍為1//{〇至 10 # m。 在此情況下’在可用於本發明示範實施例之白色發光 裝置之發光元件中’由於保護層120是由金屬如錄（Nj)製 成，形成於Si-Al合金基板1〇1表面上，可防止Si_Ai合 金基板101中之A1金屬：被藍寶石基板分離後進行之清潔

95163 S 28 201209137 流程中使用的化學物如HCl、HF、Κ0Η或類似物腐蝕；或被 η型半導體層106之表面紋理化（texturing)製程使用之化 • 學物Κ0Η腐蝕。 '因此，在可用於本發明示範實施例之白色發光裝置之 - 發光元件中’可預防Si-Al合金基板1〇1表面之凸出與凹 陷之形成’因此，可預防結合至Si-Al合金基板1〇1之發 光結構被剝離。 使用金屬如鎳（Ni)或類似物作為保護層12〇之材料， 優點為可改善Si-Al合金基板1〇丨之表面粗糙度，以強化 Si-Al合金基板101與發光結構間之接合（juncti〇n)(;或結 合（bonidng))。亦即，在相關技術中，在接合金屬層1〇2 形成之前，Si-Al合金基板ιοί會經歷清潔製程，其係使 用化學材料如酸或類似物以移除天然氧化物層，使得 Si-Al合金基板101表面上之A1金屬被腐蝕，以造成以^ 合金基板101表面上有平均範圍為2〇〇 nm至5〇〇 nm之凸 出與凹陷的產生。相較而言，在本發明之第一示範例中， 金屬如鎳（Ni)或類似物，係形成於si_M合金基板1〇1之 表面上，作為保護層120，且Si、Al合金基板1〇1進行Ni CMP(化學機械研磨）f程。因此，絲面凸出與凹陷便可減 低為5 nm或更低，因而改善表面⑽度，以呈現出似鏡像 表面。 因此，Si-Al合金基板1〇1之表面粗糖度、Si_A1合 金基板101與發光結構間之接合可強化，且該接合良率可 增進。 95163 29 201209137 第15圖I員示本發明示範實施例之白色發光裝置中所 使用之發光元件之另一示範例。 第15圖所示之發光元件類似於第14圖之發光元件， 除了下述不同以外：保護層120係形成於Si-Al合金基板 101之上表面，使得Si-Al合金基板101之一部分暴露出， 而非形成於Si-Al合金基板1〇1之整個上與下表面；導電 層122形成於保護層120上、與被保護層120暴露的Si-Al 合金基板101上表面部分上；以及接觸金屬層123形成於 Si-Al合金基板ιοί之下表面。 尤其是’較佳為，該保護層.120係由絕緣材料製成， 而非導電介電質。亦即，如本示範實施例之發光元件100 之中’由於保護層120是由絕緣材料製成’而非金屬或導 電介電質’所以形成的保護層120暴露Si-Al合金基板101 之上表面部分’而導電層122額外形成於包含保護層120 之Si-Al合金基板1〇1之上表面，以使具有保護層12〇形 成於其上之Si-Al合金基板101、與保護層120上侧之發 光結構呈電性連接。於此，導電層122可由金屬或類似物 製成。 同時’不像具有上述構造之發光元件，如本示範實施 例之白色發光裝置可使用具有經修飾以允許高電流操作之 電極沈積結構之發光元件。第16與17圖為本發明另一示 範實施例之白色發光裝置所使用之發光元件之平面圖與側 面截面圖。第17圖為沿著第16圖之M，線之截面圖。 凊參考第16與17圖，發光元件2〇〇包括導電基板21〇、 95163

S 30 201209137 第一電極層22、絕緣層230、第二電極層240、第二導電 半導體層250、主動層260，以及第一導電半導體層270， ’且各層依序堆疊。 '導電基板210由允許電流流過其中之材料製成。例如， 該導電基板210較佳可為包括金（Au)、鎳（Ni)、銅（Cu)與 鎢（W)之至少一者之金屬基板：或可為包括矽（si)、鍺（Ge) 與砷化鎵（GaAs)之至少一者之半導體基板。第一電極層 220係堆疊於導電基板210上。第一電極層220係電性連 接至導電基板210及主動層260，因此，較佳為，其由最 小化與導電基板210及主動層260接觸電阻之材料製成。 如第17圖顯示，堆疊於導電基板210上之第一電極 層220之部分穿透絕緣層230、第二電極層240、第二導電 半導體層250，以及主動層260，並延伸通過接觸孔280， 完全穿透達到第一導電半導體層270之某些區域，以被引 導至與該第一導電半導體層270接觸，因此電性接觸導電 基板210及導電半導體層270。亦即，該第一電極層220 經由接觸孔280電性連接導電基板210,使第一電極層220 與導電半導體層270，可經由接觸孔280之尺寸，更準確 地說，經由接觸區域290，電性連接導電半導體層270，其 接觸於該接觸區域290之中。 同時，絕緣層230係提供於第一電極層220上，以使 第一電極層220與其他層電性絕緣，而導電基板210與第 一導電半導體層270除外。亦即，絕緣層230係提供介於 第二電極層220、第二導電半導體層250、及被接觸孔280 31 95163 201209137 與第一電極層220暴露的主動層260之侧邊之間，並介於 第一電極層220與第二電極層240之間。此外，該絕緣声 230較佳亦形成至第一導電半導體層27〇某些區域之側邊s， 該處被接觸孔280穿透，以使其絕緣。 該第二電極層240係提供於絕緣層230上。當然，該 第二電極層並不存在於該接觸孔280以穿透方式形成之某 些區域中。在此案例中，如第17圖所示，該第二電極層 240包括界面之暴露區域，該界面係與第二導電半導體層 250接觸，亦即，至少一暴露區域245。電極墊部分247

可提供於暴露區域245上，以使外部電力與第二電極層24〇 連接。 S 同時 孩第二導電半導體層250、主動層260，以及 第一導電半導體層270(待提供）並不存在於暴露區域245 上。此外，如第16圖所示，較佳該暴露區域2托係形 半導體發光裝置2GG之角落，以使半導體發光|置2〇〇之; 發光區域最大化。同時，較佳為，該第二電極層240包括 k自於銀（Ag)、叙⑹與舶⑻之至少一金屬。此係因 下述理由：當兮^ 田嗞第二電極層24〇電性接觸第二導電 層250時’其必須提供作為具有最小化第二導 250之接觸電阻之胜& β ! 〈将性、並具有將主動層產生之光線向 反射以因而增Μ光效率之功能之層。 專二導電丰:¾ 導體層250係提供於第二電極層240上， 主動層260係提供於第二導電半導體層25〇上，且該第一 導電半導體層27Q倾供於线層上。在此案例中， 32 95163 201209137 較佳為’該第一導電半導體層270為η型氮化物半導體， 以及該第二導電半導體層250為ρ型氮化物半導體。此外， 可根據苐一與第二導電半導體層270與250，選擇材料以 形成主動層260。亦即，隨著電子電洞再結合，主動層26〇 將月b里轉換成光線並發出光線’因此，較佳為，主動層260 是由具有能帶間隙小於第一與第二導電半導體層27〇與 250之能帶間隙之材料製成。 同時，在如本示範實施例之發光元件中，該連接至接 觸孔之第一電極層可暴露於外侧。 就第18圖所示之發光元件300而言，第二導電半導 體層350、主動層360,以及第二導電半導體層37〇係形成 於導電基板310。在此案例中，第二電極層34〇可設置於 第一導電半導體層350與導電基板310之間，但第二電極 層340不一定要形成。 在本不範實施例中，具有與第一導電半導體層37〇接 觸之接觸區域390之接觸孔390係連接至第一電極層32〇, 該第一電極層320係暴露以具有電性連接部分345。電極 墊部分347可形成於電性連接部分345上。藉由絕緣層33〇 的手段，該第一電極層320可與主動層360、第二導電半 導體層350、第二電極層340,以及導電基板31〇，以絕緣 層330電性隔離。 不像前述之不範實施例中該接觸孔與導電基板連接， 在本示範實施例中，接觸孔380係與導電基板31〇電性隔 離，連接接觸孔380之第一電極層32〇係暴露於外側。因 95163 33 201209137 此’導電基板310電性連接第二導電半導體層34〇，以具 有極性相對前述示範實施例不同的極性。 因此，在發光元件中’第一電極之一部份形成於發光 表面上’而該第一電極之其他部分則置於主動層之下侧， 因而可確保發光區域具有最大可能程度’且由於設置於發 光表面上之電極係均勻設置，雖然對其施加高操作電流’ 但電流仍可均勻地分佈以因而降低高電流操作時之電流密 度。 & 在此案例中’第Π與18圖所示之發光元件可包括： 半導體堆疊體，具有提供相對之第一與第二主要表面之第 與第一導電半導體層，以及形成於該第一與第二導電半 導體層之間之主動層；接觸孔，通過該主動層從該第二主 要表面連接至該第一導電半導體層之一區域；第一電極， 形成於該半導體堆疊體之第二主要表面上，並經由該接觸 孔連接至第一導電半導體層之一區.域；以及第二電極，形 成於該第二導電半導體層上，該第二導電半導體層上形成 於該半導體堆疊體之第二主要表面上。於此，第一與第二 電極之任一者可由該半導體堆疊體側邊伸出。 第19a與19b圖為本發明一示範實施例之背光單元側 視戴面圖。 請參照第19a圖，繪示侧光式背光單元1500作為發 光一極體組之背光單元範例，本發明實施例所述之發光二 極體封農可應用至該發光二極體組之背光單元作為光源。 在本示範實施例中，侧光式背光單元1500可包括導 34 95163

S 201209137 光板1340，以及設置於導光板1440二側之LED光源模組 1300。 在本示範實施例中，該LED光源模組1300設置於導 光板1440之相對二側，但LED光源模組1300亦可僅設置 於一側，或者，額外LED光源模組設置於其餘側。 如第19a圖所示，反射板1420可額外地設置於導光 板1440下方。根據本示範實施例，所使用之LED光源模組 1300包括：印刷電路板1310 ;以及複數個LED光源1350， 安裝於基板1310之上表面，且該使用前述螢光體之發光二 極體裝置封裝係應用作為LED光源1350。 請參照第19b圖，繪示直下式背光單元1800，係另一 種之背光單元範例。 在本示範實施例中，該直下式背光單元1800可包括 光擴散板1740、以及設置於該光擴散板1740下表面之LED 光源模組1600。 第19b圖中所示之背光單元1800可復包括底殼 1710 ’該底殼ΠΙΟ用於將光源模組光容置於擴散板1740 下方 本示範實施例中所使用之LED光源模組1600包括： PCB 1610 ;以及複數個LED光源1650，安裝於基板1610 上表面上。該複數個LED光源可為使用前述螢光體作為波 長轉換材料之發光裝置封裝。 除了前述示範實施例之外，該螢光體可設置於不同元 件上，而非置於LED所在之封裝中，以轉換光線。此實施 ^ 95163 201209137 例繪示於第20至22圖中。 首先，如第20圖所示，本示範實施例户斤述之直下式 背光單元1500可包括：螢光體薄膜1550 ;以及LED光源 模組1510，設置於該螢光體薄膜1550下表面上。 第20圖繪示之背光模組1500可包括用於容置光源模 組1510之底殼1560。在本示範實施例中，螢光體薄膜1550 設置於底殼1560之上表面上。由光源模組1510發出之光 線之至少一部分可被螢光體薄膜1550波長轉換。螢光體薄 膜1550可製造成分離之薄膜並加以應用，或可以整體耦合 於擴散板之方式設置。 於此，LED光源模組1510可包括：PCB 1501 ;以及複 數個LED光源1505，設置於基板1501之上表面上。 第21a與21b圖本發明另一示範實施例之側光式背光 模組側面截面圖。 第21a圖所示之侧光式背光模組1600可包括：導光 板1640;以及LED光源1605,設置於導光板1640之一侧。 從LED光源1605發出之光線可藉由反射結構之手段被引導 至導光板1640内部。在本示範實施例中，螢光體薄膜1650 可置於導光板1640之側與LED光源1605之間。 類似於第21a圖所示之侧光式背光單元1600 ’第21b 圖所示之側光式背光單元1700可包括··導光板Π40 ; LED 光源1705 ’設置於導光板1740之一側；以及反射結構（未. 顯示）。在本示範實施例中，所繪示的螢光體薄膜1750係 應用於導光板之發光面。 36 95163

S 201209137 以此方式’可實施本示範實施例所述之螢光體，使得 其應用於不同之裝置，如背光單元或類似物，而非直接應 • 用於LED光源中。 ' 第22圖為本發明示範實施例顯示設備之分解圖。 第22圖中所示之顯示設備2〇〇〇包括：背光單元 2200 ;以及影像顯示面板230〇，例如液晶面板。背光單元 2200包括：導光板2240 ;以及LED光源模組2100，設置 於導光板2240之至少一侧上。 在本示範實施例中，背光單元2200可復包括：底殼 2210 ;以及反射板2220，位於導光板2240下方。 此外，依據各種光學特性之需要，可將各種形式之光 學片2260,如擴散片、菱鏡片或保護片設置於導光板2240 與液晶面板2300之間。 LED光源模組2100可包括：PCB 2110，設置於導光板 2240之至少一側上；以及複數個LED光源2150，安裝於 PCB 2110上，並發出光線至導光板2240。該複數個LED 光源2150可為前述之發光裝置封裝。本示範實施例中所使 用之複數個LED光源，可為側面出光式發光裝置封骏 view type light emitting device package)，其中兮複 數個LED光源之側邊安裝成鄰接於發光面。 如上所述，前述螢光體可應用於LED光源模級中，今 LED光源模纽應用於各種安裝結構，並提供各種形式之白Λ 光。前述之發光裝置封裝或包括其之光源模組， J應用於 各種形式之顯示設備或照明裝置中。 95163 37 201209137 斤述，依據本示範實施例，實施複合結晶螢光 體，且可結合各結晶之優點以提供具有絕佳特性之波長轉 換材料。可藉由部分使用rsial〇n結晶，提供具有大的 半波巾田、確保有高演色性之紅光；且可依據比例，提供滿 足各種特ϋ之放射波長。與相關技術之白色發光裝置相 車乂 ’預冲可獲得演色性指數增加之效果。 此外，高演色性可藉由加入新穎之複合結晶而確保， 藉=以氮元素部分取代氧元素，並包含紹元素而達成，可 獲知"氮化物系螢光體之高發光特性、絕佳之熱與化學穩定 、左由运些優點可獲得具有南輸出/高信賴度之白色發 光裝置。 本發明已以示範實施例進行示範與描述，此技術領域 者應可依此瞭解到各種修飾與變化，而不脫離本發明精神 與範嘴’本發明範疇係依據後附專利申請範圍而定。 【圖式簡單說明】 本發明之以上與其他態樣、特徵與其他優點，將由下 面之詳細說明，以及後附之圖示而更臻清楚，其中： 第1圖為依據本發明第一示範實施例製備之複合結晶 螢光體顆粒經拍攝而獲得之SEM照片； 第2a與2b圖說明對於第1圖複合結晶螢光體顆粒之 EDAX數據分析結果； 第3圖為依據本發明第一示範實施例製備之複合結晶 螢光體顆粒之XRD圖； 第4圖為依據本發明第一示範實施例製備之複合結晶 95163

S 38 201209137 螢光體顆粒之陰極光（CL)影像經拍攝而獲得之照片； 第5圖為比較性地顯示本發明示範實施例1與比較例 1之複合結晶螢光體之發光光譜之圖； 第6圖為本發明實施例2之複合結晶螢光體之XRD圖； 第7圖為本發明一示範實施例之白色發光裝置示意 圖； 第8a與8b圖本發明另一示範實施例之白色發光裝置 示意圖； 第9圖為本發明一示範實施例中可使用之綠色螢光體 之光譜圖； 第10a與1 〇b圖為本發明一示範實施例中可使用之紅 色螢光體之光譜圖； 第1 la與lib圖為本發明一示範實施例中可使用之黃 色或黃橙色螢光體之光譜圖； 、 第12圖為本發明一示範實施例之LED光源模組側視 截面圖； 第13圖為本發明另一示範實施例之LED光源模組侧 視截面圖； 弟圖為本發明—示範實施例之白色發光裝置中可 使用之發光元件側面截面圖； 第15圖為本發明另一示範實施例之白色發光裴置中 可使用之發光轉魏#«面圖； 第16與π圖為本發明一示範實施例之白色發光裝置 中可使用發光讀之平面圖與側視截面圖； 39 95163 201209137 第18圖為本發明另一示範實施例之白色發光裝置中 可使用之發光元件側視截面圖； 第19a與19b圖為本發明一示範實施例之背光單元側 視截面圖； 第20圖為本發明一示範實施例之直下式背光單元側 視截面圖； 第21a與21b為本發明另一示範實施例之侧光式背光 單元側視截面圖；以及 第22圖為本發明一示範實施例之顯示設備之分解圖。 【主要元件符號說明】 10 、 20 、 30白色發光裝置 12、22 綠色螢光體 14、24 紅色螢光體 15 、 25 、 45 藍色LED晶片 19 、 29 、 39 樹脂封裝部 21 ' 41 封裝主體 26 黃色或黃燈色螢光體 32 第一樹脂層 34 第二樹脂層 36 第三樹脂層 50、60 光源模組 51 ' 61 電路板 100 發光元件 101 Si-Al合金基板 102 接合金屬層 103 反汾金屬層 104 P型半導體層 105 主動層 106 η型半導體層 107 電極 110 種子金屬層 120 保護層 122 導電層 123 接觸金屬層 200 、 300 發光元件 40 95163 201209137 210、310 導電基板 220、320 第一電極層 230、330 絕緣層 240、340 第二電極層 245 暴露區域 247、347 電極墊部分 250、350、370 第二導電半導體層 260、360 主動層 270 第一導電半導體層 280、380 接觸孔 290、390 接觸區域 345 電性連接部分 1300、1510、1600、2100 LED 光源模組 1310 印刷電路板 1350、1505、1605、1650、1710、2150 LED 光源 1420、2220 反射板 1500、1700、2200、2200 背光單元 1550、1750 螢光體薄膜 1560、1710、2210 底座 1440、1640、1740、2240、2240 導光板 1610、 2110 PCB 1740 光擴散板 1800 直下式背光單元 2000 顯示設備 2300 影像顯示面板 2260 光學片 2300 液晶面板 41 95163

Claims (1)

1. 201209137 七、申請專利範圍： L =種複合結晶螢光體，其為無機組成物，至少含有M 元素、A1元素、矽、氧與氮， ’、中該無機組成物具有具至少兩種結晶相之顆 粒且該至少兩種結晶相包括M2SH(〇〈x〈3，y 結晶之第一結晶相，以及/5-赛隆（y3-sialon)結晶之 第-結晶相， 其中，Μ為選自於由鎂（Mg)、鈣（Ca)、與鋇 (Ba)組成群組之至少一元素。 2. 如申請專利範圍第1項所述之螢光體，其中當照射激發 源時，該複合結晶螢光體發出具有範圍570 nm至660 nra 之峰值波長之光線》 3. 如申請專利範圍第2項所述之螢光體，其中該複合結晶 螢光體之發射波長光譜具有單一峰值波長。 4. 如申請專利範圍第2項所述之螢光體，其中，該激發源 具有範圍300 nm至480 nm之峰值波長。 5. 如申請專利範圍第3項所述之螢光體，其中，該放射光 波長光譜之半波幅為約1〇〇 nm或更高。 6. 如申請專利範圍第1項所述之螢光體，其中，該第一結 晶相為 Sr2Si〇4-爲（0<x<3，y=2x/3)。 7. 如申請專利範圍第1項所述之螢光體，其中，該第二結 晶相為 Si6-ZA1Z〇ZN8-Z(0<z<l)。 8. 如申請專利範圍第1項所述之螢光體，其中，該第一結 晶相佔60至95質量百分比’以及該第二結晶佔5至 95163 S 1 201209137 40質量百分比。 9.如申請專利範圍第1項所述之螢光體，其中該複合結晶 螢光體復包含第三結晶相，該，第三結晶相為 M2Si5〇aN“（〇<a<3，b=2a/3)結晶。 10·如申請專利範圍第1項所述之螢光體，其中，該第一結 晶相佔50至90質量百分比，該第二結晶佔5至40質 量百分比’以及該第三結晶相佔1〇質量百分比或更低。 11·如申請專利範圍第1項所述之螢光體，其中，該螢光體 復包含作為活化劑之至少一種稀土元素。 12.如申請專利範圍第1項所述之螢光體，其中，該稀土元 素（Re)係選自於由鈽（Ce)、镨（pr)、鈥（Nd)、釤（Sm)、 銪（Eu)、釓（Gd)、轼（Tb)、鏑（Dy)、鈥（Ho)、铒（Er)、 链CTm)與镱（Yb)組成之群組。 13·—種白色發光裝置，包含： 發出激發光之LED晶片； 紅色螢光體，配置在該LED晶片周圍以將至少一部 分之該激發光波長轉換，並包括前述之複合結晶螢光 體；以及 至少-發光7G件’提供波長不同於LED晶片之發光 波長以及紅色螢光體之發光波長之光， 類夕二中該至v發光凡件為額外LED晶片與不同種 類之螢光體之至少一者。 ，其中，該LED晶 14.如申請專利範圍第13項所述之襞置 片為發出紫外光之led晶片。 95163 2 201209137 15. 如申請專利範圍第13項所述之裝置，其中，該LED晶 片為具有範圍430 nm至470 nm之波長峰值之藍色LED 晶片，且該至少一發光元件包含綠色螢光體。 16. 如申請專利範圍第15項所述之裝置，其中，該紅色螢 光體之光發射波長峰值範圍為6〇〇 nm至660 nm，以及 該綠色螢光體之光發射波長峰值範圍為5〇〇 nm 至 550 nm ° 17. 如申請專利範圍第16項所述之裝置，其中，該藍色led 晶片具有範圍10 nm至50 nm之半波幅，該綠色螢光體 具有範圍30 nm至200 nm之半波幅，以及該紅色螢光 體具有範圍100 nm至250 nm之半波幅。 18. 如申清專利範圍第15項所述之裴置，其中，該綠色螢 光體包含化學式為MxAy〇xNu/3)y之氮氧化合物螢光體、化 學式為MaAbOeN((2/3)a+(4/3)b-(2/3)c：)之氮氧化合物螢光體，以 及化學式為SihAlzOzNe-z之；5-sialon榮光體之至少一 者， 其中，Μ選自於由鈹（Be)、鎂（Mg)、鈣（Ca)、锶（Sr) 與鋅（Zn)組成群組之至少一種第II族元素，以及A為 由碳（C)、矽（Si)、鍺（Ge)、錫（Sn)、鈦（Ti)、锆（Zr) 與給（Hf)組成群組之至少一種第IV族元素。 19. 如申睛專利範圍第15項所述之裝置，其中，該至少一 發光元件復包含黃色或黃橙色螢光體。 20. 如申請專利範圍第19項所述之裝置，其中，該黃色螢 光體為矽酸鹽系螢光體，以及該黃橙色螢光體為 95163 S 201209137 a-SiAi〇N:Re 螢光體。 • 2〗.如申請專利範圍第13項所述之裝置，其令，該至少一 發光元件為綠色led晶片。 說如申請專利範圍第i3項所述之裝置，其中，該⑽晶 片具有其令第一與第二電極面向同一表面之处構。 23·如申請專利範圍第i3項所述之裝置，射，晶 片具有其中該第-與第二電極面向相反表面之結構。 如申請專利範圍第13項所述之裝置，其中，該⑽晶 片包含： 半導體堆疊體’具有提供相對之第一與第二主要表 面之第-與第：導電半導體層，以及形成於該第一與第 二導電半導體層之間之主動層； ★闕孔’通過該主動層從該第二主要表面連接至該 第一導電半導體層之一區域； 第一電極，形成於該半導體堆疊體之第二主要表面 上’並經由該接觸孔連接至第一導電半導體層之一區 域；以及 . 帛二電極’形成於該第二導電半導體層上，該第二 導電半導體層上形成於該半導體堆疊體之第二主要表 面上。 25.如申請專利範圍第24項所述之裝置，其中，該第一電 極與第一電極之任一者，係由該半導體堆疊體側邊伸 出。 26·如申請專利範圍第13項所述之裝置，復包含具有凹部 95163 4 201209137 之封裝主體，該LED晶片安襄在該凹部中。 27::==13項所述之裝置，復包含包覆糊 :係分散=:二:該複靖光體之至少-者 28·如申請專利範圍第 螢光體形成複數個項所述之裝置，其中’該複數個 數個營光體之樹腊層具樹脂層，以及該含複 汍如_請專利範圍第14項所述之 衫置所色性缝（gri)為;或^色發 •任種:二:’使用如申請專利範圍第1至12項 31.-種表面㈣裝置，2先體作為波長轉換材料。 導光板；以及 LED光源模組，气里#从令 供光線至該導錢^料光板之至少—側，並提 其中’ 5亥D光源模组包含電路板與置於 上之複數個項色所發光裝置，並使用如申請專利範圍第^ 項任，心複合料螢缝作為波長轉換材 32·-種鮮設^使用如申請專利範 項所述之^結晶“體作為波長轉換材料項任一 33. —種顯禾5又備’包含：. 顯示影像之影像顯示面板；以及 背光单兀’具有如申請專利範圍第3。項所述之表 95163 5 201209137 面光源裝置，以提供光線至該影像顯示面板。 34. —種照明裝置，使用如申請專利範圍第1至12項任一 項所述之複合結晶螢光體作為波長轉換材料。 35. —種照明裝置，包含： LED光源模組；以及 擴散板，設置於該LED光源模組之上側，並均勻地 擴散從該LED光源模組入射之光線， 其中，該LED光源模組包含電路板與複數個置於該 電路板上之白色發光裝置，並使用如申請專利範圍第1 至12項任一項所述之複合結晶螢光體作為波長轉換材 料。 6 95163