TW201504391A - 磷光體及使用彼之發光裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明之具體例提供一種磷光體，其具有高的發光效率，因此即使利用高功率運作時也能實現一種色彩漂移較少的發光裝置。此磷光體是一種經Ce活化之磷光體，其具有Sr2Si7Al3ON13晶體結構且在藉由具有250至500奈米之峰波長之光的激發下發出具有500至600奈米之峰波長的光。依照布拉格-布忍達諾(Bragg-Brendano)方法，利用Cu-Kα線輻射所測得之該磷光體的XRD輪廓顯示在31.55-31.85°及24.75-250.5°範圍中於繞射角2θ下分別具有強度I0及I1的繞射線，條件為I1/I0是0.24或更低。

Description

磷光體及使用彼之發光裝置 [相關申請案交叉引用]
本申請案是基於且要求先前在2013年3月15日所提出之日本專利申請案2013-053697之優先權的權益，其整體內容藉由引用被併入本文中。
本發明之具體例係關於一種磷光體及一種發光裝置。特別地，本具體例係關於一種發光裝置，其包含特定磷光體與輻射峰波常可大幅變化的光的發光元件(例如LED)的組合。
發白光之裝置包含例如在藍光激發下發出紅光之磷光體與在藍光激發下發出綠光之另一磷光體的組合。然而，若含有在藍光激發下發出黃光之磷光體，可藉由使用較少種類之磷光體製造該發白光之裝置。作為發黃光之磷光體，例如經Eu活化之正矽酸鹽磷光體是已知的。
同時，為要加強該發射強度，通常將高功率施加至該 發光元件。然而，該受到高功率之發光元件已知產生熱且因此將內部容納該磷光體之該裝置的內部溫度提高到約100℃至200℃。當因此被加熱時，磷光體通常喪失其發射強度。此外，當溫度增加時，該發光元件也已知輻射較長波長之光。特別地，例如若該內部溫度提高至150℃，則該元件輻射具有紅移約10奈米之峰的光。
如上述，若以上經Eu活化之正矽酸鹽磷光體與受到高功率之發光元件組合以製造發光裝置，則降低該磷光體之發射強度。當該發光元件之溫度增加時，該磷光體受溫度驟降及激發強度降低以致喪失其發射強度的困擾。該磷光體之發射強度可明顯地降低，因此常打破來自該發光元件之光與來自該磷光體之光之間的平衡。
現在將參照所附之圖式來說明具體例。
依照本發明之具體例的磷光體包含Ce作為活化劑。該磷光體具有Sr2Si7Al3ON13之晶體結構且在藉由250至500奈米波長範圍中具有峰的光的激發下發出在500至600奈米波長範圍中具有峰的光。依照布拉格-布忍達諾(Bragg-Brendano)方法，利用Cu-Kα線輻射所測得之其XRD輪廓顯示在31.55-31.85°及24.75-25.05°範圍中於繞射角2θ下分別具有強度I0及I1的繞射線，條件為I1/I0比例是0.24或更低。
因為在藉由具有250至500奈米之峰波長的光的激發 下發出具有500至600奈米之峰波長的光，依照該具體例之磷光體是發黃光之磷光體。此磷光體特徵在於所具有之基質的晶體結構與Sr2Si7Al3ON13晶體結構(下文中常稱為"Sr2Si7Al3ON13型晶體結構")基本相同。另外，該磷光體特徵也在於該基質以Ce活化且在激發峰波長±10奈米範圍中於彼之激發光譜中之強度在90至100%之間，較佳在93至100%之間。
包含該發光元件及依照該具體例之發黃光的磷光體的發光裝置可實現所要之發光色彩，即使在以高功率作用時，例如即使在曝於如數百毫安培一般高之電流時，且因此該裝置能使色彩漂移降低。
具有Sr2Si7Al3ON13型晶體結構之經Ce活化的磷光體具有一種激發光譜，其中該強度在與藉由該發光元件之激發對應的藍光波長範圍(例如約430至500奈米)中由較短波長側至較長波長側逐漸降低。另一方面，用於激發該磷光體之發光元件通常在以高功率作用時產生熱，且依此，來自該發光元件之光的峰波長被紅移。
若該磷光體所具有之激發光譜中該譜帶邊緣也被紅移，則在該波長範圍(其中來自該發光元件之光的峰被紅移)中該激發強度的降低可被防止。有鑒於此，申請人能使在具有Sr2Si7Al3ON13型晶體結構之磷光體的激發光譜中的譜帶變平。
因為在藉由具有250至500奈米之峰波長的光的激發下發出具有500至600奈米之峰波長的光，依照該具體例 之磷光體可發出在黃綠色至橘色範圍中之光。該具體例之磷光體因此主要發出在黃色範圍中之光，且因此在下文中被稱為"發黃光之磷光體"。此磷光體所具有之基質的晶體結構基本上與Sr2Si7Al3ON13晶體結構相同且該基質以Ce活化。依照該具體例之發黃光的磷光體是例如由下式(1)表示：(M1-xCex)2ySi10-zAlzOuNw (1)
其中M是選自由Ba、Sr、Ca及Mg所組成之群組中的至少一種元素，且x、y、z、u及w分別滿足以下條件：0<x≦1，較佳地0.001≦x≦0.5，0.8≦y≦1.1，較佳地0.85≦y≦1.06，2≦z≦3.5，較佳地2.5≦z≦3.3，0<u≦1，較佳地0.001≦u≦0.8，1.8≦z-u，較佳地2.0≦z-u，及13≦u+w≦15，較佳地13.2≦u+w≦14.8。
如上式(1)中所示的，該金屬元素M係部分地經該發射中心元素Ce所取代。該金屬元素M基本上是Sr，其可部分地以至少一種選自由Ba、Ca及Mg所組成之群組中的元素取代。非Sr之金屬元素M較佳以少量被包含，以致在該磷光體之製造方法中不能形成Sr2Si7Al3ON13型晶體結構之外的相。特別地，Ba、Ca及Mg之量以M之 總量計較佳是10莫耳%或更少。
若Ce之量以M及Ce之總量計是0.1莫耳%或更多，則該磷光體可具有足夠之發光效率。因此，x較佳是0.001或更多。該金屬元素M可完全被Ce取代(亦即x可以是1)，但x較佳是0.5或更少以避免該發射可能性降低(亦即避免濃度驟減)。
依照該具體例之發黃光的磷光體含有Ce作為發射中心，且因此在藉由250至500奈米波長範圍中具有峰之光的激發下發出在黃綠至橘色範圍中之光，亦即在500至600奈米波長範圍中具有峰的光。即使其他元素以Ce之量計約10莫耳%或更少之量被包含以作為無可避免之雜質，彼等並不破壞所要之效果。該無可避免之雜質的實例包括Tb、Eu及Mn。
y較佳是0.8或更多，另較佳地是0.85或更多，因此避免晶體缺陷之形成且防止發光效率降低。然而另一方面，y較佳是1.1或更少，另較佳地1.06或更少，以致過多之鹼土金屬不能以其他相之形式沉積而降低該發光效率。因此，y滿足下列條件：較佳地0.8≦x≦1.1，更佳地0.85≦x≦1.06。
z較佳是2或更多，另較佳地2.5或更多，以致過多之Si不能以其他相形式沉積而降低發光效率。然而另一方面，z較佳是3.5或更少，另較佳地3.3或更少，以致過多Al不能以其他相之形式沉積而降低該發光效率。因此，z滿足下列條件：較佳地2≦z≦3.5，更佳地 2.5≦z≦3.3。
u較佳是1或更少，另較佳地0.8或更少，以致晶體缺陷不能增加而降低發光效率。然而另一方面，u較佳是0.001或更多，以致維持所要之晶體結構且合適地保持該發射光譜之波長。因此，u滿足下列條件：較佳地0<u≦1，更佳地0.001≦u≦0.8。
z-u之值較佳是1.8或更多，另較佳是2.0或更多，以致該具體例之磷光體可保持所要之晶體結構且其他相也不能在該磷光體之製造方法中被形成。由於該等理由，u+w之值滿足下列條件：較佳地13≦u+w≦15，較佳地13.2≦u+w≦14.2。
因為滿足所有上述條件，依照本具體例之磷光體在藉由250至500奈米波長範圍中具有峰的光的激發下，可有效率地發出具有廣的半寬度發射光譜的黃光。因此，該磷光體使具有高色彩表現(color rendering)性的白光能以實現。另外，該具體例之發黃光之磷光體也具優越之溫度相依性。
依照該具體例之發黃光之磷光體是以Sr2Si7Al3ON13為底質，但彼之構成元素Sr、Si、Al、O及N可以其他元素及/或Ce取代以與該基質形成固體溶液。這些改質(諸如取代)常改變該晶體結構。然而，其中之原子位置僅稍微改變以致化學鍵結不破裂。在此，該原子位置視該晶體結構、其中之原子所佔據之位址及其原子配位而定。
本發明之具體例獲得所要之效果，只要該發黃光之磷 光體並不改變其基本晶體結構。可能有一情況是該磷光體之晶體結構在晶格常數及/或M-N和M-O的化學鍵結長度(接近原子間之距離)方面異於Sr2Si7Al3ON13的晶體結構。然而，即使在那種情況下，若該差異基於Sr2Si7Al3ON13中之晶格常數或化學鍵結長度(Sr-N或Sr-O)是在±15%之範圍內，則定義該晶體結構是相同的。在此，該晶格常數可藉由X光繞射或中子繞射測定，且該M-N及M-O之化學鍵結長度(接近原子間之距離)可由該原子配位計算。
該Sr2Si7Al3ON13晶體屬於單斜晶系，尤其屬於具有a=11.68Å、b=21.34Å及c=4.95Å之晶格常數的斜方晶系。此晶體也屬於Pna21空間群(其是列在由T.Hahn,Springer(荷蘭)所編輯之國際結晶學用表(International Tables for Crystallography)之A冊：空間群對稱(Space-group symmetry)中的第33空間群)。在Sr2Si7Al3ON13中化學鍵結長度(Sr-N及Sr-O)可由在表1中所示之原子配位計算。
依照本具體例之發黃光的磷光體需要具有以上晶體結構。若該化學鍵結長度由以上大幅改變，彼等可被裂開以形成其他晶體結構且因此本具體例之效果不能被獲得。
該具體例之發黃光的磷光體是以一種基本上具有與Sr2Si7Al3ON13相同晶體結構(亦即具有Sr2Si7Al3ON13型晶體結構)的無機化合物為底質，但該構成元素M部分地用發射中心元素Ce取代且每一元素之含量受限制。基於這些條件，依照該具體例之磷光體具有高的發光效率且顯出廣的半寬度發射光譜且也可具有有利的性質諸如優越 溫度相依性。
基於表1中之原子配位的Sr2Si7Al3ON13晶體結構在圖1中說明。圖1(a)、(b)及(c)是分別沿著c、b及a軸之該晶體結構的投影圖。在圖1中，101表示Sr原子，其被Al或Si原子102及O或N原子103所環繞。該Sr2Si7Al3ON13晶體可藉由XRD或中子繞射確認。
本具體例之磷光體具有由以上式(1)所示之組成，且在依照布拉格-布忍達諾方法，利用Cu-Kα線輻射(波長：1.54056Å)所測量之該X光繞射輪廓中於特別繞射角(2θ)下顯出多個峰。此意味：彼之XRD輪廓在下列繞射角(2θ)下具有至少10個峰：15.0-15.2°、22.9-23.1°、24.75-25.05°、25.5-25.9°、25.85-26.15°、29.3-29.5°、30.9-31.1°、31.55-31.85°、32.95-33.25°、33.45-33.75°、33.85-34.15°、34.2-34.6°、34.95-35.45°、36.0-36.2°、36.45-36.75°、37.1-37.5°、40.4-40.8°和56.35-56.85°。
此外，本具體例之磷光體的特徵之一是：在31.55-31.85°及24.75-25.05°下，繞射線的峰強度I0及I1分別具有特定比例。特別地，在本具體例之磷光體中，該峰強度比例I1/I0需是0.24或更低，較佳是0.20或更低。若該比例I1/I0是在該範圍中，本具體例之磷光體具有優越性質。若該比例多於0.24，則該磷光體在藍光範圍中之激發譜帶變尖銳，且因此該磷光體之發射效率容易大幅地受該激發光之峰移影響。推測是因為該磷光體粒子組成變得更 均勻。
依照本具體例之發黃光的磷光體可藉由下述步驟製造：混合含有以上元素之原料，然後燒製該混合物。
該M材料可選自M的氮化物或碳化物；該含Al之材料可以選自Al的氮化物、氧化物或碳化物；該含Si之材料可以選自Si的氮化物、氧化物或碳化物；且該含發射中心元素Ce之材料可以選自Ce的氧化物、氮化物及碳酸鹽。
此外，可由以上氮化物或含氮之燒製氣氛供應氮，可由以上氧化物或以上氮化物之經氧化表面供應氧。
例如，Sr3N2、Si3N4、Al2O3及AlN、和CeO2以合適量被混合以獲得所要之組成物。該原料Sr3N2可以Sr2N、SrN或其混合物取代。原料較佳以由較小重量至較大重量之順序乾混合，因此製備均質粉末混合物。
該材料例如在置於手套盒內之研缽中混合。該混合之粉末被放置於坩堝中且然後在特別條件下燒製以獲得依照該具體例之磷光體。對該坩堝材料並無特別限制，彼是由例如氮化硼、氮化矽、碳化矽、碳、氮化鋁、SiAlON、氧化鋁、鉬或鎢製成。
該混合之粉末較佳在不低於大氣壓之壓力下燒製。因為該氮化矽容易分解，在不低於大氣壓之壓力下燒製該混合物是有利的。為要防止該氮化矽在高溫下分解，該壓力較佳是5atm或更高且該燒製溫度較佳是在1500至2000℃之範圍中。若那些條件被滿足，則所要之燒製產物可被獲 得，卻無諸如該等原料及/或產物之昇華的麻煩。該燒製溫度更佳是在1800至2000℃之範圍中。
為要避免AlN氧化，該燒製步驟較佳在氮氣氛中進行。該氣氛可含有約90atm%或更少之量的氫。
在該燒製步驟於以上溫度下進行0.5至4小時之後，該燒製產物由該坩堝取出，然後粉碎。粉碎之產物較佳再次於相同條件下燒製。若那些取出、粉碎及再次燒製程序重覆1至10次，該產物具有下述優點：該晶體顆粒較少熔化且因此所形成之粉末的組成及晶體結構是更均勻的。
在該燒製步驟後，該產物視需要受到後處理諸如清洗以獲得依照該具體例之磷光體。該清洗可例如藉由使用純水或酸進行。該酸之實例包括：無機酸諸如硫酸、硝酸、氫氯酸及氫氟酸；有機酸諸如甲酸、乙酸及草酸；以及其混合物。
在以酸清洗之後，該產物可視需要受到後退火處理。可在例如含有氮及氫之還原氣氛中進行的後退火處理改良結晶性及發光效率。
依照本具體例之發黃光的磷光體是粒子形式，其所具有之短軸尺寸較佳是45微米或更大，另較佳是75微米或更大。該形式加強光吸收及量子效率，且也改良溫度相依性。在此，該等粒子之短軸尺寸取決於依照所謂之"篩選方法"用以將該等粒子分級之篩的篩孔。例如，不能通過具有45微米篩孔之篩的粒子可被視為短軸尺寸45微米或更大者。然而，若是太大，則該磷光體粒子稀疏地散布在 該發光元件上以致常引起諸如彩色分離之困擾。因此，該短軸尺寸較佳是200微米或更小，更佳是150微米或更小。
藉由以上方式，依照本具體例之磷光體可藉由改變該篩的篩孔被分成不同尺寸範圍。所得之磷光體通常具有不同尺寸。假定具有不同尺寸之粒子被形成，因為彼等在燒製速度及因此在彼等之組成上彼此不同。
特別地，以下被認為是為何不同尺寸之該等粒子被形成的理由。在燒製之稍早階段，原料均勻地被分布。因此，當該晶種成長時，彼等可被均勻地形成，因為該原料係均勻地存在。然而，隨著該晶體成長進行，每一晶體周圍之材料逐漸地被消耗以致改變每一晶體周圍之材料的分布。結果，在大尺寸粒子中，在該稍早階段所形成之核心部分傾向與在稍後階段所形成之表層部分不同。
如表1中所示的，特別是在依照本發明之發黃光的磷光體晶體中，Si和Al原子可佔據相同位址且O和N原子也可以。這意味：即使置於該晶體周圍之所有的Al、Si、O和N來源並非相同量，該晶體可以不同之Si/Al和O/N比例成長。因此，在Ce周圍有無數種類的配位環境。因為在Ce周圍之一種配位環境對應於一種激發譜帶，很多不同的配位環境造成很多不同的激發譜帶。因此，磷光體粒子愈大，則彼具有愈寬之激發譜帶。寬的激發譜帶在該激發光譜中提供平的峰，以致在接近該峰波長之範圍內激發強度甚少變化。
具有大尺寸粒子之磷光體特徵例如在於該發射強度在90至100%之間，較佳在93至100%之間，即使該激發峰波長在±10奈米內變動。該磷光體因此使該發光裝置能較少有色彩漂移，即使在該溫度因高功率作用而提高時。
另外，大尺寸之磷光粒子具有比小尺寸之磷光粒子大的比表面積，且因此少有表面散射且因此具有較高之光吸收率。另一方面，大尺寸之磷光體粒子具有與相對小之磷光粒子相同之量子效率。因那理由，可能製造具有高發光效率之磷光體。
依照該具體例之發光裝置包含含有以上磷光體之發光層及能激發該磷光體之發光元件。圖2顯示示意地說明依照本發明之一具體例的發光裝置的垂直剖面視圖。
在圖2中所示的發光裝置包含引線201、202及封裝杯(package cup)203在基材200上。該封裝杯203及該基材200是樹脂製。該封裝杯203具有凹面205，其中上方開口比底部大。該凹面205之內壁功用是作為反射表面204。
在該凹面205之近似圓形的底部的中心，有以Ag膏或類似者固定之發光元件206。該發光元件206輻射出在400至500奈米波長範圍中具有峰的光。該發光元件206之實例包括發光二極體及雷射二極體諸如GaN類型之半導體發光晶片，但彼等絕無意限制該發光元件。
該發光元件206之p及n電極分別藉由Au或類似者製成之黏合線207及208連接該引線201及202。該引線 201及202之位置可合適地被修正。
該發光元件206可以屬於倒裝晶片型，其中該n及p電極被放置在相同平面上。此元件可避免與該線相關之麻煩諸如該線之斷線或差排和光被該線吸收。因此在那情況中，可能獲得在可靠性及亮度上皆優越之半導體發光裝置。另外，也可能採用一種具有n型基材之發光元件以製造以如下述方式構成之發光裝置。在那裝置中，n電極被形成在該n型基材之背面上，同時p電極被形成在已預先放置在該基材上之p型半導體層的頂面上。該n電極安裝在該引線之一者上，且該p電極藉由一線連接另一引線。如上述，依照該具體例之磷光體顯示一發射光譜，其強度幾乎不改變，即使該激發光源提供變動波長之光。特別地，可能減少該磷光體之發射強度的變化，即使當在該發光裝置中之發光元件係連續地作用以致溫度提高且因此輻射出峰波長變動的的光。例如，在打開電力轉開起5秒內之時與因由該電力升高之溫度變固定時之間，來自該發光元件之光的峰波長變化約10奈米。因此，即使所採用之發光元件輻射出波長變動10奈米的光，依照該具體例之發光裝置可實現穩定之發射。
在該封裝杯203之凹面205中，有一發光層209，其含有依照本發明之具體例的磷光體210。在該發光層209中，該磷光體210以5至60重量%之量被包含在由例如聚矽氧樹脂製成之樹脂層211中。如上述，依照該具體例之螢光物質包含Sr2Si7Al3ON13基質。因為該種類之氧氮 化物具有高的共價，該具體例之螢光物質通常是疏水的以致彼與該樹脂具有良好相容性。因此，在該樹脂與該螢光物質間之界面的散射被充分地防止而改良該光萃取效率。
依照本具體例之發黃光的磷光體具有良好溫度相依性，且可有效率地發出具有寬的半寬度發射光譜的黃光。此磷光體與輻射出400至500奈米波長範圍中具有峰的光的發光元件組合使用，且因此使供應具有優越發光性之發白光裝置變為可能。
該發光元件206之尺寸和種類以及該凹面205之大小和形狀可合適地被改變。
依照本發明之具體例的發光裝置不限於在圖2中所示之封裝杯類型者，且可自由地應用至任何類型之裝置。例如，即使該具體例之磷光體被用在殼類型或表面安裝類型之LED中，也可以獲得相同效果。
圖3顯示一個示意說明依照本發明之另一具體例的發光裝置的垂直剖面視圖。在所示之裝置中，p及n電極(未顯示)被形成在熱釋放絕緣基材300上的預定位置，且將發光元件301放置於該基材上。該熱釋放絕緣基材係例如AlN製的。
在該發光元件301之底部，該元件之電極之一者被提供且電連接在該熱釋放絕緣基材300上之n電極。該發光元件301之另一電極藉由金線連接在該熱釋放絕緣基材300上之p電極(未顯示)。該發光元件301是發光二極體，其輻射出400至500奈米波長範圍中具有峰的光。
該發光元件301相繼地以內部透明樹脂層304、發光層305及外部透明樹脂層306的順序被罩住成圓頂狀。該內部和外部透明樹脂層304和306是例如聚矽氧樹脂製的。
在圖3中所示之發光裝置的製造方法中，含有該具體例之發黃光之磷光體的發光層305可容易地藉由諸如分配器真空印刷及滴式塗覆(drop-coating)之技術的使用而形成。另外，因為定位在該內部和外部透明樹脂層304與306之間，該發光層305也具有改良萃取效率的功能。
在依照該具體例之發光裝置中的發光層可不僅含有該具體例之發黃光的磷光體，也可含有在藉由藍光之激發下發出綠光之另一磷光體以及在藉由藍光之激發下發出紅光之另一磷光體。若包含該發光層，則所製造之發白光的裝置在色彩表現性上進一步被改良。
即使在藉由250至400奈米波長範圍中具有峰的UV光激發時，該具體例之發黃光的磷光體放出黃光。因此，該具體例之磷光體可與例如在UV光激發下發出藍光之另一磷光體及發UV光之元件(諸如發UV光二極體)組合以製造發白光裝置。在該發白光裝置中，該發光層可不僅含有該具體例之發黃光的磷光體，也可含有在UV光激發下發出另一波長範圍中具有峰的光的磷光體。該磷光體是例如在UV光激發下發出紅光的磷光體或在UV光激發下發出綠光的磷光體。
如上述，依照該具體例之磷光體具有良好溫度相依特 性，且可有效率地放出具有寬的半寬度之發射光譜的黃光。該具體例之發黃光的磷光體與輻射出250至500奈米波長範圍中具有峰的光的發光元件組合，且因此使藉由使用較少種類之磷光體以製造具有優越發光性的發白光裝置成為可能。
在依照該具體例之裝置中的發光層可例如以如下方式被形成：用於獲得白色之所需數目的磷光體粒子被逐一地放置在該發藍光之元件上。若以高功率作用，該發光元件被曝於大的電流下且因此溫度明顯地提高。在那情況中，需要形成不含有樹脂之無樹脂的發光層。因此，若使用該直接放置在該發光元件上的磷光體粒子作為該發光層，則彼使沒有遭受樹脂破壞、具有高發光效率且較沒有色彩漂移的發光裝置能以製造。
以下是依照本具體例之螢光物質及發光裝置的實例。
101‧‧‧Sr原子
102‧‧‧Al或Si原子
103‧‧‧N或O原子
201、202‧‧‧引線
203‧‧‧封裝杯
204‧‧‧反射表面
205‧‧‧凹面
206‧‧‧發光元件
207、208‧‧‧黏合線
210‧‧‧磷光體
211‧‧‧樹脂層
300‧‧‧熱釋放絕緣基材
301‧‧‧發光元件
304‧‧‧內部透明樹脂層
305‧‧‧發光層
306‧‧‧外部透明樹脂層
圖1顯示Sr2Si7Al3ON13之晶體結構。
圖2顯示一個示意說明依照一具體例之發光裝置的垂直剖面視圖。
圖3顯示一個示意說明依照另一具體例之發光裝置的垂直剖面視圖。
圖4顯示在實例1中所製造之磷光體的XRD輪廓。
圖5顯示在實例2中所製造之磷光體的XRD輪廓。
圖6顯示在比較實例1中所製造之磷光體的XRD輪 廓。
圖7顯示在實例及比較實例中之磷光體的發射光譜。
圖8顯示在實例及比較實例中之磷光體的激發光譜。
實例1和2及比較實例1
作為原料，Sr3N2、CeO2、Si3N4和AlN被製備且分別秤出2.851克、0.103克、5.086克和1.691克之摻合量以置於真空手套盒內。然後該等材料在行星型球磨機中被乾混合。所得之混合物放在氮化硼(BN)製之坩堝中，然後於氮氣氛中於7.5大氣壓及1750℃下燒製0.5小時。另外，該經燒製之產物以相同條件另燒製5次。所得之磷光體用篩分級成以下磷光體：磷光體1：其通過具有150微米篩孔之篩但沒有通過具有75微米篩孔之篩；磷光體2：其通過具有75微米篩孔之篩但沒有通過具有45微米篩孔之篩；及磷光體3：其通過具有45微米篩孔之篩。
每一磷光體的主體顏色是黃色，且被觀察到在藉由黑光激發時發出黃光。每一磷光體之組成係藉由ICP分析測量。結果係如下：磷光體1：(Sr0.98Ce0.02)1.9Si7.4Al2.6O0.5N13.0；磷光體2：(Sr0.98Ce0.02)1.9Si7.3Al2.7O0.5N12.9；及磷光體3：(Sr0.98Ce0.02)1.9Si6.9Al3.1O0.5N12.9。
另外，進行該磷光體之XRD測量。結果在圖4至6中顯示。由每一所得之XRD輪廓，分別在31.55-31.85°和24.75-25.05°範圍中之繞射角度2θ下獲得繞射線強度I0及I1以計算I1/I0的比例。結果顯示於表2中。
另外，對於每一磷光體，在藉由450奈米之光的激發下的發射光譜及在548奈米下所監測的激發光譜係藉由絕對PL量子產生測量系統([商標]，由Hamamatsu Photonics K.K.製造)測量。結果顯示於圖7及8中。由那些結果證實：雖然所有的磷光體發出具有約550奈米之峰的光，磷光體1及2與磷光體3相比顯出在該峰附近(尤其是在440至460奈米範圍內)具有平的強度的激發光譜，且因此磷光體1及2可發出穩定之光，即使在該激發光峰波長變動時。由於即使該激發光峰波長有變動，該發射強度也是穩定的，所以該發光裝置輻射出較少有色彩漂移之光，即使在該溫度由於其作用而升高時亦然。
雖然某些具體例已經描述，這些具體例已僅是舉例呈 現，且無意限制本發明之範圍。事實上，本文中所述之新穎方法及系統可用多種其他方式來具體呈現；再者，在本文中所述之方法及系統的形式中可有不同的刪減、取代及改變，卻不偏離本發明之精神。所附之申請專利範圍及其等效型意圖涵蓋此等型式或改良如同彼等在本發明之範圍及精神內。
101‧‧‧Sr原子
102‧‧‧Al或Si原子
103‧‧‧N或O原子

Claims (13)

  1. 一種包含Ce作為活化劑之磷光體，其中該磷光體具有Sr2Si7Al3ON13晶體結構且在藉由250至500奈米波長範圍中具有峰之光的激發下發出在500至600奈米之波長範圍中具有峰的光，且依照布拉格-布忍達諾(Bragg-Brendano)方法，利用Cu-Kα線輻射所測得之其XRD輪廓顯示在31.55-31.85°及24.75-25.05°範圍中於繞射角2θ下分別具有強度I0及I1的繞射線，條件為I1/I0比例是0.24或更低。
  2. 如申請專利範圍第1項之磷光體，其中該I1/I0比例是0.2或更低。
  3. 如申請專利範圍第1項之磷光體，其係由以下式(1)表示：(M1-xCex)2ySi10-zAlzOuNw (1)其中M是選自由Ba、Sr、Ca及Mg所組成之群組中的至少一種元素，且x、y、z、u及w分別滿足下列條件：0<x≦1、0.8≦y≦1.1、2≦z≦3.5、0<u≦1、1.8≦z-u及13≦u+w≦15。
  4. 如申請專利範圍第1項之磷光體，其包含具有45微米或更大之短軸尺寸的磷光體粒子。
  5. 一種發光裝置，其包含發光元件，其輻射出在400至500奈米波長範圍中具 有峰之光，及發光層，其含有在藉由來自該發光元件之光的激發下發出黃光之磷光體；其中該發光層含有如申請專利範圍第1項之磷光體。
  6. 如申請專利範圍第5項之發光裝置，其中在打開電力起5秒內之時與因該電力而升高之溫度變固定時之間，來自該發光元件之光的峰波長變化約10奈米。
  7. 如申請專利範圍第5項之發光裝置，其中該發光層另外含有發綠光之磷光體及發紅光之磷光體。
  8. 一種製造如申請專利範圍第1項之磷光體的方法，其包含以下步驟：將選自M之氮化物或碳化物之含M材料、選自Al之氮化物、氧化物或碳化物之含Al材料、選自Si之氮化物、氧化物或碳化物之含Si材料及選自Ce之氧化物、氮化物或碳酸鹽之含Ce材料混合而製備混合物；然後燒製該混合物。
  9. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該燒製步驟係在1500至2000℃之溫度及5atm或更高之壓力下進行。
  10. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該燒製步驟是在氮氣氛中進行。
  11. 如申請專利範圍第8項之方法，其另外包含在燒製步驟後之清洗產物的步驟。
  12. 如申請專利範圍第8項之方法，其另外包含利用篩將該經燒製之產物分級以移除具有小的短軸尺寸的粒子 之步驟。
  13. 如申請專利範圍第12項之方法，其中該篩具有45微米或更大之篩孔。
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