TW201602313A - 黃光螢光體及使用該黃光螢光體的發光裝置封裝 - Google Patents

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Abstract

本發明係提供一種螢光體，尤其是提供一種發射黃光螢光體及使用該發射黃光螢光體的發光裝置封裝。該發射黃光螢光體包括：一第一螢光體，其發射中心波長位在510nm至550nm波段內的光；一第二螢光體，其適用於與該第一螢光體混合以發射中心波長位在560nm至600nm波段內的光；以及一第三螢光體，其適用於與該第一螢光體和該第二螢光體混合以發射中心波長位在610nm至630nm波段內的光，該第三螢光體在550nm的波長下具有50%以下的光吸收率。

Description

黃光螢光體及使用該黃光螢光體的發光裝置封裝
本發明係關於螢光體，尤其係關於發射黃光螢光體及使用該發射黃光螢光體的發光裝置封裝。
發光二極體(LEDs)是下一代的發光裝置，其能夠替代現有最常用的螢光燈。
LEDs具有比當前光源更少的能耗並且被認為不損害生態環境，因為它們不包括不同於螢光燈的水銀。此外，與現有光源相比，LEDs具有包括長壽命和高回應速度的優勢。
這些LEDs可與螢光體結合使用，該螢光體吸收從LEDs發射的光後可發射各種顏色的光。這些螢光體通常可以發射黃光、綠光以及紅光。
白色LEDs目前係結合發射藍光的LEDs和能夠轉換發射波長的螢光體來製造。白色LEDs的使用範圍的擴展導致需要更多高效的LEDs，並且為了這個目的，需要提高螢光體的發射效率。此外，對於具有更高可靠性的LEDs的需求也正在增加中。
美國專利第5,998,925號中揭露了白色釔鋁石榴石(YAG)螢光體，此種為氧化物螢光體，可作為LED中使用的黃色螢光體，但YAG螢光體熱穩定性低，其可能在高溫下導致亮度退化和顏色座標的改變。
此外，儘管氧化物螢光體和矽酸鹽基螢光體被認為是黃色和綠色螢光體，但這些螢光體具有相對低的熱穩定性和較差的耐水性，因此可能在LEDs封裝的可靠性上具有負面影響。
因此，有需要發展能够與LEDs協同產生白光的高效率且高可靠性的螢光體。
此外，當藍色LEDs的輸出變得更高時，藍色LEDs會產生波長平移至較短波長的現象，因此，有需要發展即使在短波長下也能展現高激發效率的發射黃光螢光體。
此外，也有需要發展當螢光體與LEDs一起使用以產生白光時具有優異顯色特性的螢光體。
因此，本發明的目的在於提供一種發黃光磷光體以及使用該發黃光磷光體的發光裝置封裝，其實質上可避免由於現有技術的侷限和不足所導致的一個或多個問題。
本發明的一另一目的是提供一種具有高發射效率、高亮度、以及優異顯色特性的發射黃光螢光體和使用該發射黃光螢光體的發光裝置封裝。
其餘優點、目的以及特徵，部分將在下面的說明書中予以闡述，部分將通過熟悉本領域的技術人員在研讀下面的說明書後變得明顯，或者可以通過實施本發明而瞭解。這些目的和其他優點可以在說明書及申請專利範圍以及圖式中特定指出的結構獲得和瞭解。
為了達成本發明的目的和其他優點，於此具體而廣泛地描述，根據本發明的第一態樣，提供一種發射黃光螢光體，包括：一第一螢光體，其適用於發射中心波長位在510nm至550nm波段內的光；一第二螢光體，其適用於與該第一螢光體混合以發射中心波長位在560nm至600nm波段內的光；以及一第三螢光體，其適用於與該第一螢光體和該第二螢光 體混合以發射中心波長位在610nm至630nm波段內的光，該第三螢光體在550nm的波長下具有50%以下的光吸收率。
於此，該第二螢光體可以包括含有鋰(Li)作為金屬組分的α-型SiAlON(Li-α-SiAlON：Eu)和含有鈣(Ca)作為金屬組分的α-型SiAlON(Ca-α-SiAlON：Eu)的至少其中一者。
於此，該第二螢光體可以如以下化學式1表示：Li m-2x Eu x Si 12-(m+n) Al m+n O n N 16-n
其中，「m」和「n」滿足0m2和0n1的至少一個條件。
於此，該第一螢光體可以包括BaYSi4N7：Eu、Ba3Si6O12N2：Eu、CaSi2O2N2：Eu、SrYSi4N7：Eu、包含鈣(Ca)作為金屬組分的α-型SiAlON(Ca-α-SiAlON：Yb)、LuAG、SrSi2O2N2：Eu以及β-型SiAlON：Eu的至少其中一者。
於此，當該第一螢光體至該第三螢光體的總和是100wt%時，該第一螢光體的量可以為62wt%至75.8wt%。
於此，當該第一螢光體至該第三螢光體的總和是100wt%時，該第二螢光體的量可以為20wt%至35wt%。
於此，當該第一螢光體至該第三螢光體的總和是100wt%時，該第三螢光體的量可以為3wt%至4.2wt%。
於此，該第三螢光體相對於該第二螢光體的比例可以是在8.6%至21.0%之間。
於此，該第三螢光體可以包括CaAlSiN3：Eu、(Sr,Ca)AlSiN3：Eu、Sr2Si5N8：Eu、K2SiF6：Mn、La3Si6N11：Ce、SrAlSiN3：Eu、SrCN2：Eu、Ca2Si5N8：Eu、Ba2Si5N8：Eu、SrAlSi4N7：Eu、以及(Sr,Ba)SiN2：Eu中的至少其中一者。
於此，在480nm至780nm的波段內的發射黃光螢光體的發射光譜的半峰全幅值可為120nm以上。
根據本發明的第二態樣，為了實現如上所述技術目的，提供一種發射黃光螢光體，包括：一第一螢光體，其適用於發射中心波長位在510nm至550nm波段內的光；一第二螢光體，其適用於發射中心波長位在560nm至600nm波段內的光；以及一第三螢光體，其適用於發射中心波長位在610nm至630nm波段內的光，其中該第一螢光體至該第三螢光體混合形成的一混合物被近紫外線(UV)或者藍激發光激發以發射具有中心波長位在480nm至780nm波段內之光譜的光，並且該光譜的半峰全幅值是120nm以上。
於此，該第三螢光體可以被設計用來最小化由激發光所引起的光吸收。
該第三螢光體在550nm的波長下可具有50%以下的光吸收率。
根據本發明的第三態樣，為了實現如上所述技術目的，提供一種發射黃光螢光體，包括：一第一螢光體，其適用於發射中心波長位在510nm至550nm波段內的光；一第二螢光體，其適用於發射中心波長位在560nm至600nm波段內的光；以及一第三螢光體，其適用於發射中心波長位在610nm至630nm波段內的光，其中當該第一螢光體至該第三螢光體的總和是100wt%時，該第一螢光體、該第二螢光體以及該第三螢光體的重量比例分別是在62wt%至75.8wt%的範圍內、20wt%至35wt%的範圍內，以及3wt%至4.2wt%的範圍內。
根據本發明第四態樣，為了實現如上所述技術目的，提供一種發光裝置封裝，包括：一發射黃光螢光體；以及一發光裝置，該發光裝置被配置用以發射近紫外線(UV)或者藍光，以激發該發射黃光螢光體。
可以理解地是，本發明的前面概述以及下面的詳細描述均為示例性及解釋性，並且意在為所要保護的本發明提供進一步解釋說明。
100‧‧‧發光裝置封裝
110、120‧‧‧引線框架
130‧‧‧發光裝置
140‧‧‧電線
150‧‧‧透光樹脂
160‧‧‧殼物質
170‧‧‧第一螢光體(綠色螢光體)
171‧‧‧第二螢光體(琥珀色螢光體)
173‧‧‧第三螢光體(紅色螢光體)
200‧‧‧發光裝置封裝
210、220‧‧‧引線框架
240‧‧‧發光裝置
230‧‧‧封裝體
250‧‧‧電線
260‧‧‧透光樹脂
270‧‧‧第一螢光體
271‧‧‧第二螢光體
272‧‧‧第三螢光體
a‧‧‧光
b‧‧‧光
c‧‧‧光
所附圖式，其中包括提供對本發明的進一步理解，並且結合 與構成本申請的一部分，說明本發明的實施例，並且一同提供用於解釋本發明的原理的說明書。圖式中：第1圖是顯示表示人類可見性的適光曲線圖；第2圖是顯示利用發射黃光螢光體的發射白光裝置封裝的一實施例中的發射光譜圖；第3圖至第5圖是顯示紅色螢光體的激發光譜和發射光譜圖；第6圖是顯示根據本發明中利用發射黃光螢光體之發射白光裝置封裝的發射光譜圖；第7圖是顯示根據本發明中利用發射黃光螢光體之發光裝置封裝的一實施例的剖視示意圖；第8圖是顯示根據本發明中利用發射黃光螢光體之發光裝置封裝的另一實施例的剖視示意圖；以及第9圖是顯示根據本發明第7圖中利用發射黃光螢光體產生白光過程的局部放大示意圖。
以下將參考附圖詳細說明本發明的示例性實施例。
雖然本發明易於作出各種修改和替換形式，其具體實施例通過示例的方式顯示在圖式中，且將於此進行詳細描述。然而，應該理解地是，並未意在將本發明限制為所揭露的特定形式，而是相反地，本說明書涵蓋落入由申請專利範圍定義的說明書的精神和範圍內的所有修改、均等物以及替換。
可以理解地是，當一元件如層、區域或基板被稱為位於另一元件「上」時，其可以直接地位於另一元件上，或者也可以呈現介於中間的元件。
應理解儘管術語第一、第二等在此可以用來描述各種元件、 組件、區域、層和/或部分，但該些元件、組件、區域、層和/或部分不被這些術語限制。
根據本發明，具有高亮度和優異顯色特性的黃光可以藉由將以近紫外光(UV)和藍光作為激發光源而高效率激發由綠色、琥珀色以及紅色混合的螢光體所產生。
如上所述發射黃光的螢光體可以是發射具有位在510至550nm波段內中心波長的光的第一螢光體(綠色螢光體)、發射具有位在560至600nm波段內中心波長的光的第二螢光體(琥珀色螢光體)、以及發射具有位在610至630nm波段內中心波長的光的第三螢光體(紅色螢光體)的混合物。
在以下說明中，第一螢光體將被稱為綠色螢光體，第二螢光體將被稱為琥珀色螢光體，以及第三螢光體將被稱為紅色螢光體。
綠色螢光體、琥珀色螢光體、以及紅色螢光體可以包括如下材料。
更具體地，該綠色螢光體可以包括BaYSi4N7：Eu、Ba3Si6O12N2：Eu、CaSi2O2N2：Eu、SrYSi4N7：Eu、包含鈣(Ca)作為金屬組分的α-型SiAlON(Ca-α-SiAlON：Yb)、LuAG、SrSi2O2N2：Eu、以及β-型SiAlON：Eu的至少其中一者。
如上所述，該綠色螢光體可以發射具有位在510至550nm波段內中心波長的光。
於此，鎦鋁石榴石(LuAG)已知具有Lu3Al5O12：Ce的化學式，並且β-型SiAlON：Eu可以通過其中有銪(Eu)加入到Si6-zALzOzN8-z基本結構式的化學式來表示。
該琥珀色螢光體可以包括含有Li作為金屬組分的α-型SiAlON(Li-α-SiAlON：Eu)和含有Ca作為金屬組分的α-型SiAlON(Ca-α-SiAlON：Eu)的至少其中一者。
如上所述，該琥珀色螢光體可以發射具有位在560至600nm 波段內中心波長的光。
該紅色螢光體可以包括CaAlSiN3：Eu、(Sr,Ca)AlSiN3：Eu(SCASN)、Sr2Si5N8：Eu、K2SiF6：Mn、La3Si6N11：Ce、SrAlSiN3：Eu、SrCN2：Eu、Ca2Si5N8：Eu、Ba2Si5N8：Eu、SrAlSi4N7：Eu、以及(Sr,Ba)SiN2：Eu的至少其中一者。
如上所述，該紅色螢光體可以發射具有位在610至630nm波段內中心波長的光。
雖然氮化物螢光體或者氮氧化物螢光體被主要說明作為綠色螢光體、琥珀色螢光體、以及紅色螢光體的示例，當然，應可理解可使用此螢光體之外的其他螢光體。
於此，該琥珀色螢光體可以通過以下化學式1表示，並且「m」和「n」可以滿足0m2和0n1的至少一個條件。
化學式1 Li m-2x Eu x Si 12-(m+n) Al m+n O n N 16-n
同時，該紅色螢光體在550nm的波長可以展現50%以下的光吸收率。亦即，50%以下的紅色螢光體可以被具有550nm波長的光激發。這將在稍後詳細說明。
利用藉由將具有如上所述特徵的綠色螢光體，琥珀色螢光體，以及紅色螢光體混合而獲得的發射黃光螢光體，其於480至780nm波段內發射光譜的半峰全幅值可以是120nm以上。這意味著發射黃光螢光體實現了顯著提高的顯色特性。
於此，當綠色螢光體、琥珀色螢光體、以及紅色螢光體的總和是100wt%時，綠色螢光體可以為62至75.8wt%的量。
當綠色螢光體、琥珀色螢光體、以及紅色螢光體的總和是100wt%時，琥珀色螢光體可以為20至35wt%的量。
當綠色螢光體、琥珀色螢光體、以及該紅色螢光體的總和是 100wt%時，紅色螢光體可以為3至4.2wt%的量。
同時，紅色螢光體相對於琥珀色螢光體的比例可以是在8.6%至21.0%的範圍內。
如上所述的綠色螢光體、琥珀色螢光體以及紅色螢光體的混合物可以被近UV或者藍光激發以發射具有高亮度的黃光。此外，黃光可以與作為激發源的藍光結合，而能發射具有高亮度和優異顯色特性的白光。因此，由於其近UV或藍光的高激發率，產生的螢光體可以實現高發射效率。
如上所述，雖然含有Ca作為金屬組分的α-型SiAlON具有大約600nm的中心波長，利用具有位在550至590nm波段內中心波長的Li-α-SiAlON相對於發射具有相同峰值强度的光可提高大約25%的可見性。較佳地，更高的可見性可以藉由可發射具有位在578至588nm波段內中心波長的光來實現。此外，更高的亮度和更優異的顯色特性可以通過混合一紅色螢光體來實現，使在550至560nm波段內的光吸收率被調整。然而，如上所述，在一些情況中，即使螢光體發射具有位在560至600nm波段內中心波長的光，仍可以實現本發明的特性。
第1圖是顯示表示人類可見性的適光曲線(photopic curve)圖。
如圖所示，人類可見性的數值在大約555nm的波長處變得最大。亦即，人類感覺相同發光强度時，具有555nm波長的光是最强的光。
因此，本發明中使用的具有位在550至590nm波段內中心波長的Li-α-SiAlON可以比通常具有大約600nm的發射中心波長的α-型SiAlON實現更大的可見性。
亦即，觀察者對於相同發光强度的光可以感覺到更明亮，從而，這個發射波長調整可以引起亮度增加的效果。
根據本發明，被用作琥珀色螢光體的Li-α-SiAlON與Ca-α-SiAlON，相較於具有相同峰值强度的光，可以提高大約25%的可見性。
在本發明中，為了實現發射具有位在550至590nm波段內中 心波長的光，Li的替換量以及氧的量可以在SiAlON合成過程中作調整。
表1顯示通過調整氧的量(上述化學式1中的數值n)而產生的琥珀色螢光體的發射波長(峰值波長)和發射亮度。
對於光發射，在上述化學式1中，「m」和「n」可以滿足0m2和0n1的至少一個條件。此外，在上述化學式1中，「x」表示催化劑(Eu)的量，其通常可使用10%範圍內的金屬離子(鋰(Li)和鋁(Al))代替。亦即，「x」可以具有0.01至0.1範圍內的數值。
從表1可看出，發射波長可以根據琥珀色螢光體中的氧數量而變化。亦即，可以理解當氧的數量(n)是0時，發射波長是588nm，發射亮度是95%，當氧的數量(n)是1時，發射波長可被縮減至578nm。
此外，在將氧數量(n)改變至1n2的範圍內來增加可見性特性以提高發射效率的情況下，可以將發射波長改變至560nm。以此方式，通過氧數量的調整，並且尤其，通過氧數量的增加，螢光體的發射波長可以被容易地轉變到一更短的波長。
從表1中可看出，當氧數量(n)是0.1並且發射波長是583nm時，可實現最高發射亮度。
如上所述，本發明通過將作為發射綠光螢光體的第一螢光體和作為琥珀色發光螢光體的該第二螢光體相混合可以產生優異亮度的黃光。
此外，改善的發射亮度可以通過調整綠色螢光體和琥珀色螢 光體的發射波長和其混合率來實現。同時，表示光源的顯色特性的演色性(CRI)可以被改善。
演色性是用於表示光源的顯色特性的指數，並且具有表示在樣品光源下的物體的色覺和規定參考光源下相同物體的色覺之間的一致度的數值。
表2顯示亮度和演色性可以透過如下將綠色螢光體和琥珀色螢光體的混合來提高。
亦即，應理解根據本發明利用綠色螢光體(具有535nm的峰值波長)和琥珀色螢光體(具有583nm的峰值波長)的發射黃光螢光體，與利用黃色螢光體(指通常廣泛使用的YAG螢光體)和Ca-α-SiAlON的傳統發射黃光螢光體相比，可以實現更高的發射亮度和演色性。
第2圖是顯示利用發射黃光螢光體之發射白光裝置封裝的一實施例的發射光譜圖。
如第2圖中所示，可以理解的是，可經由藍色激發光和發射黃光螢光體被藍光激發時發射的黃光的組合而發射出高質量的白光。
亦即，發射黃光螢光體(綠色螢光體和583nm琥珀色螢光體的混合物)的實施例展現出比傳統發射黃光螢光體和另一實施例(綠色螢光體和600nm的琥珀色螢光體的混合物)優越的光學特性。
如此，由於發射黃光波段之內的高發光强度和優異的可見性，該發射黃光螢光體與近UV或者發射藍光裝置結合可以產生高質量白光。
利用如上所述以綠色螢光體和琥珀色螢光體的組合而能發射黃光的一發光裝置封裝，能夠在555nm波長或其附近實現高的峰值强度，而能確保高的視覺效率。
然而，考慮到如第2圖實施例中顯示的發光裝置封裝的光譜，在500至600nm波段內的波長的半峰全幅值可能不够寬而無法應用於高質量光源。
因此，為了讓光源實現高檔的色彩表現，需要在可見光波長範圍(即，在380至780nm的波段內)中實現一致的峰值强度。如此可以提高光的顯色特性(由演色性表示)，使其與日光的顯色特性更接近。
此外，通過提供具有如上所述寬光譜的發光裝置封裝，利用該發光裝置封裝的顯示器可以顯示寬色域的顏色。
如上所述，演色性是用於表示光源的顯色特性的指數並且具有表示在樣品光源下的物體的色覺和規定參考光源下相同物體的色覺之間的一致度的數值。
光源的演色性是表示對於色覺一視覺環境是如何相似於日光下的環境的數值。更具體地，在測試光源下的物體的表面顏色與參考光源下相同物體的表面顏色之間的一致度被量化到一數值來測量光源的質量。
為了將顯色特性提高，超過如前述將綠色螢光體和琥珀色螢光體混合所獲得的黃色螢光體的情況，發射光譜可以被改變成一較寬的形式，使在可見光波長範圍(在380至780nm的波段中)中的峰值强度分布統一。
為了實現如上所述的提高的光譜形式，具長波長的紅色螢光體可以被添加至綠色螢光體和琥珀色螢光體以製成一螢光體混合物。如此，光譜在580nm以上的長波長可以增加，並且可以使峰值强度統一。
此外，綠色螢光體的量可以被增加以使如上所述於紅色螢光體混合後的顏色平衡。亦即，如上所述紅色螢光體的混合物在550nm的基 礎上可以有更長波長，即，550nm以上的波長可增加其光譜，從而，具有短波長(550nm以下)的綠色螢光體的量可以被加入以平衡顏色。
同時，如第3圖中實施例所示，紅色螢光體可以經由藍光、從綠色螢光體和琥珀色螢光體發射的光、以及黃光所組合的光的吸收(激發)進行光發射。
在第3圖中，左側虛線代表激發光譜，即，紅色螢光體吸收的光的光譜，而右側實線則代表發射光譜。
因此，藉由調整紅色螢光體的激發光譜，可以最小化由紅色螢光體(除了藍色激發光之外)的光吸收。這可以避免黃色螢光體發射效率的降低，並且因此，可以提高發射效率同時改善顯色特性。
為了這個目的，在550nm的波長的紅色螢光體的吸收强度可以被調整至50%以下。亦即，當調整紅色螢光體的吸收强度變成50%，而使波長位於550nm以下，就可以最小化從綠色、琥珀色以及黃色螢光體發射的光的光吸收。
如上所述的紅色螢光體的詳細設計如以下的描述。
如上所述，在混合紅色螢光體以改善例如第4圖中實施例所示的顯色特性的發射特性的情況下，亮度可能發生退化，因為除了激發光之外，紅色螢光體會吸收從螢光體發射的發射波段(例如，具有530nm的波長的綠光和具有560nm波長的黃光)內的光。
為了最小化這個現象，紅色螢光體可以被設計將紅色螢光體的激發光譜移動至更短的波長以最小化光(激發光除外)的吸收，這樣將使得紅色螢光體的光吸收率在550nm以下的波長帶變成50%。
第4圖顯示實施例各別發射紅光波長的激發(吸收)光譜圖。此外，第5圖則顯示實施例具有不同峰值波長的紅色螢光體的發射光譜圖。
在這些實施例中，可知具有610nm峰值波長的紅色螢光體在550nm的波長下具有50%以下的光吸收率。更精確的說，紅色螢光體的光吸收率在547nm波長下變成50%。此外，可理解的是，具有630nm峰值波長的 紅色螢光體的光吸收率在564nm的波長下變成50%，具有650nm峰值波長的紅色螢光體的光吸收率在585nm波長下變成50%，以及具有660nm峰值波長的紅色螢光體的光吸收率在600nm波長下變成50%。
通過這個設計，可知利用具有610nm的峰值波長並且在550nm波長同樣具有50%以下光吸收率的紅色螢光體可以最小化光的吸收，而不是激發光的吸收。然而，在一些情況中，可以使用具有以上實施例中的630nm、650nm、660nm峰值波長的紅色螢光體。
如上所述，紅色螢光體的光吸收率可以被調整，並且轉換，因此顯色特性以及發射效率可藉由紅色螢光體的選擇，基於該紅色螢光體已調整光吸收率的峰值波長，而獲得改善。
<實施例>
表3係根據螢光體的比例顯示演色性和相對光通量。
在表3中，通過將綠色螢光體、具有580nm峰值强度的琥珀色螢光體，以及具有610nm峰值强度的紅色螢光體彼此混合製備一黃色螢光體，並且顯示根據各個螢光體的比例的演色性和相對光通量。
在所顯示的實施例中，LuAG被用作綠色螢光體，Li-α-SiAlON被用作琥珀色螢光體，而具有經調整激發波長的SCASN((Sr,Ca)AlSiN3：Eu)被用作紅色螢光體。
如表3的條件3可以看出，在利用前述材料的情況下，當紅色螢光體相對於琥珀色螢光體的比例是12.7%時，可獲得最佳演色性和發射效率(相對光通量)。於此，發射效率是在條件3中的值是100%的假設下的相對值。
此外，在以上情況下的綠色螢光體、琥珀色螢光體以及紅色螢光體的重量比例分別是67.7wt%、28.66wt%、以及3.64wt%。在此時，通過將重量比例四捨五入至最接近的百分位，結果值分別是67.7wt%、28.7wt%、以及3.6wt%。這些值的演色性和相對光通量是具有相當意義的。例如，就演色性和相對光通量而言經過四捨五入的值是在最佳重量比例的公差範圍內。
然而，在其他情況下，對於螢光體具意義的演色性和發射效率可以被獲得。亦即，如表3所示，其中綠色螢光體的重量比例是在62至75.8wt%的範圍內的情況、琥珀色螢光體的重量比例是在20至35wt%的範圍內的情況，以及紅色螢光體的重量比例是在3至4.2wt%的範圍內的情況下可以是有意義的。
此外，在其中紅色螢光體相對於琥珀色螢光體的比例是在8.6%至21%的範圍內的情況下，演色性或發射效率可以被考慮作為當這些螢光體被應用至發光裝置封裝時可以相對增加的一有意義值。
表4顯示當螢光體按比例混合來實現表3中最佳演色性和發射效率(相對光通量)的情況與螢光體以其他比例混合之間關於演色性和相對光通量的比較結果。
作為對比的黃色螢光體，係以如條件1中所示的YAG螢光體為例。如表4所示，YAG螢光體具有67的演色性和103%的相對光通量。
此外，如條件2所示，在綠色螢光體和具有600nm峰值波長的琥珀色螢光體兩者被使用的情況下，與條件1相比較，演色性增加至74且相對光通量減小。
同時，如條件3所示，在綠色螢光體和具有580nm峰值波長的琥珀色螢光體兩者被使用的情況下，與條件1相比較，演色性增加至71且相對光通量增加至103%。
如作為對比示例的條件4所示，在綠色螢光體、具有580nm峰值波長的琥珀色螢光體以及具有630nm峰值波長的紅色螢光體被使用的情況下，與條件1相比較，演色性增加至74且相對光通量減少至100%。
另一方面，如條件5所示，根據本實施例中綠色螢光體、具有580nm峰值波長的琥珀色螢光體以及具有610nm峰值波長的紅色螢光體被使用的情況下，演色性增加至74且相對光通量不少於YAG螢光體的相對光通量，例如是103%。於此，條件5的相對光通量等於YAG螢光體的103%，並且條件5的其他值等於表3中的條件3。
第6圖是顯示根據本發明實施例利用發射黃光螢光體之發射白光裝置封裝的情況下的發射光譜圖。
如第6圖中所示，可理解當發射黃光螢光體被藍光激發時，高質量白光可以經由具有大約430nm波長的藍光和從根據本發明發射黃光螢光體所發射的黃光的組合而被發射。
亦即，根據本發明的發射黃光螢光體(綠色螢光體、琥珀色螢光體，以及紅色螢光體的混合物)相較於對比實施例(綠色螢光體和琥珀色螢光體的混合物)具有優異的光學特性。
從以上說明可以理解，本發明的黃光螢光體與對比實施例相比在光强度和可見性上沒有退化，並且能够與近UV或者發射藍光裝置結合發射高質量白光。
在對比實施例的情況下，如第2圖中實施例所示，綠色螢光體和琥珀色螢光體的混合物展現了比傳統黃色螢光體例如YAG螢光體優越的特性。
然而，從圖式中可以看出，根據本發明從發射黃光螢光體所發射的光的光譜在可見光波長範圍(在380至780nm的波段中)中顯示了相當統一的峰值强度分布，並且經由改變為較寬的發射光譜而改善了顯色特性。
總之，發射黃光螢光體通過被近UV或藍光激發可以發射位於480至780nm波段內一更寬光譜的光，並且使光譜中的半峰全幅值具有120nm以上而比對比實施例118nm大的數值。更具體地，根據本發明的實施例在發射黃光螢光體的發射光譜中的半峰全幅值是131nm。
如上所述，本發明可以提供具有良好發射特性的發射黃光螢光體，並且該發射黃光螢光體可以最小化强度(亮度)上的退化，同時提高演色性(CRI)。
此外，本發明可以被應用至具有80以上高演色性的光源的設計，而能夠改善並產生接近日光的顯色特性。
此外，本發明可以經由持續光譜的設計提高演色性，並且提供螢光體最佳混合比來實現演色性的改善。藉此，例如具有寬光譜的光源(例如，發光裝置封裝)的提供可使顯示器表現廣色域的顏色。
<發光裝置封裝>
第7圖是顯示根據本發明實施例利用發射黃光螢光體之發光裝置封裝的剖視示意圖。具體地，第7圖係顯示根據本發明一實施例的燈型發光裝置封裝100。
燈型發光(白光)裝置封裝100包括一對引線框架110和120以 及在施加電壓時能產生光的一發光裝置130。
發光裝置130經由電線140電性連接至引線框架110和120，並且透光樹脂150被模塑成型在發光裝置130之上。發光裝置130可以發射近UV或藍光。
此外，除了可發射近紫外線的發光裝置，亦可使用其他發光裝置如雷射二極體、表面發射雷射二極體、無機電激發光裝置、有機電激發光等裝置來取代，該些裝置在相同波長範圍內具有主發射峰值波長。在本發明中，氮化物半導體發光二極體係一較佳實施例。在第7圖中，發光裝置130被示意性顯示，其可以使用水平或垂直氮化物半導體發光二極體中的任何一個。
透光樹脂150可以包括均勻地分散其中的螢光體170、171以及172(見第9圖)，並且一殼物質160可以被提供在透光樹脂150上來完成整個裝置的外部空間。
使用的螢光體170、171以及172可以分別包括如上所述的第一螢光體(綠色螢光體)170、第二螢光體(琥珀色螢光體)171以及第三螢光體(紅色螢光體)173來發射被發光裝置130發射的光所激發的黃光。在一些情況下，其他螢光體可以被添加至前述的螢光體。在一些情況下，可以提供兩種或多種螢光體。
用來形成模塑成型構件的透光樹脂150可以從透光的環氧樹脂、矽氧樹脂、聚醯亞胺樹脂、尿素樹脂、丙烯酸樹脂等之中選擇。較佳地，可以使用透光的環氧樹脂或者透光的矽氧樹脂。
雖然本實施例的透光樹脂150可以被模塑成型在整個發光裝置130的周圍，透光樹脂150也可以根據需要僅模塑成型在發光區域上。
這是因為，在具有大尺寸的一高輸出發光裝置130被完整模塑成型的情況下，可能對透光樹脂150中螢光體170、171以及172的均勻分散上產生負面效果。在此情況下，僅在發光區域部分的模塑成型透光樹脂150是較有利的。
第8圖是顯示根據本發明中利用發射黃光螢光體之發光裝置封裝的另一實施例的剖視示意圖。第8圖顯示了表面黏著型發光裝置封裝200。
如第8圖實施例所示，根據本發明一實施例的表面黏著型發光裝置封裝200，包括：陰極和陽極引線框架210和220、以及一發光裝置240，該發光裝置240設置在陰極和陽極引線框架210和220的任何一個上，於施加電壓時可產生光線。該發光裝置240可以是發光二極體或雷射二極體。
雖然第8圖顯示了具有水平結構的發光裝置240的實施例，當然也可使用具有垂直結構的發光裝置。
發光裝置240經由電線250電性連接至引線框架210和220，並且透光樹脂260被模塑成型在發光裝置240之上。引線框架210和220可以被固定至封裝體230，封裝體230可以採用反射杯的形式。
此外，螢光體270、271以及272可以分散在透光樹脂260中。
使用的螢光體270、271以及272可以分別包括如上所述的第一螢光體270、第二螢光體271以及第三螢光體272，該些螢光體彼此混合並且分散在透光樹脂260中。另一螢光體也可以被添加至前述螢光體。在一些情況下，增加的螢光體可以包括兩種或多種螢光體。
用來形成模塑成型構件的透光樹脂260可以從透光的環氧樹脂、矽氧樹脂、聚醯亞胺樹脂、尿素樹脂、丙烯酸樹脂等之中選擇。較佳地，可以使用透光的環氧樹脂或者透光的矽氧樹脂。
雖然本實施例的透光樹脂260可以被模塑成型在整個發光裝置240的周圍，透光樹脂260也可以根據需要僅在發光區域上被部分地模塑成型
於此未描述的其他元件可以替換以上述第7圖對應的相同元件。
上面詳細描述之根據本發明的發光裝置封裝100、200可以 是發射白光裝置封裝。
第9圖是顯示第7圖產生白光過程的局部放大示意圖。下面的描述可以同樣被應用於第8圖顯示的情況。
由發光裝置130發射的400至480nm波長範圍內的藍光(是對應於近UV或藍光)，穿過螢光體170、171以及172。
一些藍光被用來激發螢光體170、171以及172以產生具有位於如第6圖所示500至600nm範圍內中心波長的光，其他藍光則直接穿透螢光體170、171以及172。
在此時，如圖所示，從發光裝置130發射的光激發各個螢光體170、171以及172，使得從螢光體170、171以及172分別發射的光a、光b、以及光c彼此結合而能發射出黃光。當黃光與來自發光裝置130的藍光混合時，即可發射出白光。
因此，可以發射具有在400至700nm範圍內寬波長光譜的白光。此時，紅色螢光體172導致一更寬的光譜的形成，而使具有優異顯色特性的高質量光能夠產生。
儘管具體的實施例已經被說明且描述如上，當然，熟悉本領域的技術人員顯而易見的是，提供本發明的實施例係有助於理解本發明，但本發明不侷限於上面描述的特定實施例，因此，在不脫離本發明精神或範圍的情況下，可以對本發明作出各種修改和變換，且該修改和變換不應該從本發明的觀點或範圍中被個別理解。
本申請主張2014年7月14日申請的韓國專利申請第10-2014-0088306號的利益，該專利申請在此全部引用作為參考。
100‧‧‧發光裝置封裝
110、120‧‧‧引線框架
130‧‧‧發光裝置
140‧‧‧電線
150‧‧‧透光樹脂
160‧‧‧殼物質

Claims (20)

  1. 一種發射黃光螢光體，包括：一第一螢光體，其包括BaYSi4N7：Eu、Ba3Si6O12N2：Eu、CaSi2O2N2：Eu、SrYSi4N7：Eu、含有鈣(Ca)作為金屬組分的α-型SiAlON(Ca-α-SiAlON：Yb)、Lu3Al5O12：Ce、SrSi2O2N2：Eu以及β-型SiAlON：Eu中的至少一者，該第一螢光體適用於發射中心波長位在510nm至550nm波段內的光；一第二螢光體，其包括含有鋰(Li)作為金屬組分的的α-型SiAlON(Li-α-SiAlON：Eu)和含有鈣(Ca)作為金屬組分的的α-型SiAlON(Ca-α-SiAlON：Eu)中的至少一者，該第二螢光體與該第一螢光體混合以發射中心波長位在560nm至600nm波段內的光；以及一第三螢光體，其包括CaAlSiN3：Eu、(Sr,Ca)AlSiN3：Eu、Sr2Si5N8：Eu、K2SiF6：Mn、La3Si6N11：Ce、SrAlSiN3：Eu、SrCN2：Eu、Ca2Si5N8：Eu、Ba2Si5N8：Eu、SrAlSi4N7：Eu以及(Sr,Ba)SiN2：Eu中的至少一者，該第三螢光體與該第一螢光體、該第二螢光體混合以發射中心波長位在610nm至630nm波段內的光，該第三螢光體在550nm的波長下具有50%以下的光吸收率。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述的發射黃光螢光體，其中該第二螢光體係含有鋰(Li)作為金屬組分的α-型SiAlON(Li-α-SiAlON：Eu)。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述的發射黃光螢光體，其中該第二螢光體如以下化學式1所表示：化學式1 Li m-2x Eu x Si 12-(m+n) Al m+n O n N 16-n 其中，「m」和「n」滿足0m2和0n1的至少一個條件。
  4. 依據申請專利範圍第1項所述的發射黃光螢光體，其中該第一螢光體係由化學式Lu3Al5O12：Ce所表示的螢光體。
  5. 依據申請專利範圍第1項所述的發射黃光螢光體，其中當該第一螢光體至該第三螢光體的總和是100wt%時，該第一螢光體的量係62wt%至75.8wt%。
  6. 依據申請專利範圍第1項所述的發射黃光螢光體，其中當該第一螢光體至該第三螢光體的總和是100wt%時，該第二螢光體的量係20wt%至35wt%。
  7. 依據申請專利範圍第1項所述的發射黃光螢光體，其中當該第一螢光體至該第三螢光體的總和是100wt%時，該第三螢光體的量係3wt%至4.2wt%。
  8. 依據申請專利範圍第1項所述的發射黃光螢光體，其中該第三螢光體相對於該第二螢光體的比例是在8.6%至21.0%之間。
  9. 依據申請專利範圍第1項所述的發射黃光螢光體，其中該第三螢光體係由化學式(Sr,Ca)AlSiN3：Eu所表示的螢光體。
  10. 依據申請專利範圍第1項所述的發射黃光螢光體，其中該發射黃光螢光體的發射光譜在480nm至780nm波段內的半峰全幅值為120nm以上。
  11. 一種發射黃光螢光體，包括：一第一螢光體，其包括BaYSi4N7：Eu、Ba3Si6O12N2：Eu、CaSi2O2N2：Eu、SrYSi4N7：Eu、含有鈣(Ca)作為金屬組分的α-型SiAlON(Ca-α-SiAlON：Yb)、Lu3Al5O12：Ce、SrSi2O2N2：Eu以及β-型SiAlON：Eu中的至少一者，該第一螢光體適用於發射中心波長位在510nm至550nm波段內的光；一第二螢光體，其包括含有鋰(Li)作為金屬組分的α-型SiAlON(Li-α-SiAlON：Eu)和含有鈣(Ca)作為金屬組分的α-型SiAlON(Ca-α-SiAlON：Eu)中的至少一者，該第二螢光體適用於發射中心波長位在560nm至600nm波段內的光；以及一第三螢光體，其包括CaAlSiN3：Eu、(Sr,Ca)AlSiN3：Eu、Sr2Si5N8：Eu、 K2SiF6：Mn、La3Si6N11：Ce、SrAlSiN3：Eu、SrCN2：Eu、Ca2Si5N8：Eu、Ba2Si5N8：Eu、SrAlSi4N7：Eu以及(Sr,Ba)SiN2：Eu中的至少一者，該第三螢光體適用於發射中心波長位在610nm至630nm波段內的光，其中，該第一螢光體至該第三螢光體混合形成的一混合物被近紫外線或者藍激發光激發以發射具有中心波長位在480nm至780nm波段內的光譜的光，且該光譜的半峰全幅值是120nm以上。
  12. 依據申請專利範圍第11項所述的發射黃光螢光體，其中該第三螢光體被用於最小化由激發光所引起的光吸收。
  13. 依據申請專利範圍第11項所述的發射黃光螢光體，其中該第三螢光體在550nm的波長下具有50%以下的光吸收率。
  14. 依據申請專利範圍第11項所述的發射黃光螢光體，其中當該第一螢光體至該第三螢光體的總和是100wt%時，該第一螢光體的量係62wt%至75.8wt%。
  15. 依據申請專利範圍第11項所述的發射黃光螢光體，其中當該第一螢光體至該第三螢光體的總和是100wt%時，該第二螢光體的量係20wt%至35wt%。
  16. 依據申請專利範圍第11項所述的發射黃光螢光體，其中當該第一螢光體至該第三螢光體的總和是100wt%時，該第三螢光體的量係3wt%至4.2wt%。
  17. 一種發射黃光螢光體，包括：一第一螢光體，其包括由化學式Lu3Al5O12：Ce表示的螢光體，該第一螢光體適用於發射中心波長位在510nm至550nm波段內的光；一第二螢光體，其包括含有鋰(Li)作為金屬組分的α-型SiAlON(Li-α-SiAlON：Eu)，該第二螢光體適用於發射中心波長位在560nm至600nm波段內的光；以及一第三螢光體，其包括由化學式(Sr,Ca)AlSiN3：Eu表示的螢光體，該第三 螢光體適用於發射中心波長位在610nm至630nm波段內的光，其中，當該第一螢光體至該第三螢光體的總和是100wt%時，該第一螢光體、該第二螢光體，以及該第三螢光體的重量比例分別係62wt%至75.8wt%之間、20wt%至35wt%之間、以及在3wt%至4.2wt%之間。
  18. 依據申請專利範圍第17項所述的發射黃光螢光體，其中該第三螢光體在550nm的波長下具有50%以下的光吸收率。
  19. 依據申請專利範圍第17項所述的發射黃光螢光體，其中該第二螢光體如以下化學式1所表示：化學式1 Li m-2x Eu x Si 12-(m+n) Al m+n O n N 16-n 其中，「m」和「n」滿足0m2和0n1的至少一個條件。
  20. 一種發光裝置封裝，包括：依據申請專利範圍第1項、第11項及第17項中任一項所述的發射黃光螢光體，以及一發光裝置，被配置用以發射近紫外線或藍光，以激發該發射黃光螢光體。
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