TWI465548B - 發紅光之螢光物質及使用彼之發光裝置 - Google Patents

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Description

發紅光之螢光物質及使用彼之發光裝置 相關申請案之交互參照
此申請案係基於先前於2010年9月9日提出申請之日本專利申請案第2010-201710號和2011年8月26日提出申請之日本專利申請案第2011-184927號及聲明彼等之優先權；茲將彼等以引用方式納入本文中。
本實施態樣係關於發紅光之螢光物質及發光裝置。
近來發展發白光的LED裝置，其包含藍LED和黃磷光劑Y3 Al5 O12 :Ce3+ (YAG)組合。為擴展新市場，研究以此裝置作為液晶顯示器的照明光或背光源。但是，由於藉裝置發出的光為來自藍LED的藍光和來自黃磷光劑的發光之混合物，所以此裝置提供“擬白”色光，其缺乏紅色。據此，就演色的觀點，仍有改良空間。就此觀之，提出新的發白光裝置，其除了藍LED和YAG磷光劑以外，包含發紅光的螢光物質，且此處使用的螢光物質為這幾年來的研究重點。
同時，越來越須要發光強度獲改良的發白光裝置。欲達到此要求，通常將提高的電力施於裝置並據此，裝置採用的操作溫度明顯提高。當裝置於高溫操作時，發射效率通常降低，常無法達到預期的發光強度和/或損及螢光物質間的發光強度平衡而引發顏色不一致。亦就此觀點，希望提供發光強度和溫度特性二者皆極佳的螢光物質。
此外，根據對於高演色性之提高的須求，發展出各種類型的發白光裝置並市售用於照明目的之類。演色性通常以平均演色性指數(Ra)評估，並因此希望提供具有高Ra值之高度演色的發光裝置。另一方面，用於顯示應用，希望提供可再製色域寬廣(NTSC比)和高效能二者之發白光的LED裝置。
現將以參考附圖的方式解釋實施態樣。
實施態樣的一個方面係關於一種以下列式(1)表示的發紅光螢光物質，
(M1-x ECx )a M1 b AlOc Nd 　(1)。
式(1)中，M為選自IA族元素、IIA族元素、IIIA族元素、IIIB族元素、稀土族元素和IVA族元素之元素；EC為選自Eu、Ce、Mn、Tb、Yb、Dy、Sm、Tm、Pr、Nd、Pm、Ho、Er、Cr、Sn、Cu、Zn、As、Ag、Cd、Sb、Au、Hg、Tl、Pb、Bi和Fe之元素；M1 不同於M且係選自四價元素；而x、a、b、c和d分別為滿足條件0<x<0.2，0.55<a<0.80，2.10<b<3.90，0<c0.25和4<d<5的數字。
此螢光物質在藉波長範圍250至500奈米的光激發下，發光的波長峰在620至670奈米的範圍內。
 發紅光之螢光物質
式(1)表示之實施態樣之發紅光之螢光物質：
(M1-x ECx )a M1 b AlOc Nd 　(1)
一般為一種SiAlON磷光劑。
根據此實施態樣之螢光物質之特徵在於其氧含量極低。慣用的SiAlON磷光劑中的氧含量相當高，使得式(1)中的氧成分比c為0.25或更高。未開發氧含量低的磷光劑的最大原因是不認為，若降低氧含量，則SiAlON磷光劑的發射波長會偏移至較長波長且不會降低發射效率，以便改良用於照明的白LED的演色性及提高顯示器的NTSC比。最近發現氧含量低的優點是實現本實施態樣。此外，在慣用的製法中，相當大量的Al2 O3 作為起始材料之一，且其中的一些在開放環境中處理並因此而可能捕捉或吸收空氣中的氧，並因此而極難降低起始材料中的氧含量。此外，也難在製造程序期間內在套手工作箱中完全降低氧和濕氣含量。因為這些原因，無人合成具有根據本實施態樣之成分的螢光物質。
然而，本發明者之研究揭露式(1)之發紅光之螢光物質，其含小量的氧，具有特定性質。即，相較於已知的螢光物質，氧含量低之發紅光之螢光物質的發射光譜中，峰朝較長波長側移動。推斷其原因如下。物質基質中，越多的氧原子被氮原子所代替，4f-軌域的能階越會因為電子雲重排效應和晶場分裂的作用而壓低。此因為氮原子形成的共價鍵結比氧原子為強之故。因此，介於4f-5d能階之間的能量差降低並因此而觀察到較長波長的發射光。為得到此效應，在式(1)中的氧成分比c須滿足條件0<c0.24。就發射波長的觀點，氧成分比c以儘量小為佳。但是，就製造容易度觀之，成分比c較佳高於0.05，更佳高於0.10，又更佳為0.14或更高。雖然本實施態樣中，氧成分比c高至0.25，其較佳為0.24或更低，更佳為0.21或更低，此因發射波長會進一步朝向較長側移動之故。
發光波長範圍因此而朝向較長波長側移動之此發紅光的螢光物質，例如，與藍LED和黃磷光劑YAG組合，以顯著改良演色性。事實上，包含此組合之此發光裝置提供此大的平均演色性指數Ra，以實現Ra值高至不低於85或超過90之發白光的LED裝置。
式(1)中，M為選自IA族元素、IIA族元素、IIIA族元素、IIIB族元素、稀土族元素和IVA族元素之元素。
金屬元素M較佳選自IA族(鹼金屬)元素，如Li、Na和K；IIA族(鹼土金屬)元素，如Mg、Ca、Sr和Ba；IIIA族元素，如B、In和Ga；IIIB族元素，如Y和Sc；稀土族元素，如Gd、La和Lu；和IVA族元素如Ge。最佳地，金屬元素M是Sr。此金屬元素M可為單一元素或組合的二或更多種元素。特定言之，金屬元素M可為Sr與選自Li、Na、K、Mg、Ca、Ba、B、In、Ga、Y、Sc、Gd、La、Lu和Ge中之至少一種元素之組合物。較佳地，含有元素M的有用化合物為氮化物、碳化物和氰醯胺。
金屬元素EC作為螢光物質的發射中心。此意謂實施態樣的螢光物質具有基本上由M1 、O、N和前述元素M所組成的晶體結構，但元素M部分以發射中心EC代替。EC為選自Eu、Ce、Mn、Tb、Yb、Dy、Sm、Tm、Pr、Nd、Pm、Ho、Er、Cr、Sn、Cu、Zn、As、Ag、Cd、Sb、Au、Hg、Tl、Pb、Bi和Fe之元素。
元素M1 不同於元素M且係選自四價元素。在實施態樣的SiAlON磷光劑中，元素M1 是Si或其取代元素。M1 選自四價金屬元素，較佳為IVA族和IVB族元素，如Si、Ge、Sn、Ti、Zr和Hf。最佳地，元素M1 是Si。金屬元素M1 可為單一元素或組合的二或更多種元素。
根據實施態樣的螢光物質具有特定成分比。除了氧成分比c的前述條件以外，其他成分比亦須滿足下列條件：0<x<0.2，0.55<a<0.80，2.10<b<3.90，0<c0.25和4<d<5。
實施態樣的螢光物質中，M1 的成分比限制於相當窄的範圍，如2.10<b<3.90。M1 的成分比在此範圍中使其易防止形成具有各種發光特性的變體相晶體。由於具有不同於標的螢光物質的發光特性，變體相晶體將損及發光的色純度。因此，較佳地防止形成變體相晶體。欲改良色純度，M1 的成分比滿足較佳2.10<b<3.0，更佳2.10<b<2.80，又更佳2.10<b<2.70，又更佳2.10<b<2.67之條件，此因進一步防止形成變體相晶體之故。此外，滿足此條件的螢光物質的發射效率亦極佳。
在根據實施態樣的螢光物質中，發射中心的成分比x，即，活化濃度，滿足0<x<0.2的條件。在許多已知螢光物質中的活化濃度是0.1或更高，且特別地，在較長波長範圍中發光之發光物質中之活化濃度通常是0.2或更高。這是因為具有高活化濃度的螢光物質被採用以展示峰波長朝向較長波長側的發射光譜之故。但是，另一方面，其發射效率通常同時降低。據此，它們難改良發白光的裝置之演色性或範圍及發射效率。但是，已經發現，若氧和M1 成分比如根據此實施態樣的前述限制，則可達到高演色性且不須提高發射中心元素的活化濃度。換言之，式(1)表示之發紅光之螢光物質可以提供較長波長範圍的發射光譜，即使成分比x在0<x<0.2的範圍內亦然。此外，其發射效率降低程度較小。若提高Eu濃度，根據先前技術的紅螢光物質之溫度特性仍有改良的空間(於高溫的發光強度再現率)，但根據本實施態樣之物質因為滿足條件0<x<0.2，所以溫度特性可獲進一步改良。
根據本實施態樣的紅螢光物質可含有微量的碳作為雜質或取代元素。
此實施態樣之發紅光的螢光物質之特徵在於包含前述成分，及進一步特徵在於藉250至500奈米的光激發時，此物質的發光波長峰在620至670奈米的範圍內。此外，實施態樣之物質係一種SiAlON磷光劑但其Eu活化濃度限制於此低範圍如0<x<0.2，使其發光強度與溫度的關聯性低。
本實施態樣的此螢光物質之晶體結構屬於斜方晶系。此晶體結構較佳含有藉由使用CuKα的特定X-射線(波長：1.54056埃)測得的XRD型態所示之繞射峰(以繞射角度(2θ)表示)同時出現於選自十一個位置：15.0至15.25°、23.1至23.20°、24.85至25.05°、26.95至27.15°、29.3至29.6°、30.9至31.1°、31.6至31.8°、33.0至33.20°、35.25至35.45°、36.1至36.25°和56.4至56.65°中之七或更多個位置，較佳九或更多個位置之成分。
製造發紅光之螢光物質之方法
實施態樣之發紅光之螢光物質可由起始材料(如：元素M的氮化物、氧化物和氰醯胺；元素M1 (如Al和Si)的氮化物、氧化物和碳化物；及發射中心元素EC的氧化物、氮化物和碳酸鹽)合成。例如，若欲製造含有Sr和Eu分別作為元素M和發射中心元素EC的物質，則可用材料的例子包括Sr3 N2 、AlN、Si3 N4 、Al2 O3 和EuN。材料Sr3 N2 可以Ca3 N2 、Ba3 N2 、Sr2 N、SrN或彼等之混合物代替。這些粉狀材料經稱重及混合以便得到標的成分，之後此粉狀混合物在坩鍋中燃燒以製造標的螢光物質。本實施態樣中，標的SiAlON磷光劑中的氧含量限制於極低含量，並因此而須降低起始材料中的氧含量。就此觀之，較佳地，降低材料中之Al2 O3 量及提高AlN以補償減少的Al2 O3 。此外，製造程序中，也必須儘可能保護起始材料和燃燒環境以免受到雜質(如氧或含氧化合物)的污染。例如，較佳地，降低粉狀材料於其中稱重和/或混合之套手工作箱中的氧和濕氣濃度。亦較佳地，採用有利的製法，例如，儘量降低氧或含氧雜質之材料的用量。此材料可在置於套手工作箱中的研缽中混合。坩鍋製自，例如，氮化硼、氮化矽、碳化矽、碳、氮化鋁、SiAlON、氧化鋁、鉬或鎢。
根據實施態樣之發紅光之螢光物質可藉由令起始材料混合物燃燒預定時間而得到。此燃燒較佳在超過大氣壓的壓力下進行。若使用氮化矽作為材料之一，則壓力較佳不低於5大氣壓，以避免氮化矽於高溫分解。燃燒溫度較佳在1500至2000℃範圍內，更佳在1800至2000℃範圍內。若溫度低於1500℃，則通常難得到標的螢光物質。另一方面，若溫度超過2000℃，則有材料或產物昇華之虞。此外，若氮化物含括於材料中，則燃燒較佳在N2 環境中進行，此因其易氧化之故。此情況中，亦可使用N2 /H2 混合的氣體環境。如前述者，應嚴格控制環境中的氧含量。
必要時，粉末形式的燃燒產物於之後進行後處理(如清洗)，以得到根據實施態樣之螢光物質。若進行後處理，則清洗可以酸或純水進行。
發光裝置
根據實施態樣之發光裝置包含前述螢光物質和能夠激發螢光物質的發光元件。
根據實施態樣之一方面的裝置包含：作為激發源的發光元件；和前述發紅光之螢光物質(R)和發黃光之螢光物質(Y)或發綠光之螢光物質(G)(其中的各者在藉發光元件發出的光之激發下發光)之組合。據此，以來自發光元件及紅和黃或綠螢光物質的輻射，發光裝置發射合成光。
根據實施態樣的另一方面之發光裝置包含：作為激發源的發光元件；和前述發紅光之螢光物質(R)、發黃光之螢光物質(Y)或發綠光之螢光物質(G)、和發藍光之螢光物質(B)(其中的各者在藉發光元件發出的光之激發下發光)之組合。
根據一起使用的螢光物質，適當地選擇裝置中使用的發光元件(如LED)。特定言之，自發光元件釋出的光必須能夠激發螢光物質。此外，若裝置偏好放射白光，則發光元件較佳釋出能夠補足螢光物質發射的光之波長的光。
就前述者觀之，若裝置包含紅和黃或綠螢光物質，則選擇的發光元件(S1)通常釋出波長範圍為250至500奈米的光。若裝置含紅、黃或綠、和藍螢光物質，則選擇的發光元件(S2)通常釋出波長範圍為250至430奈米的光。
根據實施態樣之發光裝置可為任何慣例已知的發光裝置。圖1係實施態樣之發光裝置的直立截面圖。
圖1所示的發光裝置中，樹脂系統100包含引線101和102(其模製成引線框的一部分)和樹脂膜103(與引線框一起模製成一體)。樹脂膜103構成頂部開口大於底部的凹槽105。在凹槽的內壁上，提供反射表面104。
凹槽105近圓形底部的中央處，以Ag糊之類封裝發光元件106。發光元件106的例子包括發光二極體和雷射二極體。根據組合使用的螢光物質，選擇此發光元件，使其能夠發出適當波長的光。例如，半導體發光元件(如GaN)可作為發光元件。發光元件106的電極(未示)分別藉由Au之類製造的接合線107和108連接至引線101和102。引線101和102的位置可經充分修飾。
樹脂膜103的凹槽105中，配置磷光劑層109。用以形成磷光劑層109，含有實施態樣之螢光物質的混合物110可以5至50重量%的量分散或沉澱於矽酮樹脂之類形成的樹脂層111中。實施態樣的螢光物質包含具有高共價力的氧氮化物基質，並因此而通常疏水而使其與樹脂具有良好的相容性。據此，介於樹脂和螢光物質之間的散射足以改良集光效能。
發光元件106可為覆晶(flip chip)型，其中，n-型和p-型電極置於相同平面上。此元件可防止與電線有關的問題，如電線的未連接或錯置及電線的吸光。因此，此情況中，可得到可靠性和發光強度二者皆極佳的半導體發光裝置。此外，也可以將n-型基板施用於發光元件106，以製造下文描述的發光元件。此裝置中，n-型電極形成於n-型基板的背面上而p-型電極形成於基板上之半導體層的頂面上。n-型和p-型電極之一置於引線之一上，而其他電極藉電線連接至另一引線。可適當地改變發光元件106的尺寸及凹槽105的尺寸和形狀。
根據實施態樣之發光裝置未限於圖1所示的包裝杯型(package cup-type)，而是可以自由地施用於任何類型的裝置。例如，即使根據實施態樣的螢光物質用於殼型或表面封裝型發光裝置中，可得到相同效果。
同時，根據實施態樣的發光裝置模組包含多個前述發光裝置排列在基板上。前述發光裝置(其包含實施態樣的螢光物質)中之任何者可以自由地選擇用於模組中。例如，前述殼型裝置係偏好用於模組中之一。特定言之，發光裝置模組包含多個下列發光裝置中之任何者：
(1)具有積層結構的發光裝置，其製自下列步驟：在基板上供以放出波長範圍250至500奈米的光之發光元件(S1)；以透明樹脂於其上形成圓頂；以分散於透明樹脂中的前述紅螢光物質(R)塗覆此圓頂；及於其上施以分散於透明樹脂中的黃或綠螢光物質(Y)或(G)；和
(2)具有積層結構的發光裝置，其製自下列步驟：在基板上供以放出波長範圍250至430奈米的光之發光元件(S2)；以透明樹脂於其上形成圓頂；以分散於透明樹脂中的前述紅螢光物質(R)塗覆此圓頂；於其上施以分散於透明樹脂中之發黃或綠光的螢光物質(Y)或(G)；進一步於其上施以分散於透明樹脂中之發藍光的螢光物質(B)。
對於基板材料沒有特別的限制，因此其可根據目的而自由地選自已知材料。材料的例子包括玻璃、矽、半導體和樹脂。基板表面可根據需要而進行各種修飾。例如，用於發光裝置的佈線或隔離結構可位於表面上。此外，欲改良散熱性，可於其上形成散熱層。此基板本身可為導熱性極佳的散熱基板。
藉由發光元件(S1)或(S2)釋出的光之激發，黃螢光物質發射峰波長在540至580奈米範圍內的光，其較佳為YAG磷光劑。藉由發光元件(S1)或(S2)釋出的光之激發，藍螢光物質發射峰波長在400至490奈米範圍內的光。
藉由發光元件(S1)或(S2)釋出的光之激發，綠螢光物質發射峰波長在490至540奈米範圍內的光，而藉由發光元件(S1)或(S2)釋出的光之激發，藍螢光物質發射峰波長在400至490奈米範圍內的光。
發光裝置規則或不規則地排列在物質上以形成發光裝置模組。由於具有極佳的溫度特性，實施例之螢光物質不易受到操作產生的熱之影響。據此，包含螢光物質的裝置可以緊密排列使得其間的間隔縮短。例如，由上方觀察時，前述殼型裝置似乎為圓形或橢圓形，且它們能夠以滿足(d/a)5(其中“a”和“d”分別是橢圓形的主軸長度和其間的最短距離)的條件排列。此處的“主軸長度”是指每一發光裝置之水平部分的最長直徑。換言之，若每一發光裝置具有圓形或橢圓形部分，此分別意謂其直徑或其主軸長度。必要時，發光裝置可具有任何形狀的部件，如矩形、多角形或線。此情況中，其間的間隔無法一致規則化。但是，即使如此，其間的距離可縮短至足以增進總發光裝置模組的發光強度。這是因為實施態樣之螢光物質的溫度特性極佳，使其發光強度不易受到操作中之鄰近的發光裝置所產生的熱之影響之故。就製造容易度的觀點，(d/a)無法太小且通常為1(d/a)。
根據實施態樣之發光裝置或發光裝置模組中，必須使用實施態樣之發紅光的螢光物質。但是，對於發黃光的螢光物質(Y)、發綠光的螢光物質(G)和發藍光的螢光物質(B)沒有特別的限制。實施態樣之紅螢光物質(R)具有此極佳的溫度特性，其不易受到溫度變化的影響。欲將此優點發揮到極致，黃或綠螢光物質(Y)或(G)和藍螢光物質(B)較佳亦具有極佳的溫度特性。若包含那些較佳的螢光物質，則發光裝置或模組放出的光之顏色變化較小，即使溫度改變亦然。此不僅因為紅螢光物質釋出的光強度之改變較少，也是因為其他螢光物質釋出的光強度改變較少之故。
溫度特性極佳之較佳藍螢光物質的例子包括(Ba,Eu)MgAl10 O17 、(Sr,Ca,Ba,Eu)10 (PO4 )5 C12 和(Sr,Eu)Si9 Al19 ON31 。
藉下列實例進一步解釋此實施態樣，但不以實例限制實施態樣。
實例1
作為起始材料，Sr3 N2 、EuN、Si3 N4 和AlN量分別為2.443克、0.465克、4.583克和1.721克，其在真空套手工作箱中稱出並在研缽中無水混合。混合物置於BN坩鍋中並於之後在1850℃、7.5大氣壓N2 環境下燃燒4小時，以合成發紅光的螢光物質(R1)。
物質(R1)燃燒之後為橘色粉末形式，且當自黑光離開時，發射紅光。圖2、3和表1分別出示所得紅螢光物質的XRD型態、藉458奈米光激發下的發射光譜及成分分析結果(以將A1成分視為1.00之莫耳比表示)。圖2所示的XRD型態係藉由使用CuKα的特定X-射線(波長：1.54056埃)測得的X-射線粉末型態。測定所用裝置為M18XHF22 -SRA型X-射線繞射儀([註冊商標]，MAC Science Co. Ltd.製造)。測定條件為：管電壓：40千伏，管電流：100毫安培，掃描速率：2°/分鐘。下列實例和比較例中，於相同條件下測定XRD型態。圖3中，於458奈米處具有峰的帶歸因於激發光之反射。結果，發現實例1的螢光物質之發射光譜之單一光譜帶的峰位於640奈米處。
實例2
重覆實例1的程序，但僅改變燃燒環境，以合成發紅光的螢光物質(R2)。
物質(R2)燃燒之後為橘色粉末形式，且當自黑光離開時，發射紅光。圖4和表1分別出示所得紅螢光物質藉460奈米光激發下的發射光譜及成分分析結果(以將A1成分視為1.00之莫耳比表示)。圖4中，於460奈米處具有峰的帶歸因於激發光之反射。結果，發現實例2螢光物質之發射光譜之單一光譜帶的峰位於640奈米處。
實例3
重覆實例1的程序，但僅將燃燒時間改為2小時，以合成發紅光的螢光物質(R3)。
物質(R3)燃燒之後為橘色粉末形式，且當自黑光離開時，發射紅光。圖5、6、7和表1分別出示所得紅螢光物質藉365奈米和457奈米光激發下的發射光譜及成分分析結果(以將Al成分視為1.00之莫耳比表示)。圖7中，於457奈米處具有峰的帶歸因於激發光之反射。結果，發現實例3的螢光物質之發射光譜之單一光譜帶的峰位於638奈米處。
實例4
重覆實例3的程序，但僅改變燃燒環境，以合成發紅光的螢光物質(R4)。
物質(R4)燃燒之後為橘色粉末形式，且當自黑光離開時，發射紅光。圖8、9和表1分別出示所得紅螢光物質藉365奈米和461奈米光激發下的發射光譜及成分分析結果(以將Al成分視為1.00之莫耳比表示)。圖9中，於461奈米處具有峰的帶歸因於激發光之反射。結果，發現實例4的螢光物質之發射光譜之單一光譜帶的峰位於640奈米處。
實例5
作為起始材料，Sr3 N2 、EuN、Si3 N4 和AlN量分別為2.660克、0.093克、4.583克和1.721克，其在真空套手工作箱中稱出並在研缽中無水混合。混合物置於BN坩鍋中並於之後在1850℃、7.5大氣壓N2 環境下燃燒3小時，以合成發紅光的螢光物質(R5)。
物質(R5)燃燒之後為橘色粉末形式，且當自黑光離開時，發射紅光。圖10、11和表1分別出示所得紅螢光物質藉365奈米和457奈米光激發下的發射光譜及成分分析結果(以將Al成分視為1.00之莫耳比表示)。圖11中，於457奈米處具有峰的帶歸因於激發光之反射。結果，發現實例5的螢光物質之發射光譜之單一光譜帶的峰位於620奈米處。
實例6
重覆實例5的程序，但僅改變燃燒環境，以合成發紅光的螢光物質(R6)。
物質(R6)燃燒之後為橘色粉末形式，且當自黑光離開時，發射紅光。圖12、13和表1分別出示所得紅螢光物質藉365奈米和457奈米光激發下的發射光譜及成分分析結果(以將Al成分視為1.00之莫耳比表示)。圖13中，於457奈米處具有峰的帶歸因於激發光之反射。結果，發現實例6的螢光物質之發射光譜之單一光譜帶的峰位於622奈米處。
實例7
作為起始材料，Sr3 N2 、EuN、Si3 N4 和AlN量分別為2.525克、0.325克、4.583克和1.721克，其在真空套手工作箱中稱出並在研缽中無水混合。混合物置於BN坩鍋中並於之後在1850℃、7.5大氣壓N2 環境下燃燒3小時，以合成發紅光的螢光物質(R7)。
物質(R7)燃燒之後為橘色粉末形式，且當自黑光離開時，發射紅光。圖14、15和表1分別出示所得紅螢光物質藉365奈米和457奈米光激發下的發射光譜及成分分析結果(以將Al成分視為1.00之莫耳比表示)。圖15中，於457奈米處具有峰的帶歸因於激發光之反射。結果，發現實例7的螢光物質之發射光譜之單一光譜帶的峰位於636奈米處。
實例8
重覆實例7的程序，但僅改變燃燒環境，以合成發紅光的螢光物質(R8)。
物質(R8)燃燒之後為橘色粉末形式，且當自黑光離開時，發射紅光。圖16、17和表1分別出示所得紅螢光物質藉365奈米和457奈米光激發下的發射光譜及成分分析結果(以將Al成分視為1.00之莫耳比表示)。圖17中，於457奈米處具有峰的帶歸因於激發光之反射。結果，發現實例8的螢光物質之發射光譜之單一光譜帶的峰位於635奈米處。
實例9
作為起始材料，Sr3 N2 、EuN、Si3 N4 、Al2 O3 和AlN量分別為2.321克、0.441克、5.075克、0.119克和1.195克，其在真空套手工作箱中稱出並在研缽中無水混合。混合物置於BN坩鍋中並於之後在1850℃、7.5大氣壓N2 環境下燃燒1小時，以合成發紅光的螢光物質(R9)。
物質(R9)燃燒之後為橘色粉末形式，且當自黑光離開時，發射紅光。圖18和表1分別出示所得紅螢光物質藉458奈米光激發下的發射光譜及成分分析結果(以將Al成分視為1.00之莫耳比表示)。圖18中，於458奈米處具有峰的帶歸因於激發光之反射。結果，發現實例9的螢光物質之發射光譜之單一光譜帶的峰位於629奈米處。
實例10
重覆實例9的程序，但僅改變燃燒環境，以合成發紅光的螢光物質(R10)。
物質(R10)燃燒之後為橘色粉末形式，且當自黑光離開時，發射紅光。圖19和表1分別出示所得紅螢光物質藉457奈米光激發下的發射光譜及成分分析結果(以將Al成分視為1.00之莫耳比表示)。圖19中，於461奈米處具有峰的帶歸因於激發光之反射。結果，發現實例10的螢光物質之發射光譜之單一光譜帶的峰位於629奈米處。
實例11
作為起始材料，Sr3 N2 、EuN、Si3 N4 和AlN量分別為2.625克、0.237克、4.911克和1.844克，其在真空套手工作箱中稱出並在研缽中無水混合。混合物置於BN坩鍋中並於之後在1850℃、7.5大氣壓N2 環境下燃燒2小時，以合成發紅光的螢光物質(R11)。此紅螢光物質為斜方晶體形式。圖20和21分別出示藉由使用CuKα的特定X-射線(波長：1.54056埃)測得的XRD型態及藉458奈米光激發下的發射光譜(激發光峰波長：450毫米，半高寬：5.8奈米)。
實例12
作為起始材料，Sr3 N2 、EuN、Si3 N4 和AlN量分別為2.653克、0.189克、4.911克和1.844克，其在真空套手工作箱中稱出並在研缽中無水混合。混合物置於BN坩鍋中並於之後在1850℃、7.5大氣壓N2 環境下燃燒0.5小時，以合成發紅光的螢光物質(R12)。此紅螢光物質為斜方晶體形式。圖22和23分別出示藉由使用CuKα的特定X-射線(波長：1.54056埃)測得的XRD型態及藉458奈米光激發下的發射光譜(激發光峰波長：450毫米，半高寬：5.8奈米)。
實例13
作為起始材料，Sr3 N2 、EuN、Si3 N4 和AlN量分別為2.667克、0.166克、5.086克和1.691克，其在真空套手工作箱中稱出並在研缽中無水混合。混合物置於BN坩鍋中並於之後在1800℃、7.5大氣壓N2 環境下燃燒2小時，以合成發紅光的螢光物質(R13)。此紅螢光物質為斜方晶體形式。圖24和25分別出示藉由使用CuKα的特定X-射線(波長：1.54056埃)測得的XRD型態及藉458奈米光激發下的發射光譜(激發光峰波長：450毫米，半高寬：5.8奈米)。
實例14
作為起始材料，Sr3 N2 、EuN、Si3 N4 和AlN量分別為2.526克、0.157克、4.911克和1.844克，其在真空套手工作箱中稱出並在研缽中無水混合。混合物置於BN坩鍋中並於之後在1800℃、7.5大氣壓N2 環境下燃燒3小時，以合成發紅光的螢光物質(R14)。此紅螢光物質為斜方晶體形式。圖26和27分別出示藉由使用CuKα的特定X-射線(波長：1.54056埃)測得的XRD型態及藉458奈米光激發下的發射光譜(激發光峰波長：450毫米，半高寬：5.8奈米)。
實例15
作為起始材料，Sr3 N2 、EuN、Si3 N4 和AlN量分別為2.667克、0.166克、5.086克和1.691克，其在真空套手工作箱中稱出並在研缽中無水混合。混合物置於BN坩鍋中並於之後在1800℃、7.5大氣壓N2 環境下燃燒1小時，以合成發紅光的螢光物質(R15)。此紅螢光物質為斜方晶體形式。圖28和29分別出示藉由使用CuKα的特定X-射線(波長：1.54056埃)測得的XRD型態及藉458奈米光激發下的發射光譜(激發光峰波長：450毫米，半高寬：5.8奈米)。
實例16
作為起始材料，Sr3 N2 、EuN、Si3 N4 和AlN量分別為2.667克、0.166克、5.262克和1.537克，其在真空套手工作箱中稱出並在研缽中無水混合。混合物置於BN坩鍋中並於之後在1800℃、7.5大氣壓N2 環境下燃燒1.5小時，以合成發紅光的螢光物質(R16)。此紅螢光物質為斜方晶體形式。圖30和31分別出示藉由使用CuKα的特定X-射線(波長：1.54056埃)測得的XRD型態及藉458奈米光激發下的發射光譜(激發光峰波長：450毫米，半高寬：5.8奈米)。
實例17
作為起始材料，Sr3 N2 、EuN、Si3 N4 和AlN量分別為2.667克、0.166克、4.991克和1.844克，其在真空套手工作箱中稱出並在研缽中無水混合。混合物置於BN坩鍋中並於之後在1800℃、7.5大氣壓N2 環境下燃燒1.5小時，以合成發紅光的螢光物質(R17)。此紅螢光物質為斜方晶體形式。圖32和33分別出示藉由使用CuKα的特定X-射線(波長：1.54056埃)測得的XRD型態及藉458奈米光激發下的發射光譜(激發光峰波長：450毫米，半高寬：5.8奈米)。
實例1至17的螢光物質提供之XRD型態的任一者同時於繞射角度(2θ)的11個位置具有繞射峰：15.0至15.25°、23.1至23.20°、24.85至25.05°、26.95至27.15°、29.3至29.6°、30.9至31.1°、31.6至31.8°、33.0至33.20°、35.25至35.45°、36.1至36.25°和56.4至56.65°。
比較例1(Eu 10%)
重覆實例1之程序，但Sr3 N2 、EuN、Si3 N4 、Al2 O3 和AlN的用量分別為2.443克、0.465克、4.583克、0.476克和1.339克，其用以合成螢光物質。所得物質與藍LED和黃磷光劑YAG組合以製造白LED，發現其具有色溫2800K和Ra值為73。
比較例2(Eu 20%)
重覆實例1之程序，但Sr3 N2 、EuN、Si3 N4 、Al2 O3 和AlN的用量分別為2.172克、0.929克、4.583克、0.476克和1.339克，其用以合成螢光物質。
比較例3(Eu 40%)
重覆實例1之程序，但Sr3 N2 、EuN、Si3 N4 、Al2 O3 和AlN的用量分別為1.629克、1.859克、4.583克、0.476克和1.339克，其用以合成螢光物質。
比較例4(Eu 50%)
重覆實例1之程序，但Sr3 N2 、EuN、Si3 N4 、Al2 O3 和AlN的用量分別為1.357克、2.324克、4.583克、0.476克和1.339克，其用以合成螢光物質。
比較例5(Eu 80%)
重覆實例1之程序，但Sr3 N2 、EuN、Si3 N4 、Al2 O3 和AlN的用量分別為0.543克、3.718克、4.583克、0.476克和1.339克，其用以合成螢光物質。
比較例6(Eu 15%)
重覆實例1之程序，但Sr3 N2 、EuN、Si3 N4 、Al2 O3 和AlN的用量分別為2.308克、0.697克、4.583克、0.476克和1.339克，其用以合成螢光物質。
實例和比較例之螢光物質進行成分分析，其結果示於表1。表1中的成分比係將Al含量視為1.00而標準化。但是，實例11至17未進行碳C之分析。
氧氮化物螢光物質之成分可以任何已知方式分析，例如，下列方式。
M、M1 、Al和EC之含量可藉，例如，誘發偶合電漿原子發射光譜分析(通常稱為“ICP分析”)，測定。特定言之，氧氮化物螢光物質樣品稱入白金坩鍋中並於之後藉鹼熔合而分解。添加內標準元素Y之後，分解的樣品溶解以製造樣品溶液，其於之後進行ICP分析。關於M、M1 和EC，分析可藉，例如，ICP發射光譜儀(SPS-4000[註冊商標]，SII Nano Technology Inc.製造)進行。
O和N含量可藉，例如，惰性氣體熔合法，測定。特定言之，氧氮化物螢光物質在石墨坩鍋中加熱至熔化，樣品中含的O原子以惰性氣體轉移而轉化成CO。此CO進一步氧化成CO2 ，其於之後藉IR吸收光譜術測定以定出O含量。CO2 自樣品移出之後，藉導熱法測定N含量。此測定可藉，例如，氧，氮-氫分析儀(TC-600[註冊商標]、LECO corporation(US)製造)，測定。根據高頻燃燒-IR吸收光譜術，C含量藉碳/硫分析儀(CS-444LS[註冊商標]，LECO corporation(US)製造)測定。
相較於比較例，實例中之物質的含氧量降低。其原因之一在於，各實例中，起始材料中的氧含量降低。特定言之，材料中之Al2 O3 的量降低而AlN的量提高以補償減少的Al2 O3 ，此外，選擇雜質含量低的起始材料。
另一原因在於降低材料稱重和混合的套手工作箱中之氧和濕氣含量。特定言之，含減少量的氧之材料經稱重並在嚴格控制環境氧的真空套手工作箱中混合。
實例1至8中，材料未含括氧化物且燃燒在N2 環境中進行，藉此蓄意防止氧。雖然如此，不可能自材料和環境完全移除氧，所得螢光物質仍含氧。但是，它們的氧含量小至以前未曾達到者。這是因為根據本實施態樣之製法。在不同於已知SiAlON磷光劑的本實施態樣之製法中，起始材料中的Al2 O3 量降低且AlN量提高以補償減少的Al2 O3 ，且起始材料經純化使其含低量的氧。此外，先前技術中，一些材料在套手工作箱中處理。反之，本實施態樣之方法中，所有的材料在環境氧濃度經嚴格控制以降低的套手工作箱中處理，以得到氧含量低至以前未曾達到的磷光劑。
難製造具有高b值的螢光物質。這是因為，即使試圖合成那些磷光劑，大量形成標的物質的變體相副產物而得到發射綠光的螢光物質，如Sr3 Al3 Si13 O2 N21 :Eu，其成分比不同於標的磷光劑。但是，已發現藉由控制合成條件，可防止變體相物質之形成。例如，如果製造環境中的濕氣和氧含量維持於低量，則本實施態樣之發紅光的螢光物質可以良好產率製得。特定言之，可藉配備於套手工作箱中的氣體循環純化設備降低製造環境中的濕氣和氧濃度，並藉此可製造具有以前未能實現之成分之發紅光的螢光物質。
本實施態樣中之b值調整至低於3.90，但較佳低於3.0，更佳低於2.8，又更佳低於2.7，又更佳低於2.67，以免形成變體相晶體並因此而製造具有良好特性的螢光物質。
關於實例和比較例之紅螢光物質，表2出示其在CIE1931色度圖中的色度座標(x,y)。
發射效率之評估
關於各實例和比較例之螢光物質，表3出示發射峰波長(奈米)和發射效率(將比較例1的效率視為1之相對值)。
圖34出示實例1至4、7至18及比較例1至5中製得之螢光物質各者之發射效率和發射峰波長之間的關係。圖34中，發射效率以將比較例1中製得之物質的效率視為1.0之相對值繪於縱軸。圖34指出比較例的發射效率降低，此由發射峰波長變長得知。另一方面，相較於比較例，實例的物質具有高效率，即使其發射峰位於較長波長亦然。比較例的物質含有相對高濃度的Eu，並因此而發射較長波長範圍的光。但是，若含有高濃度Eu，則能量更可能在Eu原子之間轉移而降低發射效率(即，濃度消光(concentration quenching))。反之，實施態樣中之螢光物質的Eu濃度維持低但氧/氮比降低以使得發射波長朝向較長波長側移動。據此，即使發射光在較長波長範圍內，根據實施態樣之物質不會趨動濃度消光並因此而可維持高發射效率。因此，相較於已知螢光物質，氧含量降低，並藉此而成功地得到在較長波長範圍內以高發射效率發光的物質。
溫度特性之評估
實例6和比較例2的紅色粉狀物質經激發且它們同時以加熱器自室溫加熱至200℃，以測定發射光譜之變化。用於激發之光源是LED，其適出波長於458奈米的光。其結果示於圖35，此顯示發射光譜中之峰強度的溫度依存性。相對強度繪於圖35的y軸上，其在各螢光物質於室溫的發射強度被視為1.00的條件下經標準化。
圖35指出實例6的紅螢光物質於高溫較比較例2具有較大的發光強度維持比，其具有相對良好的溫度特性。
圖36出示實例3、6、11至18和比較例1、2、4和6中製得之紅螢光物質各者之介於發射峰波長和於150℃發光強度維持比之間的關係。150℃發光強度維持比是指在將室溫的發射強度視為1.00的條件下，於150℃的相對發光強度。如圖36所示者，比較例的高溫發光強度維持比隨著發射峰波長變大而降低。然而，另一方面，相較於比較例，於相同發射峰波長，根據實施態樣之物質維持較高發光強度維持比。此外，應注意實例6和比較例2的物質分別於622奈米和617奈米出現發射峰。即，雖然實例6的物質所具有的發射峰波長比比較例2為長，前者仍比後者維持較高發光強度維持比。
圖37出示實例3和比較例4中製造的紅螢光物質之溫度特性。先前技術中，已知螢光物質具有隨著發射波長變長，在高溫的發光強度維持比降低的傾向。但是，如圖37所示者，實例3中製造的實施態樣之物質具有較長發射波長，但溫度特性優於比較例4的物質。
本實施態樣因此能夠製造在較長波長範圍發光且於高溫具有較高發光強度維持比的螢光物質。由於通常於高溫使用，發白光的LED裝置提供的發射強度必須強至足以確保於高溫的高發射效率。此外，白LED裝置亦欲維持發光強度維持比大至足以防止白LED於高溫的顏色差異。由這些觀點，本實施態樣的紅螢光物質適用於發白光的LED裝置。
應用於裝置照明 應用實例101至104、107至110及比較例101至105(在以發射藍光的二極體激發下)
應用實例101的發光裝置模組係藉由使用實例1中合成的螢光物質製得。圖38A係概念圖，其出示應用實例101的發光裝置模組。此模組包含散熱基板2502和多個殼型發光裝置2500排列於其上。每一殼型發光裝置具有圖38B所示的結構。此發光裝置模組以下列方式製造。首先，製造16個發射峰於455奈米的LED2501，且它們以中心至中心的距離為6毫米的方式放置和焊接在散熱基板2502上。之後，焊接在基板上的各個LED藉金線2503連接至電極。各個LED於之後以透明樹脂2504形成圓頂，且圓頂以含有實例1之紅螢光物質的透明樹脂層2505塗覆。此外，另一透明樹脂層2506和又另一含有發光峰於565奈米之黃螢光物質的透明樹脂層2507依序堆疊於其上，以製造發光裝置模組。當由頂部觀之，各裝置似乎為圓形，且其直徑約2.8毫米。
重覆應用實例101的程序，但使用實例2至4、7至10和比較例1至5的螢光物質各者，製造應用實例102至104、107至110和比較應用例101至105的發光裝置模組各者。
至於應用實例101至104、107至110和比較例101至105之各模組，表4和圖39分別出示發射效率(lm/W)和平均演色性指數Ra。
前述結果指出比較應用例101至105的模組(其採用慣用螢光物質)難實現高發射效率和高演色性二者。但是，另一方面，此結果亦指出，相較於比較應用例，根據實施態樣的應用實例101至104和107至110實現高發射效率和高演色性二者。
應用實例201至204、207至210及比較例201至205(在以發射UV光的二極體激發下)
應用實例201的發光裝置模組係藉由使用實例1中合成的螢光物質製得。圖40A係概念圖，其出示應用實例201的發光裝置模組。此模組包含散熱基板2702和多個殼型發光裝置2700排列於其上。每一殼型發光裝置具有圖40B所示的結構。此發光裝置模組以下列方式製造。首先，製造16個發射峰於390奈米的LED2701，且它們以中心至中心的距離為6毫米的方式放置和焊接在散熱基板2702上。之後，焊接在基板上的各個LED藉金線2703連接至電極。各個LED於之後以透明樹脂2704形成圓頂，且圓頂以含有實例1之紅螢光物質的透明樹脂層2705塗覆。此外，另一透明樹脂層2706、又另一含有發光峰於565奈米之黃螢光物質的透明樹脂層2707，又另一透明樹脂層2708和又另一含有發光峰位於452奈米之藍螢光物質的透明樹脂層2709依序堆疊於其上，以製造發光裝置模組。當由頂部觀之，各裝置似乎為圓形，且其直徑約3.0毫米。
重覆應用實例101的程序，但使用實例2至4、7至10和比較例1至5的螢光物質各者，製造應用實例202至204、207至210和比較應用例201至205的發光裝置模組各者。
至於應用實例201至204、207至210和比較例201至205之各模組，表5和圖41分別出示發射效率(lm/W)和平均演色性指數Ra。
前述結果指出比較應用例201至205的模組(其採用慣用螢光物質)難實現高發射效率和高演色性二者。但是，另一方面，此結果亦指出，相較於比較應用例，根據實施態樣的應用實例201至204和207至210實現高發射效率和高演色性二者。
應用實例301至304、307至310及比較例301至305(在以發射藍光的二極體激發下)
應用實例301的發光裝置模組係藉由使用實例1中合成的螢光物質製得。重覆應用實例101的程序，但透明樹脂層2507中所含的螢光物質改為發射峰位於520奈米的綠螢光物質，以製造應用實例模組301。
重覆應用實例301的程序，但使用實例2至4、7至10和比較例1至5中合成的螢光物質各者，以製造應用實例302至304、307至310和比較例301至305的各發光裝置模組。
至於應用實例301至304、307至310和比較例301至305之各模組，表6和圖42分別出示發射效率和NTSC比(即，在CIE1976色圖上之u’-v’色座標系統中的值)，此經由擴散器和濾色器測得，其穿透光譜示於圖43。
前述結果指出比較應用例301至305的模組(其採用慣用螢光物質)難實現高發射效率和大NTSC比二者。但是，另一方面，此結果亦指出，相較於比較應用例，根據實施態樣的應用實例301至304和307至310實現高發射效率和大NTSC比二者。
應用實例401至404、407至410及比較例401至405(在以發射UV光的LED元件激發下)
藉由使用實例1中合成的螢光物質製得應用實例401的發光裝置模組。重覆應用實例201的程序，但透明樹脂層2707中所含的螢光物質改為發光峰位於520奈米的綠螢光物質，以製造應用實例401的模組。
重覆應用實例401的程序，但使用實例2至4、7至10和比較例1至5的螢光物質各者，製造應用實例402至404、407至410和比較應用例401至405的發光裝置模組各者。
至於應用實例401至404、407至410和比較例401至405之各模組，表7和圖44分別出示發射效率和NTSC比(即，在CIE1976色圖上之u’-v’色座標系統中的值)，此經營擴散器和濾色器測得，其穿透光譜示於圖43。
前述結果指出比較應用例401至405的模組(其採用慣用螢光物質)難實現高發射效率和大NTSC比二者。但是，另一方面，此結果亦指出，相較於比較應用例，根據實施態樣的應用實例401至404和407至410實現高發射效率和大NTSC比二者。此外，在其他實例中製造的螢光物質亦具有高性能。
已描述某些實施態樣，這些實施態樣僅作為例示，且不欲限制本發明之範圍。事實上，文中描述的新方法和系統可以多種其他形式體現；此外，可以在不背離本發明之精神的情況下，作出此處所述方法和系統形式的各種省略、取代和改變。所附申請專利範圍和其對等物用以涵蓋落在本發明之範圍和精神內的此形式或修飾。
100．．．樹脂系統
101．．．引線
102．．．引線
103．．．樹脂膜
104．．．反射表面
105．．．凹槽
106．．．發光元件
107．．．接合線
108．．．接合線
109．．．磷光劑層
110．．．混合物
111．．．樹脂層
2500．．．殼型發光裝置
2501．．．LED
2502．．．散熱基板
2503．．．金線
2504．．．透明樹脂
2505．．．透明樹脂層
2506．．．透明樹脂層
2507．．．透明樹脂層
2700．．．殼型發光裝置
2701．．．LED
2702．．．散熱基板
2703．．．金線
2704．．．透明樹脂
2705．．．透明樹脂層
2706．．．透明樹脂層
2707．．．透明樹脂層
2708．．．透明樹脂層
2709．．．透明樹脂層
圖1為根據實施態樣的一方面之發光裝置的直立截面圖。
圖2為實例1中製造之紅螢光物質的XRD型態。
圖3為實例1中製造的紅螢光物質在藍LED激發下的發射光譜。
圖4為實例2中製造的紅螢光物質在藍LED激發下的發射光譜。
圖5為實例3中製造的紅螢光物質的XRD型態。
圖6為實例3中製造的紅螢光物質在365奈米光激發下的發射光譜。
圖7為實例3中製造的紅螢光物質在藍LED激發下的發射光譜。
圖8為實例4中製造的紅螢光物質在365奈米光激發下的發射光譜。
圖9為實例4中製造的紅螢光物質在藍LED激發下的發射光譜。
圖10為實例5中製造的紅螢光物質在365奈米光激發下的發射光譜。
圖11為實例5中製造的紅螢光物質在藍LED激發下的發射光譜。
圖12為實例6中製造的紅螢光物質在365奈米光激發下的發射光譜。
圖13為實例6中製造的紅螢光物質在藍LED激發下的發射光譜。
圖14為實例7中製造的紅螢光物質在365奈米光激發下的發射光譜。
圖15為實例7中製造的紅螢光物質在藍LED激發下的發射光譜。
圖16為實例8中製造的紅螢光物質在365奈米光激發下的發射光譜。
圖17為實例8中製造的紅螢光物質在藍LED激發下的發射光譜。
圖18為實例9中製造的紅螢光物質在藍LED激發下的發射光譜。
圖19為實例10中製造的紅螢光物質在藍LED激發下的發射光譜。
圖20為實例11中製造的紅螢光物質的XRD型態。
圖21為實例11中製造的紅螢光物質在450奈米光激發下的發射光譜。
圖22為實例12中製造的紅螢光物質的XRD型態。
圖23為實例12中製造的紅螢光物質在450奈米光激發下的發射光譜。
圖24為實例13中製造的紅螢光物質的XRD型態。
圖25為實例13中製造的紅螢光物質在450奈米光激發下的發射光譜。
圖26為實例14中製造的紅螢光物質的XRD型態。
圖27為實例14中製造的紅螢光物質在450奈米光激發下的發射光譜。
圖28為實例15中製造的紅螢光物質的XRD型態。
圖29為實例15中製造的紅螢光物質在450奈米光激發下的發射光譜。
圖30為實例16中製造的紅螢光物質的XRD型態。
圖31為實例16中製造的紅螢光物質在450奈米光激發下的發射光譜。
圖32為實例17中製造的紅螢光物質的XRD型態。
圖33為實例17中製造的紅螢光物質在450奈米光激發下的發射光譜。
圖34為實例1至4、7至17和比較例1至5中製得之紅螢光物質各者的發射效率和發射波長之間的關係。
圖35為實例6和比較例2中製造的紅螢光物質之溫度特性圖。
圖36出示實例3、6、11至13、15至17和比較例1、2、4和6中製得之紅螢光物質各者的發射峰波長與發光強度維持率之間的關係。
圖37為實例3和比較例4中製造的紅螢光物質之溫度特性圖。
圖38A和38B以圖說明在應用實例101中製造的發光裝置模組。
圖39出示在應用實例101至104、107至110和比較應用例101至105中製得之發光裝置模組各者的發射效率和平均演色性指數Ra之間的關係。
圖40A和40B以圖說明在應用實例201中製造的發光裝置模組。
圖41出示在應用實例201至204、207至210和比較應用例201至205中製得之發光裝置模組各者的發射效率和平均演色性指數Ra之間的關係。
圖42出示在應用實例301至304、307至310和比較應用例301至305中製得之發光裝置模組各者的發射效率和可再製色域(NTSC比)尺寸之間的關係。
圖43為應用實例301的發光裝置中使用的濾色器之穿透光譜。
圖44出示在應用實例401至404、407至410和比較應用例401至405中製得之發光裝置模組各者的發射效率和可再製色域(NTSC比)尺寸之間的關係。

Claims (17)

  1. 一種以下列式(1)表示的螢光物質，(M1-x ECx )a M1 b AlOc Nd (1)其中M為選自IIA族元素中之元素；EC為Eu；M1 為Si；而x、a、b、c和d分別為滿足條件0<x<0.2，0.55<a<0.80，2.10<b<3.90，0<c0.25和4<d<5的數字；和在藉波長範圍250至500奈米的光激發下，發光的波長峰在620至670奈米的範圍內。
  2. 如申請專利範圍第1項之螢光物質，其中該式(1)中的M為選自Mg、Ca、Sr、Ba的元素。
  3. 如申請專利範圍第1項之螢光物質，其中該式(1)中的b是滿足條件2.1<b<2.5的數字。
  4. 如申請專利範圍第1項之螢光物質，其中該式(1)中的c是滿足條件0.05<c0.21的數字。
  5. 如申請專利範圍第1項之螢光物質，其晶體結構屬於斜方晶系。
  6. 如申請專利範圍第1項之螢光物質，其含有藉由使用CuKα的特定X-射線測得的XRD型態同時於選自十一個位置：15.0至15.25°、23.1至23.20°、24.85至25.05°、26.95至27.15°、29.3至29.6°、30.9至31.1°、31.6至31.8°、33.0至33.20°、35.25至35.45°、36.1至36.25°和56.4至56.65°的繞射角度(2θ)中之七或更多個位置出現繞射峰之成分。
  7. 一種發光裝置，其包含如申請專利範圍第1項之螢光物質(R)和能夠激發該螢光物質的發光元件。
  8. 如申請專利範圍第7項之發光裝置，其中該發光元件係提供波長範圍250至500奈米的光之發光元件(S1)，和另摻雜另一螢光物質(Y)，其在藉該發光元件(S1)的光激發下，發光的波長峰在540至580奈米的範圍內。
  9. 如申請專利範圍第8項之發光裝置，其中該螢光物質(Y)係Y3 Al5 O12 ：Ce3+ 。
  10. 如申請專利範圍第7項之發光裝置，其中該發光元件係提供波長範圍250至430奈米的光之發光元件(S2)，另摻雜另一螢光物質(Y)，其在藉該發光元件(S2)激發下，發光的波長峰在540至580奈米的範圍內，和另摻雜另一螢光物質(B)，其在藉該發光元件(S2)的光激發下，發光的波長峰在400至490奈米的範圍內。
  11. 如申請專利範圍第10項之發光裝置，其中該螢光物質(Y)係Y3 Al5 O12 ：Ce3+ 。
  12. 如申請專利範圍第10項之發光裝置，其中該螢光物質(B)係選自(Ba,Eu)MgAl10 O17 、(Sr,Ca,Ba,Eu)10 (PO4 )5 C12 和(Sr,Eu)Si9 Al19 ON31 。
  13. 如申請專利範圍第7項之發光裝置，其中該發光元件係提供波長範圍250至500奈米的光之發光元件(S1)，和另摻雜另一螢光物質(G)，其在藉該發光元件(S1)的光激發下，發光的波長峰在490至540奈米的範圍內。
  14. 如申請專利範圍第7項之發光裝置，其中該發光元件係提供波長範圍250至430奈米的光之發光元件(S2)，另摻雜另一螢光物質(G)，其在藉該發光元件(S2)的光激發下，發光的波長峰在490至540奈米的範圍內，和另摻雜另一螢光物質(B)，其在藉該發光元件(S2)的光激發下，發光的波長峰在400至490奈米的範圍內。
  15. 如申請專利範圍第14項之發光裝置，其中該螢光物質(B)係選自(Ba,Eu)MgAl10 O17 、(Sr,Ca,Ba,Eu)10 (PO4 )5 C12 和(Sr,Eu)Si9 Al19 ON31 。
  16. 一種發光裝置模組，其包含數個如申請專利範圍第7項之裝置和該數個裝置置於其上的基板。
  17. 如申請專利範圍第16項之模組，其滿足條件1(d/a)5，其中a係該裝置的各者之縱軸長度，而d係相鄰的兩個該裝置之間的最短間隔。
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