TWI650398B - 發光材料與應用之顯示裝置 - Google Patents

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莊曜聰
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溫正雄
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Abstract

發光材料與應用之顯示裝置。發光材料包括顆粒與螢光體。顆粒包括量子點，且具有0.06微米至30微米的平均粒徑。

Description

發光材料與應用之顯示裝置
本發明是有關於一種發光材料與應用之顯示裝置，且特別是有關於螢光發光材料與應用之顯示裝置。
量子點是一種具有良好吸光及發光特性的材料，其發光半高寬(full width at half maximum,FWHM)窄、發光效率高且具有相當寬的吸收頻譜，因此擁有很高的色彩純度與飽和度，近年來已逐漸被應用在顯示面板的技術中。目前在應用量子點時，都是直接將量子點散佈於溶劑中再塗布於要應用的位置。然而，量子點的發光特性與其尺寸有相當大的關連性。量子點在溶劑中不僅難以平均分佈，更有可能集結成為微米尺寸的量子點團。如此一來，發光均勻性不易提升，且微米尺寸的量子點團還會失去發光特性。另一方面，以液態形式保存的量子點在應用時的難度也較高，不易應用在各類不同的加工設計中。另外，量子點周圍以及其配體等聚合物具有不耐高溫的缺點，也限制了量子點的應用方式。因此，如何獲得使用壽命長的量子點材料成為量子點應用推廣必須和急需解決的問題。
此外，習知應用於發光二極體(LED)上的螢光體，雖然其製造成本相較於量子點為低，但是其演色性較差，而且螢光體的尺寸與量子點的尺寸大小相差甚大，兩者合併使用時會有混合均勻性以及自吸收的問題產生。因此，在成本不大幅提升的情況下，如何並用螢光體與量子點，用以提高發光二極體(LED)的演色性及色彩飽和度也是亟需解決的問題。
本發明係有關於一種發光材料與應用其之顯示裝置。
根據本發明之一方面，提出一種發光材料。發光材料包括顆粒與螢光體。顆粒包括量子點，且具有0.06微米至30微米的平均粒徑。
根據本發明之另一方面，提出一種發光裝置。發光裝置包括發光材料。發光材料包括顆粒與螢光體。顆粒包括量子點，且具有0.06微米至30微米的平均粒徑。
根據本發明之又另一方面，提出一種顯示裝置。顯示裝置包括發光材料。發光材料包括顆粒與螢光體。顆粒包括量子點，且具有0.06微米至30微米的平均粒徑。顯示裝置是電視機、數位相機、數位攝影機、數位相框、行動電話機、筆記型電腦、電腦螢幕、隨身聽、遊戲機、車用顯示器、智慧錶或虛擬實境眼鏡。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：
21‧‧‧發光單元
22‧‧‧螢光層
23‧‧‧封裝層
211‧‧‧基座
212‧‧‧承載面
213‧‧‧發光元件
214‧‧‧連接線
215‧‧‧導線
100‧‧‧發光材料
110‧‧‧核心
120‧‧‧量子點
130‧‧‧封止層
140‧‧‧螢光體
170‧‧‧顆粒
301‧‧‧電視機
302‧‧‧數位相機
303‧‧‧數位攝影機
304‧‧‧數位相框
305‧‧‧行動電話機
306‧‧‧筆記型電腦
307‧‧‧電腦螢幕
308‧‧‧隨身聽
309‧‧‧遊戲機
310‧‧‧車用顯示器
第1圖為根據實施方案之發光材料的示意圖。
第2圖為根據實施概念之顆粒的示意圖。
第3圖為繪示一實施例中發光裝置的剖面圖。
第4A圖至第4J圖為根據實施之概念的顯示裝置示意圖。
以下將配合所附圖式詳述本發明之實施例，應注意的是，圖式並未按照比例繪製，事實上，可能任意的放大或縮小元件的尺寸以便清楚表現出本發明的特徵，而在說明書及圖式中，同樣或類似的元件將以類似的符號表示。
以下公開許多不同的實施方法或是例子來實行本發明之不同特徵，以下描述具體的元件及其排列的例子以闡述本發明。當然這些僅是例子且不該以此限定本發明的範圍。此外，在不同實施例中可能使用重複的標號或標示，這些重複僅為了簡單清楚地敘述本揭露，不代表所討論的不同實施例及/或結構之間有特定的關係。
再者，應理解的是，在方法進行之前、當中或之後可能具有額外的操作步驟，且所述的一些操作步驟可能在另一些實施例之方法中被取代或刪除。
請同時參照第1圖與第2圖。其中第1圖為根據實施方案之發光材料100的示意圖。第2圖為顆粒170的示意圖。發光材料100包括顆粒170與螢光體140。顆粒170包括核心110、量子點120及封止層130。封止層130包覆核心110。量子點120配置於核心110與封止層130之間。
一實施例中，顆粒170的平均粒徑為0.06微米至30微米，藉此可高效益地分散量子點120，能夠有效吸附大量的量子點120，使其尺寸大小與發光足以與螢光體搭配，達成高混合均勻性的需求，以及所需發光的特性。舉例來說，平均粒徑可以是0.10微米至30微米，或是0.15微米至30微米，或是0.06微米至10微米，或是0.10微米至10微米，或是0.15微米至10微米，或是0.06微米至3微米，或是0.10微米至3微米，或是0.15微米至3微米。宏觀來看，本實施例的顆粒170是呈現粒狀，每個顆粒的尺寸可能有大有小，但本實施例中顆粒的粒徑為0.06微米至30微米，或是前述的範圍內。顆粒170的平均粒徑為前述顆粒中至少20個顆粒的粒徑所取得的平均值。若顆粒170過小，分散量子點120的效益可能過低。反之，若顆粒170過大，將無法吸附足夠量的量子點120，造成發光不足與螢光體140搭配。
由於本實施例的顆粒170的平均粒徑為0.06微米至30微米，大於量子點本身的奈米等級的尺寸，所以可以固態形式、或是加入溶劑中以液態形式使用，平均粒徑在0.06微米至30微米的顆粒170在使用時較易控制分佈的均勻性。顆粒170經均勻分散處理後，顆粒170的平均粒徑可以利用掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope,SEM)或穿透式電子顯微鏡(Transmission Electron Microscopy,TEM)觀察並搭配軟體例如image-pro Plus 6.0選取顆粒及計算平均粒徑等數值進行測量。所述顆粒170經均勻分散處理，例如是以乙醇均勻分散，或是以高分子封裝材料均勻分散。
本實施例的量子點120例如是選自由矽基奈米晶體、鈣鈦礦奈米晶體、第12-第16族化合物半導體奈米晶體、第13-第15族化合物半導體奈米晶體與第14-第16族化合物半導體奈米晶體所組成的族群中的至少一種，但本發明不局限於此。
上述的鈣鈦礦奈米晶體，實施例之一為有機金屬鹵化物RNH3PbX3或純無機鈣鈦礦CsPbX3，其中R可以是CnH2n+1，n的範圍為1~10，X為選自氯、溴及碘所組成的族群中的至少一種或混合；所述鈣鈦礦例如是選自由CH3NH3PbI3、CH3NH3PbCl3、CH3NH3PbBr3、CH3NH3PbI2Cl、CH3NH3PbICl2、CH3NH3PbI2Br、CH3NH3PbIBr2、CH3NH3PbIClBr、CsPbI3、CsPbCl3、CsPbBr3、CsPbI2Cl、CsPbICl2、CsPbI2Br、CsPbIBr2及CsPbIClBr所組成的族群中的至少一種，但本發明不局限於此。
上述的第12-第16族化合物半導體奈米晶體，其中第12族元素為選自鋅、鎘及汞所組成的族群中的至少一種或混合，第16族元素為選自氧、硫、硒及碲所組成的族群中的至少一種或混合；所述第12-第16族化合物例如是選自由CdO、CdS、CdSe、CdTe、ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、HgO、HgS、HgSe、HgTe、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe及HgZnSTe所組成的族群中的至少一種，但本發明不局限於此。上述的第13-第15族化合物半導體奈米晶體，其中第13族元素為選自鋁、鎵及銦所組成的族群中的至少一種或混合，第15族元素為選自氮、磷及砷所組成的族群中的至少一種或混合，所述第13-第15族化合物例如是選自由GaN、GaP、GaAs、AlN、AlP、AlAs、InN、InP、InAs、GaNP、GaNAs、GaPAs、AlNP、AlNAs、AlPAs、InNP、InNAs、InPAs、GaAlNP、GaAlNAs、GaAlPAs、GaInNP、GaInNAs、GaInPAs、InAlNP、InAlNAs、InCuSe及InAlPAs所組成的族群中的至少一種，但本發明不局限於此。上述的第14-第16族化合物半導體奈米晶體，其中第14族元素為選自錫及鉛所組成的族群中的至少一種或混合，第16族元素選自為硫、硒及碲所組成的族群中的至少一種或混合，所述第14-第16族化合物例如是選自由SnS、SnSe、SnTe、PbS、PbSe、PbTe、SnSeS、SnSeTe、SnSTe、PbSeS、 PbSeTe、PbSTe、SnPbS、SnPbSe、SnPbTe、SnPbSSe、SnPbSeTe及SnPbSTe所組成的族群中的至少一種，但本發明不局限於此。
此外，本領域技術人員當知，奈米粒子型態的量子點120可為二元、三元或四元核的架構。或者，奈米粒子型態的量子點120可為核-殼或核-多殼的架構。又或者，奈米粒子型態的量子點120可為經摻雜或分級的奈米粒子。本實施例的量子點120的優選物質為CdSe/ZnS核/殼架構的奈米粒子。
量子點120的無機表面原子可以利用封止劑進行表面改質，以利於抑制量子點之間的聚集，還可適度隔絕量子點120與它們周圍的電子和化學環境。封止劑為有機基團，可包括或基本上由路易士鹼化合物構成可包括單官能或多官能配體，封止劑例如但不局限於膦(三辛基膦、三苯基膦、第三丁基膦等)、氧化膦(三辛基氧化膦、氧化三苯膦等)、烷基膦酸、烷基胺(十六烷基胺、辛胺等)、芳基胺、吡啶、長鏈脂肪酸、噻吩等。
量子點的平均粒徑改變就會改變其發射的光線的波長。因此，量子點發出的光線的峰值波長(peak wavelength)可以經由量子點的材料和尺寸來控制。本實施例的量子點120的平均粒徑例如是1奈米至25奈米，或是1奈米至15奈米，或是1奈米至10奈米。本實施例的量子點120可包括發出紅光的紅光量子點、發出綠光的綠光量子點與發出藍光的藍光量子點。紅光量子點平均粒徑例如是3奈米至25奈米，或是4奈米至15奈米，或是5奈米至10奈米。綠光量子點平均粒徑例如是2奈米至20奈米，或 是3奈米至15奈米，或是4奈米至9奈米。藍光量子點平均粒徑為1奈米至15奈米，或是2奈米至10奈米，或是2奈米至8奈米。
光致發光(photoluminescence,PL)分析可快速又可靠的測得材料中的能階結構以及躍遷行為，是一個有力又不產生破壞的分析技術。通過分析激發光譜中的特徵可以得知材料的摻雜雜質種類、能隙大小、化合物中的組成成分，或是材料中的量子點的尺寸、載子傳輸路徑與生命週期等重要資訊。對於量子點材料，光致發光分析可測得諸如量子點形貌、量子點尺寸、電子在能階間躍遷的光學能值、各種信賴性等，故適合用來當作量子點的評價工具。
不論激發源為何，受激原子的電子一旦受到激發後，由高能激態落至低能基態時，都會以放光的形式釋出能階之間的能量差。解析量子點的放光光譜時，可注意下列參數：(1)光譜波峰所對應的波長及其強度；(2)半高峰寬兩側所對應的波長；(3)波峰的半高寬(full width at half maximum,FWHM)。
在本發明的一實施例中，受波長為350奈米以上但小於發光波長的光照射時，例如是受波長為390奈米至500奈米的光照射時，顆粒170例如發出峰值波長為400奈米至700奈米的光，而光的波峰的半高寬例如是15奈米至60奈米，或是20奈米至60奈米。
在本發明的一實施例中，受波長為350奈米以上但小於發光波長的光照射時，例如是受波長為390奈米至500奈米的 光照射時，量子點120例如發出峰值波長為400奈米至700奈米的光，而光的波峰的半高寬例如是15奈米至60奈米，或是20奈米至60奈米。在本發明的一實施例中，紅光量子點發出的光的峰值波長例如是600奈米至700奈米，或是605奈米至680奈米，或是610奈米至660奈米；且光的波峰的半高寬例如是15奈米至60奈米，或是20奈米至60奈米。在本發明的一實施例中，綠光量子點發出的光的峰值波長例如是500奈米至600奈米，或是510奈米至560奈米，或是520奈米至550奈米；且光的波峰的半高寬例如是15奈米至60奈米，或是20奈米至60奈米。在本發明的一實施例中，藍光量子點發出的光的峰值波長例如是400奈米至500奈米，或是430奈米至470奈米，或是440奈米至460奈米；且光的波峰的半高寬例如是15奈米至60奈米，或是20奈米至60奈米。量子點發出的光線的峰值波長、強度與半高寬例如可由Horiba公司製造的穩態螢光光譜儀(型號：FLmax-3)進行光致發光分析而得到。
在本發明的一實施例中，顆粒中量子點120的重量百分比可以是為0.1%至50%，此範圍內的重量百分比所構成的顆粒170具有穩定的發光行為。在此，顆粒中量子點的重量百分比是指量子點120的重量相對於整個顆粒170的重量的百分比。此外，量子點120的重量百分比也可以是1%至45%，或者是2%至40%。量子點120的重量百分比低於0.1%時，量子點120在顆粒中的濃度會偏低，使得整體的發光效率不佳。量子點120的重量百分比高於50%時，量子點120容易產生自吸收，使得整體的發光效 率降低而且發出的光線會產生紅位移。重量百分比可通過必需的分析手段，例如感應耦合電漿(ICP)光譜分析法等，進行重量組成分析。
本實施例的核心110的材料可為聚合物，例如是選自由有機聚合物、無機聚合物、水溶性聚合物、有機溶劑可溶的聚合物、生物聚合物和合成聚合物所組成的族群中的至少一種，具體例如是選自由聚矽氧烷、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酮、聚醚醚酮、聚酯、聚醯胺、聚醯亞胺、聚丙烯醯胺、聚烯烴、聚乙炔、聚異戊二烯、聚丁二烯、聚(偏二氟乙烯)、聚氯乙烯、乙烯醋酸乙烯酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚氨酯和纖維素聚合物所組成的族群中的至少一種。本實施例的核心110的材料也可以是無機介質，例如選自由矽膠(silica gel)、膨潤土、玻璃、石英、高嶺土、二氧化矽、氧化鋁和氧化鋅所組成的族群中的至少一種。本實施例的封止層130與核心110可以是相同或不同的材料。本實施例的核心110的材料優選物質為矽氧化物，如聚矽氧烷、玻璃、水玻璃與二氧化矽所組成的族群中的至少一種。
本實施例的封止層130的材料可為聚合物，例如是選自由有機聚合物、無機聚合物、水溶性聚合物、有機溶劑可溶的聚合物、生物聚合物和合成聚合物所組成的族群中的至少一種，具體例如是選自由聚矽氧烷、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酮、聚醚醚酮、聚酯、聚醯胺、聚醯 亞胺、聚丙烯醯胺、聚烯烴、聚乙炔、聚異戊二烯、聚丁二烯、聚(偏二氟乙烯)、聚氯乙烯、乙烯醋酸乙烯酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚氨酯和纖維素聚合物所組成的族群中的至少一種。本實施例的封止層130的材料也可以是無機介質，例如選自由矽膠(silica gel)、膨潤土、玻璃、石英、高嶺土、二氧化矽、氧化鋁和氧化鋅所組成的族群中的至少一種。本實施例的封止層130的材料優選物質為矽氧化物，如聚矽氧烷、玻璃與二氧化矽所組成的族群中的至少一種。
聚矽氧烷是由下列式(I)所示的矽氧烷化合物經加水分解縮合反應而得：Ra nSi(ORb)4-n n=0~3 式(I)；其中Ra表示碳數6~15的芳香基，Rb表示碳數1~5的烷基。Ra例如但不局限於苯基、甲苯基(tolyl)、對-羥基苯基、1-(對-羥基苯基)乙基、2-(對-羥基苯基)乙基、4-羥基-5-(對-羥基苯基羰氧基)戊基(4-hydroxy-5-(p-hydroxyphenylcarbonyloxy)pentyl)或萘基(naphthyl)；Rb例如但不局限於甲基、乙基、正丙基、異丙基或正丁基。本實施例中聚矽氧烷優選物質是由四乙氧基矽烷(TEOS)經加水分解縮合反應而得。
本實施例的封止層130的厚度可完整包覆量子點120即可，封止層130的厚度可為0.1奈米至25奈米，或例如為0.5奈米至25奈米。封止層130的厚度在前述範圍內，可提供量子點 120足夠的保護，又可避免因量子點120太過遠離顆粒表面而使得發光效率不佳。
本實施例的核心110的平均粒徑例如是0.05微米至30微米，或是0.09微米至10微米，或是0.14微米至3微米。所述核心110的平均粒徑在0.06微米至30微米之間時，本實施例的發光材料中，所述顆粒能維持較佳的發光保持率。本實施例的核心110的材料可為多孔性，核心110的表面平均孔徑為3奈米至100奈米。當核心110為多孔性的時候，有助於將量子點120均勻而且穩定地吸附於核心110上，也可使量子點120之間有適當距離，避免量子點120之間過於靠近而失去發光特性。在一實施例中，量子點120為紅光量子點時，核心110的表面平均孔徑例如是7奈米至40奈米，或是7奈米至35奈米，或是7奈米至30奈米。量子點120為綠光量子點時，核心110的表面平均孔徑例如是5奈米至30奈米，或是5奈米至25奈米，或是5奈米至20奈米。量子點120為藍光量子點時，核心110的表面平均孔徑例如是3奈米至25奈米，或是3奈米至20奈米，或是3奈米至15奈米。核心110的比表面積例如是100平方米/克至1000平方米/克。本發明的一實施例是以多孔性微米粒子作為核心。多孔性微米粒子可以是二氧化矽粒子。核心可以是具有疏水性(即親油性)，而多孔性微米粒子可以是具有疏水性的二氧化矽粒子。疏水性核心可以是經由下列式(II)所示的有機矽烷化合物對於表面具有親水性矽醇基的二氧化矽粒子進行表面改質而得： Rc mSi(ORd)4-m m=1~3 式(II)；其中Rc表示碳數3~20的烷基，Rd表示碳數1~5的烷基。本實施例中，Rc例如但不局限於丙烷基、辛烷基、壬烷基、癸烷基或十六烷基；Rd例如但不局限於甲基、乙基、正丙基、異丙基或正丁基。
另一實施例中，核心110可為氣相二氧化矽(fumed silica)，其可為多個原始粒子(primary particles)的聚集體(aggregate)，所述多個原始粒子實際上是合併在一起並且不能被分離。核心110可具有疏水性，舉例來說，核心110可具有碳數3~20的烷基，例如是碳數3~18的烷基，更例如是碳數3~16的烷基，藉由這樣的烷基來提供疏水性。在一些實施方案中，所述烷基是藉由以有機矽烷對於表面具有親水性矽醇基之聚集體進行表面改質，從而接枝到聚集體上，進而形成核心110。在這樣的實施方案中，核心110將在表面帶有如化學式III所示的末端官能基：
其中R1為-OCH3，R2為-OCH3，R3為碳數3~20的烷基，例如為碳數3~18的烷基，更例如為碳數3~16的烷基。對應地， 用於改質的有機矽烷可為具有碳數3~20的烷基的有機矽烷，例如為具有碳數3~18的烷基的有機矽烷，更例如為具有碳數3~16的烷基的有機矽烷，像是丙基三甲氧基矽烷(propyl trimethoxysilane)、辛基三甲氧基矽烷(octyl trimethoxysilane)、十六烷基三甲氧基矽烷(hexadecyl trimethoxysilane)等等。
以材質為二氧化矽的多孔性核心110為例，其可以為平均粒徑是1~5微米、表面平均孔徑為5~15奈米、比表面積是500~900平方米/克的多孔性核心；或可以為平均粒徑是1~5微米、表面平均孔徑為10~30奈米、比表面積是250~750平方米/克的多孔性核心；或可以為平均粒徑是0.5~1.5微米、表面平均孔徑為5~15奈米、比表面積是200~600平方米/克的多孔性核心；又或者可以為平均粒徑是0.1~0.5微米、表面平均孔徑為3~12奈米、比表面積是100~500平方米/克的多孔性核心。
根據本實施例，本發明的顆粒在經過2小時250℃的高溫試驗後，PL量測強度相對於進行高溫試驗前的PL量測強度而言，其保持率為50~75%。另一方面，傳統未經處理(核心吸附、封止)的量子點材料經過相同的高溫試驗後發光效率的保持率只有2%。由此，足可證明本發明的顆粒的結構有助於提高量子點抗高溫的能力。
螢光體140可為相同或相異於量子點120的螢光材料。舉例來說，螢光體140可選自以石榴石、硫化物、硫代金屬 酸鹽、矽酸鹽、氧化物、氧氮化物、氮化物、硒化物為主的螢光體所組成的群組中至少一者。
螢光體140可包括無機螢光材料及/或有機螢光材料。舉例來說，無機螢光材料例如但不局限於鋁酸鹽螢光粉(如LuYAG、GaYAG、YAG等)、矽酸物螢光粉、硫化物螢光粉、氮化物螢光粉、氟化物螢光粉等。有機螢光材料可選自由下列化合物所組成之群組，其群組包含單分子結構、多分子結構、寡聚物(oligomer)以及聚合物(polymer)，所述化合物例如但不局限於具有perylene基團的化合物、具有benzimidazole基團的化合物、具有naphthalene基團的化合物、具有anthracene基團的化合物、具有phenanthrene基團的化合物、具有fluorene基團的化合物、具有9-fluorenone基團的化合物、具有carbazole基團的化合物、具有glutarimide基團的化合物、具有1,3-diphenylbenzene基團的化合物、具有benzopyrene基團的化合物、具有pyrene基團的化合物、具有pyridine基團的化合物、具有thiophene基團的化合物、具有2,3-dihydro-1H-benzo[de]isoquinoline-1,3-dione基團的化合物及其組合。舉例來說，綠色螢光粉例如β-SiAlON、γ-AlON。黃色螢光材料例如YAG：Ce，及/或氮氧化物、矽酸鹽、氮化物成分之無機型黃色螢光粉，及/或有機型黃色螢光粉。紅色螢光粉例如包括錳摻雜之氟化物螢光粉。或者，紅色螢光粉可包括(Sr,Ca)S：Eu、(Ca,Sr)2Si5N8：Eu、CaAlSiN3：Eu(亦稱為CASN螢光體)、(Sr,Ba)3SiO5：Eu及Sr(LiAl3N4)：Eu2+(亦稱為SLA螢光體)。本實施例 的螢光體140的材料優選物質為綠色螢光體β-SiAlON，其主要發光的峰值波長為530奈米至550奈米，半高寬為40奈米至60奈米。一實施例中，綠色螢光體β-SiAlON之主要發光的峰值波長為542奈米，半高寬為54奈米。另一實施例的螢光體140為綠色螢光體YAG，其主要發光的峰值波長為530奈米至550奈米，半高寬為70奈米至108。一實施例中，綠色螢光體YAG之主要發光的峰值波長為532奈米，半高寬為106奈米。
實施例中，量子點120可藉由封止層130隔離螢光體140與外界環境，因此不會受到外界物質或與螢光體140反應而影響發光性質，可提高發光材料100與使用其之產品裝置的信賴性。
本實施例的發光材料中，所述顆粒包括的量子點材料優選物質為綠色量子點，所述螢光體材料優選物質為綠色螢光體。基於提高發光材料的輝度與強度，以及降低半高寬的考量之下，所述綠色螢光體的主要發光的峰值波長為510奈米至560奈米，半高寬為40奈米至108奈米。本實施例的發光材料中，所述綠色螢光體的主要發光的峰值波長較佳為530奈米至550奈米，半高寬較佳為40奈米至60奈米。另一實施例的發光材料中，所述綠色螢光體的主要發光的峰值波長較佳為530奈米至550奈米，半高寬較佳為70奈米至108奈米。
本實施例的發光材料中，基於所述顆粒與所述螢光體的總量為100重量%，所述螢光體的含量可為0.1至40重量%。此外，在兼顧成本不大幅提升以及提高發光二極體(LED)的演色性 及色彩飽和度的情況下，基於所述顆粒與所述螢光體的總量為100重量%，所述螢光體的含量較佳為5至40重量%。另外，在兼顧提高發光材料的輝度與強度，以及降低半高寬的考量之下，基於所述顆粒與所述螢光體的總量為100重量%，所述螢光體的含量較佳為5至15重量%。
本實施例的發光材料中，量子點120被併入於光學透明介質(核心110、封止層130)中。因此，量子點120可與光源光學連通，從而被光源所發出的主要光激發，並發出次要光。所使用的光源例如但不局限於是發光二極體(LED)光源、鐳射光源、弧光燈、或黑體光源。在一些實施方案中，可只藉由次要光提供整體裝置發出的光所需的強度和波長。此外，可藉由適當混合主要光與次要光的顏色，滿足整個裝置發射的光所需的強度及波長。另外，可控制光學透明介質的大小、形態及構成，也可控制光學透明介質內的每一類型的量子點的大小及數目，使得發光材料所發出的光在後續混光後產生任何所需的特定顏色及強度的光。
本實施例的發光材料可應用於發光二極體(LED)的封裝材料內。所使用的封裝材料例如但不局限於是環氧樹脂、聚矽氧烷樹脂、丙烯酸酯樹脂、玻璃。此種發光二極體(LED)可以是做為背光單元或其他發光裝置的發光元件，也可以是應用於由多個發光二極體陣列排列做為量子點發光二極體(QLED)顯示裝置，也就是每個發光二極體就是一個圖元。
第3圖繪示一實施例中發光裝置的剖面圖。發光裝置包含一發光單元21、一螢光層22及一封裝層23。其中，所述發光單元21包括一可導電且具有一凹型承載面212的基座211、一設置於所述凹型承載面212且與所述基座211電連接的發光元件213、一與所述發光元件213電連接的連接線214、一與連接線214電連接的導線215；其中，所述基座211與所述導線215可配合自外界提供電能至所述發光元件213，所述發光元件213可將電能轉換成光能向外發出。本實施例是將一市售發光波長455nm，InGaN的發光元件213(製造商：晶元光電)以導電銀膠(型號：BQ6886，製造商：UNINWELL)黏合在所述基座211的凹型承載面212上，接著自所述發光元件213頂面延伸出與所述發光元件213電連接的所述連接線214及所述導線215。所述螢光層22包覆所述發光元件213。所述螢光層22中所含的發光材料100在受到所述發光元件213所發出之光的激發後，會轉換發出異於激發光波長的光，於本實施例中，所述螢光層22是將含有發光材料100的聚矽氧烷樹脂塗佈在所述發光元件213外表面，並經乾燥硬化後而形成。
本發明之發光材料可採用不同顏色與材料組合的量子點與螢光體。當使用越多種不同成分的量子點與螢光體，亦即使用越多種不同發光波長之量子點與螢光體時，發光裝置的放射光譜越寬，甚至能達到全譜(full spectrum)的需求。因此，使用本發明之發光材料能提高顯示裝置的色域，也能有效提升顯示裝置色純度與色彩真實性，也可大幅提升NTSC。實施例中，顯示裝 置的NTSC亦可透過發光二極體元件之配置在發光二極體晶片上的螢光體調整NTSC，在符合NTSC100%的情況下，達到降低生產成本的功效。
本實施例的發光裝置包括發光材料、紅色光轉換材料以及藍色發光二極體晶片，可以達成NTSC100%的需求。所述發光材料包括綠色顆粒與綠色螢光體。所述紅色光轉換材料可以發出峰值波長為600奈米至700奈米的紅光，紅色光轉換材料包括紅色螢光粉或紅色顆粒。所述紅色螢光粉的主要發光的峰值波長為620奈米至670奈米，半高寬為8奈米至82奈米。本實施例的紅色螢光粉的主要發光的峰值波長較佳為620奈米至650奈米，半高寬較佳為8奈米至30奈米。一實施例中，紅色螢光粉PFS之主要發光的峰值波長為631奈米，半高寬為10奈米。本實施例的另一紅色螢光粉的主要發光的峰值波長較佳為655奈米至670奈米，半高寬較佳為50奈米至82奈米。一實施例中，紅色螢光粉CASN之主要發光的峰值波長為659奈米，半高寬為80奈米。所述紅色螢光粉的材料優選物質為紅色螢光粉PFS。所述紅色顆粒包括紅色量子點，所述紅色顆粒的主要發光的峰值波長較佳為632奈米至672奈米，所述紅色顆粒的半高寬較佳為20奈米至40奈米。一實施例中，紅色顆粒之主要發光的峰值波長為652奈米，半高寬為35奈米。
本實施例的發光裝置包括發光材料、紅色螢光粉以及藍色發光二極體晶片，所述發光材料包括綠色顆粒與綠色螢光 體，基於達成NTSC100%的需求，發光材料中可以混合綠色螢光體的最大量為27.2重量%。
本實施例的發光裝置包括發光材料、紅色顆粒以及藍色發光二極體晶片，所述發光材料包括綠色顆粒與綠色螢光體，基於達成NTSC100%的需求，發光材料中可以混合綠色螢光體的最大量為37.9重量%。
本發明的發光材料可以應用於各種顯示裝置。做為顯示裝置，可列舉出電視機301(也稱為電視或電視接收機)(如第4A圖)、數位相機302(如第4B圖)、數位攝影機303(如第4C圖)、數位相框304(如第4D圖)、行動電話機305(如第4E圖)、筆記型電腦306(如第4F圖)、行動電腦、電腦螢幕307(如第4G圖)、可攜式遊戲機、可攜式資訊終端、隨身聽308(如第4H圖)、遊戲機309(如第4I圖)、車用顯示器310(如第4J圖)及穿戴式裝置(例如智慧錶或虛擬實境眼鏡)。
應瞭解，本發明的發光材料並不局限用於發光二極體(LED)的封裝材料，也可用於光學膜材、光學板材、透明管件、光學部件、背光單元、發光裝置、顏色轉換材料、光學材料、油墨、標籤劑等。
本實施例的發光材料的製備方法包括下列步驟。
混合量子點溶液與核心溶液，以製備附著有量子點的核心。將附著有量子點的核心與封止材料混合於溶劑中以製備具有核心、包覆所述核心的封止層以及配置在所述核心與所述封 止層之間的量子點的顆粒。將顆粒與螢光體混合於溶劑中以製備發光材料。
具體而言，製備附著有量子點的核心的步驟是包括或基本上由均勻地分散有量子點的溶液和均勻地分散有核心的溶液混合形成附著有量子點的核心。製備具有核心、包覆所述核心的封止層以及配置在所述核心與所述封止層之間的量子點的顆粒的步驟是將前一步驟得到的附著有量子點的核心與封止材料一同混合於溶劑，以使封止材料所構成的封止層經由物理和/或化學變化而包覆附著有量子點的核心。通過適當調整核心與量子點的比例組成，經過溶液系統中的物理特性與化學特性的組合(例如，比例、溫度變化、材料特性與溶劑選擇)，使量子點可以均勻而且有效的吸附在核心上。同樣，可以通過適當調整附著有量子點的核心與封止材料的比例組成，經過溶液系統中的物理特性與化學特性的組合(例如，比例、溫度變化、材料特性與溶劑選擇)，使得量子點可以受到封止層的良好的保護。製備發光材料的步驟是將前一步驟得到的顆粒與螢光體一同混合於溶劑，以使顆粒與螢光體均勻地混合形成發光材料。通過適當調整顆粒與螢光體的比例組成，使發光材料具有所需的發光特性。
本實施例的製備附著有量子點的核心的步驟中的量子點溶液為量子點與正己烷混合成的溶液。量子點溶液中的量子點的重量百分比為0.1%至5%。本實施例的製備附著有量子點的核心的步驟中的核心溶液為核心與正己烷混合成的溶液。核心溶 液中的核心的重量百分比為0.5%至10%。本實施例的製備附著有量子點的核心的步驟中，製備附著有量子點的核心的步驟包括靜置後離心過濾。本實施例的製備具有核心、包覆所述核心的封止層以及配置在所述核心與所述封止層之間的量子點的顆粒的步驟中，將附著有量子點的核心與封止材料混合於溶劑中以製備所述顆粒的步驟包括：在加入了附著有量子點的核心的乙醇中加入四乙氧基矽烷以及氨水，並常溫攪拌後依序離心分離、清洗、離心分離與乾燥。本實施例的製備發光材料的步驟中，將顆粒與螢光體混合於溶劑的步驟包括：將顆粒分散於甲苯溶劑，以及將螢光體分散於甲苯溶劑，再將兩者充分攪拌混合均勻後，依序離心分離與乾燥之步驟。
為讓本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉範例作詳細說明如下：
量子點合成例1
將18毫克的氧化鎘(CdO)、813毫克的醋酸鋅(ZnAc)及7毫克的油酸添加至三頸燒瓶中。接著加入15毫升的十八碳烯(ODE)，在120℃下在真空中加熱反應混合。接著用氮氣填充三頸燒瓶並使溫度升高至290℃。然後注入2.1毫升、0.0009莫耳的三辛基硒化磷(TOP-Se)以及58毫克的硫(S)並使溶液在290℃下加熱反應。接著注入0.5毫升的正十二烷基硫醇(DDT) 與2.4毫升的十八碳烯，以及525毫克的醋酸鋅、1.83毫升的油酸與4毫升的十八碳烯，以及309毫克的硫與5毫升的三辛基膦，在攪拌後產生黃綠色懸浮液，然後使其冷卻並用300毫升的乙醇進行沉澱析出。此沉澱析出物經離心分離後即為綠色量子點，發出的光線的峰值波長為528奈米，半高寬為24奈米。
量子點合成例2
將1.361克的氧化鎘(CdO)及20毫升的油酸添加至三頸燒瓶中。接著加入30毫升的十八碳烯(ODE)，在180℃下在真空中加熱反應混合。接著用氮氣填充三頸燒瓶並使溫度升高至250℃。然後注入0.7毫升、0.56毫莫耳的三辛基硒化磷(TOPSe)並使溶液在250℃下加熱，接著攪拌並反應，直至產生深褐色溶液。之後降溫至120℃，加入0.969克醋酸鋅(Zn(Ac)2)並抽真空除水。接著用氮氣填充三頸燒瓶並使溫度升高至250℃。接著注入8毫升、12毫莫耳的硫化三辛基膦(TOPS)，在250℃下於氮氣中反應。反應完成後冷卻至室溫，隨後以乙醇進行沉澱析出，此沉澱析出物經離心分離後即為紅色量子點，發出的光線的峰值波長為650奈米，半高寬為35奈米。
量子點溶液的製備
量子點溶液(1)
將量子點合成例1的綠色量子點去除溶劑後與正己烷混合，並配製成綠色量子點的重量百分比為1%的量子點溶液(1)。
量子點溶液(2)
將量子點合成例2的紅色量子點去除溶劑後與正己烷混合，並配製成紅色量子點的重量百分比為1%的量子點溶液(2)。
核心溶液的製備
[核心溶液(1)]
將平均粒徑是3微米、表面平均孔徑為10奈米、比表面積是700平方米/克、具疏水性的二氧化矽粒子做為核心的多孔性微米粒子與正己烷進行混合，配製成核心的重量百分比為5%的核心溶液(1)。
[核心溶液(2)]
將平均粒徑是1微米、表面平均孔徑為10奈米、比表面積是400平方米/克、具疏水性的二氧化矽粒子做為核心的多孔性微米粒子與正己烷進行混合，配製成核心的重量百分比為5%的核心溶液(2)。
[核心溶液(3)]
將平均粒徑是0.15微米、表面平均孔徑為5奈米、比表面積是120平方米/克、具疏水性的二氧化矽粒子做為核心的 多孔性微米粒子與正己烷進行混合，配製成核心的重量百分比為5%的核心溶液(3)。
[核心溶液(4)]
將平均粒徑是50微米、表面平均孔徑為12奈米、比表面積是120平方米/克、具疏水性的二氧化矽粒子做為核心的多孔性微米粒子與正己烷進行混合，配製成核心的重量百分比為5%的核心溶液(4)。
[核心溶液(5)]
取1克平均粒徑是0.25微米的氣相二氧化矽(fumed silica)(商品名：SIS6960.0，Gelest製)，分散於40克的二甲基亞碸(dimethyl sulfoxide)中，加入0.2克的改質劑十六烷基三甲氧基矽烷(hexadecyl trimethoxysilane)。於氮氣環境中，加熱至85℃，攪拌反應72小時。接著離心，並以乙醇清洗三次後，以真空乾燥去除溶劑即製得疏水性的氣相二氧化矽微米粒子作為核心。將核心與正己烷混合，配製成核心的重量百分比為5%的核心溶液(5)。
顆粒的製備
[顆粒實施例1]
取0.25克的上述量子點溶液(1)與5克的上述核心溶液(1)進行混合，並靜置10分鐘。接著經離心過濾，得到附著有量子點的核心。然後，將上述附著有量子點的核心加入250克的乙醇中並均勻分散。接著加入0.5克的四乙氧基矽烷(TEOS)以及2.5 克的重量百分比為29%的氨水(NH4OH)，並且常溫攪拌4小時，此時pH值為10~11之間。然後離心分離，接著以純水清洗3次再乾燥，以得到微米等級的顆粒。此顆粒以乙醇均勻分散後，再以掃描式電子顯微鏡(SEM)觀察分散完全的顆粒，並以軟體image-pro Plus 6.0選取粒子並計算平均粒徑等。另外，可使用PL量測此顆粒的波峰的強度。發光保持率(%)為PL250與PL25的比值，其中PL25為顆粒在室溫25℃下PL量測波峰的強度，PL250為顆粒經250℃、2小時高溫試驗後，在室溫下PL量測波峰的強度。
[顆粒實施例2及3]
實施方式同顆粒實施例1，差異處在於使用核心溶液的種類，請參見表1。
[顆粒實施例4]
實施方式同顆粒實施例1，差異處在於使用核心溶液的種類及用量，請參見表1。
[顆粒實施例5]
實施方式同顆粒實施例4，差異處在於使用前述量子點溶液(2)。
[顆粒比較例1]
實施方式同顆粒實施例1，差異處在於使用核心溶液的種類，請參見表1。
[顆粒比較例2]
實施方式同顆粒實施例1，差異處在於未使用核心溶液，請參見表1。
[顆粒比較例3]
取0.25克的上述量子點溶液(1)去除溶劑後，得到的顆粒。
表1亦列示顆粒的平均粒徑與發光保持率。發光保持率(%)為PL250與PL25的比值。
從上述實驗資料可以發現下列現象。比較例1的核心的平均粒徑過大，在相同體積下能有效吸附量子點的表面積減少，導致整體的量子點容易聚集，發光保持率不佳。僅有量子點與封止層而沒有核心的比較例2的發光保持率也不佳，因為量子點之間容易集結而失去發光特性。僅有量子點而沒有核心與封止層的比較例3的發光保持率很差，因為沒有封止層的保護，且量子點之間更容易集結而失去發光特性。相較之下，以符合本發明的精神的方式製備的顆粒實施例1~4的發光保持率都不錯，具有高信賴性。
發光材料
表2列示出發光材料範例1~5的組成與發光性質。其中顯示出發光材料的差異在於組成當中以顆粒與螢光體之總重量為基準，顆粒與螢光體所佔的重量百分比不同。
以發光材料範例4為例說明發光材料的製造方法。在發光材料範例4中，係取Denka之產品型號GR230的螢光體粉末 β-SiAlON(主要發光的峰值波長為542奈米，半高寬為54奈米)0.05克分散於甲苯溶劑1克中，並將顆粒實施例4中所得顆粒(主要發光的峰值波長為529奈米，半高寬為25奈米)0.95克分散於甲苯溶劑19克中。混合兩溶液並充分攪拌均勻後，以10000rpm離心，去除上層澄清液後，以真空乾燥去除溶液，得到綠色發光材料粉末，其包括β-SiAlON綠色螢光體粉末與綠色顆粒。
表3列示出發光材料範例6~10的組成與發光性質。表3所示之發光材料範例6~10與發光材料範例1~5的組成差異在於發光材料範例6~10的綠色螢光體係使用奇美實業之產品型號Y22L400的YAG螢光體粉末(主要發光的峰值波長為532奈米，半高寬為106奈米)。
從表2與表3的結果可發現，發光材料之輝度與強度係隨著綠色顆粒的含量減少而提高，但同時PL半高寬也有變大的趨勢。在提高輝度與強度以及降低PL半高寬的權衡之下，係以螢光體佔10重量%的發光材料3與發光材料8為佳。
表4列示表2之發光材料範例1~5的顯示性質。其中NTSC量測係以CIE 1931色度座標R(x,y)=(0.67,0.33)；G(x,y)=(0.21,0.71)；B(x,y)=(0.14,0.08)所劃分出的三角形面積做為標準三角形面積，當做為NTSC100%，再將發光材料範例1~5 的色度座標與R(x,y)=(0.67,0.33)；B(x,y)=(0.14,0.08)所劃分出的三角形面積與標準三角形面積比對換算出NTSC%。
根據表4之結果，評估出基於達成NTSC100%的考量，估算出發光材料中可以混合綠色螢光體(β-SiAlON)最大量為10重量%的發光材料範例3，若以上述發光材料範例1~5中綠色螢光體(β-SiAlON)的含量與NTSC%的數值作圖，由其分佈圖的多項次(冪次：2)迴歸趨勢線(y=45.048x2-80.994x+110.45；R2=0.9992；其中x表示β-SiAlON重量百分含量，y表示NTSC%)可以估算出發光材料中可以混合綠色螢光體的最大量為13.9重量%。發光材料中，綠色顆粒混合綠色螢光體的比例與NTSC%的關係並非是線性關係，基於達成NTSC100%的考量，可以混合綠色螢光體的最大量是無法單純由綠色顆粒與綠色螢光體的兩點NTSC%數值直接作圖，並依照線性關係等比例類推而可以換算得到。據 此，一種發光材料中，基於所述綠色顆粒與所述綠色螢光體的總量為100重量%，綠色螢光體的含量可為5重量%至13.9重量%，且所述綠色螢光體之主要發光的峰值波長為530奈米至550奈米，半高寬為40奈米至60奈米。
表5列示表3之發光材料範例6~10的顯示性質。其中NTSC量測係以CIE 1931色度座標R(x,y)=(0.67,0.33)；G(x,y)=(0.21,0.71)；B(x,y)=(0.14,0.08)所劃分出的三角形面積做為標準三角形面積，當做為NTSC100%，再將發光材料範例6~10的色度座標與R(x,y)=(0.67,0.33)；B(x,y)=(0.14,0.08)所劃分出的三角形面積與標準三角形面積比對換算出NTSC%。
根據表5之結果，評估出基於達成NTSC100%的考量，估算出發光材料中可以混合綠色螢光體(YAG)最大量為5重量%以下，若以上述發光材料範例7~10中綠色螢光體(YAG)的含量 與NTSC%的數值作圖，由其分佈圖的多項次(冪次：2)迴歸趨勢線(y=576.73x2-257.12x+110.49；R2=0.9979；其中x表示YAG重量百分含量，y表示NTSC%)可以估算出發光材料中可以混合綠色螢光體的最大量為4.8重量%。發光材料中，綠色顆粒混合綠色螢光體的比例與NTSC%的關係並非是線性關係，基於達成NTSC100%的考量，可以混合綠色螢光體的最大量是無法單純由綠色顆粒與綠色螢光體的兩點NTSC%數值直接作圖，並依照線性關係等比例類推而可以換算得到。據此，一種發光材料中，基於所述綠色顆粒與所述綠色螢光體的總量為100重量%，綠色螢光體的含量可為0.1重量%至4.8重量%，且綠色螢光體之主要發光的峰值波長為530奈米至550奈米，半高寬為70奈米至108奈米。
發光裝置
表6列示發光裝置範例1~5之性質，其中係各別使用表2之綠色發光材料範例1~5，且搭配發光二極體元件採用紅色螢光粉(PFS)與藍色發光二極體晶片。藍色發光二極體晶片使用晶元光電之產品型號ES-EEDBF11P，發光波長450奈米，CIE色度座標(x,y)=(0.1409,0.0547)。紅色螢光粉使用GE之產品型號TriGain的K2[SiF6]：Mn4+(potassium fluorosilicate Mn4+ phosphor,PFS)，CIE色度座標(x,y)=(0.691,0.307)，主要發光的峰值波長為631奈米，半高寬為10奈米。
根據表6之結果，評估出基於達成NTSC100%的考量，估算出若實際與紅色螢光粉(PFS)與藍色發光二極體晶片搭配使用時，發光材料中可以混合綠色螢光體最大量為20重量%的發光材料範例2，若以上述綠色螢光體(β-SiAlON)的混合量與NTSC%的數值作圖，由其分佈圖的多項次(冪次：2)迴歸的趨勢線(y=46.306x2-83.244x+119.22；R2=0.9992；其中x表示β-SiAlON重量百分含量，y表示NTSC%)可以估算出發光材料中可以混合綠色螢光體的最大量為27.2重量%。據此，一種發光裝置，另包含一紅色螢光粉，所述紅色螢光粉之主要發光的峰值波長620奈米至650奈米，且所述紅色螢光粉的半高寬為8奈米至30奈米；綠色螢光體的含量為5重量%至27.2重量%，且所述綠色螢光體之主要發光的峰值波長為530奈米至550奈米，半高寬為40奈米至60奈米；綠色顆粒的含量為72.8重量%至95重量%，且所述綠色顆粒之主要發光的峰值波長為520奈米至550奈米，半高寬為10奈米至30奈米。
表7列示發光裝置範例6~9之性質，其中係各別使用表3之綠色發光材料範例7~10，且搭配發光二極體元件係採用前述紅色螢光粉(PFS)與前述藍色發光二極體晶片。
根據表7之結果，評估出基於達成NTSC100%的考量，估算出若實際與紅色螢光粉(PFS)與藍色發光二極體晶片搭配使用時，發光材料中可以混合綠色螢光體最大量為5重量%的發光材料範例9，若以上述綠色螢光體(YAG)的混合量與NTSC%的數值作圖，由其分佈圖的多項次(冪次：2)迴歸的趨勢線(y=593.27x2-264.46x+119.25；R2=0.9979；其中x表示YAG重量百分含量，y表示NTSC%)可以估算出發光材料中可以混合綠色螢光體的最大量為9.1重量%。據此，一種發光裝置，另包含一紅色螢光粉，所述紅色螢光粉之主要發光的峰值波長620奈米至650奈米，且所述紅色螢光粉的半高寬為8奈米至30奈米；綠色螢光體的含量為0.1重量%至9.1重量%，且所述綠色螢光體之主要發光的峰值波長為530奈米至550奈米，半高寬為70奈米至108奈米；綠色顆粒的含 量為90.9重量%至99.9重量%，且所述綠色顆粒之主要發光的峰值波長為520奈米至550奈米，半高寬為10奈米至30奈米。
表8列示發光裝置範例10~14之性質，其中係各別使用表2之綠色發光材料範例1~5，且搭配發光二極體元件採用紅色螢光粉(CASN)與藍色發光二極體晶片。藍色發光二極體晶片使用晶元光電之產品型號ES-EEDBF11P，發光波長450奈米，CIE色度座標(x,y)=(0.1409,0.0547)。紅色螢光粉使用MCC之產品型號BR-101B的CaAlSiN3：Eu(nitride phosphor,CASN)，CIE色度座標(x,y)=(0.682,0.318)，主要發光的峰值波長為659奈米，半高寬為80奈米。
根據表8之結果，評估出基於達成NTSC100%的考量，估算出若實際與紅色螢光粉(CASN)與藍色發光二極體晶片搭配使用時，發光材料中可以混合綠色螢光體最大量為20重量%的發光材料範例2，若以上述綠色螢光體(β-SiAlON)的混合量與 NTSC%的數值作圖，由其分佈圖的多項次(冪次：2)迴歸的趨勢線(y=46.554x2-83.696x+117.06；R2=0.9992；其中x表示β-SiAlON重量百分含量，y表示NTSC%)可以估算出發光材料中可以混合綠色螢光體的最大量為23.4重量%。據此，一種發光裝置，另包含一紅色螢光粉，所述紅色螢光粉之主要發光的峰值波長655奈米至670奈米，且所述紅色螢光粉的半高寬為50奈米至82奈米；綠色螢光體的含量為5重量%至23.4重量%，且所述綠色螢光體之主要發光的峰值波長為530奈米至550奈米，半高寬為40奈米至60奈米；綠色顆粒的含量為76.6重量%至95重量%，且所述綠色顆粒之主要發光的峰值波長為520奈米至550奈米，半高寬為10奈米至30奈米。
表9列示發光裝置範例15~18之性質，其中係各別使用表3之綠色發光材料範例7~10，且搭配發光二極體元件係採用前述紅色螢光粉(CASN)與前述藍色發光二極體晶片。
根據表9之結果，評估出基於達成NTSC100%的考量，估算出若實際與紅色螢光粉(CASN)與藍色發光二極體晶片搭配使用時，發光材料中可以混合綠色螢光體最大量為5重量%的發光材料範例9，若以上述綠色螢光體(YAG)的混合量與NTSC%的數值作圖，由其分佈圖的多項次(冪次：2)迴歸的趨勢線(y=595.36x2-265.31x+117.09：R2=0.9979；其中x表示YAG重量百分含量，y表示NTSC%)可以估算出發光材料中可以混合綠色螢光體的最大量為7.8重量%。據此，一種發光裝置，另包含一紅色螢光粉，所述紅色螢光粉之主要發光的峰值波長655奈米至670奈米，且所述紅色螢光粉的半高寬為50奈米至82奈米；綠色螢光體的含量為0.1重量%至7.8重量%，且所述綠色螢光體之主要發光的峰值波長為530奈米至550奈米，半高寬為70奈米至108奈米；綠色顆粒的含量為92.2重量%至99.9重量%，且所述綠色顆粒之主要發光的峰值波長為520奈米至550奈米，半高寬為10奈米至30奈米。
表10列示發光裝置範例19~23之性質，其中係各別使用表2之綠色發光材料範例1~5，且搭配發光二極體元件採用紅色顆粒(具有紅色量子點)與藍色發光二極體晶片。藍色發光二極體晶片使用晶元光電之產品型號ES-EEDBF11P，發光波長450奈米，CIE色度座標(x,y)=(0.1409,0.0547)。紅色顆粒使用顆粒實施例5所製得的顆粒，主要發光的峰值波長為652奈米，半高寬為35奈米，CIE色度座標(x,y)=(0.7145,0.2837)。
根據表10之結果，評估出基於達成NTSC100%的考量，估算出若實際與紅色顆粒(具有紅色量子點)與藍色發光二極體晶片搭配使用時，發光材料中可以混合綠色螢光體最大量為20重量%的發光材料範例2，若以上述綠色螢光體(β-SiAlON)的混合量與NTSC%的數值作圖，由其分佈圖的多項次(冪次：2)迴歸的趨勢線(y=45.989x2-82.687x+124.77；R2=0.9992；其中x表示β-SiAlON重量百分含量，y表示NTSC%)可以估算出發光材料中可以混合綠色螢光體的最大量為37.9重量%。據此，一種發光裝置，另包含一紅色顆粒，所述紅色顆粒之主要發光的峰值波長632奈米至672奈米，且所述紅色螢光粉的半高寬為20奈米至40奈米；綠色螢光體的含量為5重量%至37.9重量%，且所述綠色螢光體之主要發光的峰值波長為530奈米至550奈米，半高寬為40奈米至60奈米；綠色顆粒的含量為62.1重量%至95重量%，且所述綠色顆粒之主要發光的峰值波長為520奈米至550奈米，半高寬為10奈米至30奈米。
表11列示發光裝置範例24~27之性質，其中係各別使用表3之綠色發光材料範例7~10，且搭配發光二極體元件係採用前述紅色顆粒(具有紅色量子點)與前述藍色發光二極體晶片。
根據表11之結果，評估出基於達成NTSC100%的考量，估算出若實際與紅色顆粒(具有紅色量子點)與藍色發光二極體晶片搭配使用時，發光材料中可以混合綠色螢光體最大量為10重量%的發光材料範例8，若以上述綠色螢光體(YAG)的混合量與NTSC%的數值作圖，由其分佈圖的多項次(冪次：2)迴歸的趨勢線(y=592.36x2-264.18x+124.8；R2=0.9979；其中x表示YAG重量百分含量，y表示NTSC%)可以估算出發光材料中可以混合綠色螢光體的最大量為13.4重量%。據此，一種發光裝置，另包含一紅色顆粒，所述紅色顆粒之主要發光的峰值波長632奈米至672奈米，且所述紅色螢光粉的半高寬為20奈米至40奈米；綠色螢光體的含量為0.1重量%至13.4重量%，且所述綠色螢光體之主要發光的峰值波長為530奈米至550奈米，半高寬為70奈米至108奈米； 綠色顆粒的含量為86.6重量%至99.9重量%，且所述綠色顆粒之主要發光的峰值波長為520奈米至550奈米，半高寬為10奈米至30奈米基%。
綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (9)

  1. 一種發光材料，包含：顆粒，包括量子點、核心及封止層，且具有0.06微米至30微米的平均粒徑，其中所述封止層包覆所述核心，所述量子點配置在所述核心與所述封止層之間，所述核心是選自由有機聚合物、無機聚合物、水溶性聚合物、有機溶劑可溶的聚合物、生物聚合物和合成聚合物所組成的族群中的至少一種；以及螢光體，選自以石榴石、硫化物、硫代金屬酸鹽、矽酸鹽、氧化物、氧氮化物、氮化物、硒化物為主的螢光體所組成的群組中至少一者。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的發光材料，其中，所述核心的材料具有多孔性。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的發光材料，其中，所述顆粒的平均粒徑為0.10微米至10微米。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的發光材料，其中，所述顆粒的平均粒徑為0.15微米至3微米。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的發光材料，其中，基於所述顆粒與所述螢光體的總量為100重量%，所述螢光體的含量為0.1至40重量%。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的發光材料，其中，基於所述顆粒與所述螢光體的總量為100重量%，所述螢光體的含量為5至40重量%。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的發光材料，其中，所述量子點為綠色量子點，所述螢光體為綠色螢光體。
  8. 一種發光裝置，包含：申請專利範圍第1項至第7項其中一者所述的發光材料。
  9. 一種顯示裝置，包含：申請專利範圍第1項至第7項其中一者所述的發光材料，且所述顯示裝置是電視機、數位相機、數位攝影機、數位相框、行動電話機、筆記型電腦、電腦螢幕、隨身聽、遊戲機、車用顯示器、智慧錶或虛擬實境眼鏡。
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