專利名稱：熒光粉組合物及使用該熒光粉組合物的白色發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種熒光粉組合物(Composition)及使用該熒光粉組合物的白色發(fā)光裝置，且特別是有關(guān)于一種具有較佳光型、熱穩(wěn)定及無能量飽和問題的熒光粉組合物及白色發(fā)光裝置。
背景技術(shù)：
基于節(jié)能減碳以及永續(xù)發(fā)展的環(huán)保意識，目前世界先進(jìn)各國均逐步淘汰高耗能的傳統(tǒng)照明，進(jìn)而選擇白色發(fā)光二極管。白色發(fā)光二極管的優(yōu)點是體積小，可以配合應(yīng)用設(shè)備來調(diào)整，其反應(yīng)速度快，因此非常適合高頻操作。白色發(fā)光二極管的耗電量低，僅有傳統(tǒng)燈泡的1/8至1/10，日光燈的1/2，并且其壽命長，可達(dá)10萬小時以上，可以解決白熾燈泡高耗能的問題，其可做為新的照明以及顯示光源，并且兼具省電與環(huán)保概念，因此被喻為綠色照明光源。 白色發(fā)光二極管的技術(shù)在1990年代被提出，其是借由藍(lán)光發(fā)光二極管(blueLED)激發(fā)由摻雜鈰的釔鋁石榴石熒光粉(Ce-doped YAG phosphor)產(chǎn)生黃光，熒光粉所發(fā)出的黃光與剩余藍(lán)光混合而產(chǎn)生白光。然而，釔鋁石榴石熒光粉使用于白光技術(shù)中有能量飽和(power saturation)的問題，即激發(fā)光源的亮度提升后,乾招石槽石突光粉吸收激發(fā)光源而發(fā)出黃光的亮度在到達(dá)一程度后，可以再增加的亮度就受到限制。因此在2000年后，提出基于黃色硅酸鹽熒光粉(silicate phosphor)的白色發(fā)光二極管作為白光技術(shù)的另一種選擇。雖然硅酸鹽熒光粉沒有能量飽和的問題，但是卻又面臨熱穩(wěn)定(heat stability)的困擾，即硅酸鹽熒光粉長時間處于發(fā)光二極管所產(chǎn)生的高熱環(huán)境中，其黃光亮度會逐漸衰減(decay)，造成白光亮度的降低及色溫的偏移。再者，早期液晶顯示器中的彩色濾光片大多是以釔鋁石榴石熒光粉光譜的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計，因此開發(fā)一種新的熒光粉組合物，使其在藍(lán)光激發(fā)下具有與釔鋁石榴石熒光粉相當(dāng)?shù)墓庑?spectrumpattern)，又同時可避免能量飽和及熱穩(wěn)定的問題，是目前產(chǎn)業(yè)界一項重要的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種熒光粉組合物及使用該熒光粉組合物的白光發(fā)光裝置，用以解決上述已知的問題并實現(xiàn)聞品質(zhì)白光光源。本發(fā)明提供一種白光發(fā)光裝置，包括一具有發(fā)光波長范圍涵蓋440_470nm的發(fā)光二極管及一配置在該藍(lán)光發(fā)光二極管上的熒光粉組合物，其中該熒光粉組合物包括一綠色熒光粉、一黃色熒光粉及一橘色熒光粉，該綠色熒光粉的發(fā)光峰值波長為515-525nm，半波寬為70-80nm，該黃色熒光粉的發(fā)光峰值波長為535_545nm，半波寬為90_100nm及該橘色熒光粉的發(fā)光峰值波長為595-605nm，半波寬為90_100nm。在本發(fā)明一實施例中，該綠色熒光粉、該黃色熒光粉及該橘色熒光粉的重量百分比為 I : I : 0. 3 0. 425。在本發(fā)明一實施例中，該橘色熒光粉的比值為0. 4。
在本發(fā)明一實施例中，該綠色熒光粉包括鈧氧化物。在本發(fā)明一實施例中，該綠色熒光粉包括CaSc204:Ce2+。在本發(fā)明一實施例中，該黃色熒光粉包括P -硅鋁氧氮化合物(P-SiAlON)。在本發(fā)明一實施例中，該黃色熒光粉包括(Si，Al)6(0，N)8:Eu2+。在本發(fā)明一實施例中，該橘色熒光粉包括a -硅鋁氧氮化合物(a -SiAlON)。在本發(fā)明一實施例中，該橘色熒光粉包括M (Si，Al) 12 (0，N) 16: Eu2+，M是選自堿土金屬族元素且包括Ca，Sr，Ba至少其中之一。在本發(fā)明一實施例中，該發(fā)光二極管具有發(fā)光峰值波長450_460nm。
本發(fā)明提供一種白光發(fā)光裝置，包括一藍(lán)光發(fā)光二極管及一配置在該藍(lán)光發(fā)光二極管上的熒光粉組合物，該熒光粉組合物包括一綠色熒光粉、一第一氮氧化物熒光粉及一第二氮氧化物熒光粉，其中該第一氮氧化物熒光粉的發(fā)光波長峰值小于該第二氮化物熒光粉的發(fā)光波長峰值。在本發(fā)明一實施例中，該第一氮氧化物熒光粉包括3 -硅鋁氧氮化合物，該第二氮氧化物熒光粉包括a-硅鋁氧氮化合物。在本發(fā)明一實施例中，該綠色熒光粉包括CaSc204:Ce2+。在本發(fā)明一實施例中，該綠色熒光粉、該第一氮氧化物熒光粉及該第二氮氧化物熒光粉的重量百分比為I : I : 0.3 0.425。在本發(fā)明一實施例中，該第二氮氧化物熒光粉的比值為0. 4。本發(fā)明提供一種熒光粉組合物，包括一第一熒光粉、一第二熒光粉及一第三熒光粉，其中該一第一熒光粉包括一綠色熒光粉，該第二熒光粉包括一 3 -硅鋁氧氮化合物以及該第三熒光粉包括一 a-硅鋁氧氮化合物，其中該熒光粉組合物在具有發(fā)光波長峰值450-460nm的藍(lán)光光源激發(fā)下，混光產(chǎn)生一白光，該白光的NTSC色彩飽和度大于70%。在本發(fā)明一實施例中，該綠色熒光粉包括CaSc204:Ce2+。在本發(fā)明一實施例中，該第一突光粉、該第二突光粉及該第三突光粉的的重量百分比為 I : I : 0. 3 0. 425。在本發(fā)明一實施例中，該第三熒光粉的比值為0. 4。在本發(fā)明一實施例中，該第二熒光粉包括(Si，Al)6(0，N)8:Eu2+。在本發(fā)明一實施例中，該第三熒光粉包括M (Si，Al) 12 (0，N) 16: Eu2+，M是選自堿土金屬族元素且包括Ca，Sr，Ba至少其中之一。本發(fā)明的白光發(fā)光裝置及其所采用的熒光粉組合物對熱穩(wěn)定且無能量飽和問題，本發(fā)明白光發(fā)光裝置所揭露的熒光粉組合物可以取代已知釔鋁石鎦石熒光粉，因此對于供照明光源及顯示器光源，可以提供更高品質(zhì)的白光光源。


為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作詳細(xì)說明，其中圖I繪示本發(fā)明一實施例的白光發(fā)光裝置的剖面示意圖。圖2分別繪示本發(fā)明實施例熒光粉組合物中各別熒光粉的的發(fā)光光譜曲線圖。圖3繪示根據(jù)本發(fā)明一實施例的白光發(fā)光裝置的發(fā)光光譜曲線圖。
圖4為已知含YAG560的白光發(fā)光裝置與本發(fā)明實施例的白光發(fā)光裝置的發(fā)光光譜的比較圖。主要元件符號說明100:白光發(fā)光裝置101 :藍(lán)光發(fā)光二極管103 :反射殼體105:導(dǎo)電支架107 :焊線109 :封膠層 111 :熒光粉組合物
具體實施例方式圖I繪示本發(fā)明一實施例的白光發(fā)光裝置的剖面示意圖。請參考圖1，白光發(fā)光裝置100包括有一藍(lán)光發(fā)光二極管101、一反射殼體103及一導(dǎo)電支架105,藍(lán)光發(fā)光二極管101設(shè)置于反射殼體103之內(nèi)，并借由焊線107與導(dǎo)電支架電性連接。一封膠層109填入反射殼體103中并封裝藍(lán)光發(fā)光二極管101，一熒光粉組合物111混合于封膠層109中并位于藍(lán)光發(fā)光二極管101上，熒光粉組合物111包括有綠色、黃色及橘色熒光粉，用以將藍(lán)光發(fā)光二極管101所發(fā)出的波長較短的藍(lán)光的一部分轉(zhuǎn)換成較長波長的可見光，之后與其余的藍(lán)光混合而形成白光。在上述白光發(fā)光裝置100中，為產(chǎn)生良好色度座的白光，將熒光粉組合物111中的綠色、黃色及橘色熒光粉以適當(dāng)?shù)谋壤旌希瑹晒夥劢M合物111的發(fā)光波長范圍(rangeof emission wavelength)約從 480nm 到 700nm,其中包括峰值波長(peak wavelength)為520nm左右的綠光、峰值波長為540nm左右的黃光及峰值波長為600nm左右的紅光，而藍(lán)光發(fā)光二極管101發(fā)光的波長范圍約從410nm到480nm，其峰值波長約為450nm_460nm。在上述本發(fā)明實施例的熒光粉組合物111中，綠色熒光粉包括了摻雜鈰的鈧氧化物，其發(fā)光峰值波長約為520±5nm,半波寬(FWHM, full width at half maximum)為70-80nm，其分子式例如是CaSc2O4: Ce2+，是購自三菱化學(xué)公司(MCC)，型號為BG3IOB。黃色熒光粉包括了以銪活化的￠-硅鋁氧氮化合物(Eu-activated P-SiAlON)，其發(fā)光峰值波長約為540±5nm，半波寬為90_100nm，其分子式例如是(Si，A1)6(0, N)8:Eu2+，系購自電器化學(xué)(Denka chemicals)，型號為GR230。橘色熒光粉包括了以銪活化的a -硅鋁氧氮化合物(Eu-activated a -SiAlON)，其發(fā)光峰值波長約為600±5nm，半波寬為90_100nm，系購自電器化學(xué)，型號為YLC，其分子式例如是M(Si，A1)12(0, N)16:Eu2+, M是選自堿土金屬族元素且包括Ca，Sr, Ba至少其中之一。圖2是分別繪示本發(fā)明實施例熒光粉組合物111中各別熒光粉的發(fā)光光譜曲線圖。請參考圖2，綠色熒光粉為CaSc2O4: Ce2+，在藍(lán)光激發(fā)下，其發(fā)光峰值波長約為520nm ;黃色熒光粉為(Si，Al)6(0，N)8:Eu2+(P -SiAlON)，在藍(lán)光激發(fā)下，其發(fā)光峰值波長約為540nm ；橘色熒光粉為M (Si，Al) 12 (0，N) 16: Eu2+ ( a -SiAlON)，M是選自堿土金屬族元素且包括Ca，Sr,Ba至少其中之一,在藍(lán)光激發(fā)下,其發(fā)光峰值波長約為600nm。參考圖I,在本發(fā)明白光發(fā)光裝置100中，可以將圖2中所示的各色熒光粉以適當(dāng)?shù)谋壤旌闲纬蔁晒夥劢M合物111，并與透光封膠混合后，填入反射殼體103中形成封膠層109,借此封裝藍(lán)光發(fā)光二極管101。參考圖3，圖3繪示根據(jù)本發(fā)明一實施例的白光發(fā)光裝置的發(fā)光光譜曲線圖。將圖2所繪示的綠色熒光粉“CaSc2O4: Ce2+”、黃色熒光粉“ P -SiAlON”及橘色熒光粉“ a -SiAlON”依一特定的比例混合而得一熒光粉組合物，將此發(fā)光粉組合物施加于具有峰值波長為450-460nm的藍(lán)光發(fā)光二極管上，而得到如圖3本發(fā)明實施例的白光發(fā)光裝置的發(fā)光光譜曲線圖，其中熒光粉組合物里各色熒光粉的比例分別為綠色黃色橘色=1:1: 0. 3 0. 425 (w/w,重量比)，而更佳的比例是綠色黃色橘色=I : I : 0. 4 (w/w)。在已知的白光發(fā)光裝置中所采用的釔鋁石榴石(YAG)熒光粉在藍(lán)光激發(fā)下，發(fā)光波長范圍約從480nm到710nm，峰值波值約560nm(YAG560)。本發(fā)明實施例的白光發(fā)光裝置的發(fā)光光譜如圖3所示，同樣具有約從480nm到710nm的發(fā)光波長范圍，峰值波值約550-560nm。請參考圖4，圖4為已知含YAG560的白光發(fā)光裝置與本發(fā)明實施例的白光發(fā)光裝置的發(fā)光光譜的比較圖。經(jīng)比較兩者的光譜曲線，可以發(fā)現(xiàn)兩者的發(fā)光光譜相當(dāng)趨近，甚 至于大部分重疊。表一
權(quán)利要求
1.ー種白光發(fā)光裝置，包括 ー發(fā)光二極管，具有發(fā)光波長范圍涵蓋440-470nm ；以及 ー熒光粉組合物，配置在該藍(lán)光發(fā)光二極管上，該熒光粉組合物包括 一綠色熒光粉，發(fā)光峰值波長為515-525nm，半波寬為70_80nm ； 一黃色熒光粉，發(fā)光峰值波長為535-545nm，半波寬為90_100nm ;以及 一橘色熒光粉，發(fā)光峰值波長為595-605nm，半波寬為90_100nm。
2.如權(quán)利要求I所述的白光發(fā)光裝置，其特征在于，該綠色熒光粉、該黃色熒光粉及該橘色熒光粉的重量百分比為I : I : 0.3 0.425。
3.如權(quán)利要求2所述的白光發(fā)光裝置，其特征在于，該橘色熒光粉的比值為0.4。
4.如權(quán)利要求I所述的白光發(fā)光裝置，其特征在于，該綠色熒光粉包括鈧氧化物。
5.如權(quán)利要求4所述的白光發(fā)光裝置，其特征在于，該綠色熒光粉包括CaSc2O4:Ce2+。
6.如權(quán)利要求I所述的白光發(fā)光裝置，其特征在于，該橘色熒光粉包括a-硅鋁氧氮化合物。
7.如權(quán)利要求6所述的白光發(fā)光裝置，其特征在干，該黃橘熒光粉包括M(Si，Al)12 (0，N) 16:Eu2+M是選自堿土金屬族元素且包括Ca, Sr, Ba至少其中之一。
8.如權(quán)利要求I所述的白光發(fā)光裝置，其特征在于，該黃色熒光粉包括3-硅鋁氧氮化合物。
9.如權(quán)利要求8所述的白光發(fā)光裝置，其特征在于，該黃色熒光粉包括(Si，A1)6(0，N) 8: Eu2+o
10.如權(quán)利要求I所述的白光發(fā)光裝置，其特征在于，該發(fā)光二極管具有發(fā)光峰值波長450_460nm。
11.ー種白光發(fā)光裝置，包括 一藍(lán)光發(fā)光二極管；以及ー熒光粉組合物，配置在該藍(lán)光發(fā)光二極管上，該熒光粉組合物包括一緑色鈧氧化物、一黃色3 -硅鋁氧氮化合物及一橘色a -硅鋁氧氮化合物，其中該綠色鈧氧化物、該黃色硅鋁氧氮化合物及該橘色a-硅鋁氧氮化合物的重量百分比為I : I : 0.3 0.425。
12.如權(quán)利要求11所述的白光發(fā)光裝置，其特征在于，該橘色a-硅鋁氧氮化合物的比值為0.4。
13.如權(quán)利要求11所述的白光發(fā)光裝置，其特征在干，該綠色鈧氧化物包括CaSc2O4: Ce2+。
14.如權(quán)利要求11所述的白光發(fā)光裝置，其特征在于，該橘色a-硅鋁氧氮化合物包括M (Si，Al) 12 (0，N) 16: Eu2+，M是選自堿土金屬族元素且包括Ca，Sr，Ba至少其中之一。
15.如權(quán)利要求11所述的白光發(fā)光裝置，其特征在于，該黃色￠-硅鋁氧氮化合物包括(Si，Al)6(0，N)8:Eu2+。
16.—種突光粉組合物,包括 一第一突光粉，包括一綠色突光粉； 一第二熒光粉，包括一 3 -硅鋁氧氮化合物；以及 一第三熒光粉，包括一 a-硅鋁氧氮化合物，其中該熒光粉組合物在具有發(fā)光波長峰值450-460nm的藍(lán)光光源激發(fā)下，混光產(chǎn)生一白光，該白光的NTSC色彩飽和度大于70%。
17.如權(quán)利要求16所述的熒光粉組合物，其特征在于，該綠色熒光粉包括CaSc204:Ce2+。
18.如權(quán)利要求16所述的熒光粉組合物，其特征在于，該第一熒光粉、第二熒光粉及第三熒光粉的的重量百分比為I : I : 0.3 0.425。
19.如權(quán)利要求18所述的熒光粉組合物，其特征在于，該第三熒光粉的比值為0.4。
20.如權(quán)利要求16所述的熒光粉組合物，其特征在于，該第二熒光粉(Si，A1)6(0，N) 8: Eu2+o
21.如權(quán)利要求16所述的熒光粉組合物，其特征在于，該第三熒光粉M(Si，A1)12(0，N) 16:Eu2+, M是選自堿土金屬族元素包括且Ca, Sr, Ba至少其中之一。
全文摘要
本發(fā)明提供一種熒光粉組合物及一種使用該熒光粉組合物的白光發(fā)光裝置，該白光發(fā)光裝置包括一藍(lán)光發(fā)光二極管及一配置在該藍(lán)光發(fā)光二極管上的熒光粉組合物，該熒光粉組合物包括一綠色鈧氧化物、一黃色β-硅鋁氧氮化合物及一橘色α-硅鋁氧氮化合物，其中該綠色鈧氧化物、該黃色β-硅鋁氧氮化合物及該橘色α-硅鋁氧氮化合物的重量百分比為1∶1∶0.3～0.425。
文檔編號C09K11/64GK102796522SQ20111014084
公開日2012年11月28日 申請日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月27日
發(fā)明者楊耀瑜, 劉宇桓 申請人:億廣科技(上海)有限公司, 億光電子工業(yè)股份有限公司