TW200812109A - White light-emitting apparatus - Google Patents

Description

200812109 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 且特別是有關於一種 本發明是有關於一種發光裝置 白光發光裝置。 【先前技術】 、白光t光二極體心具有省電、低驅動電壓、壽命長 以及，有％保效果等優點，逐漸用於各種照㈣備以及液 晶顯示器的背光源上，成為目前重要的發光裝置之… 目前習知的白光發光二極體的其中一種製作方法為使 用藍光發光元件加上黃色螢光材料，用以產生白光。此方 ^斤產生的白光效率相當不錯，但缺點是演色性差以及色 々飽和度不佳’且在南電流下會呈現色度座標過度偏移的 現象由於在液晶顯不器的背光源以及一些照明設備的使 =上’對於色彩的要求相當嚴格，上述提及之缺點 ，將使 得液晶顯示器與照明設備的顯示與照明效果下降。因此， -種在不同：L作電流下仍具有良好的色_定性，同時具 有較佳决色性以及色彩飽和度的白光發光裝置為目前工業 界所需。 【發明内容】 因此’本發明提出了一種在不同的工作電流下皆具有 良好的色彩穩定性之白光發光裝置。 根據本發明之一實施例，提出了 一種白光發光裝置， 此發光裝置包含了發光元件、氮化物螢光材料以及氮氧化 200812109 物螢光材料。發光元件係用於產生具有第一波長範圍之第 一色光。氮化物螢光材料與氮氧化物螢光材料包覆此發光 元件，當此二螢光材料受第一色光激發後，將分別產生具 有第二波長範圍的第二色光以及具有第三波長範圍的第三 色光。第一色光、第二色光以及第三色光混合形成一白光。 根據本發明之一實施例，提出了 一種白光發光二極 體。此白光發光二極體包含發光元件，氮化物螢光材料以 及氮氧化物螢光材料。發光元件係用於產生具有第一波長 範圍之藍光。氮化物螢光材料與氮氧化物螢光材料包覆此 發光元件，且此二螢光材料係分別由鈽金屬活化之氮化物 與銪金屬活化之氮氧化物所組成。且，當此二螢光材料受 藍光激發後，分別產生具有第二波長範圍的紅光以及具有 弟二波長範圍的綠光。前述之藍光、紅光以及綠光混合形 成一白光。 由本發明之上述實施例所述，本發明實施例所述之白 光發光裝置，在不同的工作電流下，發光裝置並不會因工 作電流的改變而出現顏色的偏差。而且，前述的白光發光 裝置的演色指數（color rendering index ; CRI)在90以上，具 有良好的演色性。除此之外，本發明實施例中使用三原色 搭配而成的白光發光裝置，當用以做為顯示器的背光源 時，其色彩飽和度可達68 〇/〇,較習知藍光晶片搭配黃色螢 光材料所製作的背光源的顯示器的色彩飽和度來得高。 【實施方式】 弟1圖係繪不了依照本發明一實施例所述之白光發光 200812109 裝置的剖面結構圖。在第」圖中，白光發光裝L 係由一發，元件104與一封裝谬體108所構成。封裝膠體 ⑽具有I化物螢光材料與氮氧化物螢光材料分散於其 中’此二螢光材料係分別由氮化物與氮氧化物所組成。此 夕卜’發光元件104下具有一封裝承載S 102。在封裝承載座 102與發光元件104之間具有至少一導線106以電性連接封 裝承載座102與發光元件1〇4,使發光元件可藉由導線 106接收外界施加之電壓以進行發光。 ’在前述實施例中，發光元件係用於產生具有第一波長 範圍的第一色光。第一色光可用於激發氮化物螢光材料與 氮氧化物蝥光材料，使其分別產生具有第二波長範圍的第 一色光以及具有第三波長範圍的第三色光。藉由第一、第 二以及第三色光的混合，可使白光發光裝置1〇〇進一步產 生白光。在一實施例中，此白光發光裝置1〇〇為一白光發 光二極體。 上述之第一色光可為一藍光，第一波長範圍約為36〇 I nm〜48〇nm。第二色光可為一紅光，第二波長範圍約為56〇 nm〜76〇nm。第三色光可為一綠光，第三波長範圍約為49〇 nm〜660 nm 〇 上述之發光元件可以為一半導體元件，此半導體元件 為III·V族元素的多元複合化合物。上述之氮化物螢光材料 例如可為鈽金屬活化的氮化物，如CaxSiyN3:Ce (0<(x，y)<4) 或CaSiNyCe (激發波長約為300 nm〜500 nm)。氮氡化物螢 光材料例如可為銪金屬活化的氮氧化物，如 sl2XSi〇4.yNy:Eu (0<x<l，0< y<4)或 SrSi202N2:Eu (激發波 200812109 長約為350 nm〜480 nm)。 第2圖係繪示了依照本發明一實施例所述之白光發光 裝置在20毫安培(mA)的直流電工作電流下各色光的放射 光譜。其中(a)圖為一 III-V族元素組成的半導體發光元件所 放射的藍光光譜，其放射波長大約為430 nm〜480 nm。（b) : 圖為前述的氮氧化物螢光材料SrSi202N2:Eu受藍光激發後 - 所放射的光譜，其放射波長大約為480 nm〜660 nm，為一 綠光光譜。在430 nm〜480 nm所出現的光譜為其激發光源 φ 的放射藍光光譜。（c)圖為前述的氮化物螢光材料CaSiN2:Ce 受藍光激發後所放射的光譜，其放射波長大約為560 nm〜780 nm，為一紅光光譜。如同（b)圖戶斤述，在430 nm〜480 nm所出現的光譜為其激發光源的放射藍光光譜。（d)圖為前 述三種顏色的光譜混合所形成之白光光譜，其放射波長大 約為 43Ό nm〜780 nm 〇 第3圖係繪示了第2圖中所述的白光發光裝置在不同 的工作電流下的色度座標的變化。a、b、c、d分別代表了 φ 白光發光裝置所放射之未進行光色混合前的藍光、綠光、 紅光以及三原色混合後所產生之白光。在不同的工作電流 下，各顏色的光的色度座標的變化相當和缓，由此可看出 此白光發光裝置具有良好的色彩穩定性，其色度座樣並不 會隨著工作電流的變化而產生大幅度的偏移。 - 表一進一步揭示了第2圖中所述的白光發光裝置在不 同的工作電流下白光的色彩穩定度的變化。由表一中，當 電流由5 mA上昇至60 mA時，其色度座標、色温以及演

S 色指數（color rendering index ; CRI)都呈現相當穩定的表 8 200812109 現。例如其演色指數的變化僅為2·1 %左右，其色温的變化 更低於1.5 %。 表一：不同工作電流下白光的色彩穩定度的變化 電流(mA) 色度座標 色溫(K) 演色指數(CRI) 5 (0.3383,0.3363) 5239 90.3 10 (03387,03368) 5218 90.3 20 (0.3391,0.3374) 5206 90.5 30 (0.3389,0.3373) 5211 90.9 40 (0.3384,03372) 5230 91.2 60 (0.3369,0.3367) 5297 92.2 由本發明的上述實施例可知，本發明實施例所述之白 光發光裝置，在不同的工作電流下，其色度座標、色温以 及演色指數都具有良好的穩定性。換句話說，當此白光發 光裝置需在不同的工作電流下使用時，此發光裝置並不會 因工作電流的改變而出現顏色的偏差。此外，前述的白光 發光裝置的演色指數（color rendering index ; CRI)在90以 上，而習知的白光二極體的CRI僅為80左右，相較之下， 本發明實施例的白光發光裝置具有更佳的演色性。除此之 外，本發明實施例中使用三原色搭配而成的白光發光裝 置，當用以做為顯示器的背光源時，其色彩飽和度可達68 %，較習知藍光晶片搭配黃色螢光材料所製作的背光源的顯 示器的色彩飽和度來得高。 雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定 200812109 本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範 圍内，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。 【圖式簡單說明】 為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例 能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下： 第1圖係繪示了依照本發明一實施例所述之白光發光 裝置的剖面結構圖。 第2圖係繪示了依照本發明一實施例所述之白光發光 裝置在20毫安培的直流電工作電流下各色光的放射光譜。 苐3圖係繪示了第2圖中所述的白光發光裝置在不同 的工作電流下的色度座標的變化。 【主要元件符號說明】 1〇〇:白光發光裝置 102:封裝承載座 104 :發光元件 106 :導線 108 :封裝膠體

Claims (1)

1. 200812109 十、申請專利範圍： 1· 一種白光發光裝置，包含： 一發光元件，該發光元件係用於產生具有一第一波長 範圍之一第一色光； 一氮化物螢光材料，包覆該發光元件，該氮化物螢光 材料受該第一色光激發後，產生具有一第二波長範圍之一 第二色光；以及 一氮氧化物螢光材料，包覆該發光元件，該氮氧化物 螢光材料受該第一色光激發後，產生具有一第三波長範圍 之一第二色光，該第三色光與該第二色光以及該第一色光 混合形成一白光。 2.如申請專利範圍第丨項所述之白光發光裝置，其中 談第一色光係為藍光。 3·如申請專利範圍第1項所述之白光發光裝置，其中 该發光元件為一半導體元件。 4. 如申請專利範圍第3項所述之白光發光裝置，其中 該半導體元件為_族元素之多元複合化合物。 5. 如申印專利範圍第1項所述之白光發光裝置，其中 該第一波長範圍大約為36〇nm〜48〇nm。 6. 如申請專職圍第1項所述之自紐光裝置，其中 200812109 '... ..- - . . ' 該第二色光為紅光。 7·如申請專利範圍第1項所述之白光發光裝置，其中 該第二波長範圍大約為560 nm〜760 nm。 ^ 8·如申請專利範圍第}項所述之白光發光裝置，其中 _ 該氮化物螢光材料為鈽金屬活化之氮化物。 _ 9·如申請專利範圍第8項所述之白光發光裝置，其中 _ 該氮化物螢光材料的化學式為CaSiN2:Ce。 1〇·如申請專利範圍第9項所述之白光發光裝置，其 中該氮化物螢光材料的受激發波長大約為3〇〇nm〜5〇〇nm。 11·如申請專利範圍第8項所述之白光發光裝置，其 中該氮化物螢光材料的化學式為caxSiyN3:Ce，且 0<(x,y)<4 〇 12·如申睛專利範圍第！項所述之白光發光裝置，其 中該第三色光為綠光。 ， 丨3·如申請專利範圍第丨項所述之白光發光裝置，其 中該第三波長範圍大約為490 nm〜660 nm。 14·如申凊專利範圍第〗項所述之白光發光裝置，其 中該氮氧化物螢光材料為一銪金屬活化之氮氧化合物。 12 200812109 15.如申請專利範圍第14項所述之白光發光裝置，其 中該氮氧化物螢光材料的化學式為SrSi2Q2N2:Eu。 16·如申請專利範圍第15項所述之白光發光裝置，其 中該氮氧化物螢光材料的受激發波長大約為35〇 〜48〇 nm °

   Π·如申請專利範圍第14項所述之白先發光裝置，其 中該&氧化物螢光材料的化學式為Sr2 2xSi〇4 yNy:Eu，且 0<X<1，〇<y<4 〇 18· —種白光發光二極體，包含 一發光元件，該發光元件係用於產生具有一第一波長 範圍之一藍光； 一氨化物螢光材料，包覆該發光元件，該氮化物螢光 材料係為一鈽金屬活化之氮化物，該氮化物螢光材料受該 藍光激發後，產生具有一第二波長範圍之一紅光；以及 一氮氧化物螢光材料，包覆該發光元件，該氮氧化物 螢光材料係為一銪金屬活化之氮氧化物，該氮氧化物螢光 材料受該藍光激發後，產生具有一第三波長範圍之一綠 光’該綠光與該紅光以及該益光混合形成一白光^ 19·如申請專利範圍第18項所述之白光發光二極體， 其中該發光元件為一半導體元件。 13 200812109 20·如申請專利範圍第19項所述之白光發光二極體， 其中該半導體元件為Ιπ_ν族元素之多元複合化合物。 21·如申請專利範圍第18項所述之白光發光二極體， ，、中該弟波長範圍大約為360 nm〜480 nm。 乂 22·如申請專利範圍第18項所述之白光發光二極體， 其中該第二波長範圍大約為560 nm〜760 nm。 擊 23·如申請專利範圍第！8項所述之白光發光二極體， 其中該氮化物螢光材料的化學式為CaSiN2:Ce。 24·如申請專利範圍第23項所述之白光發光二極體， 其中該氮化物螢光材料的受激發波長大約為3〇〇 nrn〜5〇〇 nm。 25·如申請專利範圍第18項所述之白光發光二極體， 其中該氮化物螢光材料的化學式為CaxSiyN3:Ce，且 0<(x,y)<4 〇 26·如申^專利範圍第18項所述之白光發光二極體， ' 其中該第二波長範圍大約為490 nm〜660 nm。 27·如申凊專利範圍第1 $項所述之白光發光二極體， 其中該氮氧化物螢光材料的化學式為SrSi2〇2N2:Eu。 200812109 28.如申請專利範圍第27項所述之白光發光二極體， 其中該氮氧化物螢光材料的受激發波長大約為350 nm〜480 nm ° 29·如申請專利範圍第18項所述之白光發光二極體， 其中該氮氧化物螢光材料的化學式為Si*2_2xSi04.yNy:Eu，且 0<x<l，0<y<4 〇

   15