[发明专利]荧光体及发光装置

说明书

技术领域

本发明涉及显示器、液晶用背光源、荧光灯、发光二极管等照明单元中所使用的氮化物荧光体。本发明系关于该氮化物荧光体的组成及使用该荧光体的发光装置。

背景技术

近年，使用半导体发光的发光装置被广泛地使用，特别是发光二极管已被成功开发，此发光装置较习知的冷阴极灯管、白炽灯等发光设备，具有发光效率高、体积小、低耗电力与低成本等优点，因此可作为各种光源来使用。而半导体发光装置包含半导体发光组件与荧光体，荧光体可吸收并转换半导体发光组件所发出的光，藉由半导体发光组件所发出的光与荧光体转换发出的光两者混合使用。此种发光装置可作为荧光灯、车辆照明、显示器、液晶背光显示等各种领域使用，其中，以白色发光装置使用最为广泛。现行白色发光装置是采用铈为活性中心的YAG荧光体(Y₃Al₅O₁₂:Ce)并搭配发出蓝光的半导体发光组件所组成。然而，使用Y₃Al₅O₁₂:Ce荧光体并搭配发出蓝光的半导体发光组件所发出的混合光，其色度坐标位于发出蓝光的半导体发光组件的色坐标与Y₃Al₅O₁₂:Ce荧光体的色坐标连接在线，因而，所发出的混合光为缺乏红色光的白光，演色性与色彩饱和度明显不足。此外，Y₃Al₅O₁₂:Ce的较佳激发光谱区域和半导体发光组件的发光区域并不一致，因此，激发光的转换效率不佳，高辉度的白光光源不易获得。为解决此种色调不良和发光辉度低下的现象，近年积极开发将YAG:Ce荧光体中混入可发出红光的荧光体，并改良可发出红光的荧光体的质量，以提高发光辉度。

然而，吸收蓝色光进而发出红色光的荧光体较为稀少，目前业界的开发研究以氮化物、氮氧化物荧光体为主。已知有使用铕(Eu)为活性中心的Sr₂Si₅N₈:Eu荧光体、CaAlSiN₃:Eu荧光体及一般式为M_zSi_12-(m+n)Al_m+nOnN_16-n:Eu的塞隆荧光体。然而，Sr₂Si₅N₈:Eu荧光体由于晶体本身耐热性不佳，长期使用时有辉度和演色性下降的缺点；赛隆荧光体虽然本身无耐久性问题，但是荧光体发光辉度明显不足，商业使用上并不普及。CaAlSiN₃:Eu荧光体虽然有较佳的耐久性，以及较塞隆荧光体为佳的辉度，但业界仍期待能更进一步提高荧光体的发光辉度，以使发光装置能具有较高的发光效率。

发明内容

鉴于上述问题，因此本发明的目的在于提供高辉度的荧光体材料，以及提供使用所述的荧光体材料搭配半导体发光组件而构成一高辉度的发光装置。

因此，发明人等针对上述问题点细心研究的结果，特别是新颖的红色荧光体进行研究探索。发明人通过潜心研究得知，CaAlSiN₃:Eu荧光体中添加特定含量的元素对于发光辉度具有显著的影响。而根据发明人研究结果，添加物中以镁和钡的含量，对于CaAlSiN₃:Eu荧光体的发光辉度具有特别显著影响。因此本发明精神为荧光体中镁和钡等元素的添加量在特定含量范围，可得到高辉度的荧光体，以及由该荧光体搭配半导体发光组件组合为发光装置。

为满足前述预期目的，本发明系提供一种荧光体，包含组成式为Ca_pSr_qM_m-A_a-B_b-O_t-N_n:Eu_r的组成物，其中，M为选自于铍及锌所组成的群组，A为选自于铝、镓、铟、钪、钇、镧、钆及镏所组成的群组，B为选自于硅、锗、锡、钛、锆及铪所组成的群组，0＜p＜1，0＜q＜1，0≤m＜1，0≤t≤0.3，0.00001≤r≤0.1，a＝1，0.8≤b≤1.2，2.7≤n≤3.1；且，该荧光体含有镁20～1500ppm和/或钡40～5000ppm。

所述的荧光体，较佳为含有镁85～1000ppm和/或钡80～3000ppm。

所述的荧光体，其中，较佳为0.05≤p≤0.9，0.1≤q≤0.95。

所述的荧光体，其中，较佳为0.15≤(p+q)＜1。