白光发光装置

摘要

本发明提供一种白光发光装置，包括：发光组件，其具有发光层，该发光层是由氮化物系化合物半导体所组成的，且可发出第一光；以及荧光层，位于该发光组件上，以吸收该发光组件所发出的该第一光的至少一部份，而该荧光层包括：荧光增白剂，吸收该第一光的一部份，并发出第二光；以及光致发光荧光体，包括选自Y、La、Gd与Sm所组成的组群中的至少一种元素和选自Al、Ga与In所组成的组群中的至少一种元素，且由铈致活的石榴石系(garnet)荧光体，而该光致发光荧光体可吸收该第一光的一部份与该第二光的一部份，并发出第三光。

权利要求

1.一种白光发光装置，包括：

发光组件，该发光组件具有发光层，该发光层是由InGaN组成，且可发出波长介于320至410nm之间的第一光；以及封装层，包覆该发光组件，

该封装层中包含有：

重量百分比为90％的硅树脂，

荧光增白剂，该荧光增白剂是重量百分比为0.01％的4，4-双(2-甲氧基苯乙烯基)联苯，该荧光增白剂系吸收该第一光的一部份，并发出波长介于450至600nm之间的第二光；和光致发光荧光体，重量百分比为9.99％的钇铝石榴石荧光体，而该光致发光荧光体吸收该第一光的一部份与该第二光的一部份，并发出第三光，该第三光的波长是介于530nm至590nm之间，其中，该第一光、该第二光、与该第三光在该封装层中进行混合后，从该封装层向外发射出白光。

说明书

技术领域

本发明是有关一种发光装置，尤其是一种白光发光装置，该白光发光装置的发光亮度及发光效率可大幅提升。

背景技术

白光发光二极管(white LED)是所有发光二极管技术中难度最高的一种。白光发光二极管的制作有两个关键点：第一点是必须有高效率的发光二极管芯片；以及第二点则是必须有可以搭配的高效率荧光粉。全球白光发光二极管的主要厂商是日亚化学(Nichia)，该公司即在会发出波长为460nm的蓝光的芯片上涂布一层钇铝石榴石(YAG)荧光物质，利用蓝光发光二极管芯片照射此荧光物质以产生与蓝光互补的波长为555nm的黄光，再利用透镜原理，将互补的黄色光、蓝色光加以混合，最后制造出白色。但由蓝光与钇铝石榴石荧光粉所搭配的发光二极管会发出具有色斑及月晕等现象的白光。因此，如何提升发光强度，以消弭白光中出现的色斑及月晕等现象，同时提升发光效率则为本发明所要钻研的主要课题。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种白光发光装置，该白光发光装置能发出具有高发光强度与高发光效率的白光，以解决上述已知技术上的课题。
为了达到上述目的，本发明提供一种白光发光装置，其包括：发光组件，具有发光层，该发光层是由氮化物系化合物半导体所组成的，且可发出波长介于320至410nm之间的第一光；以及荧光层，位于该发光组件上，以吸收该发光组件所发出的该第一光的至少一部份，而该荧光层包括：荧光增白剂，是有机化合物，该荧光增白剂吸收该第一光的一部份，并发出波长介于450至600nm之间的第二光；和光致发光荧光体，包括选自Y、La、Gd与Sm所组成的组群中的至少一种元素和选自Al、Ga与In所组成的组群中的至少一种元素，且由铈致活的石榴石系(garnet)荧光体，而该光致发光荧光体可吸收该第一光的一部份与该第二光的一部份，并发出波长介于530nm至590nm之间的第三光。
本发明又提供一种白光发光装置，包括：发光组件，该发光组件具有发光层，该发光层是由氮化物系化合物半导体所组成的，且可发出波长介于320至410nm之间的第一光；以及封装层，包覆该发光组件，该封装层中包含有：荧光增白剂，是有机化合物，该荧光增白剂可吸收该第一光的一部份，并发出波长介于450至600nm之间的第二光；和光致发光荧光体，包括选自Y、La、Gd与Sm所组成的组群中的至少一种元素和选自Al、Ga与In所组成的组群中的至少一种元素，且由铈致活的石榴石系荧光体，而该光致发光荧光体可吸收该第一光的一部份与该第二光的一部份，并发出波长介于530nm至590nm之间的第三光，其中，该第一光、该第二光与该第三光在该封装层中进行混合后，从该封装层向外发射出白光。
本发明的优点是：本发明可使用不易产生热的高效率紫外光光源代替蓝光光源，而且与已知白光发光装置相比，本发明使用荧光增白剂，不但可使已知使用蓝光光源与YAG荧光粉的白光发光装置的发光亮度大幅提升，并且可消弭已知白光发光装置中出现的色斑及月晕等现象，同时本发明白光发光装置的发光效率也获得大幅提升。
由本发明下述的实施方式及所附图，本发明的前述及其它目的、特征、观点及优点将会更加清楚。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的荧光强度对波长(300nm至400nm)的光谱，其中荧光体-树脂混合物是以实线-表示，而YAG-树脂混合物是以虚线...表示；
图2是根据本发明的实施例的发光效率对波长(300nm至400nm)的光谱，其中荧光体-树脂混合物是以实线-表示，而YAG-树脂混合物系以虚线...表示；
图3是根据本发明的实施例的荧光强度对波长(350nm至395nm)的光谱，其中荧光体-树脂混合物是以实线-表示，而YAG-树脂混合物是以虚线...表示；
图4是根据本发明的实施例的发光效率对波长(350nm至395nm)的光谱，其中荧光体-树脂混合物是以实线-表示，而YAG-树脂混合物是以虚线...表示；以及
图5是根据本发明的实施例的发光亮度(LM)对波长(350nm至395nm)的光谱，其中荧光体-树脂混合物是以实线-表示，而YAG-树脂混合物是以虚线...表示。

具体实施方式

下面将以更加详细的方式描述本发明的优选实施例。
在一种实施例中，本发明的白光发光装置，包括：发光组件，具有发光层，该发光层是由氮化物系化合物半导体(例如InGaN)所组成的，且可发出波长介于320至410nm之间的第一光；以及荧光层，位于该发光组件上，以吸收该发光组件所发出的该第一光的至少一部份，而该荧光层包括：荧光增白剂，其是4，4-双(2-甲氧基苯乙烯基)联苯，而该荧光增白剂可吸收该第一光的一部份，并发出波长介于450至600nm之间的第二光；和光致发光荧光体，包括选自Y、La、Gd与Sm所组成的组群中的至少一种元素和选自Al、Ga与In所组成组的群中的至少一种元素，且由铈致活的石榴石系荧光体，而该光致发光荧光体的化学式为(Y1-p-q-rGdpCeqSmr)3(Al1-sGas)5O12，其中0≤p≤0.8、0.003≤q≤0.2、0.0003≤r≤0.08和0≤s≤1，且该光致发光荧光体可吸收该第一光的一部份与该第二光的一部份，并发出波长介于530nm至590nm之间的第三光。
该白光发光装置，更包括由树脂构成的封装层，包覆该发光组件及该荧光层，而该第一光、该第二光与该第三光在该封装层中进行混合后，会从该封装层向外发射出白光。
在另一种实施例中，本发明的白光发光装置，包括：发光组件，该发光组件具有发光层，该发光层是由氮化物系化合物半导体(例如InGaN)所组成的，且可发出波长介于320至410nm之间的第一光；以及主要是由树脂构成的封装层，包覆该发光组件，该封装层中包含有：荧光增白剂，是4，4-双(2-甲氧基苯乙烯基)联苯，该荧光增白剂将吸收该第一光的一部份，并发出波长介于450至600nm之间的第二光；和光致发光荧光体，包括选自Y、La、Gd与Sm所组成的组群中的至少一种元素和选自Al、Ga与In所组成的组群中的至少一种元素，且由铈致活的石榴石系荧光体，而该光致发光荧光体的化学式为(Y1-p-q-rGdpCeqSmr)3(Al1-sGas)5O12，其中0≤p≤0.8、0.003≤q≤0.2、0.0003≤r≤0.08、和0≤s≤1，该光致发光荧光体可吸收该第一光的一部份与该第二光的一部份，并发出波长介于530nm至590nm之间的第三光，其中，该第一光、该第二光与该第三光在该封装层中进行混合后，会从该封装层向外发射出白光。在该封装层中，树脂的重量百分比为80.00％至94.99％，荧光增白剂的重量百分比为0.01％至5.00％，而光致发光荧光体的重量百分比为5.00％至15.00％。
实施例
将90％的硅树脂、0.01％的4，4-双(2-甲氧基苯乙烯基)联苯荧光增白剂与9.99％的YAG荧光粉经由搅拌脱泡而制得荧光体-树脂混合物，以波长范围为300nm至400nm(波长间隔为5nm)的激发光照射该荧光体-树脂混合物，并记录其荧光强度(μW)对波长(nm)的光谱，如图1所示(荧光体-树脂混合物是以实线-表示)。另外，将90％的硅树脂与10％的YAG经由搅拌脱泡而制得荧光体-树脂混合物，以波长范围为300nm至400nm(波长间隔为5nm)的激发光照射该YAG-树脂混合物，并记录其荧光强度对波长的光谱，如图1所示(YAG-树脂混合物是以虚线...表示)。将图1中的荧光强度除以激发光强度即可换算成发光效率(其单位为流明/瓦(LM/W))，而获得发光效率对波长的光谱，如图2所示(荧光体-树脂混合物是以实线-表示，而YAG-树脂混合物是以虚线...表示)。
接着，再特别以波长范围为350nm至395nm(波长间隔为5nm)的激发光，照射上述该荧光体-树脂混合物，并记录其荧光强度对波长的光谱，如图3所示(荧光体-树脂混合物是以实线-表示)。另外，同样以波长范围为350nm至395nm(波长间隔为5nm)的激发光，照射上述该YAG-树脂混合物，并记录其荧光强度对波长的光谱，如图3所示(YAG-树脂混合物是以虚线...表示)。将图3中的荧光强度除以激发光强度即可换算成发光效率，而获得发光效率对波长的光谱，如图4所示(荧光体-树脂混合物是以实线-表示，而YAG-树脂混合物是以虚线...表示)。另外，将图3中的荧光强度换算成发光效率，而获得发光亮度(LM)对波长的光谱，如图5所示(荧光体-树脂混合物是以实线-表示，而YAG-树脂混合物是以虚线...表示)。
上述实施例中使用的荧光增白剂仅作为范例，只要是能吸收紫外光而放出近紫光或蓝光的荧光剂均可应用于本发明，作为荧光增白剂，例如1，4-二(苯并唑基-2-基)苯、1，4-二(苯并唑基-2-基)萘、或芘等。
因此，本发明的优点是：以不易产生热的高效率紫外光光源代替蓝光光源，而且与已知白光发光装置相比，本发明使用荧光增白剂，不但可使已知使用蓝光光源与YAG荧光粉的白光发光装置的发光亮度大幅提升，同时本发明白光发光装置的发光效率也获得大幅提升。
对所有熟悉此技术者而言，本发明明显地可以作出多种修改及变化而不脱离本发明的精神和范围。因此，本发明包括该些修改及变化，且其都被包括在下附的权利要求范围及其等同物中。