[发明专利]荧光材料、白光发光装置与防伪涂料

说明书

技术领域

本发明涉及一种荧光材料，更具体地涉及该材料在白光发光装置或防伪涂料的应用。

背景技术

目前市面应用发光二极管(LED，light emitting diode)的白光发光装置将逐渐取代传统的钨丝灯及日光灯照明，因其具有下列特性：(1)体积小，适用于数组封装照明使用，且可视其应用做不同颜色种类的组合；(2)寿命长，其寿命可达1万小时以上，比一般传统钨丝灯泡高出50倍以上；(3)耐用，由于其封装为透明树脂，因此可耐震与耐冲击；(4)环保，由于其内部结构不含水银，因此没有污染及废弃物处理问题；(5)省能源与低耗电量，其耗电量约是一般钨丝灯泡的1/3至1/5。

而所谓「白光」通常指一种多颜色的混合光，人眼所见的白色光由至少包括二种以上波长的色光所形成，例如：蓝色光加黄色光可得到二波长的白光，蓝色光、绿色光、红色光混合后可得到三波长的白光。

白光发光二极管可依照其制作所使用的物质而分为：有机发光二极管与无机发光二极管。目前市场上主要半导体白光光源主要包括以下三种方式。第一种为以红蓝绿三色发光二极管晶粒组成白光发光模块，其具有高发光效率、高演色性(color render)，但同时也因不同颜色晶粒(Chip)磊晶材料不同，连带使电压特性也随之不同。因此使得制造成本偏高、电路设计复杂、且混光不易。

第二种为日亚化学提出的以蓝光发光二极管激发黄色YAG荧光粉产生白光的发光二极管，为目前市场上的主流方式。在蓝光发光二极管芯片的外围填充混有黄光YAG荧光粉的光学胶，此蓝光发光二极管芯片所发出蓝光的波长约为400-530nm，利用蓝光发光二极管芯片所发出的蓝光激发黄光荧光粉产生黄光，其余蓝光配合荧光粉所发出的黄光，即形成蓝黄混合的二波长白光。

然而该白光LED在一般照明上的限制极多，主要原因如下：由于蓝光占发光光谱的大部份，因此，会有色温偏高与不均匀的现象。基于上述原因，必须提高蓝光与黄光荧光粉作用的机会，以降低蓝光强度或是提高黄光的强度。再者，因蓝光发光二极管发光波长会随温度增加而改变，进而造成白光源颜色控制不易。此外，因缺乏红光造成演色性较差。

第三种是以紫外光发光二极管激发透明光学胶中含均匀混有一定比例的蓝色、绿色、红色荧光粉，激发后可得到三波长的白光。三波长白光发光二极管具有高演色性优点，但却有发光效率不足的缺点。不过即使如此，这种白光LED可分别制造三原色荧光材料后再进行组合，在制程弹性及性质上比前两种白光LED更具优势。大部份红光荧光体多为硫化物、氮化物、或其它氧化物。硫化物荧光体的光转换效率高，但缺点是稳定性差，易受水气或氧气劣化。氮化物荧光体的稳定性佳，但其合成不易，常需高温高压制程，不但危险也提高成本。至于氧化物中最容易取得的是硅酸盐类，目前缺乏较适用的红光荧光粉。综上所述，目前亟需一种新的硅酸盐类红光荧光体，以进一步应用于白光LED。

另一方面，随着印刷技术的进步，伪造文书或钞票的犯罪手法也日益严重，因此目前亟需一种新的荧光材料应用于防伪涂料。

发明内容

为解决现有的红光荧光粉制备不易或性能不够稳定的缺点，本发明提供一种荧光材料，包括M_9.33-x-ySi₆O₂₆:Eu_xBi_y，其中M为Y、La、Gd、Lu或上述组合，0≤x≤3；0≤y≤1；且x+y≠0。

本发明亦提供一种白光发光装置，包括上述荧光材料；蓝光荧光材料；绿光荧光材料；以及激发光源。

本发明还提供一种防伪涂料，包括上述荧光材料。

附图说明

图1为本发明优选实施例中，Gd_7.33Si₆O₂₆:Eu₂的激发发射图谱；

图2为本发明优选实施例中，Gd_9.28Si₆O₂₆:Bi_0.05的激发发射图谱；

图3为本发明优选实施例中，Gd_8.68Si₆O₂₆:Eu_0.6Bi_0.05的激发发射图谱；

图4为本发明优选实施例中，Gd_8.68Si₆O₂₆:Eu_0.6Bi_0.05的X光衍射图谱；