[发明专利]发光装置及其耐温碳化物荧光材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种荧光材料，特别是指一种发光装置及其耐温碳化物荧光材料。

背景技术

日亚化工从1996年开始生产白光LED。美国专利5,998,925揭露一种采用波长450nm至470nm的蓝光发光二极管作为发光单元，与以铈作为活化中心的钇-铝石榴石荧光物质(Y₃Al₅O₁₂：C e³⁺，又称YAG：Ce³⁺)进行组合，而获得产生白光的发光系统。发光单元发出的部份蓝光被荧光物质吸收并转换成黄光为主的较宽光谱(光谱中心约为580nm)放出，由于大量的黄光辐射能刺激人眼中的红光和绿光受体，加上原有少量蓝光辐射刺激了蓝光受体，看起来就像是产生了白色光。

但蓝光LED与YAG荧光粉的组合于本质上具有的缺点为：因缺少红光而导致演色性不佳，发光效率会随使用温度增高而降低，以及在大功率光源激发下所放出的光，其温度稳定性不佳。

为改善YAG的缺点，许多研究朝向添加Si进行改良。由于硅或硅酸盐基质热稳定性差和化学稳定性差，但在紫外光区有较强的吸收，且高纯度的硅或二氧化硅材料价格低廉又易取得，因此以Si⁴⁺替代Al³⁺的稀土离子激活的含硅发光材料引起高度的重视。

US2010/0142182公开一种照明系统，包含一个含有第一发光元件的发光设备，以及与发光设备分离的第二发光元件。该第一发光元件设有荧光材料，例如包括Si和N且以铈作为激活剂的钇-铝石榴石荧光物质，该荧光物质具有下列通用分子式：

(Y_1-α-β-a-bLu_αGd_β)₃(Al_5-u-vGa_uSi_v)O_12-vN_v:Ce_a³⁺

其中，0≦α<1，0≦β<1，0<(α+β+a+b)≦1，0≦u≦1，0＜v<1，0<a≦0.2。

该荧光物质系基于YAG的结构进行改良，但含Si荧光粉的固有缺点在于耐受温度较低且较不稳定，且放出的光色较为艳丽，易对人眼会造成过度刺激。若长期使用，易引起人眼疲劳。虽加入烧结温度较高的氮元素，但该荧光材料的烧结温度约在1500℃，耐受温度仍然较低且稳定性不足，其演色指数(Ra值)不超过80%，且此类荧光材料用于发光装置时所需份量较多。

由上述可知，研发一种耐受温度高，演色性及热稳定性良好，且光色自然不刺眼的荧光材料是目前本领域的重要课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐热稳定度高且光色自然的发光装置及其耐温碳化物荧光材料及其发布系统。

本发明用于发光装置的耐温碳化物荧光材料，至少包含化合物：M¹_yM²₅O_zC_x：M³_w，其中，M¹选自下组：Sc³⁺、Y³⁺、La³⁺、Sm³⁺、Gd³⁺、Tb³⁺、Pm³⁺、Er³⁺、Lu³⁺、及其组合；M²选自下组：Al³⁺、In³⁺、Ga³⁺、及其组合；M³选自下组：Tm³⁺、Bi³⁺、Tb³⁺、Ce³⁺、Eu³⁺、Mn³⁺、Er³⁺、Yb³⁺、Ho³⁺、Gd³⁺、Pr³⁺、Dy³⁺、Nd³⁺、及其组合。

本发明用于发光装置的耐温碳化物荧光材料，其中，2.25≦x≦3.75，2.7≦y≦3，0.01w≦0.3，且4.5≦z≦7.5。