含錳線性紅光熒光材料及其光源裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明是有關于一種含錳線性紅光熒光材料及其光源裝置，尤其是包含四價錳離 子并具有化學SAxMF6yZy:Mn4+，可接收紫外及藍光的激發(fā)光，而放射較長波長的紅光。
【背景技術】
[0002] 近年來，具有"節(jié)能"與"環(huán)保"雙重特性的白光發(fā)光二極管（LED)，隨著發(fā)光效率不 斷提升，一般認為是取代熱熾燈與熒光燈的革命性光源，而熒光材料為制作單芯片白光LED 不可或缺的光轉換材料，攸關發(fā)光效率、安定性、演色性、色溫、使用壽命等特性，因此，熒光 材料可謂單芯片白光LED系統(tǒng)中最重要的關鍵材料。
[0003] -般來說，都希望白光裝置能在特定色溫及演色性下具有較高的發(fā)光效率，然而， 隨著色溫的降低或演色性的提高，發(fā)光效率通常會降低。此外，由于一般寬波段的紅粉（紅 光熒光粉）所涵蓋的范圍較寬，使得在較長波段的區(qū)域中，人眼視效函數(shù)的敏感度已經(jīng)降 到非常低，導致發(fā)光效率降低，所以當紅光熒光粉改用線性發(fā)光的材料時，即可有效提升發(fā) 光效率。
[0004] 在現(xiàn)有技術中，線性紅光熒光粉常用Eu3+摻雜的材料，比如Y20 3:Eu3+，不過Eu3+摻 雜的材料在激發(fā)光譜通常為線光譜，而且對于目前主流的440~460nm波段的激發(fā)效率并 不佳。此外，另外一系列的Mn 4+摻雜氟氧化物的熒光粉3. 5Mg0 · 0. 5MgF2 · Ge02:Mn4+，其放 光波長是大于650nm，且Mn4+摻雜至氧化物或鹵氧化物的主體通常會使發(fā)光波段落于650nm 以上，使得發(fā)光效率的提升效果會因波段太長而無進一步加強。
[0005] 因此，需要一種熒光材料及其光源裝置，利用純鹵化物熒光材料具有合成溫度低 的特性及高化學穩(wěn)定性，作為熒光材料的主體，可提供藍光或紫外激發(fā)白光LED的熒光粉， 并用以產(chǎn)生具有高光質(zhì)量的光源，藉以解決上述現(xiàn)有技術的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的主要目的在于提供一種含錳線性紅光熒光材料，形成熒光體，為顆粒狀 的粉體，可接收較短波長的激發(fā)光而放射較長波長的紅光，主要是包含第一元素、第二元 素、氟元素、鹵素元素以及四價錳離子，并具有化學式A XMF6 yZy:Mn4+，其中A為第一元素并包 含鋰、鈉、鉀、銣、銫、鎂、鈣、鍶、鋇以及鋅的至少其中之一，Μ為第二元素并包含硅、鍺、錫、 鈦、錯、錯、鎵、銦、鈧、趙、鑭、鈮、鉭、秘以及禮的至少其中之一，F(xiàn)為氟，Ζ為鹵素元素并包含 氯、溴以及碘的至少其中之一，且〇〈x蘭2,0〈y蘭6。
[0007] 本發(fā)明含錳線性紅光熒光材料所發(fā)射的紅光具有主放射波峰，其中主放射波峰的 波長范圍較佳的是介于580nm至800nm之間，因此，本發(fā)明可搭配適當?shù)臒晒獠牧隙鴳糜?照明或液晶顯示器，藉以提供具有適當光譜的光源，比如白光。
[0008] 再者，本發(fā)明進一步包括披覆層，是配置于熒光體的表面上，且具體而言，披覆層 可包含氧化硅（Si0 2)、氧化鈦（Ti02)、氧化鋁（A1203)、氧化鋅（ZnO)、氧化鋯（Zr0 2)及氧化 釔（Y2〇3)的至少其中之一。
[0009] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種光源裝置，用于發(fā)射白光，且光源裝置包括激發(fā) 光源、含錳線性紅光熒光材料、黃光熒光材料以及綠光熒光材料。激發(fā)光源可發(fā)射具有 370nm至500nm的波長的光激發(fā)，且含錳線性紅光熒光材料、黃光熒光材料以及綠光熒光材 料可接收激發(fā)光并分別放射紅光，黃光及綠光，尤其是紅光、黃光及綠光可經(jīng)混光而形成所 需的白光。
[0010] 較佳的，激發(fā)光源主要是由發(fā)光二極管（light emitting diode、LED)、雷射二極 管（laser diode、LD)、有機發(fā)光二極管（organic light emitting diode、0LED)、冷陰極燈 管（cold cathode fluorescent lamp、CCFL)或外部電極突光燈管（external electrode fluorescent lamp、EEFL)而實現(xiàn)。 toon] 具體而言，黃光熒光材料包括含三價鈰的釔鋁氧化物以及含二價銪的鋇鍶鈣氧化 物，且三價鈰的釔鋁氧化物的化學式為Y3Al5012:Ce3+，而含二價銪的鋇鍶氧化物的化學式為 (Baj x ySrxCay)2Si04:Eu2+〇
[0012] 此外，綠光熒光材料包括含三價鈰的镥鋁氧化物、硅鋁氮氧化物以及含二價 銪的鋇鍶鈣硅氮氧化物，且含三價鈰的镥鋁氧化物的化學式為Lu 3Al5012:Ce3+，β -硅鋁氮 氧化物的化學式為β-SiAlON，而含二價銪的鋇鍶鈣硅氮氧化物的化學式為（B&1 xySrxCay) Si202N2:Eu2+。
[0013] 由于本發(fā)明的主要特點在于含錳線性紅光熒光材料很適合目前普遍使用的 440~460nm藍光激發(fā)，并且放射光譜為線性的紅光，具有介于580nm至800nm之間主放射 波峰，因此，可改善并加強整體操作效率，同時，可搭配特定的其它熒光材料，經(jīng)混光后產(chǎn)生 具有適當光譜特性的光源，如白光，進而建構高質(zhì)量的光源裝置，可應用于照明或顯示領域 中所需的原始光源。
【附圖說明】
[0014] 圖1為依據(jù)本發(fā)明實施例含錳線性紅光熒光材料的剖示圖；
[0015] 圖2為依據(jù)本發(fā)明實施例使用含錳線性紅光熒光材料的光源裝置的示意圖；
[0016] 圖 3 為 K2SiF6 yCly:Mn4+ 粉末的 SEM 影像；
[0017] 圖4為實例4的K2SiF3Cl3:Mn4+激發(fā)及放射光譜；
[0018] 圖5為實例1~5及比較例中不同C1含量的K2SiF6 yCly:Mn4+的熒光強度比較；
[0019] 圖6為實例1~5及比較例中不同C1含量的K2SiF6 yCly:Mn4+的熒光放射光譜；
[0020] 圖7為實例9的Na2SiF3Cl3:Mn 4+的激發(fā)放射光譜；
[0021] 圖8為實例6~10及比較例中不同C1含量的Na2SiF6 yCly:Mn4+的熒光強度比較；
[0022] 圖9為實例11的K2TiF6 yCly:Mn4+的激發(fā)及放射光譜。
[0023] 其中，附圖標記說明如下：
[0024] 1含錳線性紅光熒光材料
[0025] 2光源裝置
[0026] 10熒光體
[0027] 20披覆層
[0028] 30激發(fā)光源
[0029] 40黃光熒光材料
[0030] 50綠光熒光材料
[0031] A局部放大區(qū)
[0032] B封裝體
[0033] CN電氣連接線
[0034] L1激發(fā)光
[0035] L2 紅光
[0036] L3 白光
[0037] PLE激發(fā)光譜
[0038] PL放射光譜
【具體實施方式】
[0039] 以下配合圖標及元件符號對本發(fā)明的實施方式做更詳細的說明，以使熟悉本領域 的技術人員在研讀本說明書后能據(jù)以實施。
[0040] 請參考圖1，為本發(fā)明實施例含錳線性紅光熒光材料的剖示圖。如圖1所示，本發(fā) 明的含錳線性紅光熒光材料1主要是包括顆粒狀或粉體狀的熒光體10,是由第一元素 A、第 二元素 M、氟元素、鹵素元素 Z以及四價錳離子構成，并具有化學式AXMF6 yZy:Mn4+，其中第一 元素 A可包含鋰、鈉、鉀、銣、銫、鎂、鈣、鍶、鋇以及鋅的至少其中之一，第二元素 Μ可包含硅、 鍺、錫、鈦、錯、錯、鎵、銦、鈧、趙、鑭、鈮、鉭、秘以及禮的至少其中之一，F(xiàn)為氟，鹵素元素 Ζ包 含氯、溴以及碘的至少其中之一，而且〇〈x蘭2,0〈y蘭6。
[0041] 本發(fā)明包含化學式AXMF6 yZy:Mn4+的熒光體10可接收較短波長的激發(fā)光而放射較 長波長的紅光，因而具有熒光作用，更具體而言，所發(fā)射的紅光具有主放射波峰，并且主放 射波峰的波長范圍是介于580nm至800nm之間。因此，本發(fā)明可搭配適當?shù)钠渌鼰晒獠牧希?以提供特定光譜特性的光源，比如白光，可當作照明或液晶顯示器的高質(zhì)量光源。
[0042] 此外，如圖1所示，本發(fā)明的含錳線性紅光熒光材料1可進一步包括披覆層20,是 配置于突光體10的表面上。具體而言，披覆層20可包含氧化娃（Si0 2)、氧化鈦（Ti02)、氧 化鋁（A1203)、氧化鋅（ZnO)、氧化鋯（Zr0 2)及氧化釔（Y203)的至少其中之一。
[0043] 進一步參考圖2,為本發(fā)明實施例使用含錳線性紅光熒光材料的光源裝置的示意 圖。如圖2所示，本發(fā)明的光源裝置2包括含錳線性紅光熒光材料1、激發(fā)光源30、黃光熒 光材料40、綠光熒光材料50、電氣連接線CN及封裝體Β，其中含錳線性紅光熒光材料1、黃 光熒光材料40、綠光熒光材料50是均勻混合而涂布于封裝體Β，如圖中的局部放大區(qū)Α所 示，可用以接收來自激發(fā)光源3的激發(fā)光L1，并分別由含錳線性紅光熒光材料1、黃光熒光 材料40、綠光熒光材料50產(chǎn)生紅光、黃光、綠光，進而混光成白光L3而射出，當作照明或顯 示裝置的光源。
[0044] 具體而言，電氣連接線CN連接激發(fā)光源30及外部電源，用以將外部電源的電力輸 入激發(fā)光源30,使激發(fā)光源30產(chǎn)生激發(fā)光L1。封裝體B包覆激發(fā)光源30及電氣連接線 CN，以提供隔絕保護作用，通?？衫酶咄腹饴是译姎饨^緣的樹脂或玻璃構成。
[0045] 此外，上述激發(fā)光源30可包含發(fā)光二極管（light emitting diode、LED)、雷射二 極管（laser diode、LD)、有機發(fā)光二極管（organic light emitting diode、0LED)、冷陰極 燈管（cold cathode fluorescent lamp、CCFL)或外部電極突光燈管（