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TW201310710A - 發光裝置 - Google Patents

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TW201310710A
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Taiwan
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light
fluorescent powder
nitride
red
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李建國
林明哲
趙世邦
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亞德光機股份有限公司
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Abstract

本發明之發光裝置至少包含有：至少一個以上的藍光晶片、至少一個以上的紅光晶片以及膠合覆接於藍光光晶片及紅光晶片上之螢光層，該螢光層係由黃色螢光粉材以及紅色螢光粉材加上透明膠材均勻混合而成，藉由吸收光源之至少一部份，而發出與吸收光之波長相異或相同波長之光源，俾以達白光的照度及演色性增加。

Description

發光裝置
本發明係有關一種發光裝置，旨在提供一種可增加白光的照度及演色性之發光裝置。
近來提倡綠色能源之趨勢，全世界等先進各國基於節約能源與環保意識，均選擇白光發光二極體逐漸取代傳統照明設備，其優點具體積小(可配合應用設備小型化)、耗電量低(用電量為一般燈泡的八分之一至十分之一，日光燈的二分之一)、壽命長(可達10萬小時以上)、發熱量低(熱輻射低)與反應速度佳(可高頻操作)等，因此可解決相當多過去白熾燈泡難以克服之問題，則稱白光發光二極體作為二十一世紀照明之新光源，也因兼具省電與環保概念，被喻為「綠色照明光源」。
其中以藍光發光二極體(light emitting-diodes;LEDs)搭配黃色螢光粉產生白光為目前業界中較為成熟之技術。1996年日本日亞化學(Nichia Chemical)公司發展出以發黃光系列之釔鋁石榴石(Y3Al5O12：Ce，YAG:Ce)螢光粉配合氮化銦鎵(InGaN)藍色發光二極體，可作為高效率之白光光源。但由於在白光成色過程中，部份藍光必須參與混色以得到白光，因此有色溫(Color temperature)偏高之問題，特別是於高電流操作時，色溫升高的問題將更嚴重。
另外，YAG螢光粉於高溫環境下，其發光效率會隨溫度增加而降低，且其白光光譜幾乎不含紅色成份，因此其演色性(Color Rendering Index)約只有50-60，作為一般照明用光源時會有演色性不足的困擾。
本發明係之主要目的即在提供一種可增加白光的照度及演色性之發光裝置。
為達上述目的，本發明之發光裝置至少包含有：至少一個以上的藍光晶片、至少一個以上的紅光晶片以及膠合覆接於藍光晶片及紅光晶片上之螢光層，該螢光層係由黃色螢光粉材以及紅色螢光粉材加上透明膠材均勻混合而成，藉由吸收光源之至少一部份，而發出與吸收光之波長相異或相同波長之光源，俾以達白光的照度及演色性增加。
本發明之特點，可參閱本案圖式及實施例之詳細說明而獲得清楚地瞭解。
本發明旨在提供一種發光裝置10，如第一圖所示，至少包含有：至少一個以上的藍光晶片11、至少一個以上的紅光晶片12以及螢光層13，該藍光晶片11做為藍光發光的光源其波長為420～465nm，紅光晶片12做為紅光發光的光源其波長為590～650nm，而該螢光層13係膠合覆接於藍光晶片11及紅光晶片12上之，該螢光層13係由黃色螢光粉材以及紅色螢光粉材加上透明膠材均勻混合而成。
其中，該透明膠材為100重量百分比，而該黃色螢光粉材為0.1~60重量百分比，該紅色螢光粉材為0.1~50重量百分比，該黃色螢光粉材可以為鎦鋁石榴石(lutetium aluminum garnet，LuAG)螢光粉材，例如可選自Lu3Al5O12：Ce3+，該黃色螢光粉材可以為矽酸鹽(Silicate)螢光粉材例如可選自(Sr，Ca)2SiO4：Eu2+，Ba2SiO4：Eu2+，SrGa2S4，ZnS：Cu+，ZnS：Au+，ZnS：Al3+，(Zn，Cd)S：Ag+或CaS：Ce3+或上述之組合，而該紅色螢光粉材可以為氮化物(Nitride)螢光粉材例如可選自(Ba，Ca，Sr，Eu)2Si5N8-2xOxCx或AE2Si5N8：RE，其中AE為鹼土元素(alkaline earth element)，RE為稀土元素(rare earth element)，例如Ba2Si5N8：Eu2+、Ca2Si5N8：Eu2+或Sr2Si5N8：Eu2+，藉由該螢光層13吸收光源之至少一部份，而發出與吸收光之波長相異或相同波長之光源，俾以達白光的照度及演色性增加。
如下表一所示，係為一般發光裝置與本發明發光裝置所測得之照度、色溫以及演色性之比較表。
由上表可知編號1及編號3係使用藍光晶片配合黃色螢光粉(分別為鎦鋁石榴石螢光粉材或矽酸鹽螢光粉材)，其所激發出之白光光源雖照度較高，但色溫亦較高而演色性較低，造成被照物體所呈現的色彩不自然，影響人眼的視覺感知，也無法適當的顯示出被照物體所應展現的真實色彩；而編號2及編號4同樣使用藍光晶片配合黃色螢光粉(分別為鎦鋁石榴石螢光粉材或矽酸鹽螢光粉材)以及紅色螢光粉(氮化物螢光粉材)，雖然提高了演色性，但照度卻大為下降，而色溫仍高。
而編號5至編號14為本發明發光裝置所使用之藍光晶片以及紅光晶片配合黃色螢光粉(分別為鎦鋁石榴石螢光粉材或矽酸鹽光粉材)以及紅色螢光粉(氮化物螢光粉材)，其照度均能維持70 Im/W以上，最佳者為94Im/W，色溫平均落於3000K以下，而演色性亦可維持於70以上，最佳者為91，其中又以編號6及編號12為較佳實施例，該編號6之實施例中鎦鋁石榴石螢光粉材之含量以10重量百分比為佳，而該氮化物螢光粉材之含量以0.5重量百分比為佳，而該編號12之實施例中矽酸鹽螢光粉材之含量以18重量百分比為佳，而該氮化物螢光粉材之含量以0.5重量百分比為佳。
本發明之技術內容及技術特點已揭示如上，然而熟悉本項技術之人士仍可能基於本發明之揭示而作各種不背離本案發明精神之替換及修飾。因此，本發明之保護範圍應不限於實施例所揭示者，而應包括各種不背離本發明之替換及修飾，並為以下之申請專利範圍所涵蓋。
10．．．發光裝置
11．．．藍光晶片
12．．．紅光晶片
13．．．螢光層
第一圖係為本發明中反射壁成型方法之流程示意圖。

Claims (12)

  1. 一種發光裝置，其至少包含有：至少一個以上的藍光晶片；至少一個以上的紅光晶片；螢光層，係由黃色螢光粉材以及紅色螢光粉材加上透明膠材均勻混合而成，該螢光層可膠合覆接於藍光晶片及紅光晶片上，該透明膠材為100重量百分比，而該黃色螢光粉材為0.1~60重量百分比，該紅色螢光粉材為0.1~50重量百分比。
  2. 如請求項1所述之發光裝置，其中，該黃色螢光粉材可以為鎦鋁石榴石(lutetium aluminum garnet，LuAG)螢光粉材。
  3. 如請求項2所述之發光裝置，其中，該LuAG螢光粉材可選自Lu3Al5O12：Ce3+。
  4. 如請求項1所述之發光裝置，其中，該黃色螢光粉材可以為矽酸鹽(Silicate)螢光粉材。
  5. 如請求項4所述之發光裝置，其中，該Silicate螢光粉材可選自(Sr，Ca)2SiO4：Eu2+，Ba2SiO4：Eu2+，SrGa2S4，ZnS：Cu+，ZnS：Au+，ZnS：Al3+，(Zn，Cd)S：Ag+或CaS：Ce3+或上述之組合。
  6. 如請求項1至5任一項所述之發光裝置，其中，該紅色螢光粉材可以為氮化物(Nitride)螢光粉材。
  7. 如請求項6所述之發光裝置，其中，該氮化物螢光粉材可選自(Ba，Ca，Sr，Eu)2Si5N8-2xOxCx或AE2Si5N8：RE，其中AE為鹼土元素(alkaline earth element)，RE為稀土元素(rare earth element)。
  8. 如請求項7所述之發光裝置，其中，該氮化物螢光粉材以Ba2Si5N8：Eu2+、Ca2Si5N8：Eu2+或Sr2Si5N8：Eu2+為佳。
  9. 如請求項1至3任一項所述之發光裝置，其中，該鎦鋁石榴石螢光粉材之含量以10重量百分比為佳，而該氮化物螢光粉材之含量以0.5重量百分比為佳。
  10. 如請求項9所述之發光裝置，其中，該紅色螢光粉材可以為氮化物(Nitride)螢光粉材。
  11. 如請求項1、4或5所述之發光裝置，其中，該矽酸鹽螢光粉材之含量以18重量百分比為佳，而該氮化物螢光粉材之含量以0.5重量百分比為佳。
  12. 如請求項11所述之發光裝置，其中，該紅色螢光粉材可以為氮化物(Nitride)螢光粉材。
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