一种荧光材料的配方，其特征在于，利用改变该荧光材料主体结构中金属元素的组成，以调变化合物的晶格场，进而造成其发光波长的改变，该荧光材料的化学式为（Ｙ↓［ｘ］Ｍ↓［ｙ］Ｃｅ↓［ｚ］）Ａｌ↓［５］Ｏ↓［１２］，（其中ｘ＋ｙ＝３，且ｘ、ｙ≠０，０．５＞ｚ＞０），Ｍ是选自铽（Ｔｂ）、馏（Ｌｕ）及镱（Ｙｂ）等金属元素所组成的集合，其中（Ｙ↓［ｘ］Ｍ↓［ｙ］）Ａｌ↓［５］Ｏ↓［１２］为其主体结构，Ｃｅ为发光中心。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于制作高亮度白光二极管的荧光粉，及其以此荧光粉，其成分为(YxMyCez)Al5O12，配合蓝紫光或蓝光发光二极管制作成的高亮度白光二极管。
技术介绍
1996年日本日亚化学公司(Nichia Chemical)发展出以蓝光发光二极管激发荧光粉使其产生黄光，在经色光混合，可产主高亮度的白光，未来将可取代日光灯做为白光光源，至此开始了白光LED应用于照明的时代。在中国台湾专利(第1561771号)及美国专利(第5998925号)所揭示的黄光YAGCe荧光粉的一般式为(Y1-p-q-rGdpCeqSmr)3(Al1-sGas)5O12(其中0.8≥p≥0，0.2≥q≥0.003、0.08≥r≥0.003，1≥s≥0)。其利用蓝光LED照射一荧光物质以产生与蓝光互补的黄光，再利用透镜原理将黄光、蓝光予以混合，使人眼产生白光的视觉。其理论可由色度坐标图(C.I.E.chromicity diagram)解释，即蓝光与黄光间的联机可通过白光区。白光为多颜色的混合光，可被人眼感觉的白光至少包括二种以上波长的混合光。例如人眼同时受红、蓝、绿光的刺激时，或同时受到蓝光与黄光的刺激时均可感受为白光，故依此原理可设计产生白光LED光源。以今日的技术而言，有三个方案可行。第一种是使用三颗红、蓝、绿光的LED，分别控制通过LED的电流以产生白光。第二种是使用二颗黄、蓝光LED也分别控制通过LED的电流而产生白光。但此二种方法有一缺点，即这些同时使用的不同颜色LED若其中的一发生故障，则将无法得到正常的白光。且同时使用多个LED，成本也较高，此均为实际应用的不利因素。第三种则是以氮化铟镓(InGaN)LED所产生的蓝光激发可发出黄色光的荧光染料或粉体时也可以得到白光。此方法不但无前述二种方法的缺点，还具有驱动电路设计简易的优点。生产容易、耗电量低与成本较低，故目前大部分白光LED均采用此法。然而目前商用InGaN型蓝光发光二极管，因大部分采用有机金属气相沉积法(Metalorganic chemical vapor deposition；MOCVD)制成，然此工艺方法难以控制只产生固定波长的蓝光。故如何发展一系列发光波长可调变的黄色荧光粉，使可适合430nm～490nm的蓝光，是为一重要的课题。传统上如日亚公司所使用的光色调变方式多以添加另一异质离子，例如(Y1-p-q-rGdpCeqSmr)3(Al1-sGas)5O12当其组成为(Y1-qGeq)3Al5O12可发出546nm的黄光，但添加Gd后(Y1-p-qGdpCeq)3Al5O12可使主波长产生红位移至556nm，如中国台湾专利(第1561771号)及美国专利(第5998925号)。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种荧光粉，用于制作白光发光二极管，该荧光粉的发光波长能够搭配不同发光波长的蓝光LED产生变化，从而可以混合产生白光。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种荧光材料的配方，其特点是，利用改变该荧光材料主体结构中金属元素的组成，以调变化合物的晶格场，进而造成其发光波长的改变，该荧光材料的化学式为(YxMyCez)Al5O12，(其中x+y＝3，且x、y≠0，0.5＞z＞0)，M是选自铽(Tb)、馏(Lu)及镱(Yb)等金属元素所组成的集合，其中(YxMy)Al5O12为其主体结构，Ce为发光中心。如上所述的一种荧光材料的配方，其中，所述的荧光材料的原料粉体可使用金属化合物的氧化物、硝酸盐、有机金属化合物或金属盐类。如上所述的一种荧光材料的配方，其中，所述的荧光材料的合成方式可为固态烧结法或化学法。如上所述的一种荧光材料的配方，其中，所述的化学法可为凝胶法或共沉法。本专利技术还提供了一种白光发光二极管，包含依预定比例混合或组合的(YxMyCes)Al5O12荧光材料，及可发出预定波长与亮度的发光二极管作为一激发光源，经封装后施以电流，荧光材料与发光二极管两者所发出的光可混合形成白光，而制成白光发光二极管。如上所述的白光发光二极管，其中，所述的(YxMyCez)Al5O12荧光材料，其中，x+y＝3，x、y≠0且0.5＞z＞0，M是选自铽(Tb)、馏(Lu)及镱(Yb)等金属元素所组成的集合，其中(YxMy)Al5O12为其主体结构，Ce为发光中心。如上所述的白光发光二极管，其中，所述的发光二极管所发出的光源主波长(λDdomination wavelength)为430nm至500nm之间。如上所述的白光发光二极管，其中，所述的荧光材料所发出的光源主波长(λDdomination wavelength)为560nm至590nm之间。如上所述的白光发光二极管，其中，所述的荧光材料的混合比例与发光二极管的波长与亮度，可以混色公式计算决定。本专利技术以另一方式使主波长产生红位移，主要利用调整主体结构的晶格场大小以调变光色。三价Ce的电子组态为4f1，其中4f轨域受自旋-轨域耦合作用(spin-orbital coupling)分裂为2F5/2及2F7/2；而其5d轨域则受到晶格场的作用产生分裂。随着晶格场的增加，5d轨域分裂也随之增大，而Ce3+激发后由5d轨域最低的能阶回到4f的能量差也随之降低，使发光波长产生红位移。本专利技术以铽(Tb)、馏(Lu)及镱(Yb)取代现有的(Y1-xCex)Al5O12黄色荧光粉中的钇离子(Y)，由于两者具有相同的价数与接近的离子半径，故相互取代程度极高，而可形成一单相结构的固态溶液。本专利技术即利用上述特性使荧光粉的发光波长产生变化，使其能够有效搭配不同发光波长的蓝光LED，借以混合产生白光。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步说明。附图说明图1是本专利技术根据实施例一所合成配方为(Y1.80M1.20Ce0.05)Al5O12(其中M＝Tb)荧光粉的激发图谱(左边的曲线)与发射光谱(右边的二曲线)，其中发射光谱A为以470nm的蓝光激发，发射光谱B为以460nm的蓝光激发。图2中C为依据比较例一所合成的配方为(Y3Ce0.05)Al5O12荧光粉的发射光谱；D为依据实施例二所合成的配方为(Y2.375Tb0.625Ce0.05)Al5O12荧光粉的发射光谱；E为依据实施例一所合成的配方为(Y1.80Tb1.20Ce0.05)Al5O12发射光谱。图3是不同Tb与Y比例的荧光粉体的色度坐标图。其中F点为图2中的光谱C经程序转换后所得的色度坐标点，G点为图2中的光谱D经程序转换后所得的色度坐标点；H点为图2中的光谱E经程序转换后所得的色度坐标点。具体实施例方式本专利技术是关于一种荧光粉，用于制作高亮度白光发光二极管。荧光粉成分为(YxMyCez)Al5O12，(其中x+y＝3，且x、y≠0，0.5＞z＞0)，M是选自铽(Tb)、馏(Lu)及镱(Yb)等金属元素所组成的集合。如本案的实施例所用的蓝紫光或蓝光发光二极管配合上述适当波长的荧光粉体制作高亮度白光光源的方法。利用蓝紫光或蓝光作为激发光源，配合可被选用波长的蓝光所激发而发出黄光的材料，而此被激发产生的黄光混合LED产生的蓝光形成白光，即可制得一高亮度的白光光源。关于本专利技术的荧光粉粉体及白光光源制作方法以实施例作为进一步的说明本专利技术的荧光粉合成包括下列实施例实施例一本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘如熹，林益山，纪喨胜，王健源，
申请(专利权)人：光宝科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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