[发明专利]荧光材料及应用其的荧光灯

说明书

技术领域

本发明是有关于一种荧光材料及应用其的荧光灯，且特别是有关于一种掺杂少量稀土元素的荧光材料及应用其的荧光灯。

背景技术

荧光灯，或称日光灯、光管、荧光管，是一种照明装置，使用电力在氩或氖气中激活水银蒸气，形成等离子体并发出短波紫外线，令灯管内荧光物质发出可见光以照明。随着荧光物质种类与混合比例不同，可以发出不同光色，因此内含的荧光物质为决定荧光灯的应用领域的重要关键。

目前应用于晒黑皮肤的荧光灯通常设计成具有直接色素光谱5031(direct pigmentation spectrum)，其主要发射波长介于320nm-340nm的UV-A辐射光，并会发射少量波长介于260nm-320nm的UV-B辐射光。由于UV-B辐射会导致皮肤形成黑色素，配合UV-A辐射可以让皮肤内形成的黑色素变深，来达成晒黑的效果。晒黑灯(Tanning Lamp)内所使用荧光粉为BaSi₂O₅:Pb，其主要发射351nm的UV-A辐射光，其组成包括有毒金属铅，若是荧光物质泄漏出来会对使用者健康及环境生态造成严重危害。基于上述理由，市面上另有其它不含铅的荧光粉，例如：YPO₄:Ce、SrB₄O₇:Eu、(Ba，Mg)Al₁₁O₁₉:Ce等等，虽然上述荧光粉都可以发出UVA辐射光且不含有毒金属，但是这些荧光粉都是利用价格昂贵的稀土元素-铈(Ce)、铕(Eu)-做为活化剂，造成这些荧光粉制造成本居高不下难以普及。

再者，一般荧光灯或是冷阴极荧光灯内的荧光物质都是混合了红色、绿色以及蓝色发光的荧光物质，其中又绿色发光的荧光物质对于荧光灯的光通量与演色性的影响最为重要，也是三种荧光物质中价格最高的。目前市售绿色荧光粉主要磷酸盐以及氧化铝为主体两类，例如是LaPO₄:Ce，Tb与CeMgAl₁₁O₁₉:Tb，由于磷酸盐主体的发光强度比较强，是较受欢迎的绿色荧光材料。然而，虽然绿色荧光粉LaPO₄:Ce，Tb可以发出强度较高的绿色荧光，但是其必须掺杂大量价格昂贵的稀土元素-铈(Ce)、铽(Tb)-做为活化剂，导致其制造成本居高不下难以普及。

发明内容

本发明的目的在于提供一种荧光材料及应用其的荧光灯，其掺杂的稀有金属含量低，制造成本低廉。

为实现上述目的，根据本发明的一方面，提出的荧光材料，以化学式表示如下：

A₃D_1-X(PO₄)₃:CeX

其中，0＜X≤0.5，A是选自铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、锌(Zn)或其组合，D是选自镧(La)、钆(Gd)、钇(Y)、钪(Sc)、镏(Lu)、钕(Nd)、硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)或其组合。

根据本发明的另一方面，提出一种荧光灯，包括玻璃灯管以及荧光膜。玻璃灯管填充水银及惰性气体，荧光膜形成于玻璃灯管内侧，荧光膜至少包含一荧光材料，荧光材料以化学式表示如下：

A₃D_1-X(PO₄)₃:CeX

其中，0＜X≤0.5，A是选自铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、锌(Zn)或其组合，D是选自镧(La)、钆(Gd)、钇(Y)、钪(Sc)、镏(Lu)、钕(Nd)、硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)或其组合。

附图说明

图1显示本发明的第一实施例的具有不同铈掺杂比例X的荧光材料的光致发光图谱。

图2显示本发明的第一实施例的荧光材料的X光绕射图谱。

图3显本发明的第一实施例的荧光材料的激发光谱。

图4为本发明的第一实施例的荧光材料的光致发光光谱。

图5为本发明的第一实施例的荧光材料与传统UV-A荧光粉的光致发光图谱的比较。

图6显示依照本发明的第一实施例的荧光灯的剖面图。

图7显示本发明的第二实施例的具有不同铽掺杂比例Y的荧光材料的光致发光光谱。

图8显示本发明的第二实施例的荧光材料与传统荧光材料的X光绕射图谱的比较。