[发明专利]具有氧磷灰石结构的黄光荧光材料、制备方法与其白光二极管装置

说明书

技术领域

本发明是有关于一种黄光荧光材料，且特别是有关于一种氧磷灰石型态的黄光荧光材料。

背景技术

自从在20世纪初期发明以InGaN为基础的光致放光芯片后，商业应用上的白光二极管(white light-emitting diodes；WLEDs)已经有了长足的进展。靠着结合InGaN芯片所发出的蓝光以及以Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺(YAG:Ce³⁺)为主的材料所发出的黄光，所得到的白光已经超越了白热灯泡，甚至可以与传统荧光灯来相比较。与传统光源比起来，白光二极管为一种节能长寿又环保的光源。但是，白光二极管的光色质量在白光色调调整(white hue tunability)、色温及演色(color rendering)性质上仍待改进，而且这些性质皆与日常的照明有关。

目前白光二极管在使用的大部分荧光材料，皆无法达到白光的最适要求，而且在红光区域的演色性质相当不足。因此，需要为白光二极管找到新材料来满足对白光质量的要求。

发明内容

因此，本发明的一方面是在提供一种具有氧磷灰石结构的黄色荧光材料，其具有(A_1-xEu_x)_8-yB_2+y(PO₄)_6-y(SiO₄)_y(O_1-zS_z)₂的化学通式，其中A与Eu为二价金属离子，B为三价金属离子，且0＜x≤0.6，0≤y≤6与0≤z≤1。前述的A可为碱土金属、Mn或Zn，B可为IIIA族金属、稀土金属或Bi。

依据本发明一实施例，当y＝z＝0时，该黄色荧光材料具有(A_1-xEu_x)₈B₂(PO₄)₆O₂的化学通式。

依据本发明另一实施例，当y＝6且z＝0时，该黄色荧光材料具有(A_1-xEu_x)₂B₈(SiO₄)₆O₂的化学通式。

依据本发明又一实施例，当y＝0且z＝1时，该黄色荧光材料具有(A_1-xEu_x)₈B₂(PO₄)₆S₂的化学通式。

依据本发明再一实施例，当y＝6且z＝1时，该黄色荧光材料具有(A_1-xEu_x)₂B₈(SiO₄)₆S₂的化学通式。

本发明的另一方面为提供一种白光二极管，其包含一种蓝光荧光材料，以及前述的任一种黄光荧光材料。

本发明的又一方面为提供前述黄光荧光材料的制备方法，其包含下面各步骤。先称取合乎计量化学比例的所需元素的原料，其中该黄光荧光材料的金属原料为金属氧化物或金属碳酸盐，磷酸根原料为磷酸氢二铵或磷酸二氢铵，硅酸根原料包含氧化硅，及硫原料包含硫粉。然后均匀地混合称取的这些原料，再锻烧混合好的这些原料，直至得到具有纯氧磷灰石晶相的产物，锻烧环境含有氧，锻烧温度为1200-1400℃。在氨气及900-1200℃的温度下，将Eu³⁺还原成Eu²⁺，以得到前述的黄光荧光材料。

依据本发明一实施例，在还原步骤前，还可以均质化锻烧后的产物。

前述的黄光荧光材料的主要放光区域的波长较长，较为偏向红光区域。因此，使用上述的黄色荧光材料来制造白光二极管时，可改善白光二极管所放出白光在红光区域的演色性质，而得到较佳质量的白光。

上述发明内容旨在提供本揭示内容的简化摘要，以使阅读者对本揭示内容具备基本的理解。此发明内容并非本揭示内容的完整概述，且其用意并非在指出本发明实施例的重要/关键组件或界定本发明的范围。在参阅下文实施方式后，本发明所属技术领域中具有通常知识者当可轻易了解本发明的基本精神及其它发明目的，以及本发明所采用的技术手段与实施方式。