本发明专利技术涉及一种钇铝石榴石型荧光粉，其分子式为（Ｙ↓［３－ｘ－ｙ］Ｃｅ↓［ｘ］Ｚ↓［ｙ］）Ａｌ↓［５］Ｏ↓［１２］或（Ｙ↓［３］Ｃｅ↓［ｘ］Ｚ↓［ｙ］）Ａｌ↓［５］Ｏ↓［１２］，其中０＜ｘ≤０．８，０．５＜ｙ≤２．５，Ｚ选自铈（Ｃｅ）以外的稀土金属元素所组成的群组。本发明专利技术也涉及一种粉红色发光装置，包括作为发光元件的发光二极管以及含钇铝石榴石型荧光粉的荧光体，它可发出波长为４００ｎｍ至４５０ｎｍ的紫光或蓝光。发光二极管作为激发光源的发光元件，配合该波段光源激发而发出波长为５７５ｎｍ至５８５ｎｍ的橙黄光至橙光的钇铝石榴石型荧光粉，二光经混合后产生粉红色光。本发明专利技术还涉及该钇铝石榴石型荧光粉的制备方法。（*该技术在2021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钇铝石榴石型荧光粉，它含有选自铈(Ce)以外的稀土金属元素。本专利技术也涉及该荧光粉的制备方法，及其在发光装置中的应用，尤其是用以提供粉红色发光装置。距今最早的LED商品于1968年问世，然而，直至1993年日本日亚公司成功开发出较高效率的GaInN系蓝光LED后，方使全彩化的LED产品得以实现。虽然，如黄、橘黄色等发光二极管业经陆续开发，但目前仍无法制造出粉红色的发光二极管。有鉴于此，目前亟需开发出一种可发粉红光的发光二极管。本专利技术的另一技术解决方案在于提供一种粉红色发光装置，其包括作为发光元件的发光二极管，以及含钇铝石榴石型荧光粉的荧光体，其中发光二极管可发出波长为400nm至450nm的紫光至蓝光，而钇铝石榴石型荧光粉受发光二极管所发出波段光源激发而发出波长为575nm至585nm的橙黄光至橙光，二者的光经混合后，产生色彩分布均匀粉红色光。本专利技术的另一技术解决方案在于提供本专利技术荧光粉的制备方法。图2为以波长450nm为激发源所测得实施例3具有钇铝石榴石型荧光体的发射光谱。图3显示，以图2的发射光谱计算得到的荧光体色度坐标A与波长450nm的色度坐标B为端点所连成的虚线，可通过色度坐标图的粉红区块。具体讲，本专利技术涉及一种钇铝石榴石型荧光粉，其分子式为(Y3-x-yCexZy)Al5O12或(Y3CexZy)Al5O12，其中0＜x≤0.8，0.5＜y≤2.5，Z选自铈(Ce)以外的稀土金属元素所组成的群组。其中铈以外的稀土金属元素包括钆(Gd)、镨(Pr)、钕(Nd)、钜(Pm)、钐(Sm)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)及镏(Lu)。较佳地，于式(Y3-x-yCexZy)Al5O12或(Y3CexZy)Al5O12中，0＜X≤0.4，1.0＜y≤2.5，且Z为钆。由于本专利技术荧光粉含至少二种(铈及铈以外的稀土全属元素)光学活性中心，故可藉由调控其组成，或比例而获取色彩范围较广的粉红光。另外，可展现高色彩均匀度及高亮度等优良发光特性。具体讲，本专利技术钇铝石榴石型荧光粉受发光二极管所发出波长为400nm至450nm的紫光到蓝光激发时，可发出波长为575nm至585nm的橙黄色至橙色荧光，它同用来激发的光线混合，可产生色彩分布均匀的粉红色光。本专利技术的荧光粉可藉由任何公知的制备荧光粉的方法制得。已知的荧光粉制法包括固态反应法及化学合成法，其中，固态反应法是将金属原料依比例进行混合，经研磨、热分解(pyrolysis)、焙烧(calcination)、烧结(sintering)及还原(reduction)处理而制得荧光粉。但是由此制得的荧光粉均匀性不佳，粉体颗粒较粗且不均匀，相比较，化学合成法则可提供具所要的纯度、均匀度及粒径大小等特性的荧光粉。因此，就本专利技术荧光粉的制备，较优选的是以化学反应法制得，尤其是指凝胶法及共沉淀法。制备本专利技术荧光粉的凝胶法，包括以下步骤(1)根据所要荧光粉的金属组成比例取含需金属的水溶性化合物，予以研磨达到均匀混合，制得金属粉末混合物；(2)将粉末混合物溶于水中形成水溶液，(3)取适量螯合剂加入水溶液中，使其与水溶液中的全属螯合；(4)调整水溶液的pH值至3，且使水溶液成稠状粘液(5)热分解所述的稠状粘液，得到灰状物；(6)焙烧灰状物；及(7)烧结经焙烧后的产物。步骤(1)中所用化合物可为任何合宜的化合物，其可为金属盐类或金属有机化合物。步骤(2)中所用的水优选为去离子水，最好为二次去离子水。步骤(3)中所用螯合剂为含可与选用的金属形成螯合物的有机或无机化合物。可用的螯合剂包括，但不限定于有机酸，例如柠檬酸。螯合剂的用量可视需要选择。步骤(4)中可借由添加碱而使水溶液的pH≥3，优选为pH≥7，最好pH≥10。该碱可为有机碱、无机碱及其类似物。可使用的有机碱包括，但并不限于胺类，例如乙二胺。可使用的无机碱包括，但不限于氨水。在步骤(4)中，可调整溶液的pH至所需的数值后，使用任何一种适宜的方式促进粘液的形成，例如借助加热方式并以搅拌辅助之，加热所施用的温度优选为不高于120℃。步骤(5)中的热分解可在空气中进行，热分解的温度视所用全属种类，以及可使大部份有机质及部份氮氧化物热分解的温度而定，一般为不高于400℃，例如300℃。在进行步骤(5)之前，可视需要另外加入一冷却步骤，以将稠状粘液冷却为凝胶物。步骤(6)中的焙烧和步骤(7)中的烧结为公知技术，本领域技术人员可自行根据所用的金属选择合宜的温度，时间及加热/冷却速率予以实施。例如，在制备(Y0.55Ce0.05Gd2.4)Al5O12时，所采的焙烧温度范围可为900℃至1200℃，较常用者为1000℃，烧结温度范围可为1000℃至1600℃，较常用者为1500℃，焙烧及烧结可在空气中进行，加热/冷却速率可为1℃/分钟至10℃/分钟，例如5℃/分钟。在步骤(6)后，可先研磨经焙烧的灰状物，再进行步骤(7)的烧结。步骤(7)之后，可视需要对烧结后的粉末进行还原作用，还原作用是在还原气氛中以高温进行。还原气氛可为任何合适的气体或混合气体，混合气体如氢气与氮气的混合气体，其混合比例可视需要加以选择。例如，混合气体可为H2/N2(5％/95％)。本领域技术人员可视需要选用合宜的还原温度及还原时间以进行还原反应。一般还原温度为1300℃至1550℃，优选为1500℃；所采还原时间可为6小时至18小时，例如12小时。制备本专利技术荧光粉的共沉淀法，包括以下步骤(1)根据所需荧光粉的金属组成比例，取含所需金属的水溶性化合物，予以研磨达到均匀混合，制得金属粉末混合物；(2)将粉末混合物溶于水中，形成水溶液，(3)调整水溶液的pH值至大于等于3，且使其形成胶状物；(4)热分解胶状物，得到灰状物；(5)焙烧灰状物；及(6)烧结经焙烧后的产物。步骤(1)中所用化合物可为任何适合的化合物，可为金属盐类或金属有机化合物。步骤(2)中所用水优选为去离子水，最好为二次去离子水。步骤(3)中可借助添加碱，使水溶液pH≥3，优选为pH≥7，最好pH≥10。碱可以是有机碱，无机碱及其类似物，可使用的有机碱包括，但不限于胺类，例如乙二胺。可使用的无机碱包括，但不限于氨水。在步骤(3)中，调整溶液至所需的pH值后，可借助如搅拌等方式，以促进胶状物的形成。另外，可视需要借由如过滤(例如抽气过滤)的方法，取得该胶状物。步骤(4)的热分解可在空气中进行，热分解温度视所用金属种类及可使大部份的有机质以及部份氮氧化物热分解的温度而定。热分解温度一般为不高于400℃，例如300℃。步骤(5)后可先研磨经焙烧的灰状物，再进行步骤(6)的烧结。步骤(5)中的焙烧及步骤(5)中的烧结为公知技术，本领域技术人员可自行根据所用的金属选择合宜的温度，时间及加热/冷却速率予以实施。例如，在制备(Y0.55Ce0.05Gd2.4)Al5O12时，所采用的焙烧温度范围可为900℃至1200℃，较常用者为1000℃，烧结温度范围可为1000℃至1600℃，较常用者为1500℃，焙烧及烧结可在空气中进行，加热/冷却速率可为1℃/分钟至10℃/分钟，例如5℃/分钟。步骤(6)之后，可视需要对烧结后的粉末进行还原作用，还原作用是在还原气氛本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种钇铝石榴石型荧光粉，其分子式为（Ｙ↓［３－ｘ－ｙ］Ｃｅ↓［ｘ］Ｚ↓［ｙ］）Ａｌ↓［５］Ｏ↓［１２］或（Ｙ↓［３］Ｃｅ↓［ｘ］Ｚ↓［ｙ］）Ａｌ↓［５］Ｏ↓［１２］，其中０＜ｘ≤０．８，０．５＜ｙ≤２．５，Ｚ选自铈（Ｃｅ）以外的稀土金属元素所组成的群组。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘如熹，王健源，石景仁，吴瑞孔，
申请(专利权)人：南帝化学工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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