荧光材料制造技术

本发明专利技术提供了一种荧光材料，该荧光材料颗粒的结晶区域粒径为ｄｃ，该结晶区域粒径ｄｃ的取值范围为：１５０ｎｍ≥ｄ↓［ｃ］≥１０ｎｍ。更进一步的，所述的荧光材料的外层涂敷有至少一层包覆介质荧光材料。当然，荧光材料颗粒具有几何形状的蚀刻层，采用上述结构均利于提供光线的萃取率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种适用于LED发光元件的荧光材料，具体的说是，涉及一种荧光材料的结构。
技术介绍
利用发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)产生与太阳光色相似的白光，以大幅取代传统日光灯等白光照明，乃本世纪照明光源科技领域积极研发的目标。目前全球推动单芯片白光LED的封装技术中多半研究主要为利用发光波长440 460纳米的蓝光LED晶片，激发黄光荧光粉混合封装成白光LED。关于荧光粉应用于封装白光LED的规范并无明确的使用方式。又，近来白光封装之研究引起广泛地讨论与研究，如何增加光之萃取效率为一重要课题，诸如表面粗糙化、光子晶体排列方式、设计不同之封装结构等，皆已被证实均能有效地提升光的萃取效率。而关于荧光粉层之结构位置，亦越来越受到重视。然而，多数的研究均集中于整个LED组件的结构设计，或是关于荧光粉层涂布位置与结构改变的探讨，并无针对荧光粉颗粒的研究与探讨。事实上，荧光粉颗粒的表面结构、大小等等因素均影响光的萃取效率。有鉴于此，提供一种荧光材料，通过该荧光材料的颗粒的结构增加光的萃取效率确为必要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种荧光材料，利用该荧光材料颗粒结构，来增加LED光的萃取率。为实现上述目的， 一种荧光材料，该荧光材料颗粒的结晶区域粒径为dc，该结晶区域粒径de的取值范围为150nm^deg 10nm。为实现上述目的， 一种荧光材料，该荧光材料颗粒的粒径之长轴与短轴之比为r，该r的取值范围为3Sr^1。为实现上述目的， 一种荧光材料颗粒具有几何形状的蚀刻层。优选的是，所述的蚀刻层呈锥形、长方条形、圆形或凹洞形。优选的是，所述的荧光粉层的外层涂敷有至少一层包覆介质。优选的是，该包覆介质外具有胶体。优选的是，所述荧光材料的折射率^包覆介质的折射率^胶体的折射率。优选的是，该至少一层包覆介质的折射率，由表及里为m、 n2...nn，折射率范围为萤荧光材料的折射率^111^112...^1111^胶体的折射率。作为LED封装的荧光材料，采用上述结构利于提供光线的萃取率。附图说明图1为本专利技术的结构图2a为本专利技术的荧光粉颗粒表面为三角锥形状的结构图2b为本专利技术的荧光粉颗粒表面为条状的结构图；图2c为本专利技术的荧光粉颗粒表面为球状的结构图；图2d为本专利技术的荧光粉颗粒表面为凹形的结构图；图3a为LED的结构图，该图省略金属引脚架；图3b为LED的另一种结构图，该图省略金属引脚架；图4为本专利技术荧光粉颗粒的长短轴的示意图5a是样品为YAG荧光粉粒径大小为6.55Mm的X-ray绕射图谱。图5b为是样品为YAG荧光粉粒径大小为12.89^irn的X-ray绕射图谱。图5c为该两样品的光激发光谱图，包含激发图谱与放射图谱，图中YAG(A)为YAG荧光粉粒径大小为6.55Mm的样品，YAG (B)为荧光粉粒径大小为12.89阿的样品。具体实施例方式有关本专利技术之前述及其它
技术实现思路
、特点与功效，在以下配合参考附图的较佳实施例的详细说明中，将可清楚呈现。在本专利技术被详细描述之前，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的组件是以相同的编号来表示。图3a 3b所示为LED的封装结构。请参阅图3a， LEDIO包括有一发光晶 片1、 一反射层2、封装胶体3以及一荧光粉层4。这其中，该发光晶片1为ni-v族半导体所形成的多元晶片，而反射层2可将荧光粉层4反射的光再反射回去，并亦可增加粗糙化，增加反射角度，避免全反射发生，以提升光的萃 取效率。该荧光粉层4充满荧光粉颗粒5。请参阅图3b，为另一种封装结构， 该荧光粉层4为一弧形结构。荧光粉层4为由内层模41与外层模42所形成一 厚度可调的荧光粉层，将荧光粉涂布于球壳上。该发光晶片l可激发出蓝光(420-460nm)或是紫外光(350-410 nm)，使得 该荧光粉层4受该蓝光激发出黄光，并与该蓝光或紫外光最终混为白光发出。请参阅图1以及图2a 2d。如图1所示了荧光粉颗粒5的示意图。荧光粉 颗粒5的外层部分61亦是颗粒大小的径长，且其内部有结晶部分(crystallite size) 62。从III-V族半导体晶片中所发出之入射光70包括蓝光(420 460nm) 或是紫外光(350 410nm)，而入射光70在该结晶部分62中经能量转换后发 出出射光72。图5a以及图5b所示的样品的粒径分别为大小为6.55pm、 12.89pm。通过 谢乐等式(ScherrerEquation)可计算出结晶粒径，如下公式, 0.9入 B cos6g在该等式中d为预计算的结晶粒径，？i为入射X光之波长，于此为 1.5405981A， B为绕射强度之半高宽(FWHM) ， eB为所计算的绕射角角度。通过该谢乐等式(ScherrerEquation)可以算出图5a的样品的荧光粉颗粒 结晶粒径大小de约为lOOnm;图5b的样品荧光粉颗粒的结晶粒径大小为 92nm。于此可得知，虽两样品之粒径相差近一倍，但结晶粒径相当接近，由 此可证明当粒径大于某一数值之后，其结晶粒径并不会随之改变，而趋于一稳 定值。于计算时，结晶粒径取决于绕射角与半高宽的宽度，亦即相同的绕射角 之半高宽越窄计算出的结果结晶粒径大。 一般而言，结晶粒径越大发光强度越 强，但也不是越强越好，当粒径大到某个程度之后，反而会有光被散射掉而造 成光强度变弱。总之，综合以上数据计算，最佳的结晶区域粒径范围为150nm^dc^l0腦。请参阅图5c，图5c显示出此两不同粒径之样品。此两样品皆发光波长由 460nm的蓝光LED晶片当作激发源，再收其放射光谱，其最大放射波长皆为 544 nm。依据量测结果显示，此两样品所量测出之结果相同，亦是其发光强 度并不随着粒径改变而有增强或减弱之现象，反而与结晶粒径之数据而有一致 性。YAG荧光粉之折射率经量测约为1.8，而所使用的胶体折射率随使用的胶 体不同而有所不同，以硅(silicon)为例约为1.5，因而光从外界要进入荧光 粉，从光疏到光密不会产生全反射，但当入射光70经过能量转换经发射出荧 光粉时，则遭遇到光密到光疏的问题，此一结果会造成全反射。于是，本专利 于荧光粉体颗粒的表面做粗糙化，或于粉体表面做不同的结构，以降低全反射 现象，进而增加光导出的机率。请参阅图2a 图2d，如图2a所示，荧光粉表面设计成三角椎状63,如 图2b所示，荧光粉表面设计成长方条状64;请参阅图2c所示，荧光粉表面 设计成圆球状65;请参阅图2d所示，荧光粉表面还可以被设计成凹洞状66， 将减少光射出粉体时全反射的可能。于此所称之减少全反射之可能即是先前提 到之粗糙化或是置入光子晶体的结构，而大幅增加光导出的机率。另外，本专利技术中于荧光粉粉体外层涂布一层或是多层不同折射率的包覆介 质，此一层或多层包覆介质的折射率n介于荧光粉5与胶体3之间，以上述 YAG荧光粉与胶体Silicon为例，其限制范围为1.8^n^l.5。相同例子于多层 涂布则1.8^ni^n2...^nn^1.5，其中ni、 ti2…nn分层为从荧光粉至胶体依序 分布。请参阅图4之所示，70为荧光粉颗粒不为圆之粒径短轴部分；71荧光粉 颗粒不为圆的粒径长轴。于此先定义长轴71除以短轴70得一比值r。若光自 荧光粉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种荧光材料，其特征在于，该荧光材料颗粒的结晶区域粒径为ｄ↓［ｃ］，该结晶区域粒径ｄ↓［ｃ］的取值范围为：１５０ｎｍ≥ｄ↓［ｃ］≥１０ｎｍ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汤友圣，胡淑芬，刘如熹，苏宏元，蔡正文，
申请(专利权)人：旭丽电子广州有限公司，光宝科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：81[]