專利名稱：：熒光材料及應(yīng)用其的熒光燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是有關(guān)于一種熒光材料及應(yīng)用其的熒光燈，且特別是有關(guān)于一種摻雜少量稀土元素的熒光材料及應(yīng)用其的熒光燈。
背景技術(shù)：
：熒光燈，或稱日光燈、光管、熒光管，是一種照明裝置，使用電力在氬或氖氣中激活水銀蒸氣，形成等離子體并發(fā)出短波紫外線，令燈管內(nèi)熒光物質(zhì)發(fā)出可見光以照明。隨著熒光物質(zhì)種類與混合比例不同，可以發(fā)出不同光色，因此內(nèi)含的熒光物質(zhì)為決定熒光燈的應(yīng)用領(lǐng)域的重要關(guān)鍵。目前應(yīng)用于曬黑皮膚的熒光燈通常設(shè)計成具有直接色素光譜5031(directpigmentationspectrum)，其主要發(fā)射波長介于320nm_340nm的UV-A輻射光，并會發(fā)射少量波長介于260nm-320nm的UV-B輻射光。由于UV-B輻射會導(dǎo)致皮膚形成黑色素，配合UV-A輻射可以讓皮膚內(nèi)形成的黑色素變深，來達成曬黑的效果。曬黑燈(TanningLamp)內(nèi)所使用熒光粉為BaSi205:Pb，其主要發(fā)射351nm的UV-A輻射光，其組成包括有毒金屬鉛，若是熒光物質(zhì)泄漏出來會對使用者健康及環(huán)境生態(tài)造成嚴(yán)重危害?；谏鲜隼碛桑忻嫔狭碛衅渌缓U的熒光粉，例如YP04:Ce、SrB407:Eu,(Ba,Mg)Al11O19=Ce等等，雖然上述熒光粉都可以發(fā)出UVA輻射光且不含有毒金屬，但是這些熒光粉都是利用價格昂貴的稀土元素_鈰(Ce)、銪(Eu)-做為活化劑，造成這些熒光粉制造成本居高不下難以普及。再者，一般熒光燈或是冷陰極熒光燈內(nèi)的熒光物質(zhì)都是混合了紅色、綠色以及藍色發(fā)光的熒光物質(zhì)，其中又綠色發(fā)光的熒光物質(zhì)對于熒光燈的光通量與演色性的影響最為重要，也是三種熒光物質(zhì)中價格最高的。目前市售綠色熒光粉主要磷酸鹽以及氧化鋁為主體兩類，例如是LaP04:Ce，Tb與CeMgAl11O19=Tb,由于磷酸鹽主體的發(fā)光強度比較強，是較受歡迎的綠色熒光材料。然而，雖然綠色熒光粉LaP04:Ce，Tb可以發(fā)出強度較高的綠色熒光，但是其必須摻雜大量價格昂貴的稀土元素-鈰(Ce)、鋱(Tb)-做為活化劑，導(dǎo)致其制造成本居高不下難以普及。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種熒光材料及應(yīng)用其的熒光燈，其摻雜的稀有金屬含量低，制造成本低廉。為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提出的熒光材料，以化學(xué)式表示如下A3D1-X(PO4)3CeX其中，0<Χ≤0·5，Α是選自鈹(Be)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)、鋅(Zn)或其組合，D是選自鑭(La)、釓(Gd)、釔(Y)、鈧(Sc)、鎦(Lu)、釹(Nd)Jf(B)、鋁(Al)、鎵(Ga)、銦(In)或其組合。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出一種熒光燈，包括玻璃燈管以及熒光膜。玻璃燈管填充水銀及惰性氣體，熒光膜形成于玻璃燈管內(nèi)側(cè)，熒光膜至少包含一熒光材料，熒光材料以化學(xué)式表示如下A3D1-X(PO4)^CeX其中，0<X彡0.5，A是選自鈹(Be)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)、鋅(Zn)或其組合，D是選自鑭(La)、釓(Gd)、釔(Y)、鈧(Sc)、鎦(Lu)、釹(Nd)Jf(B)、鋁(Al)、鎵(Ga)、銦(In)或其組合。圖1顯示本發(fā)明的第一實施例的具有不同鈰摻雜比例X的熒光材料的光致發(fā)光圖■i並曰O圖2顯示本發(fā)明的第一實施例的熒光材料的X光繞射圖譜。圖3顯本發(fā)明的第一實施例的熒光材料的激發(fā)光譜。圖4為本發(fā)明的第一實施例的熒光材料的光致發(fā)光光譜。圖5為本發(fā)明的第一實施例的熒光材料與傳統(tǒng)UV-A熒光粉的光致發(fā)光圖譜的比較。圖6顯示依照本發(fā)明的第一實施例的熒光燈的剖面圖。圖7顯示本發(fā)明的第二實施例的具有不同鋱摻雜比例Y的熒光材料的光致發(fā)光光■i並曰ο圖8顯示本發(fā)明的第二實施例的熒光材料與傳統(tǒng)熒光材料的X光繞射圖譜的比較。圖9是為本發(fā)明的第二實施例的熒光材料與傳統(tǒng)綠色熒光粉的光致發(fā)光圖譜的比較；其中圖9a是傳統(tǒng)綠色熒光粉的光致發(fā)光譜圖，圖9b為本發(fā)明的第二實施例的熒光材料的光致發(fā)光圖譜。附圖中主要組件符號說明10熒光燈11玻璃燈管12燈絲線圈13熒光膜具體實施例方式為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，以下特舉一較佳實施例，并配合附圖作詳細(xì)說明。本發(fā)明主要提出一種熒光材料，在磷酸鹽主體內(nèi)摻雜少量鈰元素做為活化劑，便可以發(fā)出有效的發(fā)光強度的光線。以下舉出幾組實施例為例，并配合附圖及實驗結(jié)果做詳細(xì)說明，然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)可明了，此些實施例僅為本發(fā)明的發(fā)明精神下的幾種實施方式，文字的描述與圖標(biāo)并不會對本發(fā)明的保護范圍造成限縮。第一實施例本實施例提出一種熒光材料，用以發(fā)出UV-A輻射光，其發(fā)光范圍介于320nm至400nm之間。本實施例的熒光材料以化學(xué)式[1]表示如下A3D1-X(PO4)^Ce5i[1]0<X≤0.5A是選自鈹(Be)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)、鋅(Zn)或其組合，D是選自鑭(La)、釓(Gd)、釔(Y)、鈧(Sc)、鎦(Lu)、釹(Nd)、硼(B)、鋁(Al)、鎵(Ga)、銦(In)或其組合。本實施例的熒光材料以金屬磷酸鹽為主體，A為正二價金屬離子，包括堿土金屬或過渡金屬，A可以是鈹(Be)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)、鋅(Zn)其中一種金屬離子，也可以是其中兩種或兩種以上的組合；同樣地，D為正三價金屬離子，包括貧金屬或稀土金屬，D可以是鑭(La)、釓(Gd)、釔(Y)、鈧(Sc)、鎦(Lu)、釹(Nd)、硼(B)、鋁(Al)、鎵(Ga)、銦(In)其中一種金屬離子，也可以是其中兩種或兩種以上的組合。此外，在磷酸鹽晶格內(nèi)加入過度金屬或稀土元素做為活化劑，可達到光致發(fā)光的效果，因此，本實施例的熒光材料是摻雜稀土元素_鈰(Ce)-做為活化劑，每摩爾熒光材料中鈰元素?fù)诫s摩爾數(shù)(X)應(yīng)大于0且小于等于0.5，X的較佳值是介于0.03至0.12之間。也就是說，假設(shè)正三價金屬離子D與鈰(Ce)總共是1摩爾，則鈰(Ce)含量應(yīng)小于0.5摩爾，較佳地介于0.03摩爾至0.12摩爾之間。在一較佳實施例中，上述化學(xué)式[1]的A元素為鍶(Sr)，D元素為鑭(La)，其中每摩爾熒光材料中包括3摩爾鍶(Sr)、3摩爾磷酸根以及總合為1摩爾的鑭(La)和鈰(Ce)。據(jù)此，本較佳實施例的熒光材料以化學(xué)式[1-1]表示如下Sr3(La1xCex)(PO4)3[1_1]元素的種類確認(rèn)后，再經(jīng)由實驗結(jié)果找出較佳的鈰(Ce)摻雜比例。以下是固定鍶(Sr)、磷酸根(Ρ。/-)以及鑭(La)和鈰(Ce)兩者加總后的摩爾數(shù)，調(diào)整鑭(La)和鈰(Ce)的相對摩爾比例合成出不同的熒光材料。本實驗提供八種熒光材料，每摩爾熒光材料包含鑭(La)和鈰(Ce)的摩爾數(shù)總共為1摩爾，其中每摩爾熒光材料分別包含0.03,0.04,0.05、0.06,0.07,0.08,0.09,0.10摩爾的鋪(Ce)以及0.97,0.96,0.95,0.94,0.93,0.92,0.91、0.90摩爾的鑭(La)。至于詳細(xì)的合成方法將于之后段落進行說明。之后，測量各種熒光材料的發(fā)光光譜，并將其關(guān)系圖顯示于圖1。圖1是本發(fā)明的第一實施例的具有不同鈰摻雜比例⑴的熒光材料的光致發(fā)光圖譜。請參照圖1，當(dāng)以254nm波長紫外線激發(fā)，摻雜各種比例的鈰(X介于0.03至0.10之間)的熒光材料都可以發(fā)出發(fā)射范圍介于320nm至400nm之間UV-A輻射光，主要發(fā)光波長大約為370nm。再者，從圖1可以觀察到鈰的摻雜摩爾比例會影響熒光材料的發(fā)光強度，當(dāng)每摩爾熒光材料中鈰元素的摩爾數(shù)(X)為0.08時，其發(fā)光強度是八種不同混合比例熒光材料中最強的。由此可知，本較佳實施例的熒光材料，其每摩爾熒光材料中鈰元素的摩爾數(shù)(X)較佳地為0.08，以化學(xué)式[1-2]表示如下Sr3La0.92(PO4)3Ce0.。8[1—2]本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)可明了，當(dāng)熒光材料的元素組成改變時，較佳的鈰摻雜比例也會隨之改變。舉例來說，本較佳實施例的熒光材料的A為鍶(Sr)且D為鑭(La)，其每摩爾熒光材料的鈰元素的摻雜量X較佳地為0.08摩爾。然而，當(dāng)A改為鍶(Sr)與鋇(Ba)的組合物時，即使D同樣為鑭(La)，X的較佳范圍可能會相同也可能會不同。由于本說明書已經(jīng)提供A及D的可能元素以及如何求得較佳鈰摻雜比例的方法如上，故本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)可按照本說明書的內(nèi)容取得本實施例提供的各種熒光材料的較佳的鈰摻雜比例。本較佳實施例的熒光材料可以通過化學(xué)方程式[1-3]所示的反應(yīng)制成，其詳細(xì)的合成步驟介紹如下。3SrC03+l/2La203+3(NH4)2HP04+Ce02—Sr3La(PO4)3Ce3+[1-3]首先按照化學(xué)化學(xué)式[1-3]所示的比例秤取碳酸鍶(SrCO3)、氧化鑭(La2CO3)、磷酸氫二胺((NH4)2HPO4)及氧化鈰(CeO2)均勻混合后研磨10-30分鐘，放入坩鍋中再置入高溫爐，通入還原氣體(如氫氣、氬氣、氮氣等)，于1200°C1600°C之間燒結(jié)6-8小時后，即可制得本較佳實施例的熒光材料Sr3Laa92(PO4)3=Ceac^若要改變?nèi)我辉氐膿诫s比例，只要調(diào)整秤取重量即可。以下針對較佳實施例的熒光材料Sr3Laa92(PO4)3=Ceatl8進行各種特性分析，包括X光繞射圖譜、激發(fā)光譜以及光致發(fā)光圖譜等。從X光繞射圖譜可以判斷待測材料是屬于那一種礦物晶體或是結(jié)晶材料。當(dāng)X光繞射儀以X光照射晶體時，只有在某些特定的入射角才會出現(xiàn)繞射波，這是由晶胞的形狀、大小及對稱性來決定；再者，不同原子對X光散射能力也不同，因此當(dāng)晶胞內(nèi)組成原子不同時，就算結(jié)構(gòu)相同也會造成不同的繞射強度?；旧暇w的X光繞射實驗提供兩項重要訊息一是繞射峰的位置2θ，二是繞射鋒的強度(I)。第一項訊息提供了晶體的晶胞形狀大小(即晶格參數(shù))的資料；第二項訊息則提供了晶體內(nèi)部組成原子種類及位置的數(shù)據(jù)。隨材料的晶體結(jié)構(gòu)與組成變化，每個晶體此兩項數(shù)據(jù)各不相同，正如同人類的指紋一樣，因此可以利用X光的繞射分析來決定材料是屬于那一種礦物晶體或是結(jié)晶材料。材料在X光繞射之下，不同結(jié)晶化合物會產(chǎn)生相異的(2θ，1)組合，稱為繞射圖譜(DiffractionPattern)0利用X光繞射圖譜可以用來作為晶格常數(shù)的校正及晶相的鑒定。請參照圖2，其顯示本發(fā)明的第一實施例的熒光材料Sr3Laa92(PO4)3=Ceaci8的X光繞射圖譜，橫軸為繞射峰的位置(單位為2θ)，縱軸為繞射鋒的強度(單位為任意單位，arbitraryunit(a.u.))。將測得的X光繞射圖譜的繞射峰位置與數(shù)據(jù)庫進行比對，可以證明本較佳實施例合成的熒光材料晶體確實由鍶(Sr)、鑭(La)、磷酸根(PO4)與鈰(Ce)組成。從激發(fā)光譜可以判斷什么波長范圍的光源可以做為本較佳實施例的熒光材料的激發(fā)源。本實驗是利用不同波長的光源激發(fā)本較佳實施例的熒光材料Sr3Laa92(PO4)3=Ceatl8，測量該不同波長的激發(fā)源可以激發(fā)熒光材料發(fā)射出多少強度的波長為370nm熒光，并將激發(fā)光譜繪制于圖3。圖3為本發(fā)明的第一實施例的熒光材料Sr3La0.92(PO4)3Ce0.08的激發(fā)光譜，橫軸為激發(fā)光源的波長(單位為nm)，縱軸為受激發(fā)的熒光材料發(fā)射出的熒光強度(單位為任意單位(a.u.))。從圖3可以得知，本較佳實施例的熒光材料可以被波長范圍介于240nm至340nm之間的激發(fā)源所激發(fā)而放出UV-A范圍的光。由于激發(fā)源的波長范圍介于240nm至340nm之間，落于紫外光范圍內(nèi)，本較佳實施例的熒光材料可以應(yīng)用于日光燈、熒光燈以及曬黑燈等以水銀蒸氣為激發(fā)源的燈具。從光致發(fā)光光譜可以知道本較佳實施例的熒光材料受激發(fā)后可以發(fā)射的熒光介于何種波長范圍且相對強度為何。本實驗是利用254nm的激發(fā)源激發(fā)熒光材料，測量受激發(fā)后的熒光材料可以發(fā)射的光的波長與光強度，并將激發(fā)光譜繪制于圖4。圖4為本發(fā)明的第一實施例的熒光材料Sr3Laa92(PO4)3=Ceaci8的光致發(fā)光光譜，橫軸為受激發(fā)后熒光材料的發(fā)光波長(單位為nm)，縱軸為受激發(fā)后熒光材料發(fā)射出的熒光強度(單位為任意單位(a.u.))。從圖4可以得知，本較佳實施例的熒光材料受激發(fā)后可以發(fā)射出波長范圍介于320nm至400nm之間的光，其主要發(fā)光波長大約為370nm，屬于UV-A輻射光。接下來進一步比較傳統(tǒng)熒光粉與本較佳實施例的熒光材料的發(fā)光特性及稀土元素?fù)诫s量的比較。傳統(tǒng)熒光粉是以日亞公司的UV-A商品YPO4Ce熒光粉為樣品，其中釔(Y)與鈰(Ce)的摻雜摩爾比例為0.80.2。圖5為本發(fā)明的第一實施例的熒光材料與傳統(tǒng)UV-A熒光粉的光致發(fā)光圖譜的比較。傳統(tǒng)熒光粉YPO4=Ce主要發(fā)射波長為352nm的光線，本較佳實施例的熒光材料主要發(fā)射波長為370nm的光線，兩者都可以發(fā)射出UV-A輻射光且發(fā)光強度相近。請參照表1，每公斤傳統(tǒng)熒光粉YPO4=Ce必須摻雜144公克鈰，而每公斤本較佳實施例的熒光材料Sr3La(PO4)3=Ce只需摻雜16.3公克鈰，只有傳統(tǒng)熒光粉的鈰摻雜量的11.32%。值得注意的是，相較于傳統(tǒng)熒光粉，本較佳實施例的熒光材料只需要摻雜非常少量的鈰元素(約為九分之一)，便可以發(fā)出強度相同的UV-A輻射光。表1、傳統(tǒng)熒光粉與本實施例的熒光材料的鈰摻雜量的比較傳統(tǒng)熒光粉本實施例的熒光材料化學(xué)式Y(jié)a8PO4:Ce。.2Sr3La0.92(PO4)3Ce0.08分子量194.2688.08鈰摻雜量144g/lkg熒光粉16.3g/lkg熒光材料再者，由于稀土元素價格昂貴，減少鈰元素的摻雜量可以大幅度地降低制造成本，使得本較佳實施例的熒光材料的制造成本至少可以降至傳統(tǒng)熒光粉的制造成本的40%。圖6是依照本發(fā)明的第一實施例的熒光燈的剖面圖。本實施例還提出一種應(yīng)用上述熒光材料的熒光燈10，熒光燈10包括玻璃燈管11、熒光膜13以及燈絲線圈12。玻璃燈管U是填充水銀及惰性氣體，在玻璃燈管U的兩端設(shè)有由鎢制成的燈絲線圈12，熒光膜13形成于玻璃燈管11內(nèi)側(cè)，熒光膜13至少包含上述的熒光材料。當(dāng)電源接通后，首先電流通過燈絲12加熱并釋放出電子，電子會把玻璃燈管11內(nèi)惰性氣體及水銀蒸氣變成等離子體，使得玻璃燈管11內(nèi)電流加大，當(dāng)兩組燈12間的電壓超過一定值之后燈管開始產(chǎn)生放電，使水銀蒸氣發(fā)放出253.7nm及185nm波長的紫外線。根據(jù)圖3與圖4所示的激發(fā)光譜與發(fā)光光譜，玻璃燈管11內(nèi)側(cè)表面的熒光膜13可以吸收253.7nm波長的紫外線，并釋放出320nm至400nm波長的UV-A輻射光。本較佳實施例提出的熒光燈10可應(yīng)用至緊湊型熒光燈(CompactFluorescentLamp,CFL)、熱陰極熒光燈(HotCathodeFluorescentLamp,HCFL)、冷陰極熒光燈(ColdCathodeFluorescentLamp，CCFL)、低壓汞蒸氣放電燈、曬黑燈、捕蚊燈等。第二實施例本實施例提出一種熒光材料，與上述實施例不同之處在于本實施例的熒光材料中還摻雜鋱(Tb)，用以發(fā)出綠色熒光。本實施例的熒光材料以化學(xué)式[2]表示如下A3Dh-Y(PO4)3Cex,Tby[2]0<X≤0.50<Y≤0.6如前所述，A3Dm(PO4)3:Cex可以吸收254nm波長的紫外線，并釋放出320nm至400nm波長的UV-A輻射光。本實施例的熒光材料還摻雜鋱(Tb)做為活化劑，鋱(Tb)可以吸收前述材料所釋放出的UV-A輻射光，并釋放出波長介于525nm至575nm間的綠色熒光。其中，每摩爾熒光材料中鋱(Tb)的摻雜摩爾數(shù)Y應(yīng)小于等于0.6摩爾，較佳地小于0.4摩爾。同樣地，每摩爾熒光材料中鈰(Ce)的摻雜摩爾數(shù)X應(yīng)小于等于0.5摩爾，X較佳地介于0.03至0.1之間；A是選自鈹(Be)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)、鋅(Zn)或其組合，D是選自鑭(La)、釓(Gd)、釔(Y)、鈧(Sc)、鎦(Lu)、釹(Nd)、硼(B)、鋁(Al)、鎵(Ga)、銦(In)或其組合。在較佳實施例中，化學(xué)式[2]的A為鍶(Sr)，D為鑭(La)，每摩爾熒光材料中包括3摩爾鍶、3摩爾磷酸根以及總合為1摩爾的鑭(La)、鈰(Ce)及鋱(Tb)。在第一實施例已經(jīng)描述，當(dāng)每摩爾熒光材料內(nèi)的鑭(La)和鈰(Ce)的摩爾摻雜比例為0.920.08時，發(fā)光強度最強，因此，在以下的實驗里是固定鍶(Sr)、磷酸根(P043_)以及鑭(La)、鈰(Ce)與鋱(Tb)三者加總后的摩爾數(shù)，其中每摩爾熒光材料固定包含0.08摩爾鈰(Ce)，再調(diào)整鑭(La)和鋱(Tb)的相對摩爾比例以合成出不同的綠色熒光材料。由于每種熒光材料都固定包含0.08摩爾鈰(Ce)，因此，本較佳實施例的熒光材料可以化學(xué)式[2-1]表示如下Sr3(La0.92-YCe0.08TbY)(PO4)3[2-1]再者，本較佳實施例的熒光材料可以通過方程式[2-2]所示的反應(yīng)制成，其詳細(xì)的合成步驟介紹如下3SrC03+l/2La203+3(NH4)2HP04+Ce02+Tb07—Sr3La(PO4)3Ce3+,Tb3+[2-2]首先按照所欲合成的比例秤取碳酸鍶(SrCO3)、氧化鑭(La2CO3)、磷酸氫二胺((NH4)2HPO4)、氧化鈰(CeO2)及氧化鋱(TbO7)均勻混合后研磨10-30分鐘，放入坩鍋中再置入高溫爐，通入還原氣體(如氫氣、氬氣、氮氣等)，于1200°C1600°C之間燒結(jié)6-8小時后，即可制得本較佳實施例的熒光材料Sr3Laa92(PO4)3=Ceaci8t5若要改變?nèi)我辉氐膿诫s比例，只要調(diào)整秤取重量即可。本實驗提供五種熒光材料，每摩爾熒光材料分別包含0.1,0.2,0.25,0.3,0.35摩爾鋱(Tb)以及0.82,0.72,0.67,0.62,0.57摩爾鑭(La)。按照上述方法制成五種熒光材料，以254nm波長紫外線激發(fā)后分別測量其發(fā)光光譜，將其關(guān)系圖顯示于圖7，并經(jīng)由實驗結(jié)果找出較佳的鋱(Tb)摻雜于鑭(La)和鈰(Ce)的相對比例。圖7是本發(fā)明的第二實施例的具有不同鋱摻雜比例Y的熒光材料的光致發(fā)光光譜。請參照圖7，摻雜各種比例的鋱(Y介于0.1至0.35之間)的熒光材料都可以發(fā)出發(fā)射范圍介于525nm至575nm之間的綠色熒光，主要發(fā)光波長大約為540nm。再者，從圖7可以觀察到鋱摻雜比例會影響熒光材料的發(fā)光強度，當(dāng)每摩爾熒光材料中鋱元素的摩爾數(shù)Y為0.25，其發(fā)光強度是五種熒光材料中最強的。由此可知，本較佳實施例的熒光材料，其每摩爾熒光材料中鋱元素的摩爾數(shù)Y較佳地為0.25，鈰和鑭摻雜比例較佳地為0.08和0.67，以化學(xué)式[2-3]表示如下Sr3La0.92(PO4)3Ce0.08[2-3]此外，本實施例的熒光材料，不論鋱的摻雜比例(Y介于0.1至0.35之間)為何都可以發(fā)出綠色熒光。請參照表2，每摩爾熒光材料內(nèi)鋱的摻雜比例Y介于0.1-0.35之間時，熒光材料受激發(fā)后都能發(fā)出綠色熒光。表2、本發(fā)明的第二實施例的不同摻雜比例的熒光材料發(fā)光的CIE色度值<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>然而本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)可明了，當(dāng)熒光材料的元素組成改變時，較佳的鋱摻雜比例Y也會隨的改變。由于本說明書已經(jīng)提供熒光材料化學(xué)通式的A及D的可能元素以及如何求得較佳鈰與鋱摻雜比例X，Y的方法如上，因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)可按照本說明書的內(nèi)容取得本實施例提供的各種熒光材料的組成及其較佳摻雜比例。以下是針對較佳實施例的熒光材料Sr3Laa67(PO4)3=Ceaci8,Tba25進行各種特性分析，包括X光繞射圖譜以及光致發(fā)光圖譜等，并以目前市售綠色發(fā)光熒光體中發(fā)光強度較強的磷酸鹽熒光體-日本日亞公司販賣的綠色熒光粉Laa6PO4=Cea25，Tba15_為對照組進行比較。請參照圖8，其顯示本發(fā)明的第二實施例的熒光材料與傳統(tǒng)熒光材料的X光繞射圖譜的比較，橫軸為繞射峰的位置(單位為2θ)，縱軸為繞射鋒的強度(單位為任意單位，arbitraryunit(a.u.))。將測得的X光繞射圖譜的繞射峰位置與市售商品的X光繞射圖譜進行比對，兩者圖譜圖案相近，可以證明本較佳實施例合成的熒光材料晶體確實由鍶(Sr)、鑭(La)、磷酸根(PO4)、鈰(Ce)與鋱(Tb)組成。此外，本實驗利用254nm的激發(fā)源激發(fā)熒光材料，測量受激發(fā)后的熒光材料可以發(fā)射的光的波長與光強度，并將其發(fā)光光譜繪制于圖9比較。圖9a是傳統(tǒng)綠色熒光粉的光致發(fā)光圖譜，圖％是本發(fā)明的第二實施例的熒光材料的光致發(fā)光圖譜。圖中的橫軸為受激發(fā)后熒光材料的發(fā)光波長(單位為nm)，縱軸為受激發(fā)后熒光材料發(fā)射出的熒光強度(單位為任意單位(a.u·))。請同時參照圖9a與圖9b，傳統(tǒng)綠色熒光粉(Laa6PO4=Cea25,Tbai5)主要發(fā)射波長540nm左右的光線，本較佳實施例的熒光材料(Sr3Laa67(PO4)3=Ceatl8，Tba25)可以發(fā)射波長介于525nm至575nm之間的光線，其主要發(fā)光波長大約為540nm，兩者都可以發(fā)射出綠色光線且發(fā)光強度相近。請參照表3，每公斤傳統(tǒng)熒光粉LaPO4Ce，Tb必須摻雜144公克鈰與100公克鋱，每公斤本較佳實施例的熒光材料Sr3Laa67(PO4)3=Ceatl8,Tba25只需摻雜16公克鈰與57公克鋱，僅為傳統(tǒng)熒光粉的鈰摻雜量的10.81與鋱摻雜量的57%。值得注意的是，相較于傳統(tǒng)熒光粉，本較佳實施例的熒光材料只需要摻雜非常少量的鈰元素(約為十分之一)以及鋱元素(約為二分之一)，便可以發(fā)出強度相同的綠色熒光，且同時保有磷酸鹽熒光體持久性佳、抗熱性佳、色偏差小等優(yōu)點。再者，由于鋱元素價格又比鈰元素的價格昂貴，減少鋱元素與鈰元素的摻雜量可以大幅度地降低制造成本。表3、傳統(tǒng)綠色熒光粉與第二實施例的熒光材料成分的比較化學(xué)式分子量鑭摻雜量鈰摻雜量鋱摻雜量傳統(tǒng)熒光粉Lao.6P04:Ce025,Tb0.i5237.25351g/lkg熒光粉148g/lkg熒光粉lOOg/lkg熒光粉本實施例的熒光材料Sr3La067(P04)3Ce008'Tb0.25693.08134g/lkg熒光材料16g/lkg熒光材料57g/lkg熒光材料再者，由于鋱元素價格又比鈰元素的價格昂貴，同時減少鋱元素與鈰元素的摻雜量更可以大幅度地降低熒光材料的制造成本。同樣地，本實施例還提出一種應(yīng)用上述熒光材料的熒光燈，包括玻璃燈管、熒光膜以及燈絲線圈。玻璃燈管填充水銀及惰性氣體，在玻璃燈管的兩端設(shè)有由鎢制成的燈絲線圈，熒光膜形成于玻璃燈管內(nèi)側(cè)，熒光膜至少包含上述的熒光材料。本實施例的熒光膜可以只包括一種上述熒光材料用以發(fā)出綠色熒光，也可以包括多種熒光材料發(fā)出其它光色。舉例來說，熒光膜可以混合上述綠色發(fā)光熒光材料、紅色發(fā)光熒光材料以及藍色發(fā)光熒光材料，用以發(fā)出白光，這類混合熒光材料可應(yīng)用至緊湊型熒光燈(CompactFluorescentLamp,CFL)、熱陰極焚光燈(HotCathodeFluorescentLamp,HCFL)、冷陰極熒光燈(ColdCathodeFluorescentLamp,CCFL)、低壓汞蒸氣放電燈、捕蚊燈等。本發(fā)明上述實施例所描述的熒光材料及應(yīng)用其的熒光燈，具有多項優(yōu)點，以下僅列舉部分優(yōu)點說明如下1.本較佳實施例的熒光材料不含有毒金屬，就算熒光材料泄漏出來，也不會對使用者健康或環(huán)境生態(tài)造成無法挽回的嚴(yán)重傷害。2.相較于傳統(tǒng)熒光材料，本較佳實施例的熒光材料可以發(fā)出相同強度的光線，卻只需要摻雜少量的稀土元素，大幅度降低熒光材料的制造成本。綜上所述，雖然本發(fā)明已以較佳實施例描述如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當(dāng)以申請的權(quán)利要求范圍所界定的內(nèi)容為準(zhǔn)。1權(quán)利要求一種熒光材料，以化學(xué)式表示如下A3D1-X(PO4)3:CeX其中，0＜X≤0.5，A是選自鈹、鎂、鈣、鍶、鋇、鋅或其組合，D是選自鑭、釓、鈧、鎦、釹、硼、鎵、銦或其組合。2.如權(quán)利要求1所述的熒光材料，其中，X是介于0.03至0.1之間。3.如權(quán)利要求1所述的熒光材料，其中，當(dāng)A為鍶且D為鑭時，X為0.08。4.如權(quán)利要求1所述的熒光材料，其中，該熒光材料的發(fā)光范圍介于320nm至400nm之間。5.如權(quán)利要求1所述的熒光材料，其中，該熒光材料的發(fā)光波長約為370nm。6.如權(quán)利要求1所述的熒光材料，其中，該熒光材料摻雜鋱，以化學(xué)式表示如下A3D1H(PO4)3Cex,Tby其中，0<Y<0.6，且該熒光材料的發(fā)光范圍介于綠光。7.如權(quán)利要求6所述的熒光材料，其中，Y介于0.1至0.4之間。8.如權(quán)利要求6所述的熒光材料，其中，當(dāng)A為鍶、D為鑭且X為0.08時，則Y介于0.1至0.35之間。9.如權(quán)利要求6所述的熒光材料，其中，該熒光材料的發(fā)光范圍約為525nm至575nm之間。10.如權(quán)利要求6所述的熒光材料，其中，該熒光材料的發(fā)光波長約為540nm。11.一種熒光燈，包括一玻璃燈管，填充水銀及惰性氣體；以及一熒光膜，形成于該玻璃燈管內(nèi)側(cè)，該熒光膜至少包含一熒光材料，該熒光材料以化學(xué)式表示如下A3D1^x(PO4)3ICex其中，0<X<0.5，A是選自鈹、鎂、鈣、鍶、鋇、鋅或其組合，D是選自鑭、釓、鈧、鎦、釹、硼、鎵、銦或其組合。12.如權(quán)利要求11所述的熒光燈，其中，X介于0.03至0.12之間。13.如權(quán)利要求11所述的熒光燈，其中，當(dāng)A為鍶且D為鑭時，X為0.08。14.如權(quán)利要求11所述的熒光燈，其中，該熒光材料的發(fā)光范圍介于320nm至400nm之間。15.如權(quán)利要求11所述的熒光燈，其中，該熒光材料的發(fā)光波長約為370nm。16.如權(quán)利要求11所述的熒光燈，其中，該熒光材料摻雜鋱，以化學(xué)式表示如下A3D1H(PO4)3Cex,Tby其中，0<Y<0.6，且該熒光材料的發(fā)光范圍介于綠光。17.如權(quán)利要求16所述的熒光燈，其中，Y介于0.1至0.4之間。18.如權(quán)利要求16所述的熒光燈，其中，當(dāng)A為鍶、D為鑭且X為0.08時，則Y介于0.1至0.35之間。19.如權(quán)利要求16所述的熒光燈，其中，該熒光材料的發(fā)光范圍約為525nm至575nm之間。20.如權(quán)利要求16所述的熒光燈，其中，該熒光材料的發(fā)光波長約為540nm。21.如權(quán)利要求16所述的熒光燈，其中，該熒光膜包括一紅色發(fā)光熒光材料以及一藍色發(fā)光熒光材料。全文摘要一種熒光材料，以化學(xué)式表示如下A3D1-X(PO4)3:CeX其中，0＜X≤0.5，A是選自鈹(Be)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)、鋅(Zn)或其組合，D是選自鑭(La)、釓(Gd)、釔(Y)、鈧(Sc)、鎦(Lu)、釹(Nd)、硼(B)、鋁(Al)、鎵(Ga)、銦(In)或其組合。文檔編號C09K11/81GK101824322SQ200910126168公開日2010年9月8日申請日期2009年3月5日優(yōu)先權(quán)日2009年3月5日發(fā)明者郭德文,陳登銘申請人:建興電子科技股份有限公司