TW201619353A - 製造二價銪活化的無機紅色螢光體的方法 - Google Patents

製造二價銪活化的無機紅色螢光體的方法 Download PDF

Info

Publication number
TW201619353A
TW201619353A TW104125381A TW104125381A TW201619353A TW 201619353 A TW201619353 A TW 201619353A TW 104125381 A TW104125381 A TW 104125381A TW 104125381 A TW104125381 A TW 104125381A TW 201619353 A TW201619353 A TW 201619353A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
peak
phosphor
mixture
furnace
firing
Prior art date
Application number
TW104125381A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI573858B (zh
Inventor
麥克D 羅馬尼爾
優奇 特安
瑪莉 安 蘭葛爾斯
艾倫C 湯瑪士
Original Assignee
光域材料科技公司
陶氏全球科技責任有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 光域材料科技公司, 陶氏全球科技責任有限公司 filed Critical 光域材料科技公司
Publication of TW201619353A publication Critical patent/TW201619353A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI573858B publication Critical patent/TWI573858B/zh

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7728Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
    • C09K11/77347Silicon Nitrides or Silicon Oxynitrides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

一種製造Eu2+活化無機紅色螢光體的方法,其中,該螢光體呈現的發射光譜可分解成第一高斯發射曲線以及第二高斯發射曲線;其中,該第一高斯發射曲線具有第一高斯發射曲線峰P1;其中,該第一高斯發射曲線峰P1具有峰1高度HP1、峰1峰波長P λP1、以及峰1面積AP1;其中,第二高斯發射曲線具有第二高斯發射曲線峰P2;其中,該第二高斯發射曲線峰P2具有峰2高度HP2、峰2峰波長iP λP2、峰2半高寬(full width at half max)FWHMP2、以及峰面積AP2;其中,P λP1<P λP2;以及其中,最小化峰2半高寬FWHMP2。

Description

製造二價銪活化的無機紅色螢光體的方法
本發明涉及一種製造Eu2+(二價銪,Europium)活化無機紅色螢光體(Eu2+ activated inorganic red phosphor)的方法,其中,該螢光體呈現的發射光譜可分解成第一高斯發射曲線和第二高斯發射曲線;其中,第一高斯發射曲線具有第一高斯發射曲線峰P 1 ;其中,該第一高斯發射曲線峰P 1 具有峰1高度H P1 、峰1峰波長P λ P1 、以及峰1面積A P1 ;其中,該第二高斯發射曲線具有第二高斯發射曲線峰P 2 ;其中,該第二高斯發射曲線峰P 2 具有峰2高度H P2 、峰2峰波長P λ P2 、峰2半高寬(full width at half max)FWHM P2 、以及峰2面積為A P2 ;其中,P λ P1 <P λ P2 ;以及其中,峰2半高寬FWHM P2 被最小化。
螢光體轉換LED(Phosphor-converted LED,pcLED)利用作為光源的藍色LED晶片以及一或多個螢光體來產生白光。基於pcLED技術的裝置將成為固態照明應用中一般用途的基本裝置。儘管如此,仍需顯著的進步以達到固態照明市場所設定的性能規範。
該pcLED裝置透過使用藍色LED晶片所產生之發射光譜來激發內含的螢光體,以由單一LED創造出它們的白光發射。透過藍色LED晶片所產生之發射光譜來激發內含的螢光體,然後由內含的螢光體產生發射光譜,該發射光譜與該藍色LED晶片結合以得到白色光。重要的是,可確認藍色LED晶片的色彩調諧以及內含的螢光體對於pcLED裝置的有效性和優化是相當重要。因此,持續存在螢光體開發的需求,以為pcLED裝置供應商提供增強顏色調整的能力。
另外,傳統pcLED裝置設計中使用的螢光體是位於鄰近該藍色LED光源處。其結果是,在光產生期間,這些螢光體將遭受升高溫度。高功率LED晶片表現出的接面溫度通常在100至150℃的範圍內。在這樣的升高溫度下,螢光體的晶體處於高振動激發狀態。在這樣高振動激發狀態下,激發能量將造成通過非發光弛豫(non-luminescent relaxation)的額外熱量產生,而不是造成螢光體所需要的發光發射。該熱量產生加劇惡性循環的情況,使得現行pcLED裝置無法符合固態照明市場的工業設立性能規範。因此,要成功的發展普通照明用pcLED裝置,需要確認螢光體可以在溫度為100至150℃有效地使用。
氮基(nitride based)螢光體因其在高溫環境中發展pcLED裝置的優異發光性能,已用來使用於pcLED裝置。這樣的氮基螢光體的實例包括金屬矽氮基(metal silicon nitride based)螢光體。這些螢光體材料的基質晶體 主要由矽-氮(Si-N)、鋁-氮(Al-N)構成化學鍵以及其混合鍵,作為該結構的主幹。當這些鍵是穩定時,矽和碳(Si-C)之間的化學鍵具有更高的鍵能,且因而有較好的熱穩定性和化學穩定性。此外,碳與許多金屬原子形成非常穩定的化學鍵。
碳氮化物(carbidonitride)螢光體可包括在基質晶體中的碳(carbon)、矽(silicon)、鍺(germanium)、氮(nitrogen)、鋁(aluminum)、硼(boron)和其它金屬,以及作為發光活化劑的一或多種金屬摻雜劑。此類螢光體最近發展作為顏色轉換器,顏色轉換器能夠轉換近紫外(nUV)光或藍色光為在可見光譜範圍內的其他光,例如藍色、綠色、黃色、橙色和紅色的光。碳氮化物螢光體的基質晶體是由-N-Si-C-、-N-Si-N-以及-C-Si-C-網狀物(networks)構成,其中,Si-C和Si-N的強共價鍵作為該結構的主要組成部分。
在某些碳氮化物螢光體,碳可以增強,而不是降低螢光體的發光效果,特別是,當螢光體經受相對高的溫度時(例如200℃到400℃)。在所需發射光譜內的波長範圍中,某些矽碳氮化物螢光體的反應隨著碳含量增加而增加。已有報告指出碳氮化物螢光體具有優異的發射熱穩定性和高發光效率。
一個碳氮化物基(carbidonitride based)螢光體的家族被設計用於pcLED裝置,公開在Li等人的第8,535,566號美國專利。Li等人描述矽碳氮化物螢光體和光發射裝置利用相同的化學計量,其中,該碳氮化物基螢光 體家族表示如下:Sr2Si5N8-[(4x/3)+z]CxO3z/2:A;其中,0<x5,0z3以及((4x/3)+z)<8;M(II)2Si5N8-((4x/3)+z)CxO3z/2:A;其中,0<x5,0z3以及((4x/3)+z)<8;M(II)2-wM(I)2wSi5N8-((4x/3)+2)CxO3z/2:A;其中,0<x5,0w0.6,0z3以及((4x/3)+z)<8;M(II)2-wM(I)2wSi5-mM(III)mN8-((4x/3)+z+m)CxO(3z/2)+m:A;以及其中,0<x5,0w0.6,0z3,0m<2以及((4x/3)+z+m)<8;M(II)aM(I)bM(III)cDdEeCfFgHh:A;其中,0<a<2,0b0.6,0c<2,0<d5,0<e8,0<f5,0g<2.5以及0h<0.5。
其中,M(II)是至少一種二價陽離子;其中,M(I)是至少一種單價陽離子;M(III)是至少一種三價陽離子;其中,D是至少一種四價陽離子;其中,E是至少一種三價陰離子;其中,F是至少一種二價陰離子;其中,H是至少一種單價陰離子;以及其中,A是一種摻雜到晶體結構的發光活化劑。
儘管如此,對於提供pcLED裝置製造具有增強顏色調諧能力的螢光體以及其製造方法仍有持續需求。具體而言,對於使紅色螢光體的產品呈現出具有整體發射峰波長介於600nm和660nm之間再加上高發光效率和低熱冷卻能力(thermal quenching)的可調發射光譜的方法 仍有持續需求。
本發明提供了一種製造Eu2+活化無機紅色螢光體方法,包括:(i)提供具有由內表面定義腔體的燒成容器;其中,該內表面為選自下列組成群組的純淨材料(virgin material):鉬(molybdenum)、鎢(tungsten)、鉭(tantalum)、鈮(niobium)、鉻(chromium)、鉑(platinum)、鈦(titanium)、鋯(zirconium)、鑭(lanthanum)、釔(yttrium)、鈰(cerium)以及其合金;(ii)提供用於製備該Eu2+活化無機螢光體之起始材料的混合物,其中,該起始材料的混合物包括Eu2+陽離子的初始來源;(iii)將步驟(ii)的該起始材料的混合物裝載入該燒成容器中,其中,該起始材料的混合物接觸該燒成容器之該內表面;(iv)將步驟(iii)的該已裝載之燒成容器放入爐內;(v)在該爐中的還原氣氛下,以1300℃至2000℃的溫度燒製該起始材料的混合物經2至36小時期間,然後將該燒成容器自該爐中移出;(vi)移出並研磨該燒成容器的內容物,以提供經研磨材料,將該經研磨材料裝載回該燒成容器中,以及將重新裝載的該燒成容器放回該爐內;(vii)在該爐中的該還原氣氛下,以1300℃至2000℃的溫度燒製該經研磨材料經2至36小時期間,然後將該燒成容器自該爐中移出;(viii)重複步驟(vi)至(vii)0至3次;(ix)移出並研磨來自步驟(viii)之該燒成容器的內容物以提供中間體,提供額外來源的Eu2+陽離子,混合該經研磨中間體及該額外來源的Eu2+陽離子以提供中間體混 合物,且將該中間體混合物裝載入該燒成容器中;(x)將含有該中間體混合物的裝載的燒成容器置於該爐內,在該爐中的該還原氣氛下,以1300℃至2000℃的溫度燒製該中間體混合物經2至36小時期間,以及然後將該燒成容器自該爐中移出;(xi)移出並研磨該燒成容器的內容物,以提供經研磨物質;(xii)視需要提供更多來源的Eu2+陽離子;(xiii)混合步驟(xi)的該經研磨物質以及步驟(xii)的任何更多來源的Eu2+陽離子以提供物質混合物,將該物質混合物裝載回步驟(xi)的該燒成容器內,將含有該物質混合物的該燒成容器置於該爐內,在該爐中的該還原氣氛下,以1300℃至2000℃的溫度燒製該物質混合物經2至36小時期間,以及然後將該燒成容器自該爐中移出;(xix)重複步驟(xi)至(xiii)0至3次;以及(xx)移出並研磨步驟(xix)的該燒成容器的該內容物,以提供Eu2+活化無機紅色螢光體。
本發明提供了一種製造Eu2+活化無機紅色螢光體方法,包括:(i)提供具有由內表面定義腔體的燒成容器;其中,該內表面為選自下列組成群組的純淨材料(virgin material):鉬(molybdenum)、鎢(tungsten)、鉭(tantalum)、鈮(niobium)、鉻(chromium)、鉑(platinum)、鈦(titanium)、鋯(zirconium)、鑭(lanthanum)、釔(yttrium)、鈰(cerium)以及其合金;(ii)提供用於製備該Eu2+活化無機螢光體之起始材料的混合物,其中,該起始材料的混合物包括Eu2+陽離子的初始來源;(iii)將步驟(ii)的該起始材料的混合物裝載入該燒成容器中,其中,該起始材料的混合物 接觸該燒成容器之該內表面;(iv)將步驟(iii)的該已裝載之燒成容器放入爐內;(v)在該爐中的還原氣氛下,以1300℃至2000℃的溫度燒製該起始材料的混合物經2至36小時期間,然後將該燒成容器自該爐中移出;(vi)移出並研磨該燒成容器的內容物,以提供經研磨材料,將該經研磨材料裝載回該燒成容器中,並將重新裝載的該燒成容器放回該爐內;(vii)在該爐中的該還原氣氛下,以1300℃至2000℃的溫度燒製該經研磨材料經2至36小時期間,然後將該燒成容器自該爐中移出;(viii)重複步驟(vi)至(vii)0至3次;(ix)移出並研磨來自步驟(viii)之該燒成容器的內容物以提供中間體,提供額外來源的Eu2+陽離子,混合該經研磨中間體以及該額外來源的Eu2+陽離子以提供中間體混合物,以及將該中間體混合物裝載入該燒成容器中;(x)將含有該中間體混合物的裝載的燒成容器置於該爐內,在該爐中的該還原氣氛下,以1300℃至2000℃的溫度燒製該中間體混合物經2至36小時期間,以及然後將該燒成容器自該爐中移出;(xi)移出並研磨該燒成容器的內容物,以提供經研磨物質;(xii)視需要提供更多來源的Eu2+陽離子;(xiii)混合步驟(xi)的該經研磨物質以及步驟(xii)的任何更多來源的Eu2+陽離子以提供物質混合物,將該物質混合物裝載回步驟(xi)的該燒成容器內,將含有該物質混合物的該燒成容器置於該爐內,在該爐中的該還原氣氛下,以1300℃至2000℃的溫度燒製該物質混合物經2至36小時期間,以及然後將該燒成容器自該爐中移出;(xix)重複步驟(xi) 至(xiii)0至3次;(xx)移出並研磨步驟(xix)的該燒成容器的該內容物,以提供Eu2+活化無機紅色螢光體;以及(xxi)洗滌該Eu2+活化無機紅色螢光體。
本發明提供了一種製造Eu2+活化無機紅色螢光體方法,包括:(i)提供具有由內表面定義腔體的燒成容器;其中,該內表面為選自下列組成群組的純淨材料(virgin material):鉬(molybdenum)、鎢(tungsten)、鉭(tantalum)、鈮(niobium)、鉻(chromium)、鉑(platinum)、鈦(titanium)、鋯(zirconium)、鑭(lanthanum)、釔(yttrium)、鈰(cerium)以及其合金;(ii)提供用於製備該Eu2+活化無機螢光體之起始材料的混合物,其中,該起始材料的混合物包括Eu2+陽離子的初始來源;(iii)將步驟(ii)的該起始材料的混合物裝載入該燒成容器中,其中,該起始材料的混合物接觸該燒成容器之該內表面;(iv)將步驟(iii)的該已裝載入之燒成容器放入爐內;(v)在該爐中的還原氣氛下,以1300℃至2000℃的溫度燒製該起始材料的混合物經2至36小時期間,然後將該燒成容器自該爐中移出;(vi)移出並研磨該燒成容器的內容物,以提供經研磨材料,將該經研磨材料裝載回該燒成容器中,以及將重新裝載的該燒成容器放回該爐內;(vii)在該爐中的該還原氣氛下,以1300℃至2000℃的溫度燒製該經研磨材料經2至36小時期間,然後將該燒成容器自該爐中移出;(viii)重複步驟(vi)至(vii)0至3次;(ix)移出並研磨來自步驟(viii)之該燒成容器的內容物以提供中間體,提供額外來源的Eu2+陽離子,混合該 經研磨中間體及該額外來源的Eu2+陽離子以提供中間體混合物,以及將該中間體混合物裝載入該燒成容器中;(x)將含有該中間體混合物的裝載的燒成容器置於該爐內,在該爐中的該還原氣氛下,以1300℃至2000℃的溫度燒製該中間體混合物經2至36小時期間,以及然後將該燒成容器自該爐中移出;(xi)移出並研磨該燒成容器的內容物,以提供經研磨物質;(xii)視需要提供更多來源的Eu2+陽離子;(xiii)混合步驟(xi)的該經研磨物質以及步驟(xii)的任何更多來源的Eu2+陽離子以提供物質混合物,將該物質混合物裝載回步驟(xi)的該燒成容器內,將含有該物質混合物的該燒成容器置於該爐內,在該爐中的該還原氣氛下,以1300℃至2000℃的溫度燒製該物質混合物經2至36小時期間,以及然後將該燒成容器自該爐中移出;(xix)重複步驟(xi)至(xiii)0至3次;(xx)移出並研磨步驟(xix)的該燒成容器的該內容物,以提供Eu2+活化無機紅色螢光體;(xvi)洗滌該Eu2+活化無機紅色螢光體;(xxii)提供表面處理材料;以及(xxiii)施加該表面處理材料至該Eu2+活化無機紅色螢光體之表面。
本發明提供了一種製造Eu2+活化無機紅色螢光體方法,包括:(i)提供具有由內表面定義腔體的燒成容器;其中,該內表面為選自下列組成群組的純淨材料(virgin material):鉬(molybdenum)、鎢(tungsten)、鉭(tantalum)、鈮(niobium)、鉻(chromium)、鉑(platinum)、鈦(titanium)、鋯(zirconium)、鑭(lanthanum)、釔(yttrium)、鈰 (cerium)以及其合金;(ii)提供用於製備該Eu2+活化無機螢光體之起始材料的混合物,其中,該起始材料的混合物包括Eu2+陽離子的初始來源;(iii)將步驟(ii)的該起始材料的混合物裝載入該燒成容器中,其中,該起始材料的混合物接觸該燒成容器之該內表面;(iv)將步驟(iii)的該已裝載之燒成容器放入爐內;(v)在該爐中的還原氣氛下,以1300℃至2000℃的溫度燒製該起始材料的混合物經2至36小時期間,然後將該燒成容器自該爐中移出;(vi)移出並研磨該燒成容器的內容物,以提供經研磨材料,將該經研磨材料裝載回該燒成容器中,以及將重新裝載的該燒成容器放回該爐內;(vii)在該爐中的該還原氣氛下,以1300℃至2000℃的溫度燒製該經研磨材料經2至36小時期間,然後將該燒成容器自該爐中移出;(viii)重複步驟(vi)至(vii)0至3次;(ix)移出並研磨來自步驟(viii)之該燒成容器的內容物以提供中間體,提供額外來源的Eu2+陽離子,混合該經研磨中間體及該額外來源的Eu2+陽離子以提供中間體混合物,以及將該中間體混合物裝載入該燒成容器中;(x)將含有該中間體混合物的裝載的燒成容器置於該爐內,在該爐中的該還原氣氛下,以1300℃至2000℃的溫度燒製該中間體混合物經2至36小時期間,以及然後將該燒成容器自該爐中移出;(xi)移出並研磨該燒成容器的內容物,以提供經研磨物質;(xii)視需要提供更多來源的Eu2+陽離子;(xiii)混合步驟(xi)的該經研磨物質以及步驟(xii)的任何更多來源的Eu2+陽離子以提供物質混合物,將該物質混合 物裝載回步驟(xi)的該燒成容器內,將含有該物質混合物的該燒成容器置於該爐內,在該爐中的該還原氣氛下,以1300℃至2000℃的溫度燒製該物質混合物經2至36小時期間,以及然後將該燒成容器自該爐中移出;(xix)重複步驟(xi)至(xiii)0至3次;(xx)移出並研磨步驟(xix)的該燒成容器的該內容物,以提供Eu2+活化無機紅色螢光體;(xvi)洗滌該Eu2+活化無機紅色螢光體;提供液態載體;以及分散該Eu2+活化無機紅色螢光體於該液態載體中,以形成螢光體組成物。
本發明提供了一種製造Eu2+活化無機紅色螢光體方法,包括:(i)提供具有由內表面定義腔體的燒成容器;其中,該內表面為選自下列組成群組的純淨材料(virgin material):鉬(molybdenum)、鎢(tungsten)、鉭(tantalum)、鈮(niobium)、鉻(chromium)、鉑(platinum)、鈦(titanium)、鋯(zirconium)、鑭(lanthanum)、釔(yttrium)、鈰(cerium)以及其合金;(ii)提供用於製備該Eu2+活化無機螢光體之起始材料的混合物,其中,該起始材料的混合物包括Eu2+陽離子的初始來源;(iii)將步驟(ii)的該起始材料的混合物裝載入該燒成容器中,其中,該起始材料的混合物接觸該燒成容器之該內表面;(iv)將步驟(iii)的該已裝載之燒成容器放入爐內;(v)在該爐中的還原氣氛下,以1300℃至2000℃的溫度燒製該起始材料的混合物經2至36小時期間,然後將該燒成容器自該爐中移出;(vi)移出並研磨該燒成容器的內容物,以提供經研磨材料,將該經研磨 材料裝載回該燒成容器中,並將重新裝載的該燒成容器放回該爐內;(vii)在該爐中的該還原氣氛下,以1300℃至2000℃的溫度燒製該經研磨材料經2至36小時期間,然後將該燒成容器自該爐中移出;(viii)重複步驟(vi)至(vii)0至3次;(ix)移出並研磨來自步驟(viii)之該燒成容器的內容物以提供中間體,提供額外來源的Eu2+陽離子,混合該經研磨中間體及該額外來源的Eu2+陽離子以提供中間體混合物,以及將該中間體混合物裝載入該燒成容器中;(x)將含有該中間體混合物的裝載的燒成容器置於該爐內,在該爐中的該還原氣氛下,以1300℃至2000℃的溫度燒製該中間體混合物經2至36小時期間,以及然後將該燒成容器自該爐中移出;(xi)移出並研磨該燒成容器的內容物,以提供經研磨物質;(xii)視需要提供更多來源的Eu2+陽離子;(xiii)混合步驟(xi)的該經研磨物質以及步驟(xii)的任何更多來源的Eu2+陽離子以提供物質混合物,將該物質混合物裝載回步驟(xi)的該燒成容器內,將含有該物質混合物的該燒成容器置於該爐內,在該爐中的該還原氣氛下,以1300℃至2000℃的溫度燒製該物質混合物經2至36小時期間,以及然後將該燒成容器自該爐中移出;(xix)重複步驟(xi)至(xiii)0至3次;(xx)移出並研磨步驟(xix)的該燒成容器的該內容物,以提供Eu2+活化無機紅色螢光體;(xxi)洗滌該Eu2+活化無機紅色螢光體;提供液態載體;分散該Eu2+活化無機紅色螢光體於該液態載體中,以形成螢光體組成物;提供添加劑;以及混合該添加劑至該螢光體組成物中。
如本文及申請專利範圍所用術語"ES 455 "是指,由給定的發光材料在具有455nm波長的單色光激發時表現出的發射光譜。
如本文及申請專利範圍所用術語"ES 453 "是指,由給定的發光材料在具有453nm波長的單色光激發時表現出的發射光譜。
如本文及申請專利範圍所用術語"第一高斯發射曲線"及"第二高斯發射曲線"是指,兩個高斯發射曲線是將發射光譜ES455利用GRAMS峰值擬合軟體(GRAMS peak fitting software)與兩個對稱高斯頻帶分解得來,發射光譜ES455是由給定的發光材料在具有453nm波長的單色光激發時表現出的,單色光激發可使用光譜分辨率1.5nm的分光計觀察得到。
如本文及申請專利範圍所用術語"第一高斯發射曲線峰"是指,相對於該第二高斯發射曲線峰,該第一高斯發射曲線有較高能量的峰值。
如本文及申請專利範圍所用術語"峰1高度"或"H P1 "是指,第一高斯發射曲線在第一高斯發射曲線峰的高度。
如本文及申請專利範圍所用術語"峰1峰波長"或"P λ P1 "是指,對應於第一高斯發射曲線峰的波長。
如本文及申請專利範圍所用術語"峰1面積"或"A P1 "是指,第一高斯發射曲線峰下面的面積。
如本文及申請專利範圍所用術語"第二高斯發射曲線峰"是指,相對於該第一高斯發射曲線峰,該第二高斯發射曲線有較低能量的峰值。
如本文及申請專利範圍所用術語"峰2高度"或"H P2 "是指,第二高斯發射曲線在第二高斯發射曲線峰的高度。
如本文及申請專利範圍所用術語"峰2峰波長"或"P λ P2 "是指,對應於第二高斯發射曲線峰的波長。
如本文及申請專利範圍所用術語"峰2半高寬"或"FWHM P2 "是指,該第二高斯發射曲線的半全寬,其中,P λ P1 <P λ P2
如本文及申請專利範圍所用術語"峰2面積"或"A P2 "是指,第二高斯發射曲線下面的面積。
如本文及申請專利範圍所用術語"峰值比"或"P R "是指,峰1高度H P1 與峰2高度H P2 的比率,可由下列等式定義P R =H P1 /HP 2 ;其中,P λ P1 <P λ P2
如本文及申請專利範圍所用術語"面積比"或"A R "是指,峰1面積(A P1 )與峰2面積(A P2 )的比率,可由下列等式確定A R =A P1 /A P2 ; 其中,P λ P1 <P λ P2
如本文及申請專利範圍所用術語"整體半高寬"或"FWHM overall "是指,由一個給定的發光材料所呈現之發射光譜(例如ES 453 )的半高寬,給定的發光材料由光源激發(例如用於ES 453 ,具有453nm波長的單色光)。
如本文及申請專利範圍所用術語"整體峰波長"或"P λ overall "是指,由一個給定的發光材料所呈現之發射光譜(例如ES 453 )的峰波長,給定的發光材料由光源激發(例如用於ES 453 ,具有453nm波長的單色光)。
如本文及申請專利範圍所用術語"CIE X "是指,基於CIE 1931色度圖(Chromaticity Diagram)的發光材料的發射光譜(即 iES 455 iES 453 pES 455 pES 453 )的x色度座標。
如本文及申請專利範圍所用術語"CIE Y "是指,基於CIE1931色度圖的發光材料的發射光譜(即 iES 455 iES 453 pES 455 pES 453 )的y色度座標。
如本文及申請專利範圍術語"純淨材料"是指,先前未在高溫下(例如>1000℃)暴露於矽源(silicon source)的材料。
已知的是,每個Eu2+陽離子摻入到一般由式(II)表示的無機物質內,可佔據主晶格內的取代或間隙位置。例如,當Eu2+陽離子摻入到一般由式(II)表示的無機物質內,可替換M(II)二價陽離子(即Mg2+、Ca2+、Sr2+或Ba2+)以佔有主晶格位點(host lattice site)。這樣的位點特異替換 為Eu2+陽離子具有與被替換的M(II)二價陽離子相同的氧化狀態以及Eu2+陽離子具有相似的離子半徑(6配位(6-coordinate)Sr2+,1.18Å(埃);6配位Eu2+,1.17Å)的結果。
pcLED裝置的設計者非常清楚人眼對電磁波光譜如何反應以及如何將此反應轉化為pcLED裝置的性能和效率。亦即,pcLED裝置的設計者體認到,人眼對於落在視覺(photopic)響應曲線區域之外來自裝置的發射光譜並不敏感。因此,這些設計者將會體認到在視覺響應曲線下盡可能提供更多的發射光譜,同時對給定裝置設計提供基於CIE 1931色度圖的適當顏色座標CIEx和CIEy,對於用於pcLED裝置的螢光體是必要的。例如,白光發光pcLED裝置的設計者希望紅色發光螢光體能提供最大的紅色發光量,以使在低相關色溫(CCT,correlated color temperature)下有高的顯色指數(CRI,color rendering index),並在最小發光能量損失的情況下進入近紅外光譜區。
已經令人驚奇地發現,通過代表一般常規物質的式(II)呈現的發射光譜ES 455 ,其由具有455nm波長的單色光激發;其中,該發射光譜ES 455 可分解成第一高斯發射曲線和第二高斯發射曲線;其中,第一高斯發射曲線具有第一高斯發射曲線峰P 1 ;其中,該第一高斯發射曲線峰P 1 具有峰1高度H P1 、峰1波長P λ P1 以及峰1面積A P1 ;其中,該第二高斯發射曲線具有第二高斯發射曲線峰P 2 ;其中,該第二高斯發射曲線峰P 2 具有峰2高度H P2 、峰2 波長P λ P2 、峰2面積A P2 以及峰2半高寬FWHM P2 ;其中,P λ P1 <P λ P2 。據信,第一高斯發射曲線和第二高斯發射曲線對應不同位置,該不同位置是由一般地以式(II)表示的u一般物質的Eu2+所佔據者。鑒於此了解,很明顯的,這些物質改變提供最小化的峰2半高寬FWHM P2 ,透過使人眼可視區域的發射最大化,可造成利用具有455nm波長的單色光激發已改變物質所發射的光的亮度顯著增加。
由式(II)表示的一般物質是透過在坩堝中燒結的原料粉末製備,其中,該坩堝的內表面與該原料粉末接觸,該原料粉末已在高溫下反覆暴露於矽源下風乾(seasoned)。同樣地,由式(II)表示的一般物質呈現在具有455nm波長的單色光激發下的發射光譜ES 455 ;其中,發射光譜ES 455 可分解成第一高斯發射曲線和第二高斯發射曲線;其中,該第一高斯發射曲線具有第一高斯發射曲線峰P 1 ;其中,第一高斯發射曲線峰P 1 具有峰1高度H P1 、峰1波長P λ P1 以及峰1面積A P1 ;其中,該第二高斯發射曲線具有第二高斯發射曲線峰P 2 ;其中,第二高斯發射曲線峰P 2 具有峰2高度H P2 、峰2波長P λ P2 、峰2面積A P2 以及峰2半高寬FWHM P2 ;其中,P λ P1 <P λ P2 ;以及其中,該第二高斯發射曲線的峰2半高寬FWHM P2 >100nm。已經令人驚奇地發現,透過本發明的方法製備由式(II)表示的Eu2+活化無機紅色螢光體;其中,在具有由內表面定義腔體之燒成容器中,執行組成的原料粉末的燒製;其中,接觸裝載入該腔體之該原料粉末的該內表面為純淨材料;呈現出整體 的發光帶收窄,而亮度顯著增加。據信,亮度的增加至少部分原因是因為本發明的方法所產生的Eu2+活化無機紅色螢光體的結構改變,通過操縱Eu2+在晶體結構的位置和鍵合環境,此由螢光體峰2半高寬 pFWHM P2 <100nm可証明。
較好的是,本發明提供了一種製造Eu2+活化無機紅色螢光體方法,包括:(i)提供具有由內表面定義腔體之燒成容器,其中,該內表面為選自下列組成群組的純淨材料:鉬(molybdenum)、鎢(tungsten)、鉭(tantalum)、鈮(niobium)、鉻(chromium)、鉑(platinum)、鈦(titanium)、鋯(zirconium)、鑭(lanthanum)、釔(yttrium)、鈰(cerium)以及其合金;(ii)提供用於製備該Eu2+活化無機螢光體之起始材料的混合物,其中,該起始材料的混合物包括Eu2+陽離子的初始來源;(iii)將步驟(ii)的該起始材料的混合物裝載入該燒成容器中,其中,該起始材料的混合物接觸該燒成容器之該內表面;(iv)將步驟(iii)的該已裝載之燒成容器放入爐內;(v)在該爐中的還原氣氛下,以1300℃至2000℃的溫度(較好的是1300℃至1850℃;更好的是2400℃至1850℃;最好的是1500℃至1850℃)燒製該起始材料的混合物經2至36小時期間(較好的是4至24小時;更好的是6至18小時;最好的是8至12小時),然後將該燒成容器自該爐中移出;(vi)移出並研磨該燒成容器的內容物以提供經研磨材料,將該經研磨材料放回該燒成容器,以及將重新裝載的該燒成容器放回該爐內;(vii)在該爐中的該還原氣氛下,以1300℃至2000℃的溫度(較好的是1300℃至1850 ℃;更好的是1400℃至1850℃;最好的是1500℃至1850℃)燒製該經研磨材料經2至36小時期間(較好的是4至24小時;更好的是6至18小時;最好的是8至12小時),然後將該燒成容器自該爐中移出;(viii)重複步驟(vi)至(vii)0至3次;(ix)移出並研磨來自步驟(viii)之該燒成容器的內容物以提供中間體,提供額外來源的Eu2+陽離子,混合該經研磨中間體及該額外來源的Eu2+陽離子以提供中間體混合物,以及將該中間體混合物裝載入該燒成容器中;(x)將含有該中間體混合物的裝載的燒成容器置於該爐內,在該爐中的該還原氣氛下,以1300℃至2000℃的溫度(較好的是1300℃至1850℃;更好的是1400℃至1850℃;最好的是1500℃至1850℃)燒製該中間體混合物經2至36小時期間(較好的是4至24小時;更好的是6至18小時;最好的是8至12小時),以及然後將該燒成容器自該爐中移出;(xi)移出並研磨該燒成容器的內容物,以提供經研磨物質;(xii)視需要提供更多來源的Eu2+陽離子;(xiii)混合步驟(xi)的該經研磨物質以及步驟(xii)的任何更多來源的Eu2+陽離子以提供物質混合物,將該物質混合物裝載回步驟(xi)的該燒成容器內,將含有該物質混合物的該燒成容器置於該爐內,在該爐中的該還原氣氛下,以1300℃至2000℃的溫度(較好的是1300℃至1850℃;更好的是1400℃至1850℃;最好的是1500℃至1850℃)燒製該物質混合物經2至36小時期間(較好的是4至24小時;更好的是6至18小時;最好的是8至12小時),以及然後將該燒成容 器自該爐中移出;(xix)重複步驟(xi)至(xiii)0至3次;(xx)移出並研磨步驟(xix)的該燒成容器的該內容物,以提供Eu2+活化無機紅色螢光體。
在本發明之用於製造Eu2+活化無機紅色螢光體的方法中,該燒成容器選擇自具有由內表面定義之腔體,其中,內表面為選自下列組成群組的純淨材料:鉬、鎢、鉭、鈮、鉻、鉑、鈦、鋯、鑭、釔、鈰以及其合金。較好的是,所提供的燒成容器具是整個均勻組成。更好的是,所提供的燒成容器具有施加純淨材料作為塗層以形成該燒成容器的該內表面。最好的是,所提供的燒成容器是由純淨材料製成的內套(insert)或襯裡(liner)。較好的是,該燒成容器是內套或襯裡,其中,該內套或襯裡是由純淨材料所製造,而該純淨材料選自下列組成之群組:鉬、鎢、鉭、鈮、鉻、鉑以及其合金。較好的是,該純淨材料是由鉬以及與至少一種氧化物和碳化物組成之鉬合金組成之群組選出;其中,該氧化物選自由二氧化鈦(titanium oxide)、氧化鋯(zirconium oxide)、氧化鉿(hafnium oxide)、氧化鑭(lanthanum oxide)、氧化鎢(tungsten oxide)、氧化錸(rhenium oxide)以及氧化釔(yittrium oxide)組成的群組;以及其中,該碳化物選自碳化鈦(titanium carbide)、碳化鋯(zirconium carbide)、碳化鉿(hafnium carbide)、碳化鑭(lanthanum carbide)、碳化鎢(tungsten carbide)、碳化錸(rhenium carbide)、碳化釔(yittrium carbid)、碳化鉭(tantalum carbide)以及碳化銅(copper carbide)組成的群組。更好的是,該純 淨材料是鉬。最好的是,該燒成容器是襯裡,其中該襯裡由鉬製成。
較好的是,本發明提供了一種製造Eu2+活化無機紅色螢光體方法,在步驟(ii)中提供起始材料的混合物包括:(a)提供的二價陽離子M(II)的來源(較好的是,其中該二價陽離子M(II)是選自由Mg、Ca、Sr和Ba的至少一種組成之群組;更好的是,其中該二價陽離子M(II)是選自由Ca、Sr和Ba的至少一種組成之群組;再更好的是,其中該二價陽離子M(II)是選自Ca和Sr組成之群組;最好的是,其中該二價陽離子M(II)是Sr);(b)提供矽的來源;(c)提供氮的來源;(d)提供Eu2+陽離子的初始源。較好的是,步驟(ii)中提供起始材料的混合物更包括:(e)提供碳的來源(較好的是,其中碳的來源是碳的陰離子源(例如C4-))。較好的是,步驟(ii)中提供起始材料的混合物更包括:(f)提供單價種類M(I)的來源(較好的是,其中該單價種類M(I)是選自由Li、Na、K、F、Cl、Br和I的至少一種組成之群組;更好的是,其中該單價種類M(I)是選自由Li、Na和F的至少一種組成之群組;最好的是,其中該單價種類M(I)是選自由Li和F的至少一種組成之群組)。
最好的是,本發明提供了一種製造Eu2+活化無機紅色螢光體方法,在步驟(ii)中提供起始材料的混合物包括:(a)提供的二價陽離子M(II)的來源(較好的是,其中該二價陽離子M(II)是選自由Mg、Ca、Sr和Ba的至少一種組成之群組;更好的是,其中該二價陽離子M(II)是選自 由Ca、Sr和Ba的至少一種組成之群組;還更好的是,其中該二價陽離子M(II)是選自Ca和Sr組成之群組;最好的是,其中該二價陽離子M(II)是Sr);(b)提供矽的來源;(c)提供氮的來源;(d)提供Eu2+陽離子的初始源;(e)提供碳的來源(較好的是,其中碳的來源是碳的陰離子源(例如C4-));(f)提供單價物質M(I)的來源(較好的是,其中該單價種類M(I)是選自由Li、Na、K、F、Cl、Br和I的至少一種組成之群組;更好的是,其中該單價種類M(I)是選自由Li、Na和F的至少一種組成之群組;最好的是,其中該單價種類M(I)是選自由Li和F的至少一種組成之群組)。
在本申請提供的教導下,本領域中的普通技術人員將能夠選擇適當的起始材料的混合物,使用在本發明之方法,以產生Eu2+活化無機紅色螢光體。包含在起始材料的混合物的材料可包含氮化矽(silicon nitride)、碳化矽(silicon carbide)、金屬氧化物(metal oxides)、金屬鹵化物(metal halides)、金屬氮化物(metal nitrides)以及以摩爾濃度(molar ratio)來選擇的金屬,以產生特定的Eu2+活化無機紅色螢光體組成。包含在Eu2+活化無機紅色螢光體的較佳元素和相應的起始材料係列於表1。
較好的是,在本發明之用於製造Eu2+活化無機紅色螢光體的方法中,在步驟(ii)中提供起始材料的混合物以及步驟(v)至(viii)的燒成條件中,以使步驟(ix)的該中間體為下列式(I)所表示之無機發光化合物M(I) icM(II) iaSi5N ixC iyO iz:Eu2+ ib (I)
其中,M(I)為選自Li、Na、K、F、Cl、Br以及I組成之群組的單價種類(較好的是Li、Na和F;最好的是Li和F);其中,M(II)為選自Mg、Ca、Sr以及Ba的至少一種組成之群組的二價陽離子(較好的是Ca、Sr和Ba;更好的是Ca和Sr;最好的是Sr);其中,1.7 ia2(較好的是1.7 ia1.999;更好的是1.8 ia1.995;最好的是1.85 ia1.97);0<ib0.1(較好的是0.001 ib0.1;更好的是0.005 ib0.08;最好的是0.02<ib0.06);0 ic0.1;5 ix8(較好的是5.5 ix7.8;更好的是6 ix7.5;最好的是6.25 ix7.25);0 iy1.5(較好的是0.005 iy1.5;更好的是0.01 iy的1.25;最好的是0.02 iy0.1);0 iz5(較好的是0.005 iz5;更好的是0.01 iz2.5;最好的是0.05 iz0.5);(較好的是,iy≠iz);其中,該中間體在具有波長455nm的單色光的激發下,呈現中間體發射光譜iES455;其中,該中間體發射光譜iES455分解成中間體第一高斯發射曲線以及中間體第二高斯發射曲線;其中,該中間體第一高斯發射曲線具有中間體第一高斯發射曲線峰iP1;該中間體第一高斯發射曲線峰iP1在中間體峰1峰波長iP λP1具有中間體峰1高度iHP1;其中,該中間體第二 高斯發射曲線具有中間體第二高斯發射曲線峰iP2;該中間體第二高斯發射曲線峰iP2在中間體峰2峰波長iP λP2具有中間體峰2高度iHP2;其中,iP λP1<iP λP2;其中,該中間體發射光譜iES455具有1的中間體峰值比iPR(較好的是1至10;更好的是1至5;最好的是1至2),該中間體峰值比iPR通過下列等式來決定 iP R =iH P1 /iH P2
較好的是,在本發明之用於製造Eu2+活化無機紅色螢光體的方法中,在步驟(ii)中提供起始材料的混合物以及步驟(v)至(viii)的燒成條件中,以使步驟(ix)的該中間體為下列式(I)所表示之無機發光化合物M(I) icM(II) iaSi5N ixC iyO iz:Eu2+ ib (I)
其中,M(I)是選自Li、Na、K、F、Cl、Br以及I組成之群組的單價種類(較好的是Li、Na和F;最好的是Li和F);其中,M(II)為選自Sr以及Sr與Mg、Ca和Ba中至少一種的組合物所組成之群組的二價陽離子(最好的是,其中M(II)為Sr);其中,1.7 ia2(較好的是1.7 ia1.999;更好的是1.8 ia1.995;最好的是1.85 ia1.97);0<ib0.1(較好的是0.001 ib0.1;更好的是0.005 ib0.08;最好的是0.02<ib0.06);0 ic0.1;5 ix8(較好的是5.5 ix7.8;更好的是6 ix7.5;最好的是6.25 ix7.25);0 iy1.5(較好的是0.005 iy1.5;更好的是0.01 iy的1.25;最好的是0.02 iy0.1);0 iz5(較好的是0.005 iz5;更好的是0.01 iz2.5;最好的是0.05 iz 0.5);(較好的是,iy≠iz);其中,該中間體在具有波長455nm的單色光的激發下,呈現中間體發射光譜iES455;其中,該中間體發射光譜iES455分解成中間體第一高斯發射曲線以及中間體第二高斯發射曲線;其中,該中間體第一高斯發射曲線具有中間體第一高斯發射曲線峰iP1;其中,該中間體第一高斯發射曲線峰iP1在中間體峰1峰波長iP λP1具有中間體峰1高度iHP1;其中,該中間體第二高斯發射曲線具有中間體第二高斯發射曲線峰iP2;其中,該中間體第二高斯發射曲線峰iP2在中間體峰2峰波長iP λP2具有中間體峰2高度iHP2;其中,iP λP1<iP λP2;其中,該中間體發射光譜iES455具有1的中間體峰值比iPR(較好的是1至10;更好的是1至5;最好的是1至2),該中間體峰值比iPR通過下列等式來決定 iP R =iH P1 /iH P2
較好的是,在本發明之用於製造Eu2+活化無機紅色螢光體的方法中,在步驟(ii)中提供起始材料的混合物以及步驟(v)至(viii)的燒成條件中,以使步驟(ix)的該中間體為下列式(I)所表示之無機發光化合物M(I) icM(II) iaSi5N ixC iyO iz:Eu2+ ib (I)
其中,M(I)是選自Li、Na、K、F、Cl、Br以及I組成之群組的單價種類(較好的是Li、Na和F;最好的是Li和F);其中,M(II)為選自Sr以及Sr與Mg、Ca和Ba中至少一種的組合物所組成之群組的二價陽離子(最好的是,其中M(II)為Sr);其中,1.7 ia2(較好的是1.7 ia1.999; 更好的是1.8 ia1.995;最好的是1.85 ia1.97);0<ib0.1(較好的是0.001 ib0.1;更好的是0.005 ib0.08;最好的是0.02<ib0.06);0 ic0.1;5 ix8(較好的是5.5 ix7.8;更好的是6 ix7.5;最好的是6.25 ix7.25);0 iy1.5(較好的是0.005 iy1.5;更好的是0.01 iy的1.25;最好的是0.02 iy0.1);0 iz5(較好的是0.005 iz5;更好的是0.01 iz2.5;最好的是0.05 iz0.5);其中iy≠iz;其中,該中間體在具有波長455nm的單色光的激發下,呈現中間體發射光譜iES455;其中,該中間體發射光譜iES455分解成中間體第一高斯發射曲線以及中間體第二高斯發射曲線;其中,該中間體第一高斯發射曲線具有中間體第一高斯發射曲線峰iP1;其中,該中間體第一高斯發射曲線峰iP1在中間體峰1峰波長iP λP1具有中間體峰1高度iHP1;其中,該中間體第二高斯發射曲線具有中間體第二高斯發射曲線峰iP2;其中,該中間體第二高斯發射曲線峰iP2在中間體峰2峰波長iP λP2具有中間體峰2高度iHP2;其中,iP λP1<iP λP2;其中,該中間體發射光譜iES455具有1的中間體峰值比iPR(較好的是1至10;更好的是1至5;最好的是1至2),該中間體峰值比iPR通過下列等式來決定 iP R =iH P1 /iH P2
較好的是,在本發明的方法中,該中間體在具有波長455nm的單色光的激發下,呈現中間體發射光譜 iES 455 ;其中,該中間體發射光譜iES455分解成中間體第 一高斯發射曲線和中間體第二高斯發射曲線;其中,該中間體第一高斯發射曲線具有中間體峰1峰波長 iP λ P1 ;其中,該中間體第二高斯發射曲線具有中間體峰2峰波長 iP λ P2 ,以及<100nm的中間體半高寬 iFWHM P2 (較好的是99nm;更好的是98nm;最好的是97nm);其中, iP λ P1 < iP λ P2
較好的是,在本發明的方法中,該中間體在具有波長455nm的單色光的激發下,呈現中間體發射光譜 iES 455 ;其中,該中間體發射光譜iES455分解成中間體第一高斯發射曲線和中間體第二高斯發射曲線;其中,該中間體第一高斯發射曲線具有中間體峰1峰波長 iP λ P1 以及中間體峰1面積 iA P1 ;其中,該中間體第二高斯發射曲線具有中間體峰2峰波長 iP λ P2 以及中間體峰2面積 iA P2 ;其中, iP λ P1 < iP λ P2 ;以及其中,該中間體發射光譜 iES 455 具有0.6的中間體面積比 iA R (較好的是0.6至10;更好的是0.6至5;最好的是0.6至1),該中間體面積比 iA R 通過下列等式來決定 iA R =iA P1 /iA P2
較好的是,在本發明的方法中,該中間體在具有波長453nm的單色光的激發下,呈現中間體發射光譜 iES 453 ;其中,該中間體發射光譜 iES 453 具有<90nm的整體半高寬 iFWHM overall (較好的是<85nm),加上基於CIE 1931色度圖下CIEx>0.625(較好的是>0.627;更好的是>0.630)。更好的是,該中間體在具有波長453nm的單色光的激發 下,呈現中間體發射光譜 iES 453 ;其中,該中間體發射光譜 iES 453 具有<90nm的整體半高寬 iFWHM overall (較好的是<85nm),加上基於CIE 1931色度圖下CIEx>0.625(較好的是>0.627;更好的是>0.630);以及其中,該中間體於實施例的條件下測試,呈現出高發光效率(luminescence)(較好的是,流明(lumens)210%;更好的是220%;最好的是225%)。
較好的是,在本發明的方法中,該中間體在具有波長455nm的單色光的激發下,呈現中間體發射光譜 iES 455 ;其中,該中間體發射光譜 iES 455 分解成中間體第一高斯發射曲線和中間體第二高斯發射曲線;其中,該中間體第一高斯發射曲線具有中間體第一高斯發射曲線峰 iP 1 ;其中,該中間體第一高斯發射曲線峰iP1在中間體峰1峰波長 iP λ P1 具有中間體峰1高度 iH P1 以及中間體峰1面積 iA P1 ;其中,該中間體第二高斯發射曲線具有中間體第二高斯發射曲線峰 iP 2 ;其中,該第二高斯發射曲線峰 iP 2 在中間體峰2峰波長 iP λ P2 具有中間體峰2高度 iH P2 以及中間體峰2面積 iA P2 ;其中, iP λ P1 < iP λ P2 ;以及其中,該中間體發射光譜 iES 455 具有1的中間體峰值比 iP R (較好的是1至10;更好的是1至5;最好的是1至2),該中間體峰值比iPR通過下列等式來決定 iP R =iH P1 /iH P2 (較好的是,該中間體進一步呈現0.6的中間體面積比 iA R );以及其中,該中間體中的元素可符合化學計量比例 (stoichiometric proportions)或非化學計量比例(non-stoichiometric proportions)。
較好的是,在本發明之用於製造Eu2+活化無機紅色螢光體的方法中,在步驟(ix)中提供中間體混合物,若需要,在步驟(xii)中提供Eu2+陽離子更多來源,以及選擇步驟(x)至(xix)的燒製條件,以使所提供之該Eu2+活化無機紅色螢光體包括由式(II)所表示之無機化合物M(I) pcM(II) paSi5N pxC pyO pz:Eu2+ pb (II)
其中,M(I)為選自Li、Na、K、F、Cl、Br以及I組成之群組的單價種類(較好的是Li、Na和F;最好的是Li和F);其中,M(II)為選自Mg、Ca、Sr以及Ba的至少一種組成之群組的二價陽離子(較好的是Ca、Sr和Ba;更好的是Ca和Sr;最好的是Sr);其中,1.7 pa2(較好的是1.7 pa1.999;更好的是1.8 pa1.995;最好的是1.85 pa1.97);0<pb0.3(較好的是0.001 pb0.3;更好的是0.005 pb0.2;最好的是0.03<pb0.1);0 pc0.1;5 px8(較好的是5.5 px7.8;更好的是6 px7.5;最好的是6.25 px7.25);0 py1.5(較好的是,0.005 py1.5;更好的是0.01 py1.25;最好的是0.02 py0.1);0 pz5(較好的是0.005 pz5;更好的是0.01 pz2.5;最好的是0.05 pz0.5);(較好的是,其中py≠pz);其中,該Eu2+活化無機紅色螢光體在具有波長455nm的單色光的激發下,呈現螢光體發射光譜 pES 455 ;其中,該螢光體發射光譜 pES 455 分解成螢光體第一高斯發射曲線和螢光體第 二高斯發射曲線;其中,該螢光體第一高斯發射曲線具有螢光體第一高斯發射曲線峰 pP 1 ;其中,該中間體第一高斯發射曲線峰 pP 1 在螢光體峰1峰波長 pP λ P1 具有螢光體峰1高度 pH P1 ;其中,該螢光體第二高斯發射曲線具有螢光體第二高斯發射曲線峰 pP 2 ;其中,該第二高斯發射曲線峰 pP 2 具有螢光體峰2高度 pH P2 、螢光體峰2峰波長 pP λ P2 以及螢光體峰2半高寬 pFWHM P2 ;其中, pP λ P1 < pP λ P2 ;以及其中,該螢光體半高寬 pFWHM P2 <100nm(較好的是99nm;更好的是98nm;最好的是97nm)。較好的是,該Eu2+活化無機紅色螢光體的螢光體發射光譜 pES 455 更呈現基於CIE 1931色度圖下CIEx0.637(較好的是0.638;更好的是0.639)。
較好的是,在本發明之用於製造Eu2+活化無機紅色螢光體的方法中,在步驟(ix)中提供中間體混合物,若需要,在步驟(xii)中提供Eu2+陽離子更多來源,以及選擇步驟(x)至(xix)的燒製條件,以使所提供之該Eu2+活化無機紅色螢光體包括由式(II)所表示之無機化合物M(I) pcM(II) paSi5N pxC pyO pz:Eu2+ pb (II)
其中,M(I)為選自Li、Na、K、F、Cl、Br以及I組成之群組的單價種類(較好的是Li、Na和F;最好的是Li和F);其中,M(II)為選自Sr以及Sr與Mg、Ca和Ba中至少一種的組合物所組成之群組的二價陽離子(最好的是,其中M(II)為Sr);其中,1.7 pa2(較好的是1.7 pa1.999;更好的是1.8 pa1.995;最好的是1.85 pa1.97);0<pb 0.3(較好的是0.001 pb0.3;更好的是0.005 pb0.2;最好的是0.03 pb0.1);0 pc0.1;5 px8(較好的是5.5 px7.8;更好的是6 px7.5;最好的是6.25 px7.25);0 py1.5(較好的是0.005 py1.5;更好的是0.01 py1.25;最好的是0.02 py0.1);0 pz5(較好的是0.005 pz5;更好的是0.01 pz2.5;最好的是0.05 pz0.5);其中,py≠pz;其中,Eu2+活化無機紅色螢光體在具有波長455nm的單色光的激發下,呈現螢光體發射光譜 pES 455 ;其中,該螢光體發射光譜 pES 455 分解成螢光體第一高斯發射曲線和螢光體第二高斯發射曲線;其中,該螢光體第一高斯發射曲線具有螢光體第一高斯發射曲線峰 pP 1 ;其中,該螢光體第一高斯發射曲線峰 pP 1 在螢光體峰1峰波長 pP λ P1 具有螢光體峰1高度 pH P1 ;其中,該螢光體第二高斯發射曲線具有螢光體第二高斯發射曲線峰 pP 2 ;其中,該螢光體第二高斯發射曲線峰 pP 2 具有螢光體峰2高度 pH P2 、螢光體峰2峰波長 pP λ P2 以及螢光體半高寬 pFWHM P2 ;其中, pP λ P1 < pP λ P2 ;以及其中,螢光體半高寬 pFWHM P2 <100nm(較好的是99nm;更好的是98nm;最好的是97nm)。較好的是,該Eu2+活化無機紅色螢光體的螢光體發射光譜 pES 455 更呈現基於CIE 1931色度圖下CIEx0.637(較好的是0.638;更好的是0.639)。
較好的是,在本發明之用於製造Eu2+活化無機紅色螢光體的方法中,在步驟(ix)中提供中間體混合物,若需要,在步驟(xii)中提供Eu2+陽離子更多來源,以 及選擇步驟(x)至(xix)的燒製條件,以使所提供之該Eu2+活化無機紅色螢光體包括由式(II)所表示之無機化合物M(I) pcM(II) paSi5N pxC pyO pz:Eu2+ pb (II)
其中,M(I)為選自Li、Na、K、F、Cl、Br以及I組成之群組的單價種類(較好的是Li、Na和F;最好的是Li和F);其中,M(II)為選自Sr以及Sr與Mg、Ca和Ba中至少一種的組合物所組成之群組的二價陽離子(最好的是,其中M(II)為Sr);其中,1.7 pa2(較好的是1.7 pa1.999;更好的是1.8 pa1.995;最好的是1.85 pa1.97);0<pb0.3(較好的是0.001 pb0.3;更好的是0.005 pb0.2;最好的是0.03 pb0.1);0 pc0.1;5 px8(較好的是5.5 px7.8;更好的是6 px7.5;最好的是6.25 px7.25);0 py1.5(較好的是0.005 py1.5;更好的是0.01 py1.25;最好的是0.02 py0.1);0 pz5(較好的是0.005 pz5;更好的是0.01 pz2.5;最好的是0.05 pz0.5);其中,py≠pz;其中,該Eu2+活化無機紅色螢光體在具有波長455nm的單色光的激發下,呈現螢光體發射光譜 pES 455 ;其中,該螢光體發射光譜 pES 455 分解成螢光體第一高斯發射曲線和螢光體第二高斯發射曲線;其中,該螢光體第一高斯發射曲線具有螢光體第一高斯發射曲線峰 pP 1 ;其中,該螢光體第一高斯發射曲線峰 pP 1 在螢光體峰1峰波長 pP λ P1 具有螢光體峰1高度 pH P1 ;其中,該螢光體第二高斯發射曲線具有螢光體第二高斯發射曲線峰 pP 2 ;其中,該第二高斯發射曲線峰 pP 2 具有螢光體峰2高 度 pH P2 、螢光體峰2峰波長 pP λ P2 以及螢光體峰2半高寬 pFWHM P2 ;其中, pP λ P1 < pP λ P2 ;以及其中,該螢光體半高寬 pFWHM P2 <100nm(較好的是99nm;更好的是98nm;最好的是97nm)。較好的是,該Eu2+活化無機紅色螢光體的螢光體發射光譜 pES 455 更呈現基於CIE 1931色度圖下CIEx0.637(較好的是0.638;更好的是0.639)。
較好的是,由本發明之方法所產生的Eu2+活化無機紅色螢光體在具有波長453nm的單色光的激發下,呈現螢光體發射光譜 pES 453 ;其中,該螢光體發射光譜 pES 453 具有90nm的整體半高寬 pFWHM overall ,加上基於CIE 1931色度圖下CIEx>0.637(較好的是0.638;更好的是0.639)。更好的是,由本發明之方法所產生的Eu2+活化無機紅色螢光體在具有波長453nm的單色光的激發下,呈現螢光體發射光譜 pES 453 ;其中,該螢光體發射光譜 pES 453 具有90nm的整體半高寬 pFWHM overall ,加上基於CIE 1931色度圖下CIEx>0.637(較好的是0.638;更好的是0.639);以及其中,該螢光體於實施例的條件下測試,表現出高發光效率(luminescence)(較好的是,流明210%)。
由本發明之方法所產生的Eu2+活化無機紅色螢光體可以含有雜質。較好的是,由本發明之方法所產生的Eu2+活化無機紅色螢光體包括由式(II)表示的無機發光化合物的純度重量百分比80%(較好的是80至100%;更好的是90至100%;還更好的是95至100%;又最好的是99至100%);其中,該Eu2+活化無機紅色螢光體在具 有波長455nm的單色光的激發下,呈現螢光體發射光譜 pES 455 ;其中,該螢光體發射光譜 pES 455 分解成螢光體第一高斯發射曲線和螢光體第二高斯發射曲線;其中,該螢光體第一高斯發射曲線具有螢光體第一高斯發射曲線峰 pP 1 ;其中,該螢光體第一高斯發射曲線峰 pP 1 具有螢光體峰1高度 pH P1 、螢光體峰1峰波長 pP λ P1 以及螢光體峰1面積 pA P1 其中,該螢光體第二高斯發射曲線具有螢光體第二高斯發射曲線峰 pP 2 ;其中,該螢光體第二高斯發射曲線峰 pP 2 具有螢光體峰2高度 pH P2 、螢光體峰2峰波長 pP λ P2 、螢光體峰2面積 pA P2 以及螢光體峰2半高寬 pFWHM P2 ;其中, pP λ P1 < pP λ P2 ;其中,該螢光體半高寬 pFWHM P2 <100nm(較好的是99nm;更好的是98nm;最好的是97nm);以及其中,由式(II)表示的無機發光化合物可以存在至少兩種不同的結晶相(較好的是,由式(II)表示的無機發光化合物為一個基本上純的晶相(更好的是,特定結晶相98%;最好的是,特定結晶相99%))。
較好的是,由本發明之方法所生產的Eu2+活化無機紅色螢光體,其在溫度25℃至150℃下相對發光強度維持(maintain)70%(更好的是85%;最好的是90%)。更好的是,由本發明之方法所生產的Eu2+活化無機紅色螢光體,其在溫度25℃至200℃下相對發光強度維持70%(更好的是85%;最好的是90%)。最好的是,由本發明之方法所生產的Eu2+活化無機紅色螢光體,其在溫度25℃至250℃下相對發光強度維持70%(更好的是85%;最 好的是90%)。
較好的是,由本發明之方法所生產的Eu2+活化無機紅色螢光體,呈現出低的熱冷卻能力(thermal quenching)。更好的是,由本發明之方法所生產的Eu2+活化無機紅色螢光體,在150℃下呈現出5%的熱冷卻能力。最好的是,由本發明之方法所生產的Eu2+活化無機紅色螢光體,在150℃下呈現出5%的熱冷卻能力,以及在250℃下呈現出15%的熱冷卻能力。
較好的是,由本發明之方法所生產的Eu2+活化無機紅色螢光體,呈現出的平均直徑為2至50微米(micron)(更好的是4至30微米;最好的是5至20微米)。
視需要,在本發明之用於製造Eu2+活化無機紅色螢光體的方法中,還包括:(xxi)洗滌該Eu2+活化無機紅色螢光體(較好的是,在室溫下使用酸和去離子水洗滌)。
較好的是,由本發明之方法所生產的Eu2+活化無機紅色螢光體經研磨(ground)、過篩、洗滌和乾燥步驟,是必要的。較好的是,該Eu2+活化無機紅色螢光體用酸洗滌,然後用去離子水洗滌。較好的是,該Eu2+活化無機紅色螢光體經研磨、過篩以去除不需要的細粉和聚集體,然後分散在水性酸溶液(較好的是具有濃度0.5至4摩爾/升的稀酸)。較佳地,所使用的水性酸溶液是選自鹽酸(hydrochloric acid)、氫氟酸(hydrofluoric acid)、硫酸(sulfuric acid)以及硝酸(nitric acid)所組成的群組。最好的是,所使用的水性酸溶液為鹽酸。該Eu2+活化無機紅色螢光體之後 可進一步用去離子水洗滌。較佳地,用酸洗滌以移除未被摻入至Eu2+活化無機紅色螢光體的晶體結構的初始原料、不需要的副產物以及焊劑成分(例如,鹵化物(halides)以及(鹼土金屬(alkali Earths))。較佳地,之後乾燥經洗滌的Eu2+活化無機紅色螢光體。較好的是,之後將乾燥的Eu2+活化無機紅色螢光體進行過篩,以移除任何細粉以及過大的材料。
視需要,在本發明之用於製造Eu2+活化無機紅色螢光體的方法中,還包括:(xxii)提供表面處理材料;以及(xxiii)施加該表面處理材料至該Eu2+活化無機紅色螢光體之表面。
較佳地,可選擇適用於本發明之方法中的表面處理材料,以提供由本發明之方法所生產的Eu2+活化無機紅色螢光體的加強穩定性和可加工性(processability)的至少一者。表面處理可強化Eu2+活化無機紅色螢光體的穩定性,例如,透過改進Eu2+活化無機紅色螢光體的耐濕性(moisture resistance)。透過加強Eu2+活化無機紅色螢光體在給定液態載體中的分散性,表面處理可提供Eu2+活化無機紅色螢光體增強的可加工性。表面處理例如包括:聚合物(polymers)(像是丙烯酸樹脂(acrylic resins)、聚碳酸酯(polycarbonates)、聚醯胺(polyamides)、聚乙烯(polyethylenes)以及聚有機矽氧烷(polyorganosiloxanes));金屬氫氧化物(metal hydroxides)(像是氫氧化鎂(magnesium hydroxide)、氫氧化鋁(aluminum hydroxide)、氫氧化矽(silicon hydroxide)、 氫氧化鈦(titanium hydroxide)、氫氧化鋯(zirconium hydroxide)、氫氧化錫(tin hydroxide)、氫氧化鍺(germanium hydroxide)、氫氧化鈮(niobium hydroxide)、氫氧化鉭(tantalum hydroxide)、氫氧化釩(vanadium hydroxide)、氫氧化硼(boron hydroxide)、氫氧化銻(antimony hydroxide)、氫氧化鋅(zinc hydroxide)、氫氧化釔(yttrium hydroxide)、氫氧化鉍(bismuth hydroxide));金屬氧化物(metal oxides)(像是氧化鎂(magnesium oxide)、氧化鋁(aluminum oxide)、二氧化矽(silicon dioxide)、氧化鈦(titanium oxide)、氧化鋯(zirconium oxide)、氧化錫(tin oxide)、氧化鍺(germanium oxide)、氧化鈮(niobium oxide)、氧化鉭(tantalum oxide)、氧化釩(vanadium oxide)、氧化硼(boron oxide)、氧化銻(antimony oxide)、氧化鋅(zinc oxide)、氧化釔(yttrium oxide)、氧化鉍(bismuth oxide));金屬氮化物(metal nitrides)(像是氮化矽(silicon nitride)、氮化鋁(aluminum nitride));正磷酸鹽(orthophosphates)(像是磷酸鈣(calcium phosphate)、磷酸鋇(barium phosphate)、磷酸鍶(strontium phosphate));聚磷酸鹽(polyphosphates);鹼金屬磷酸鹽(alkali metal phosphates)和鹼土金屬磷酸鹽(alkaline-Earth metal phosphates)與鈣鹽(calcium salts)的組合(像是磷酸鈉(sodium phosphate)與硝酸鈣(calcium nitrate));玻璃材料(像是硼矽酸鹽(borosilicates)、矽酸鹽磷(phospho silicates)、鹼金屬矽酸鹽(alkali silicates))。
視需要,在本發明之用於製造Eu2+活化無機 紅色螢光體的方法中,還包括:提供液態載體;以及分散該Eu2+活化無機紅色螢光體於該液態載體中,以產生螢光體組成物。
較佳地,可選擇適用於本發明之方法中形成螢光體組成物的液態載體,以用於下列情況之至少一者:由式(II)表示的無機發光化合物之儲存以及包含本發明之方法所產生之Eu2+活化無機紅色螢光體的照明設備(較好的是pcLED裝置)的製造。可選擇液態載體為逸散物質(fugitive substance)(例如在處理過程中被蒸發)。可選擇液態載體為變性物質(transformative substance)(例如從可流動的液體反應成為不可流動的材料)。
在本發明之方法中,適用於作為液態載體的逸散物質例如包括:非極性溶劑(non-polar solvents)(像是戊烷(pentane)、環戊烷(cyclopentane)、己烷(hexane)、環己烷(cyclohexane)、苯(benzene)、甲苯(toluene)、1,4-二惡烷(1,4-dioxane)、氯仿(chloroform)、乙醚(diethyl ether))以及極性非質子溶劑(polar aprotic solvents)(像是二氯甲烷(dichloromethane)、四氫呋喃(tetrahydrofuran)、乙酸乙酯(ethyl acetate)、丙酮(acetone)、二甲基甲醯胺(dimethylformamide)、乙腈(acetonitrile)、二甲基亞碸(dimethyl sulfoxide)、碳酸丙烯酯(propylene carbonate))。
在本發明之方法中,適用於作為液態載體的變性物質例如包括:熱塑性樹脂(thermoplastic resins)以及熱固性樹脂(thermosetting resins),即暴露於熱能和光子 能量的至少一種中會固化者。例如,變性液體介質包括:丙烯酸類樹脂(acrylic resins)(像是(烷基)丙烯酸酯((alkyl)acrylates),例如聚(甲基)丙烯酸酯(polymethyl(meth)acrylate));苯乙烯(styrene);苯乙烯-丙烯腈共聚物(styrene-acrylonitrile copolymers);聚碳酸酯(polycarbonates);聚酯(polyesters);苯氧基樹脂(phenoxy resins);縮丁醛樹脂(butyral resins);聚乙烯醇(polyvinyl alcohols);纖維素樹脂(cellulose resins)(像是乙基纖維素(ethyl cellulose)、醋酸纖維素(cellulose acetate)以及乙酸丁酸纖維素(cellulose acetate butyrate));環氧樹脂(epoxy resins);酚醛樹脂(phenol resins)以及有機矽樹脂(silicone resins)(像是聚有機矽氧烷(polyorganosiloxanes))。
視需要,在本發明之用於製造Eu2+活化無機紅色螢光體的方法中,還包括:提供添加劑;以及混合該添加劑至該螢光體組成物中。
用於本發明之方法中的較佳的添加劑包括分散劑。較好的是,該分散劑有助於螢光體組成物的成形(formation)和穩定。較好的分散劑包括,例如:鈦氧化物(titanium oxides)、鋁氧化物(aluminum oxides)、鈦酸鋇(barium titanates)和矽氧化物(silicon oxides)。
本發明的一些具體說明將透過下列實施例說明。
比較例C1-C6與實施例1-15 無機發光化合物的製備 比較例C1-C6
一般透過式(II)表示的無機發光化合物,在各比較例C1至C6中是透過表2所標識的起始材料的固態反應來製備。以粉末形式提供的起始材料被稱重,在乾燥氮氣氛下,在手套箱(glove box)中用研缽和研杵混合和研磨,以形成均勻粉末混合物。之後,將粉末混合物置於坩堝內,該坩堝一般地在高溫下通過反覆暴露於矽源下風乾,以在該坩堝的粉末接觸表面上形成金屬矽表面。接著,將已裝載粉末混合物之坩堝放置在一個流動的、高純度的氮/氫(N2/H2)氣氛下的高溫爐中。該粉末混合物在流動的N2/H2氣氛下,在高溫爐中以1500℃至1850℃的溫度加熱8至12小時。將產生的粉末從該坩堝取出,在乾燥氮氣氛下用研缽和研杵研磨以形成均勻的粉末混合物。該粉末混合物隨後重裝載回該坩堝中,將已裝載粉末混合物之坩堝放置在一個在流動的、高純度的N2/H2氣氛的高溫爐中,在流動的N2/H2氣氛下,以1500℃至1850℃的溫度加熱8至12小時。之後,將產生的粉末從該坩堝取出,在乾燥氮氣氛下用研缽和研杵研磨,形成均勻的粉末混合物。該粉末混合物隨後重新裝載回該坩堝中,將已裝載粉末混合物之坩堝再次放置在一個流動的、高純度的N2/H2氣氛的高溫爐中,在流動的N2/H2氣氛下,以1500℃至1850℃的溫度加熱8至12小時。之後,將產生的粉末從該坩堝取出,用研缽和研杵研磨,在室溫下用酸和去離子水洗滌、磨碎,然後用100至400美國標準篩網(U.S.standard mesh)過篩, 以得到該無機發光化合物。
實施例1-11
在每個實施例1-11中,式(I)表示的中間體是用表2所標識的起始材料的固態反應來製備。表2標記的起始材料是以粉末形式提供。所有的起始材料在乾燥氮氣氣氛下,於手套箱中使用研缽和杵混合和研磨,以形成均勻粉末混合物。之後,將該粉末混合物裝載於坩堝內,其中,該坩堝的粉末接觸表面是純淨的鉬(即在每個實施例1-11的坩堝的粉末接觸表面是使用了它們從坩堝供應商接收到的情況,它們並非經高溫暴露於矽源下使用而風乾)。將已裝載粉末之坩堝放置在一個流動的、高純度的氮氣/氫氣氣氛的高溫爐中。接著,該粉末混合物在流動的N2/H2氣氛下,在高溫爐中以1500℃至1850℃的溫度加熱8至12小時。將產生的粉末從坩堝取出,用研缽和研杵研磨以形成均勻的粉末混合物。所產生的粉末混合物隨後重新裝載到坩堝中,將已裝載粉末之坩堝放回到該流動的N2/H2氣氛的高溫爐中,並在流動的N2/H2氣氛下,以1500℃至1850℃的溫度再加熱另外8至12小時。之後,將所產生的粉末從坩堝取出,用研缽和研杵研磨,在室溫下用酸和去離子水洗滌、磨碎,然後用100至400美國標準篩網過篩,以得到中間體。
實施例12-15(根據式(II)的Eu 2+ 活化無機紅色螢光體)
如表3所示,在實施例12-15中,實施例8-11的中間體分別與氧化銪(Eu2O3)的附加料(additional charge)結合,然後將結合物分別放入實施例8-11中所用的相同坩堝內。將已裝載結合物之坩堝放置在高溫爐中,在流動的N2/H2氣氛下,以1500至1850℃的溫度再加熱另外8至12小時。將所產生的粉末從坩堝取出,用研缽和研杵研磨, 在室溫下用酸和去離子水洗滌、磨碎,然後用100至400美國標準篩網過篩,以得到Eu2+活化無機紅色螢光體。
無機發光化合物性質
每個比較例C1-C6的無機發光化合物;每個實施例1-7的中間體;以及每個實施例12-15的Eu2+活化無機紅色螢光體,在進行下列分析前,於室溫下先以酸和去離子水洗滌,以得到表4和5中的數據。
發射光譜ES 453 是每個材料在光源(例如,使用Ocean Optics的Ocean OpticsUSB4000光譜儀分析得到的裡峰值在453nm的發光二極體(LED)燈)激發時呈現的發射光譜。確認每種材料的發射光譜ES 453 之整體峰波長P λ overall 以及整體半高寬FWHM overall ,如下列表4所示。
以LED光源的發射光激發材料得發射光譜ES 453 ,在380-780nm波長範圍內計算CIE 1931色度圖的顏色座標CIEx和CIEy。將這些材料的顏色座標列於表4。
每種材料的內部量子效率(internal quantum efficiency)是通過材料取樣,將樣品裝入樣品盒(cell)內, 再把樣品盒安裝在積分球(integrating sphere)內,然後將材料暴露於光源發出的光中。具體而言,來自光源的光被導引通過導光管,再通過一個窄的帶通濾波器濾波,以提供453nm波長的單色光直接照射材料。積分球內的材料基於來自光源的光激發而由材料發出光的光譜,利用Ocean Optics的Ocean Optics USB4000光譜儀量測該材料反射的光譜。轉換效率(conversion efficiencies)(QE和Emission,發光強度)是相對於內建標準的數值。光通量(流明)是每個材料經453nm的LED光源激發的發射光譜ES 453 ,在500-780nm波長範圍內相對於內建標準的計算數值。這些數值將列於表4。
ES 455 是每個材料在光源(例如455nm的單色雷射)激發時顯示的發射光譜,使用光譜分辨率1.5nm的光譜儀進行分析。通過每個材料以455nm的單色雷射激發顯示的發射光譜ES 455 ,分別地使用GRAMS峰值擬合軟體以2個高斯頻帶方式相配(fitted),以提供每個材料在表5報告的數據。須注意到,記錄在表5的數據是從材料的一式 兩份樣品的分析得出的平均值。

Claims (10)

  1. 一種製造Eu2+活化無機紅色螢光體的方法,包括:(i)提供具有由內表面定義腔體之燒成容器,其中,該內表面為選自下列組成群組的純淨材料:鉬(molybdenum)、鎢(tungsten)、鉭(tantalum)、鈮(niobium)、鉻(chromium)、鉑(platinum)、鈦(titanium)、鋯(zirconium)、鑭(lanthanum)、釔(yttrium)、鈰(cerium)以及其合金;(ii)提供用於製備該Eu2+活化無機螢光體之起始材料的混合物,其中,該起始材料的混合物包括Eu2+陽離子的初始來源;(iii)將步驟(ii)的該起始材料的混合物裝載入該燒成容器中,其中,該起始材料的混合物接觸該燒成容器之該內表面;(iv)將步驟(iii)的該已裝載之燒成容器放入爐內;(v)在該爐中的還原氣氛下,以1300℃至2000℃的溫度燒製該起始材料的混合物經2至36小時期間,然後將該燒成容器自該爐中移出;(vi)移出並研磨該燒成容器的內容物,以提供經研磨材料,將該經研磨材料裝載回該燒成容器中,以及將重新裝載的該燒成容器放回該爐內;(vii)在該爐中的該還原氣氛下,以1300℃至2000℃的溫度燒製該經研磨材料經2至36小時期間,然後將該燒成容器自該爐中移出;(viii)重複步驟(vi)至(vii)0至3次; (ix)移出並研磨來自步驟(viii)之該燒成容器的內容物以提供中間體,提供額外來源的Eu2+陽離子,混合該經研磨中間體及該額外來源的Eu2+陽離子以提供中間體混合物,以及將該中間體混合物裝載入該燒成容器中;(x)將含有該中間體混合物的裝載的燒成容器置於該爐內,在該爐中的該還原氣氛下,以1300℃至2000℃的溫度燒製該中間體混合物經2至36小時期間,以及然後將該燒成容器自該爐中移出;(xi)移出並研磨該燒成容器的內容物,以提供經研磨物質;(xii)視需要提供更多來源的Eu2+陽離子;(xiii)混合步驟(xi)的該經研磨物質以及步驟(xii)的任何更多來源的Eu2+陽離子以提供物質混合物,將該物質混合物裝載回步驟(xi)的該燒成容器內,將含有該物質混合物的該燒成容器置於該爐內,在該爐中的該還原氣氛下,以1300℃至2000℃的溫度燒製該物質混合物經2至36小時期間,以及然後將該燒成容器自該爐中移出;(xix)重複步驟(xi)至(xiii)0至3次;(xx)移出並研磨步驟(xix)的該燒成容器的該內容物,以提供Eu2+活化無機紅色螢光體。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的方法,更包括:(xxi)洗滌該Eu2+活化無機紅色螢光體。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的方法,更包括:(xxii)提供表面處理材料;以及(xxiii)施加該表面處理材料至該Eu2+活化無機紅色螢光體之表面。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的方法,更包括:提供液態載體;以及分散該Eu2+活化無機紅色螢光體於該液態載體中,以形成螢光體組成物。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的方法,其中,選擇步驟(ii)所提供之該起始材料的混合物以及步驟(v)至(viii)的燒製條件,以使步驟(ix)的該中間體為下式(I)所表示之無機發光化合物M(I) icM(II) iaSi5N ixC iyO iz:Eu2+ ib (I)其中,M(I)為選自Li、Na、K、F、Cl、Br以及I組成之群組的單價種類;其中,M(II)為選自Mg、Ca、Sr以及Ba的至少一種組成之群組的二價陽離子;其中,1.7 ia2,0<ib0.1,0 ic0.1,5 ix8,0 iy1.5,0 iz5;其中,該中間體在具有波長455nm的單色光的激發下,呈現中間體發射光譜iES455;其中,該中間體發射光譜iES455分解成中間體第一高斯發射曲線以及中間體第二高斯發射曲線;其中,該中間體第一高斯發射曲線具有中間體第一高斯發射曲線峰iP1;其中,該中間 體第一高斯發射曲線峰iP1在中間體峰1峰波長iP λP1具有中間體峰1高度iHP1;其中,該中間體第二高斯發射曲線具有中間體第二高斯發射曲線峰iP2;其中,該中間體第二高斯發射曲線峰iP2在中間體峰2峰波長iP λP2具有中間體峰2高度iHP2;其中,iP λP1<iP λP2;其中,該中間體發射光譜iES455具有1的中間體峰值比iPR,該中間體峰值比iPR係通過下列等式決定iPR=iHP1/iHP2
  6. 如申請專利範圍第5項所述的方法,其中,選擇步驟(ix)所提供之該中間體混合物、步驟(xii)所提供之該更多來源的Eu2+陽離子、以及步驟(x)至(xix)的燒製條件,以使所提供之該Eu2+活化無機紅色螢光體包括由下式(II)所表示之無機化合物M(I) pcM(II) paSi5N pxC pyO pz:Eu2+ pb (II)其中,M(I)為選自Li、Na、K、F、Cl、Br以及I組成之群組的單價種類;其中,M(II)為選自Mg、Ca、Sr以及Ba的至少一種組成之群組的二價陽離子;其中,1.7 pa2,0<pb0.3,0 pc0.1,5 px8,0 py1.5,0 pz5;其中,該Eu2+活化無機螢光體在具有波長455nm的單色光的激發下,呈現螢光體發射光譜pES455;其中,該螢光體發射光譜pES455分解成螢光體第一發射曲線以及螢光體第二發射曲線,其中,該螢光體第二發射 曲線具有<100nm的螢光體半高寬pFWHMP2
  7. 如申請專利範圍第6項所述的方法,更包括:(xxi)洗滌該Eu2+活化無機紅色螢光體。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的方法,更包括:(xxii)提供表面處理材料;以及(xxiii)施加該表面處理材料至該Eu2+活化無機紅色螢光體之表面以產生經表面處理之紅色螢光體。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的方法,更包括:提供液態載體;以及分散該Eu2+活化無機紅色螢光體於該液態載體中,以產生螢光體組成物。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的方法,更包括:提供添加劑;以及混合該添加劑至該螢光體組成物中。
TW104125381A 2014-08-28 2015-08-05 製造二價銪活化的無機紅色螢光體的方法 TWI573858B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/471,714 US9315725B2 (en) 2014-08-28 2014-08-28 Method of making EU2+ activated inorganic red phosphor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201619353A true TW201619353A (zh) 2016-06-01
TWI573858B TWI573858B (zh) 2017-03-11

Family

ID=55312212

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104125381A TWI573858B (zh) 2014-08-28 2015-08-05 製造二價銪活化的無機紅色螢光體的方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9315725B2 (zh)
JP (1) JP2016074879A (zh)
KR (1) KR20160026690A (zh)
CN (1) CN105385442B (zh)
DE (1) DE102015010353A1 (zh)
FR (1) FR3025210A1 (zh)
SG (1) SG10201506159QA (zh)
TW (1) TWI573858B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108875124B (zh) * 2018-04-26 2022-04-01 哈尔滨工业大学 提取共焦轴向响应曲线峰值位置的极大值补偿算法

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07116432B2 (ja) * 1989-09-20 1995-12-13 富士通株式会社 蛍光体,その製法及び用途
US5635110A (en) * 1995-10-25 1997-06-03 Micron Display Technology, Inc. Specialized phosphors prepared by a multi-stage grinding and firing sequence
TW469292B (en) * 1996-10-31 2001-12-21 Samsung Display Devices Co Ltd An improved phosphor complex having high brightness
SG173925A1 (en) 2002-03-22 2011-09-29 Nichia Corp Nitride phosphor and production process thereof, and light emitting device
US7723740B2 (en) 2003-09-18 2010-05-25 Nichia Corporation Light emitting device
JP3837588B2 (ja) 2003-11-26 2006-10-25 独立行政法人物質・材料研究機構 蛍光体と蛍光体を用いた発光器具
JP3931239B2 (ja) 2004-02-18 2007-06-13 独立行政法人物質・材料研究機構 発光素子及び照明器具
JP4511849B2 (ja) 2004-02-27 2010-07-28 Dowaエレクトロニクス株式会社 蛍光体およびその製造方法、光源、並びにled
KR101041311B1 (ko) 2004-04-27 2011-06-14 파나소닉 주식회사 형광체 조성물과 그 제조 방법, 및 그 형광체 조성물을 이용한 발광장치
JP4414821B2 (ja) 2004-06-25 2010-02-10 Dowaエレクトロニクス株式会社 蛍光体並びに光源およびled
JP4511885B2 (ja) 2004-07-09 2010-07-28 Dowaエレクトロニクス株式会社 蛍光体及びled並びに光源
US7138756B2 (en) 2004-08-02 2006-11-21 Dowa Mining Co., Ltd. Phosphor for electron beam excitation and color display device using the same
JP4524470B2 (ja) 2004-08-20 2010-08-18 Dowaエレクトロニクス株式会社 蛍光体およびその製造方法、並びに当該蛍光体を用いた光源
US7476338B2 (en) 2004-08-27 2009-01-13 Dowa Electronics Materials Co., Ltd. Phosphor and manufacturing method for the same, and light source
JP4756261B2 (ja) 2005-01-27 2011-08-24 独立行政法人物質・材料研究機構 蛍光体とその製造方法および発光器具
WO2006095285A1 (en) 2005-03-09 2006-09-14 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Illumination system comprising a radiation source and a fluorescent material
US7276183B2 (en) * 2005-03-25 2007-10-02 Sarnoff Corporation Metal silicate-silica-based polymorphous phosphors and lighting devices
US7445730B2 (en) 2005-03-31 2008-11-04 Dowa Electronics Materials Co., Ltd. Phosphor and manufacturing method of the same, and light emitting device using the phosphor
EP1887067B1 (en) 2005-05-24 2014-04-16 Mitsubishi Chemical Corporation Phosphor and use thereof
US8277687B2 (en) * 2005-08-10 2012-10-02 Mitsubishi Chemical Corporation Phosphor and light-emitting device using same
DE102005041153A1 (de) 2005-08-30 2007-03-01 Leuchtstoffwerk Breitungen Gmbh Nitridocarbid-Leuchtstoffe
US8159126B2 (en) 2005-11-07 2012-04-17 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light emitting device with an improved CaAlSiN light converting material
EP1985683B1 (en) * 2006-02-02 2013-08-28 Mitsubishi Chemical Corporation Complex oxynitride phosphor, light-emitting device using same, image display, illuminating device, phosphor-containing composition and complex oxynitride
CN101605867B (zh) * 2006-10-03 2013-05-08 渲染材料公司 金属硅酸盐卤化物磷光体以及使用它们的led照明器件
US7902564B2 (en) 2006-12-22 2011-03-08 Koninklijke Philips Electronics N.V. Multi-grain luminescent ceramics for light emitting devices
US20100213822A1 (en) 2007-08-01 2010-08-26 Satoshi Shimooka Phosphor and production method thereof, crystalline silicon nitride and production method thereof, phosphor-containing composition, and light emitting device, display and illuminating device using the phosphor
JP5395342B2 (ja) 2007-09-18 2014-01-22 株式会社東芝 蛍光体および発光装置
CN101842461B (zh) 2007-10-15 2015-09-16 发光物质工厂布赖通根有限责任公司 掺杂稀土的碱土硅氮化物无机发光材料,制造方法以及含有这种无机发光材料的辐射转化装置
US8119028B2 (en) 2007-11-14 2012-02-21 Cree, Inc. Cerium and europium doped single crystal phosphors
US20090283721A1 (en) 2008-05-19 2009-11-19 Intematix Corporation Nitride-based red phosphors
KR101114061B1 (ko) 2009-02-23 2012-02-21 주식회사 포스포 형광체 및 발광소자
JP5190475B2 (ja) 2010-02-19 2013-04-24 株式会社東芝 蛍光体およびそれを用いた発光装置
KR101444085B1 (ko) 2010-05-14 2014-09-26 라이트스케이프 머티어리얼스, 인코포레이티드 카바이도나이트라이드계 형광체들 및 이를 이용한 발광 소자들
US8551361B2 (en) 2010-05-14 2013-10-08 Lightscape Materials, Inc. Oxycarbonitride phosphors and light emitting devices using the same
EP2614683A4 (en) * 2010-09-10 2014-04-16 Lightscape Materials Inc PHOSPHORESCENT SUBSTANCES BASED ON SILICON CARBIDONITRIDE AND LIGHTING DEVICES USING SAME
US9017574B2 (en) 2011-12-19 2015-04-28 Lightscape Materials, Inc. Carbidonitride phosphors and LED lighting devices using the same
US20140015400A1 (en) 2012-07-13 2014-01-16 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Phosphor and light emitting devices comprising same
US20140062287A1 (en) * 2012-08-29 2014-03-06 Lightscape Materials, Inc. Oxycarbidonitride phosphor and devices using same
US8815121B2 (en) 2012-08-31 2014-08-26 Lightscape Materials, Inc. Halogenated oxycarbidonitride phosphor and devices using same
US9200199B1 (en) * 2014-08-28 2015-12-01 Lightscape Materials, Inc. Inorganic red phosphor and lighting devices comprising same

Also Published As

Publication number Publication date
CN105385442A (zh) 2016-03-09
KR20160026690A (ko) 2016-03-09
DE102015010353A1 (de) 2016-03-03
SG10201506159QA (en) 2016-03-30
JP2016074879A (ja) 2016-05-12
TWI573858B (zh) 2017-03-11
FR3025210A1 (fr) 2016-03-04
US20160060515A1 (en) 2016-03-03
US9315725B2 (en) 2016-04-19
CN105385442B (zh) 2017-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wu et al. Synthesis, crystal structure and luminescence properties of a Y 4 Si 2 O 7 N 2: Ce 3+ phosphor for near-UV white LEDs
Han et al. Large micro-sized K 2 TiF 6: Mn 4+ red phosphors synthesised by a simple reduction reaction for high colour-rendering white light-emitting diodes
CN104797684A (zh) 荧光体、发光元件及照明装置
WO2014021006A1 (ja) アルカリ土類金属シリケート蛍光体及びその製造方法
JP6339325B2 (ja) 蛍光体およびこれを含む発光素子
TW201817853A (zh) 螢光體、發光裝置、照明裝置及影像顯示裝置
JP6782427B2 (ja) 蛍光体、発光装置、照明装置及び画像表示装置
WO2017104406A1 (ja) 蛍光体、発光装置、照明装置および画像表示装置
JP6339329B2 (ja) オキシ炭窒化物蛍光体および蛍光体を使用するデバイス
WO2016076380A1 (ja) 蛍光体、発光装置、照明装置及び画像表示装置
TWI589675B (zh) 鹵化氧碳氮化物磷光體及使用該磷光體之裝置
JP2011052099A (ja) 窒化物蛍光体の製造方法
TWI573858B (zh) 製造二價銪活化的無機紅色螢光體的方法
TWI573856B (zh) 無機紅色螢光體及包含該無機紅色螢光體之發光裝置
TWI573855B (zh) 無機螢光體及包含該無機螢光體之發光裝置
JP2015054950A (ja) 蛍光体、その蛍光体を用いた蛍光体含有組成物及び発光装置
JP2016056246A (ja) 蛍光体、発光装置、照明装置及び画像表示装置
JP2017088791A (ja) 蛍光体、発光装置、照明装置及び画像表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees