TWI432555B - 鋁酸鹽類化合物螢光粉 - Google Patents

鋁酸鹽類化合物螢光粉 Download PDF

Info

Publication number
TWI432555B
TWI432555B TW100128906A TW100128906A TWI432555B TW I432555 B TWI432555 B TW I432555B TW 100128906 A TW100128906 A TW 100128906A TW 100128906 A TW100128906 A TW 100128906A TW I432555 B TWI432555 B TW I432555B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light
present
phosphor powder
powder
blue
Prior art date
Application number
TW100128906A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201307530A (zh
Inventor
Ko Wei Lu
Shih Chao Shen
Sung Sheng Chen
Kuan Wei Huang
Cheng I Chu
Ru Shi Liu
Original Assignee
Unity Opto Technology Co Ltd
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 Unity Opto Technology Co Ltd filed Critical Unity Opto Technology Co Ltd
Priority to TW100128906A priority Critical patent/TWI432555B/zh
Priority to CN2011102894378A priority patent/CN102925145A/zh
Priority to JP2011246358A priority patent/JP5563542B2/ja
Priority to KR1020110130741A priority patent/KR101331302B1/ko
Publication of TW201307530A publication Critical patent/TW201307530A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI432555B publication Critical patent/TWI432555B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/77064—Aluminosilicates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7704—Halogenides
    • C09K11/7705—Halogenides with alkali or alkaline earth metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502—Wavelength conversion materials
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/14—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Description

鋁酸鹽類化合物螢光粉
本發明關於一種螢光粉材料配方，尤指一種可改善其光學性質之以Si/O元素部分取代Al/F元素之鋁酸鹽類化合物螢光粉配方，，可被晶片波長為200~400 nm之紫外光激發，更可藉由Si/O部分取代Al/F元素進行結構微調，改變螢光粉體中鑭系金屬不同價數之存在比例，藉以調控其放光性質，深具應用潛力以及學術價值。
隨著文明之演進以及節能減碳之環保意識，目前各國正逐步地以發光二極體(Light Emitting Diode,LED)取代傳統光源，因發光二極體具有體積小、耗電量低(為白幟燈泡之十分之一、日光燈之二分之一)、壽命長、發光效率佳、操作反應速度快等優點，可解決傳統光源難以克服之問題，因此目前已應用在號誌燈、汽車光源、顯示器等元件，由於其符合現今強調之綠色環保概念，被譽為二十一世紀之「綠色照明光源」。
日本日亞(Nichia)化學公司於1996年提出藉由藍光LED激發鈰摻雜之釔鋁石榴石(Cerium-doped yttrium aluminum garnet；YAG:Ce)螢光粉產生黃色螢光，其與藍光混合後可產生冷白光，此為第一顆白光二極體，然而由於此白光缺乏紅光成分，故其演色性低，且此專利為日亞專利所限制。由於白光二極體須具全光譜波段放光才能達到高演色性以及理想色溫，除藍光二極體搭配YAG以及紅色螢光粉之外，亦有藍光二極體搭配綠色、紅色螢光粉以及UV-LED搭配藍綠紅三色螢光粉等混成白光方式，其中若要產生理想之色溫(暖白光)，UV-LED搭配三色螢光粉具有較佳之放光效率，故開發適合紫外光激發之藍色、綠色、紅色螢光粉為目前首要之研究課題。
目前螢光粉相關之研究除新主體晶格之開發外，在一主體晶格中摻雜其他元素取代原本之主體晶格元素藉以改善發光性亦為常見之研究方向，例如Duan等人於2011年在Chemistry of material期刊上(Chemistry Materials,dx.doi.org/10.1021/cm103495j)發表Re2 Si4 N6 C(RE=Lu,Y,Gd)系列螢光粉之研究，即使用RE/C取代原本於MRESi4 N7 中之M/N(M=Ba,Sr,Ca)，利用C元素之共價性以及其較剛性之鍵結特性藉以改善主體晶格的穩定性，故藉由不同元素之取代以調適螢光粉發光性質以及穩定性亦為目前主要之研究目標。
Yu等人於1997年在Cement and Concrete Research期刊上(Cement Concrete Res,1997,27,1439-1449)發表Ca12 Al14 O32 F2 的製備方式以及單晶結構，其結構以[AlO4 ]的四面體構成，其單位晶胞屬正方晶系，空間群為I43d，四面體之間以氧原子作為橋接，鈣原子與六個氧及一個氟原子配位，屬七配位，由於結構中形成之空缺格位由氟原子填補，此晶體相較於Ca12 A7 結構將更具穩定性，適合應用於螢光粉。
本發明之一目的，旨在提供一種更具穩定性之螢光粉。
本發明之次一目的，旨在提供一種可增進演色性之螢光粉。
本發明之另一目的，旨在提供一種簡化製程以及降低成本之螢光粉。
為達上述目的，本發明揭示之鋁酸鹽類化合物螢光粉，係在燒結溫度T及燒結壓力P之條件下以固態反應法合成，其配方為Caa Srb Bac Ald Sie Of Fg Rh ，其中a+b+c+h=12(0≦a<12；0≦b<12；0≦c<12；0<h≦1)d+e=14(12≦d<14；0<e≦2)、30≦f≦34；、0<g≦2，R為鑭系金屬類之元素，作為螢光粉之發光中心。其中，此固態反應法所使用的燒結溫度T為1000~1400℃，燒結壓力Y為0.1~0.9MPa。該螢光粉可被波長為200~400nm之發光二極體激發，且其放射波長為400-700nm。其中，鑭系金屬元素R為Ce、Eu、Pr、Nd、Sm、Tb、 Er、Yb、Dy其中之一者，以導致不同範圍之放光。
本發明所揭示之螢光粉，可藉由Si/O部分取代Al/F進行結構微調，透過放光中心配位環境之改變，調變鑭系金屬在晶格中不同價數之存在比例，進而控制其光學性質，且其放光範圍可同時涵蓋藍綠光以及紅光，搭配UV-LED合成白光可增進其演色性，使用較少種類之粉體亦可簡化製程以及降低成本，深具應用潛力及學術價值。
為使 貴審查委員能清楚了解本發明之內容，謹以下列說明搭配圖式，敬請參閱。
本發明之鋁酸鹽類化合物螢光粉係以固態反應法製備而成，其燒結溫度T為1000~1400℃，且燒結壓力P為0.1~0.9MPa。以化學式Caa Srb Bac Ald Sie Of Fg Rh 表示，其中a+b+c+h=12(0≦a<12；0≦b<12；0≦c<12；0<h≦1)、d+e=14(12≦d<14；0<e≦2)、30≦f≦34；、0<g≦2，其中R為鑭系金屬元素Ce、Eu、Pr、Nd、Sm、Tb、Er、Yb、Dy其中之一者。本發明較佳實施例(A)~(E)係為Ca11.9 Al14-x Six O32+X F2-x ：Eu0.1 (x=0.1、0.2、0.3、0.5、0.6)樣品，配方如下表所示：
請參閱第1圖，係為本發明較佳實施例(A)~(E)之X光粉末繞射圖譜。根據本發明實施例(A)~(E)所製備之Ca11.9 Al14-x Six O32+X F2-x ：Eu0.1 (x=0.1、0.2、0.3、0.5、0.6)樣品，以X光粉末繞射圖譜鑑定其晶相純度，可發現本發明所合成之螢光粉為純相。
請參閱第3A、3B圖所示之本發明較佳實施例(A)~(E)之激發光譜圖(一)、(二)。本發明實施例(A)~(E)所製備之Ca11.9 Al14-x Six O32+X F2-x ：Eu0.1 (x=0.1、0.2、0.3、0.5、0.6)樣品，可被波長200~400nm之發光二極體所激發，尤隨著Si/O量之增加，波長250nm及325nm附近之光譜激發效果更加顯著。
請參考第2圖及第4圖所示之本發明較佳實施例(A)~(E)之放射光譜圖及色度座標圖。如圖中所現，可得知本發明實施例(A)~(E)所製備之Ca11.9 Al14-x Six O32+X F2-x ：Eu0.1 (x=0.1、0.2、0.3、0.5、0.6)樣品，其放射波長為400~700nm，且隨Si/O部分取代Al/F量之改變，結構微調可控制Eu2+ /Eu3+ 之比例，進而調整藍綠光以及紅光範圍之放光強度，隨著Si/O微量增加而Al/F相應減少，藍綠光之強 度，隨著Si/O微量增加而Al/F相應減少，藍綠光之強度呈現極大之增長，而紅光強度則相應削減。另，將其放射光譜數據以國際照明委員會制定之色度座標圖進行公式換算，得到各螢光粉之色度座標，分別標示於座標圖上，可窺知本較佳實施例合成之Ca11.9 Al14-x Six O32+X F2-x ：Eu0.1 隨x值上升，可將放光由紅光範圍調適至藍光範圍。
據此，本發明所揭示之螢光粉，可藉由Si/O部分取代Al/F進行結構微調，透過放光中心配位環境之改變，調變鑭系金屬在晶格中不同價數之存在比例，進而控制其光學性質，且其放光範圍可同時涵蓋藍綠光以及紅光，搭配UV-LED合成白光可增進其演色性，且本較佳實施例之鋁酸鹽類化合物螢光粉Ca11.9 Al14-x Six O32+X F2-x ：Eu0.1， 其使用之原料涵蓋CaCO3 、Al2 O3 、SiO2 、CaF2 、Eu2 O3 ，依配方稱取適當原料於研缽均勻混合研磨後，置於1250℃下、氫(5%)-氮(95%)氣氛下燒結6小時，即可得產物。製作過程簡單，利於大量生產，使用較少種類之粉體亦可簡化製程以及降低成本，深具應用潛力及學術價值。
本申請案所列舉之各實施例僅為本發明之較佳具體實施例，並非用以限制本發明之範圍。任何人在不超脫本發明之精神範圍所作之修飾或變更皆應涵蓋於本發明之專利範圍內。
第1圖，係為本發明較佳實施例(A)～(E)其X光粉末之繞射圖譜。
第2圖，係為本發明較佳實施例(A)～(E)之放射光譜圖。
第3A圖，係為本發明較佳實施例(A)～(E)之激發光譜圖(一)。
第3B圖，係為本發明較佳實施例(A)～(E)之激發光譜圖(二)。
第4圖，係為本發明較佳實施例(A)～(E)之色度座標圖。

Claims (4)

  1. 一種鋁酸鹽類化合物螢光粉，係在燒結溫度為1000~1400℃及燒結壓力為0.1~0.9MPa之條件下以固態反應法合成，其配方為Caa Srb Bac Ald Sie Of Fg Rh ，其中a+b+c+h=12(0≦a<12；0≦b<12；0≦c<12；0<h≦1)、d+e=14(12≦d<14；0<e≦2)、30≦f≦34、0<g≦2，其中R為鑭系金屬元素。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之螢光粉，其中，鑭系金屬元素R為Ce、Eu、Pr、Nd、Sm、Tb、Er、Yb、Dy其中之一者。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之螢光粉，其中，該螢光粉可被波長200~400nm之發光二極體激發。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之螢光粉，其中，該螢光粉之放射波長為400~700nm。
TW100128906A 2011-08-12 2011-08-12 鋁酸鹽類化合物螢光粉 TWI432555B (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW100128906A TWI432555B (zh) 2011-08-12 2011-08-12 鋁酸鹽類化合物螢光粉
CN2011102894378A CN102925145A (zh) 2011-08-12 2011-09-27 铝酸盐类化合物荧光粉
JP2011246358A JP5563542B2 (ja) 2011-08-12 2011-11-10 アルミン酸塩化合物蛍光体
KR1020110130741A KR101331302B1 (ko) 2011-08-12 2011-12-08 알루민산염 화합물 형광체

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW100128906A TWI432555B (zh) 2011-08-12 2011-08-12 鋁酸鹽類化合物螢光粉

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201307530A TW201307530A (zh) 2013-02-16
TWI432555B true TWI432555B (zh) 2014-04-01

Family

ID=47640079

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100128906A TWI432555B (zh) 2011-08-12 2011-08-12 鋁酸鹽類化合物螢光粉

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP5563542B2 (zh)
KR (1) KR101331302B1 (zh)
CN (1) CN102925145A (zh)
TW (1) TWI432555B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104119888B (zh) * 2014-08-06 2016-08-24 广西师范学院 一种铕掺杂氟铝酸盐基质荧光粉及其制备方法
CN107987828A (zh) * 2017-12-29 2018-05-04 河北工业大学 一种led用白光发射的钙铝石结构荧光粉
CN112225450B (zh) * 2020-09-23 2022-10-28 中国计量大学 一种镧系掺杂宽色域荧光玻璃及其制备方法
CN115491196B (zh) * 2022-11-21 2023-03-24 四川世纪和光科技发展有限公司 红光荧光组合物、红光荧光膜和红光led光源

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL7504440A (nl) * 1975-04-15 1976-10-19 Philips Nv Luminescerend scherm.
NL7903102A (nl) * 1979-04-20 1980-10-22 Philips Nv Luminescerende stof met aardalkalimetaalsilikaat- aluminaatgrondrooster.
CA2460814C (en) * 2001-09-26 2014-08-12 Doxa Aktiebolag Powdered material and ceramic material manufactured therefrom
US7575697B2 (en) * 2004-08-04 2009-08-18 Intematix Corporation Silicate-based green phosphors
CN101208407A (zh) * 2005-04-20 2008-06-25 易特斯股份公司 用于发光的新材料
WO2006111568A2 (en) * 2005-04-20 2006-10-26 Etech Ag Novel materials used for emitting light
JP4931176B2 (ja) * 2005-09-14 2012-05-16 株式会社アルバック 蛍光体、その作製方法及び発光素子
KR101497104B1 (ko) * 2006-10-03 2015-02-27 라이트스케이프 머티어리얼스, 인코포레이티드 금속 실리케이트 할라이드 형광체 및 이를 이용한 ｌｅｄ 조명 디바이스
TWI359857B (en) * 2006-12-25 2012-03-11 Ind Tech Res Inst White light illumination device
TW201005075A (en) * 2008-07-24 2010-02-01 Univ Nat Chiao Tung White-emitting phosphors and lighting apparatus thereof
KR20100070731A (ko) 2008-12-18 2010-06-28 삼성전자주식회사 할로실리케이트 형광체, 이를 포함하는 백색 발광 소자
KR101098006B1 (ko) * 2009-09-29 2011-12-23 한국화학연구원 (할로)실리케이트계 형광체 및 이의 제조방법
CN101857361A (zh) * 2010-01-19 2010-10-13 华东理工大学 一种铕掺杂氟氧化物铝硅酸盐发光玻璃及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR101331302B1 (ko) 2013-11-20
KR20130018094A (ko) 2013-02-20
CN102925145A (zh) 2013-02-13
TW201307530A (zh) 2013-02-16
JP5563542B2 (ja) 2014-07-30
JP2013040318A (ja) 2013-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101726246B1 (ko) 질소산화물 등색-적색 형광물질 및 그 형광물질을 포함한 발광막 혹은 발광시트 및 발광소자
KR101042583B1 (ko) 백색 형광체 및 백색 발광 소자 내지 장치
CN101880528B (zh) 一种单一基质白光荧光粉及其制造方法和所制发光器件
CN101307228B (zh) 氯铝硅酸盐荧光粉及其制备方法
TWI432555B (zh) 鋁酸鹽類化合物螢光粉
CN111187622A (zh) 白光led用单一基质磷酸盐荧光粉及其制备方法
US20190013445A1 (en) Phosphor and illumination device utilizing the same
CN108300467A (zh) 一种白光led用蓝光荧光粉及制备方法和白光led发光装置
WO2019061004A1 (zh) 荧光增强的硅基氮氧化物青色荧光粉及其制备方法
CN109370580B (zh) 一种铋离子激活的钛铝酸盐荧光粉及其制备方法与应用
CN110724531A (zh) 一种led用光谱可调的红蓝双发射掺铕铝酸盐荧光粉及制备方法
Shen et al. Luminous characteristics and thermal stability of BaMgAl10O17: Eu2+ phosphor for white light-emitting diodes
CN107652973B (zh) 白光LED用Mn离子掺杂石榴石结构红色发光材料及其制备方法和应用
CN107163943B (zh) 一种适于近紫外激发的光谱可调控的荧光粉及其制备方法
CN107880885B (zh) 石榴石型铝硅酸盐荧光粉及其制备方法和包含其的发光器件
CN111138191B (zh) 一种Eu3+离子激活的钽酸盐荧光陶瓷及其合成方法与应用
CN113999671A (zh) 一种照明显示白光led用荧光粉及其制备和应用
KR101510124B1 (ko) 백색 발광다이오드 소자용 청녹색 발광 형광체 및 그를 이용한 백색 ｌｅｄ 소자
CN102876325A (zh) 光色可调的变价锰离子掺杂铝酸盐发光材料及其制备方法
TW200927882A (en) Phosphors and lighting apparatus
CN104804742B (zh) 一种白光led用红色荧光粉及其制备方法
CN107603621A (zh) 一种led用镥硅酸盐氧化物绿色荧光材料及其制备方法和应用
CN109929554B (zh) 一种硼磷酸盐绿色荧光粉及其制备方法和应用
CN111088048B (zh) 一种Eu3+掺杂的氟钽酸盐荧光陶瓷及其合成方法与应用
TWI443179B (zh) 綠色螢光粉體

Legal Events

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