TWI458807B

TWI458807B - 螢光材料及其製備方法

Info

Publication number: TWI458807B
Application number: TW099136439A
Authority: TW
Inventors: Lei Chen; Kuo Ju Chen; Ru Shi Liu; Shu Fen Hu; Chien Yuan Wang
Original assignee: Epistar Corp
Priority date: 2010-10-25
Filing date: 2010-10-25
Publication date: 2014-11-01
Also published as: TW201217499A

Description

螢光材料及其製備方法

本發明係關於一種螢光材料及製備方法，尤其係關於一種金屬氧化物螢光材料及製備方法。

白光發光二極體(white light emitting diodes；WLEDs)的製造方法有數種：第一種為藍色LED晶片上塗佈黃色螢光粉，第二種是在藍色LED晶片上塗佈綠色和紅色螢光粉，第三種是利用紅、綠、藍三色LED晶片混合形成白光，第四種是在紫外光LED晶片上塗佈紅、綠、藍三色或多種顏色的螢光粉。

白光LED相較於傳統白熾燈泡，擁有壽命長、耗電量低、體積小、反應速度快、耐震性佳等優點，逐漸取代傳統照明設備；然而現階段白光LED在發展上仍需克服散熱、亮度不足以及價格偏高等問題。因此，目前白光LED在照明市場的應用仍以輔助照明為主，如手電筒、車內小燈或建築裝飾用燈等。預期未來白光LED將可望取代傳統照明產品，成為全球照明市場的新主流。

除封裝技術之外，所選用之螢光粉也是影響光源發光效率之重要因素，因此如何改善螢光粉的成份以增加螢光轉換效率，也是世界各大光電半導體廠與照明大廠致力研究的方向之一。傳統單一藍光晶片激發黃色螢光粉所形成之白光，其演色性不佳，導致被照射物色彩飽和度差，降低了商業照明的使用價值。經過多年的研究與發展，發現利用高效率的紫外光發光二極體(UV-LED)作為激發光源，是未來白光發光二極體成為照明裝置的另一選擇。由於UV-LED之技術已漸趨成熟，為配合其發光波長以製備高效率與高亮度之白光發光二極體，因此發展UV-LED激發光源之螢光材料漸趨重要。

本發明揭示一種金屬氧化物螢光材料，其通式為M_aAl_bO_c：Eu²⁺ _x,Ce³⁺ _y,Dy³⁺ _z,Li⁺ _w；其中M為一種或一種以上金屬陽離子，例如：Ba，Sr，Ca；a，b，c>0；0.001≦x≦0.2；0≦y，z，w≦0.2。

本發明揭示一種金屬氧化物螢光材料，此螢光材料中組成M_aAl_bO_c為主體晶格，Eu²⁺為活化中心，Ce³⁺為雜相抑制劑，Dy³⁺為共活化中心，及Li⁺為電荷缺陷補償劑。

本發明揭示一種金屬氧化物螢光材料，其通式為M_aAl_bO_c：Eu²⁺ _x,Ce³⁺ _y,Dy³⁺ _z,Li⁺ _w；當0.01≦x≦0.1，0.008≦y≦0.05，z=0，0.008≦w≦0.05時，此螢光材料經300~450nm波長之光源照射下，放出綠色之螢光。

本發明揭示一種金屬氧化物螢光材料，其通式為M_aAl_bO_c：Eu²⁺ _x,Ce³⁺ _y,Dy³⁺ _z,Li⁺ _w；當0.003≦x≦0.05，y=0，0.001≦z≦0.01，0.001≦w≦0.01時，此螢光材料經300~450nm波長之光源照射下，放出紅色之螢光。

本發明揭示300~450nm波長之光源來自發光二極體或電漿。

於本發明之實施例中，揭示一螢光材料為M_aAl_bO_c：Eu²⁺ _x,Ce³⁺ _y,Dy³⁺ _z,Li⁺ _w；其中M為一種或一種以上金屬陽離子，例如：Ba，Sr，Ca；a，b，c>0；0.001≦x≦0.2；0≦y，z，w≦0.2。此螢光材料中組成M_aAl_bO_c為主體晶格，Eu²⁺為活化中心，Ce³⁺為雜相抑制劑，Dy³⁺為共活化中心，及Li⁺為電荷缺陷補償劑。

1.實施例一

實施例一中選擇M為Sr，a=0.9，b=2，c=4，x=0.05，y=0.025，z=0，w=0.025，以二步驟燒結法合成，其製作方法如下：

一、首先依化學計量比分別取一含有的鍶第一反應物，如：SrCO₃；含有鋁的第二反應物，如：Al₂O₃；含有銪之第三反應物，如：Eu(NO₃)₃．5H₂O；含有鈰之第四反應物，如：Ce₂O₃；以及含有鋰之第五反應物，如：Li₂CO₃；使其形成配方為Sr_1-x-y-wAl₂O₄：Eu²⁺ _x,Ce³⁺ _y,Li⁺ _w之混合反應物。

二、加入助熔劑，如硼酸，於混合反應物中，以研缽研磨並充分混合後，將均勻混合物置於坩鍋中，再將坩鍋置入高溫爐於800~900℃持溫1~3小時，進行第一燒結步驟。本實施例是在空氣氣氛環境下，以8℃/min之升溫速率加熱至所需反應溫度800~900℃後再持溫1~3小時，接著再以8℃/min之降溫速率冷卻至室溫。再取出反應物並以研缽研磨，使其成為顆粒均勻之粉末。

三、將研磨粉末置於高溫爐內，通入H₂/N₂=1：4~1：20之混合氣體進行第二燒結步驟，其中H₂/N₂較佳比例為1：10。燒結條件為以5℃/min之升溫速率加熱至所需反應溫度1200~1400℃後再持溫2~8小時，接著以8℃/min之降溫速率冷卻至室溫。再取出反應物並以研缽研磨，使其成為顆粒均勻之粉末。

上述之各反應物，可取自各元素之氧化物、硝酸鹽、或碳酸鹽。

以X光粉末繞射儀鑑定本發明樣品晶相純度，第一圖至第三圖分別為比較例一Sr_0.95Al₂O₄：Eu²⁺ _0.05合成時未加助熔劑硼酸且未加雜相抑制劑Ce₂O₃之樣品(a)、比較例二Sr_0.95Al₂O₄：Eu²⁺ _0.05合成時加入助熔劑硼酸，不添加雜相抑制劑Ce₂O₃之樣品(b)、及根據本發明實施例一所製備之Sr_0.9Al₂O₄：Eu²⁺ _0.05,Ce³⁺ _0.025,Li⁺ _0.025樣品(c)與標準SrAl₂O₄化合物(JCPDS：74-0794)之X光粉末繞射圖譜比較。結果如第一圖所示，比較例一Sr_0.95Al₂O₄：Eu²⁺ _0.05合成時未加助熔劑硼酸且未加雜相抑制劑Ce₂O₃之樣品(a)出現Al₂O₃雜相。如第二圖所示，比較例二Sr_0.95Al₂O₄：Eu²⁺ _0.05合成時加入助熔劑硼酸，不添加雜相抑制劑Ce₂O₃之樣品(b)出現Sr₄Al₁₄O₂₅雜相。如第三圖所示，實施例一Sr_0.9Al₂O₄：Eu²⁺ _0.05,Ce³⁺ _0.025,Li⁺ _0.025樣品(c)為純相，說明添加Ce₂O₃可有效抑制Sr₄Al₁₄O₂₅雜相的生成。

參考圖四及圖五，分別為比較例一Sr_0.95Al₂O₄：Eu²⁺ _0.05合成時未加助熔劑硼酸且未加雜相抑制劑Ce₂O₃之樣品(a)、比較例二Sr_0.95Al₂O₄：Eu²⁺ _0.05合成時加入助熔劑硼酸，不添加雜相抑制劑Ce₂O₃之樣品(b)及實施例一Sr_0.9Al₂O₄：Eu²⁺ _0.05,Ce³⁺ _0.025,Li⁺ _0.025樣品(c)之放射(emission)光譜圖與激發(excitation)光譜圖。於圖四可看出，於300~450nm激發光源下，可得最佳之發光強度其波長約於500~550nm，此乃為一綠色螢光材料。且實施例一Sr_0.9Al₂O₄：Eu²⁺ _0.05,Ce³⁺ _0.025,Li⁺ _0.025樣品(c)，其發光強度最強。由圖五可知，此螢光材料適合被紫外光激發，其激發光源可為波長介於300~450nm間之發光二極體或電漿，即本發明之螢光材料適合寬波長之激發。

表一為比較例一Sr_0.95Al₂O₄：Eu²⁺ _0.05合成時未加助熔劑硼酸且未加雜相抑制劑Ce₂O₃之樣品(a)、比較例二Sr_0.95Al₂O₄：Eu²⁺ _0.05合成時加入助熔劑硼酸，不添加雜相抑制劑Ce₂O₃之樣品(b)及實施例一Sr_0.9Al₂O₄：Eu²⁺ _0.05,Ce³⁺ _0.025,Li⁺ _0.025樣品(c)所得放射光譜之數據，以1931年由國際照明委員會(Commission International de l’Eclairage，CIE)所制定之色度座標圖(Chromaticity diagram)之公式換算成各樣品所代表之色度座標、色溫與演色指數，並標示實施例一Sr_0.9Al₂O₄：Eu²⁺ _0.05,Ce³⁺ _0.025,Li⁺ _0.025樣品(c)色度座標於圖六。圖六中間白色處所代表的是理論之白光位置(0.31，0.32)。由色度座標位置可知：本發明實施例一所製備之螢光材料位於綠色的座標位置，其色純度非常高。

對於Ce³⁺取代Sr²⁺引起的不等價電荷缺陷，如果不進行電荷補償，缺陷中心會降低激發能量，進而降低發光效率。為了突顯Li⁺在補償電荷缺陷方面的作用，特以比較例三予以說明。比較例三中合成的Sr_0.925Al₂O₄：Eu²⁺ _0.05,Ce³⁺ _0.025合成時加入助熔劑硼酸之樣品(d)和實施例一Sr_0.9Al₂O₄：Eu²⁺ _0.05,Ce³⁺ _0.025,Li⁺ _0.025樣品(c)的放射光譜和激發光譜分別如圖七和圖八所示。對發射光譜積分得知，樣品(c)的發光效率大約是樣品(d)的108%，因而可知，利用Li⁺補償Ce³⁺引起的電荷缺陷可以進一步提高Sr_0.925Al₂O₄：Eu²⁺ _0.05,Ce³⁺ _0.025發光效率。

螢光壽命(lifetime)τ_1/e為螢光材料發光強度衰減為起始發光強度的1/e所經歷的時間。對樣品(d)和(c)發光的螢光壽命進行測試，結果分別如圖九和圖十所示。在此些樣品中，Ce³⁺和Eu²⁺分別取代Sr²⁺會形成兩種缺陷中心；另外根據文獻Mater.Res.Bull.(2004)39,331揭示：助熔劑BO₃ ^3-與氧空位V_o反應會形成電子中心[BO₃-V_O]^3-，所以在樣品(d)和(c)中存在以上三種影響發光的缺陷中心。以第一螢光壽命τ₁，第二螢光壽命τ₂，第三螢光壽命τ₃分別代表以上三種影響發光的缺陷中心所造成螢光材料之螢光壽命，以公式I=A₁exp(-x/τ₁)+A₂exp(-x/τ₂)+A₃exp(-x/τ₃)對螢光壽命進行曲線回歸，得到樣品(c)的第一螢光壽命τ₁=22.322毫秒，第二螢光壽命τ₂=108.024毫秒和第三螢光壽命τ₃=623.145毫秒。在長餘輝材料中，具有發光強度快速衰減和慢速衰減的過程，發光強度經歷快速衰減後迅速降低，因而對發光強度產生顯著影響的是快速衰減過程。以交流發光二極體而言，在電流周期變換過程中，當發光二極體不發光時，因螢光材料具有適合之螢光壽命，故其仍可發光。第一螢光壽命τ₁大约20~30毫秒足以消除交流發光二極體發光過程中的黑暗期。因此，這種螢光材料不僅適於直流發光二極而且適合交流發光二極體使用。且這種螢光材料適於任意電壓驅動的發光二極體使用。

2.實施例二

實施例二M_aAl_bO_c：Eu²⁺ _x,Ce³⁺ _y,Dy³⁺ _z,Li⁺ _w中為確認較佳組成，先以比較例四樣品(e)選擇M為Sr，a=3-x，b=2，c=6，x=0.03、0.06、0.09、0.12，y=0，z=0，w=0，即M_aAl_bO_c：Eu²⁺ _x，選擇激發光譜發光強度最強之x值。

合成M_3-xAl₂O₆：Eu²⁺ _x(x=0.03、0.06、0.09、0.12)樣品(e)，在420nm激發下的放射光譜以及613nm放射之激發光譜如圖十一所示(其中曲線(1)為x=0.03，曲線(2)為x=006，曲線(3)為x=0.09，曲線(4)為x=0.12)，且當入射光為波長峰值613nm紅色時，Eu²⁺ _x濃度為x=0.09時發光最強。

再以比較例五樣品(f)選擇M為Sr，a=2.91-z，b=2，c=6，x=0.09，y=0，z=0.015、0.03、0.09，w=0，即M_aAl_bO_c：Eu²⁺ _x,Dy³⁺ _z，選擇激發光譜發光強度最強之z值。

M_2.91-zAl₂O₆：Eu²⁺ _0.09,Dy³⁺ _z(z=0.015、0.03、0.09)在420nm激發下的放射光譜以及613nm放射之激發光譜如圖十二所示(其中曲線(1)為z=0.015，曲線(2)為z=003，曲線(3)為z=0.09)當入射光為波長峰值613nm紅色，Eu²⁺濃度固定為0.09時，Dy³⁺摻雜濃度為0.03時發光最強。

再以實施例二樣品(g)選擇M為Sr，a=2.88-w，b=2，c=6，x=0.09，y=0，z=0.03，w=0、0.03、0.06、0.09，即Sr_2.88-wAl₂O₆：Eu²⁺ _0.09,Dy³⁺ _0.03,Li⁺ _w，選擇激發光譜發光強度最強之w值。

實施例二樣品(g)製作方法為先以凝膠法及燃燒法合成前驅物，再預燒結去除前驅物中的碳，然後使用二步驟燒結法而成。其詳細製作步驟如下：

一、凝膠法：

1.首先依化學計量比分別取一含有的鍶第一反應物，如：Sr(NO₃)₂；含有鋁的第二反應物，如：Al₂(NO₃)₃．9H₂O；含有銪之第三反應物，如：Eu(NO₃)₃．5H₂O；含有鏑之第四反應物，如：Dy(NO₃)₃．5H₂O；使其形成硝酸鹽水溶液。

2.加入燃料(fuel)，如：檸檬酸、乙二醇或尿素於水溶液反應物中，於80~95℃持續攪拌。攪拌過程中水溶液變黏，然後變黃成為凝膠狀，待有大量NO_x氣泡產生時滴入少量酒精，並持續攪拌至凝膠澄清為止。

二、燃燒法：

將水溶液反應物放入500℃高溫爐中，進行燃燒反應，以得到前驅物。於燃燒反應過程中不將高溫爐密閉，其目的為讓空氣能進入高溫爐中，使水溶液反應物充份燃燒。

三、預燒結：

取出燃燒灰燼並充份研磨後並加入含有鋰之第五反應物，如：Li(NO₃)或Li₂CO₃後，放入850℃高溫爐中進行預燒結，其目的為去除前驅物中的碳。其中預燒結條件為以10~15℃/min升溫至850℃後並持溫1~2小時，再以10~15℃/min降至室溫。

四、二步驟燒結法：

1.將前驅物均勻混合後置於坩鍋中，再將坩鍋置入高溫爐於1200~1350℃持溫4~12小時，進行第一燒結步驟。另外，須於高溫爐中放入活性碳，使得反應在碳氣氛環境下進行，以10~15℃/min之升溫速率加熱至所需反應溫度1200~1350℃後再持溫4~12小時，接著再以10~15℃/min之降溫速率冷卻至室溫。再取出反應物並以研缽研磨，使其成為顆粒均勻之粉末。

2.再將研磨粉末置於高溫爐內，通入H₂/N₂=1：3之混合氣體進行第二燒結步驟。燒結條件為以8~15℃/min之升溫速率加熱至所需反應溫度900~1100℃後再持溫1~5小時，接著再以8~15℃/min之降溫速率冷卻至室溫。接著取出反應物並以研缽研磨，使其成為顆粒均勻Sr_2.88-wAl₂O₆：Eu²⁺ _0.09,Dy³⁺ _0.03,Li⁺ _w粉末，其中w為0、0.03、0.06、0.09。

實施例二中合成Sr_2.88-wAl₂O₆：Eu²⁺ _0.09,Dy³⁺ _0.03,Li⁺ _w，(w=0、0.03、0.06、0.09)之樣品(g)在420nm激發下的放射(emission)光譜以及613nm放射之激發(excitation)光譜如圖十三所示(其中曲線(1)為w=0，曲線(2)為w=003，曲線(3)為w=0.06，曲線(4)為w=0.09)。由圖十三可知：(1)依據本發明合成螢光材料之放射波長範圍為550~700nm，峰值為613nm，發光顏色為紅色；(2)依據本發明合成螢光材料之激發波長範圍為400~550nm；(3)與未添加Li⁺樣品相比，當Li⁺添加量為0.03和0.06時，發光強度增強，但是當Li⁺添加增加至0.09時，發光強度反而減弱，說明Li⁺加入量範圍較佳為不超過6%，即w≦0.06；且w較佳值為0.03，即實施例二較佳組成為Sr_2.85Al₂O₆：Eu²⁺ _0.09,Dy³⁺ _0.03,Li⁺ _0.03。

對Sr_2.85Al₂O₆：Eu²⁺ _0.09,Dy³⁺ _0.03,Li⁺ _0.03樣品(g)發光的螢光壽命(lifetime)進行測試，結果如圖十四所示。並根據I=I₀exp(-x/τ)關係式對螢光壽命進行曲線回歸，其螢光壽命τ為28.355毫秒。以交流發光二極體而言，在其電流周期變換過程中，當發光二極體不發光時，因螢光材料具有適合之螢光壽命，故其仍可發光。大约20~30毫秒之螢光壽命τ可消除交流發光二極體發光過程中的黑暗期。因此，這種螢光材料不僅適於直流發光二極而且適合交流發光二極體使用。且這種螢光材料適於任意電壓驅動的發光二極體使用。

將實施例二中合成樣品(g)放射光譜之資料，依據1931年由國際照明委員會(Commission International de L'Eclairage,CIE)所制定之色度座標圖(Chromaticity Diagram)、色溫和演色指數之規定進行計算，其中Sr_2.85Al₂O₆：Eu²⁺ _0.09,Dy³⁺ _0.03,Li⁺ _0.03樣品(g)在420nm激發下放射光譜的色度座標、色溫和演色指數如表二所示，其色座標在色度座標圖中的具體位置如圖十五所示。圖十五中間白色處所代表的是理論之白光位置(0.31，0.32)。由色度座標位置可知本發明實施例所製備之螢光材料位於紅色的座標位置，其色純度非常高。

以上提供之實施例係用以描述本發明不同之技術特徵，但根據本發明之概念，其可包括或運用於更廣泛之技術範圍。須注意的是，實施例僅用以揭示本發明製程、裝置、組成、製造和使用之特定方法，並不用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍，當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

表一係本發明之比較例一之Sr_0.95Al₂O₄：Eu²⁺ _0.05合成時未加助熔劑硼酸且未加雜相抑制劑Ce₂O₃之樣品(a)，比較例二之比較例二Sr_0.95Al₂O₄：Eu²⁺ _0.05合成時加入助熔劑硼酸，不添加雜相抑制劑Ce₂O₃之樣品(b)，及實施例一之合成Sr_0.9Al₂O₄：Eu²⁺ _0.05,Ce³⁺ _0.025,Li⁺ _0.025樣品(c)之激發光譜所代表之放射光譜之色度座標、色溫與演色指數。

表二係本發明之實施例二Sr_2.85Al₂O₆：Eu²⁺ _0.09,Dy³⁺ _0.03,Li⁺ _0.03樣品(g)在420nm激發下的放射光譜的色度座標、色溫和演色指數。

圖一係依本發明之比較例一之Sr_0.95Al₂O₄：Eu²⁺ _0.05合成時未加助熔劑硼酸且未加雜相抑制劑Ce₂O₃之樣品(a)之X光粉末繞射圖譜。

圖二係依本發明之比較例二之比較例二Sr_0.95Al₂O₄：Eu²⁺ _0.05合成時加入助熔劑硼酸，不添加雜相抑制劑Ce₂O₃之樣品(b)之X光粉末繞射圖譜。

圖三係依本發明之實施例一之合成Sr_0.9Al₂O₄： Eu²⁺ _0.05,Ce³⁺ _0.025,Li⁺ _0.025樣品(c)之X光粉末繞射圖譜。

圖四係依本發明之比較例一之Sr_0.95Al₂O₄：Eu²⁺ _0.05合成時未加助熔劑硼酸且未加雜相抑制劑Ce₂O₃之樣品(a)，比較例二之Sr_0.95Al₂O₄：Eu²⁺ _0.05合成時加入助熔劑硼酸，不添加雜相抑制劑Ce₂O₃之樣品(b)，及實施例一之合成Sr_0.9Al₂O₄：Eu²⁺ _0.05,Ce³⁺ _0.025,Li⁺ _0.025樣品(c)於300~420nm激發下之放射光譜圖。

圖五係本發明之比較例一之Sr_0.95Al₂O₄：Eu²⁺ _0.05合成時未加助熔劑硼酸且未加雜相抑制劑Ce₂O₃之樣品(a)，比較例二之比較例二Sr_0.95Al₂O₄：Eu²⁺ _0.05合成時加入助熔劑硼酸，不添加雜相抑制劑Ce₂O₃之樣品(b)，及實施例一之合成Sr_0.9Al₂O₄：Eu²⁺ _0.05,Ce³⁺ _0.025,Li⁺ _0.025樣品(c)之激發光譜。

圖六係本發明實施例一Sr_0.9Al₂O₄：Eu²⁺ _0.05,Ce³⁺ _0.025,Li⁺ _0.025樣品(c)於420nm激發下放射光譜之色度座標CIE(0.2798,0.5845)。

圖七係依本發明之比較例三Sr_0.925Al₂O₄：Eu²⁺ _0.05,Ce³⁺ _0.025樣品(d)和實施例一Sr_0.9Al₂O₄：Eu²⁺ _0.05,Ce³⁺ _0.025,Li⁺ _0.025樣品(c)於420nm激發下之放射光譜圖。

圖八係本發明之比較例三Sr_0.925Al₂O₄：Eu²⁺ _0.05,Ce³⁺ _0.025樣品(d)和實施例一Sr_0.9Al₂O₄：Eu²⁺ _0.05,Ce³⁺ _0.025,Li⁺ _0.025樣品(c)之激發光譜。

圖九係本發明之比較例三之Sr_0.925Al₂O₄：Eu²⁺ _0.05,Ce³⁺ _0.025樣品(d)放射之螢光壽命。

圖十係本發明之實施例一之Sr_0.9Al₂O₄：Eu²⁺ _0.05,Ce³⁺ _0.025,Li⁺ _0.025樣品(c)放射之螢光壽命。

圖十一係本發明之比較例四合成M_aAl_bO_c：Eu²⁺ _x(x=0.03、0.06、0.09、0.12)樣品(e)在420nm激發下的放射光譜以及613nm放射的激發光譜。

圖十二係本發明之比較例五合成M_2.91Al₂O₆：Eu²⁺ _0.09,Dy³⁺ _z(z=0.015、0.03、0.09)樣品(f)在420nm激發下的放射光譜以及613nm放射的激發光譜。

圖十三係本發明之實施例二之合成Sr_2.88-wAl₂O₆：Eu²⁺ _0.09,Dy³⁺ _0.03,Li⁺ _w(w=0、0.03、0.06、0.09)樣品(g)在420nm激發下的放射光譜以及613nm放射的激發光譜。

圖十四係本發明之實施例二合成Sr_2.85Al₂O₆：Eu²⁺ _0.09,Dy³⁺ _0.03,Li⁺ _0.03樣品(g)的螢光壽命。

圖十五係本發明之實施例二Sr_2.85Al₂O₆：Eu²⁺ _0.09,Dy³⁺ _0.03,Li⁺ _0.03樣品(g)在420nm激發下放射光譜色度座標CIE(0.6146,0.3843)。

Claims

一種金屬氧化物螢光材料，其通式為M_aAl_bO_c：Eu²⁺ _x,Ce³⁺ _y,Li⁺ _w；其中M為Ba、Sr、或Ca；a,b,c>0；0.01≦x≦0.1；0.008≦y≦0.05；0.008≦w≦0.05，該M_aAl_bO_c為主體晶格，該Ce³⁺為雜相抑制劑，Li⁺為電荷缺陷補償劑，且該金屬氧化物螢光材料經300~450nm波長的光源激發時，放出綠色的螢光。
一種金屬氧化物螢光材料，其通式為M_aAl_bO_c：Eu²⁺ _x,Dy³⁺ _z,Li⁺ _w；其中M為Ba、Sr、或Ca；a、b、c>0；0.03≦x≦0.2；0<z≦0.2；0.03≦w≦0.06，且該金屬氧化物螢光材料經300~450nm波長之光源激發時，放出紅色的螢光。
一種金屬氧化物螢光材料之製備方法，包含：將包含有M之第一反應物、包含有鋁之第二反應物、包含有銪之第三反應物、包含有鈰之第四反應物、及包含有鋰之第五反應物混合成一混合物，其中M為Ba、Sr、或Ca；以及將該混合物利用一二步驟燒結法形成一金屬氧化物螢光材料，其中該二步驟燒結法包含一第一燒結步驟及一第二燒結步驟，該螢光材料通式為M_aAl_bO_c：Eu²⁺ _x,Ce³⁺ _y,Li⁺ _w，其中a,b,c>0，0.01≦x≦0.1，0.008≦y≦0.05，0.008≦w≦0.05，該M_aAl_bO_c為主體晶格，該Ce³⁺為雜相抑制劑，Li⁺為電荷缺陷補償劑，且該螢光材料經300~450nm波長之光源激發時產生綠色螢光，其中該第一燒結步驟條件之溫度為800℃~900℃；第二燒結步驟之溫度為1200℃~1400℃。
如申請專利範圍第3項所述之金屬氧化物螢光材料之製備方法，更包含加入一助熔劑於該混合物中。
如申請專利範圍第3項所述之金屬氧化物螢光材料之製備方法，其中該第一燒結步驟條件為將該混合物於空氣氣氛下加熱1~3小時；及/或該第二燒結步驟條件為將該混合物於還原氣氛下加熱2~8小時。
如申請專利範圍第5項所述之金屬氧化物螢光材料之製備方法，其中該第二燒結步驟之還原氣氛為氫氣和氮氣之混合，二者氣體混合之比例為1：4至1：10。
一種金屬氧化物螢光材料之製備方法，包含：將包含有M之第一反應物、包含有鋁之第二反應物、包含有銪之第三反應物、包含有鏑之第四反應物混合成一水溶液，其中M為Ba、Sr、或Ca；利用凝膠法及燃燒法將該水溶液合成一前驅物；於該前驅物中加入包含有鋰之第五反應物以形成一混合物；以及預燒結該混合物；將該混合物利用一二步驟燒結法形成一金屬氧化物螢光材料，其中該二步驟燒結法包含一第一燒結步驟及一第二燒結步驟，且該第一燒結步驟及該第二燒結步驟皆於還原氣氛下進行；該螢光材料通式為M_aAl_bO_c：Eu²⁺ _x,Dy³⁺ _z,Li⁺ _w，其中a、b、c>0；0.03≦x≦0.2；0≦z≦0.2；0.03≦w≦0.06，且該金屬氧化物螢光材料經300~450nm波長之光源激發時可產生一紅色螢光，其中該第一燒結步驟條件之溫度為1200~1350℃；該第二燒結步驟之溫度為900~1100℃。
如申請專利範圍第7項所述之金屬氧化物螢光材料之製備方法，其中於該凝膠法步驟中更包含滴入少量酒精於該水溶液中。
如申請專利範圍第7項所述之金屬氧化物螢光材料之製備方法，其中該第一燒結步驟條件為將該混合物於碳氣氛下持溫4~12小時；及或該第二燒結步驟條件為將該混合物於還原氣氛下持溫1~5小時。
如申請專利範圍第9項所述之金屬氧化物螢光材料之製備方法，其中該第二燒結步驟之還原氣氛為氫氣和氮氣之混合，二者氣體較佳混合比例為1：3。