[发明专利]铝酸盐类化合物荧光粉

说明书

技术领域

本发明涉及一种荧光粉材料，特别涉及一种可改善其光学性质的以Si/O元素部分取代Al/F元素的铝酸盐类化合物荧光粉。

背景技术

随着文明的演进以及节能减碳环保意识的增强，目前各国正逐步地以发光二极管(Light Emitting Diode，LED)取代传统光源，因发光二极管具有体积小、耗电量低(为白帜灯泡之十分之一、日光灯之二分之一)、寿命长、发光效率佳、操作反应速度快等优点，可解决传统光源难以克服的问题，因此目前已应用在号志灯、汽车光源、显示器等组件，由于其符合现今强调的绿色环保概念，被誉为二十一世纪之“绿色照明光源”。

日本日亚(Nichia)化学公司于1996年提出藉由蓝光LED激发铈掺杂的钇铝石榴石(Cerium-doped yttrium aluminum garnet；YAG:Ce)荧光粉产生黄色荧光，其与蓝光混合后可产生冷白光，此为第一颗白光二极管，然而由于此白光缺乏红光成分，故其演色性低，且此专利为日亚专利所限制。由于白光二极管须具全光谱波段放光才能达到高演色性以及理想色温，除蓝光二极管搭配YAG以及红色荧光粉之外，亦有蓝光二极管搭配绿色、红色荧光粉以及UV-LED搭配蓝绿红三色荧光粉等混成白光方式，其中若要产生理想的色温(暖白光)，UV-LED搭配三色荧光粉具有较佳的放光效率，故开发适合紫外光激发的蓝色、绿色、红色荧光粉为目前首要的研究课题。

目前荧光粉相关的研究除新主体晶格的开发外，在主体晶格中掺杂其它元素取代原本的主体晶格元素藉以改善发光性亦为常见的研究方向，例如Duan等人于2011年在Chemistry of material期刊上(Chemistry Materials，dx.doi.org/10.1021/cm103495j)发表Re₂Si₄N₆C(RE＝Lu，Y，Gd)系列荧光粉的研究，即使用RE/C取代原本于MRESi₄N₇中的M/N(M＝Ba，Sr，Ca)，利用C元素的共价性以及其较刚性的键结特性藉以改善主体晶格的稳定性，故藉由不同元素的取代以调适荧光粉发光性质以及稳定性亦为目前主要的研究目标。

Yu等人于1997年在Cement and Concrete Research期刊上(Cement Concrete Res，1997，27，1439-1449)发表Ca₁₂Al₁₄O₃₂F₂的制备方式以及单晶结构，其结构以[AlO₄]的四面体构成，其单位晶胞属正方晶系，空间群为I43d，四面体之间以氧原子作为桥接，钙原子与六个氧及一个氟原子配位，属七配位，由于结构中形成的空缺格位由氟原子填补，此晶体相较于Ca₁₂A₇结构将更具稳定性，适合应用于荧光粉。

发明内容

本发明的目的，旨在提供一种更具稳定性的荧光粉。

本发明的次一目的，旨在提供一种可增进演色性的荧光粉。

本发明的另一目的，旨在提供一种简化的制作方法以及降低荧光粉的成本。

为达上述目的，本发明揭示的铝酸盐类化合物荧光粉，是在烧结温度T及烧结压力P的条件下以固态反应法合成，其配方为Ca_aSr_bBa_cAl_dSi_eO_fF_gR_h，其中10≤a+b+c+h≤12(0≤a＜12；0≤b＜12；0≤c＜12；0＜h≤1)、12＜d+e≤14(12≤d＜14；0＜e≤2)、30≤f≤34；、0＜g≤2，R为镧系金属类元素，作为荧光粉的发光中心。其中，此固态反应法所使用的烧结温度T为1000～1400℃，烧结压力Y为0.1～0.9MPa。该荧光粉可被波长为200～400nm的发光二极管激发，且其放射波长为400-700nm。其中，镧系金属元素R为Ce、Eu、Pr、Nd、Sm、Tb、Er、Yb、Dy其中之一，以导致不同范围的放光。