[发明专利]制备氮化物荧光体的方法

说明书

本发明关于一种制备氮化物荧光体的方法。该方法包含提供一种氮化物荧光体配方以及对该氮化物荧光体配方进行一热等均压烧结步骤。该氮化物荧光体配方包含一助熔剂以及一荧光体前驱物，其中，该助熔剂是一含钡氮化物，且该荧光体前驱物是包含构成该氮化物荧光体的金属元素的金属氮化物。

技术领域

本发明关于一种制备氮化物荧光体的方法，特别是关于一种使用含钡氮化物作为助熔剂(flux)，利用热等均压烧结法(hot isostatic pressing)制备氮化物荧光体的方法。

背景技术

白光发光二极管(white light-emitting diodes；WLEDs)因具有放光效率高、体积小、稳定性佳、环保等优点，近年来已成为最主流的白光照明系统。目前学术界与产业界皆关注如何提高白光发光二极管的照明性能，使白光发光二极管能更广泛运用于人类的生活中。

荧光体(phosphor)为发光二极管基础材料之一，公元1996年日本日亚化学公司(Nichia Chemical)发展出一种白光发光二极管，其中是利用铈掺杂的钇铝石榴石荧光体(Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺；YAG)，此荧光体可受蓝色光源(如蓝光发光二极管)激发产生黄光，而蓝色光源的蓝光与所激发的黄光相混即可产生白光。此种白光发光二极管成本低，但演色性差，因此，后来陆续发展于其中添加红色荧光体的技术，以改善演色性。

发光二极管已取代传统常用的冷阴极荧光灯管作为显示器的背光显示光源，其可有效降低显示器的功耗与热量损失，并具有色域更宽广且更环保的优点。背光显示为目前显示器常用的光源形式，其与前光显示最大不同之处在于，背光显示是将光源由设备侧边或背后放射，以增加于低光源环境中的照明度或提高计算机显示器与液晶屏幕的光源亮度。于背光显示的液晶显示器中，光源通过一偏振片(polarizer)将呈放射状的光转化成一致方向，使光子沿着朝向液晶分子层的特定方向振动。经过该偏振片的光接着依序经过液晶分子层、另一偏振片以及彩色滤光片，以于显示器上呈现彩色画面。然而，为了获得较高的色纯度，显示器设备中会添加滤色片，使得发光二极管所发出的光仅部分波长的光可穿透滤色片，此将导致器件的功效降低。为此，目前业界均致力于发展具有窄放光光谱的荧光体。

常见的荧光体包括氧化物荧光体以及氮化物荧光体，其中氮化物荧光体因具有坚实的结构与更强的电子云膨胀效应，可展现较好的热稳定性与更红移的放光光谱，因此越来越受到关注。于红色放光波段间，(Ca,Sr)AlSiN₃:Eu²⁺为最受瞩目的氮化物荧光体，其提供可调的光谱，峰值介于约620nm至约650nm。然而，此氮化物荧光体放光光谱过宽，部分落于人眼灵敏度曲线之外，此将降低组件的效率。有鉴于此，2014年Wolfgang Schnick等人公开一种具窄放光光谱的荧光体SrLiAl₃N₄:Eu²⁺(SLA)(参照“Nature Materials,2014,Vol.13,p.891-896”)，其半高宽(full width at half maximum；FWHM)仅50nm，放射峰值为650nm，且热稳定性佳。然而，该荧光体必须以射频炉合成，使用氢气与氮气的混合气氛与氢化物或氟化物为起始物，工艺复杂且不易量产，且荧光体的放光效率不佳，仍有改进的空间。

发明内容

有鉴于前述的技术问题，本发明提出一种制备氮化物荧光体的方法，该方法所制得的氮化物荧光体具有优异的放光效率、光衰与耐热特性、以及量子效率等性质，因此可用于制备具高照明性能及具窄放光光谱的SrLiAl₃N₄:Eu²⁺(SLA)荧光体。

如以下发明目的说明，本发明通过于合成氮化物荧光体的配方中加入含钡氮化物作为助熔剂，并利用热等均压烧结法进行氮化物荧光体的制备，使得所制氮化物荧光体可具有上述优点。