專利名稱：：紅光熒光材料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是關(guān)于一種熒光材料，且特別是關(guān)于一種紅光熒光材料及其制造方法。
背景技術(shù)：
：以水銀輝線作為激發(fā)源的三波長域發(fā)光型的一般熒光燈與冷陰極熒光燈的熒光粉，是使用混合紅色發(fā)光、綠色發(fā)光以及藍色發(fā)光等三色熒光粉。其中，一般人皆熟知紅色發(fā)光的熒光粉其發(fā)光特性會對熒光燈的光通量與演色性造成極大的影響。過去，在此種紅色發(fā)光熒光粉中，相當廣泛地使用氧化釔銪熒光體(Y2O3=Eu)。目前市售的紅光商品，如(Ya95Euatl5)2O3，其組成大部分為釔⑴與銪(Eu)構(gòu)成。由于釔(Y)與銪(Eu)為昂貴的稀土元素，使得市售商品的售價完全受制于原料的價格而無法降低材料成本。如何制造低成本的熒光材料乃為各家廠商的發(fā)展重點。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種紅光熒光材料及其制造方法，僅需使用少量稀土元素即可制造出具有高發(fā)光強度的紅光熒光材料，使成本大為降低。為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提出一種紅光熒光材料，其化學式為A4(DhEux)B3Oltl，其中0<χ彡0.6，A是選自由鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)與鋅(Zn)所組成的群組，D是選自由銪(Eu)除外的稀土元素所組成的群組。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出一種紅光熒光材料的制造方法，包括將一金屬鹽類、一氧化物、一硼酸(H3BO3)與一氧化銪(Eu2O3)根據(jù)一預定比例混合以形成一混合物，其中，該金屬鹽類的成分包括至少一種選自由鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)與鋅(Zn)所組成的群組的元素A，該氧化物的成分包括至少一種選自銪(Eu)除外的稀土元素所組成的群組的元素D；將該混合物置入一加熱爐；以及，以一預定溫度以及一預定時間使該加熱爐內(nèi)的該混合物進行燒結(jié)，由此以產(chǎn)生化學式為A4(DhEux)B3Oltl的紅光熒光材料，其中，0<χ彡0.6。圖1是依照本發(fā)明較佳實施例的紅光熒光材料的制造方法的流程圖。圖2是所合成Ca4(Ya8tlEua2tl)B3O10與Ca4YB3Oltl的X光繞射圖譜。圖3是Ca4(YhEux)B3Oltl以254nm波長的紫外光激發(fā)時，于不同χ下量測主要放射波長為609nm的發(fā)光強度圖。圖4是所合成Ca4(Ya8ciEua2ci)B3Oici的激發(fā)光譜圖。圖5是所合成Ca4(Y0.80Eu0.20)B3O10與一般市售的紅光熒光粉商品(YQ.95Eu0.J203的光致發(fā)光光譜圖。具體實施例方式為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖作詳細說明。本實施例提出一種新穎的紅光熒光材料，是一種硼酸鹽類熒光材料，只需少量昂貴的稀土元素便可發(fā)出高強度紅光，無論是應用于光電或照明等產(chǎn)業(yè)中皆可節(jié)省大量成本。以下是針對本發(fā)明的紅光熒光材料其本身構(gòu)成、應用與制造方法作進一步說明。本實施例的紅光熒光材料的化學式SA4(DhEux)B3Oltl，其中0<χ彡0.6，A是選自由鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)與鋅(Zn)所組成的群組，而D是選自銪(Eu)除外的稀土元素所組成的群組。本實施例還提出一種紅光熒光材料的制造方法，其流程請參照圖1，包括步驟Sll至S13。首先，如步驟Sll所示，將金屬鹽類、氧化物、硼酸(H3BO3)與氧化銪(Eu2O3)根據(jù)一預定比例混合以形成一混合物。金屬鹽類的成分系包括至少一種選自由鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)與鋅(Zn)所組成的群組的元素A。而氧化物的成分包括至少一種選自銪(Eu)除外的稀土元素所組成的群組的元素D。本實施例的金屬鹽類是以碳酸鈣(CaCO3)為例，而氧化物則是以氧化釔(Y2O3)為例，以進行紅光熒光材料的制備。接著，如步驟S12所示，將該混合物置入一加熱爐。然后，如步驟S13所示，以一預定溫度以及一預定時間使加熱爐內(nèi)的混合物進行燒結(jié)，藉此以產(chǎn)生化學式為A4(DhEux)B3Oltl的紅光熒光材料，其中，0<χ彡0.6。本實施例主要是以固態(tài)燒結(jié)法于高溫下制備紅光熒光材料。在此以制備Ca4(YhEux)B3Oici為例，并依照上述步驟逐一說明。先依化學劑量秤取碳酸鈣(CaCO3)、氧化釔(Y2O3)、硼酸(H3BO3)與氧化銪(Eu2O3)，并均勻混合后研磨10至30分鐘以形成一混合物。于此，碳酸鈣(CaCO3)、氧化釔(Y2O3)JI酸(H3BO3)與氧化銪氧化銪(Eu2O3)的重量約各為4,0.903、1.854,0.352克。接著，將含有碳酸鈣(CaCO3)、氧化釔(Y2O3)、硼酸(H3BO3)與氧化銪(Eu2O3)的混合物盛裝在坩鍋中，并置入加熱爐中，此加熱爐為一高溫爐。之后，以預定溫度約為1000°C至1400°C，以及預定時間約為6小時至9小時的條件進行混合物的燒結(jié)。在此，是以預定溫度約為1200°c，而預定時間約為8小時的條件進行燒結(jié)。本實施例的紅光熒光材料受激發(fā)所放射的主波長約為595nm至615nm。而于前述重量比、燒結(jié)的預定溫度與預定時間的條件下，所合成的紅光熒光材料為Ca4(Ya8tlEua2tl)B3Oltl，其與Ca4YB3Oltl的X光繞射圖譜請參照圖2。并請參照圖3，是Ca4(Y1^xEux)B3O10以254nm波長的紫外光激發(fā)時，于不同χ下量測主要放射波長為609nm的發(fā)光強度圖。如圖3所示，當χ=0.2時，紅光熒光材料具有良好的發(fā)光強度，Ca4(Y0.80Eu0.JB3O10為本實施例紅光熒光材料較佳的實施態(tài)樣。請參照圖4，是所合成Ca4(Y0.80Eu0.20)B3O10的激發(fā)光譜圖。圖4主要是量測主要放射波長為609nm時，于不同波長的激發(fā)光的發(fā)光強度。如圖4所示，激發(fā)光于波長范圍250300nm與375425nm都具有較佳的發(fā)光強度。請參照圖5，是所合成Ca4(Y0.80Eu0.20)B3O10與一般市售的紅光熒光粉商品(Ya95Euatl5)2O3的光致發(fā)光光譜圖。圖5中，是同樣以254nm波長的紫外光激發(fā)本實施例所合成的Ca4(Ya8ciEua2ci)B3Oici與一般商品(Y0■95^%05)203。此外，請見下表1，是(Υθ.95Ε%05)2^3與本實施例的Ca4(Ya8ciEua2ci)B3Oltl的CIE色度值比較表。由圖5上、下二個光譜相比較以及表1的CIE色度值可知，本實施例的Ca4(Ya8tlEua2ci)B3Oltl確實與一般商品(Ya95Euatl5)2O3的發(fā)光特性非常相似，并可提供高強度的紅光。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>由于一般市售商品(Ya95EuaJ2O3的組成大部分為稀土元素釔⑴與銪(Eu)構(gòu)成，所以其售價完全受制于原料的價格。由于本實施例的紅光熒光材料Ca4(YhEux)B3Oltl具有稀土元素以外的其它元素，只需使用少量的釔(Y)與銪(Eu)便可制作出可發(fā)出高強度的紅光熒光材料，因此，具有低材料成本的優(yōu)點，可更為廣泛的為其它裝置所使用。本實施例的紅光熒光材料Ca4(YhEux)B3Oltl可應用于不同的發(fā)光裝置中，并搭配一光源激發(fā)組件使用。此光源激發(fā)組件可為一紫外光源激發(fā)組件，其例如是一低壓汞蒸汽放電燈，使紅光熒光材料受紫外光激發(fā)所放射的主波長約為595nm至615nm。發(fā)光裝置例如是緊湊型熒光燈(CompactFluorescentLamp，CFL)、熱陰極熒光燈(HotCathodeFluorescentLamp,HCFL)或冷陰極熒光燈(ColdCathodeFluorescentLamp,CCFL)。綜上所述，雖然本發(fā)明已以較佳實施例描述如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作各種的更動與潤飾。因此，本發(fā)明的保護范圍應當以申請的權(quán)利要求范圍所界定的內(nèi)容為準。權(quán)利要求一種紅光熒光材料，化學式為A4(D1-xEux)B3O10，其中0＜x≤0.6，A是選自由鎂、鈣、鍶、鋇與鋅所組成的群組，D是選自銪除外的稀土元素所組成的群組。2.如權(quán)利要求1所述的紅光熒光材料，其中，受激發(fā)所放射的主波長約為595nm至615nm。3.如權(quán)利要求1所述的紅光熒光材料，為Ca4(Ya8tlEua2Q)B3Oltl,其中，以一254nm波長的紫外光激發(fā)時，該紅光熒光材料的主波長約為609nm。4.如權(quán)利要求1所述的紅光熒光材料，其中，元素A選自由鎂、鈣、鍶、鋇與鋅所組成的群組中的至少一種元素。5.如權(quán)利要求1所述的紅光熒光材料，其中，元素D選自由銪除外的稀土元素所組成的群組中的至少一種元素。6.一種紅光熒光材料的制造方法，包括將一金屬鹽類、一氧化物、一硼酸與一氧化銪根據(jù)一預定比例混合以形成一混合物，其中，該金屬鹽類的成分包括選自由鎂、鈣、鍶、鋇與鋅所組成的群組的元素A，該氧化物的成分包括選自銪除外的稀土元素所組成的群組的元素D；將該混合物置入一加熱爐；以及以一預定溫度以及一預定時間使該加熱爐內(nèi)的該混合物進行燒結(jié)，由此以產(chǎn)生化學式為A4(D^Eux)B3Oiq的紅光熒光材料，其中，0<χ彡0.6。7.如權(quán)利要求6所述的制造方法，其中，元素A選自由鎂、鈣、鍶、鋇與鋅所組成的群組中的至少一種元素。8.如權(quán)利要求6所述的制造方法，其中，元素D選自由銪除外的稀土元素所組成的群組中的至少一種元素。9.如權(quán)利要求6所述的制造方法，其中，該預定溫度約為1000°C至1400°C。10.如權(quán)利要求6所述的制造方法，其中，該預定時間約為6小時至9小時。全文摘要一種紅光熒光材料及其制造方法，紅光熒光材料的化學式為A4(D1-xEux)B3O10，其中，0＜x≤0.6，A選自由鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)與鋅(Zn)所組成的群組，D選自銪(Eu)除外的稀土元素所組成的群組。文檔編號C09K11/78GK101824319SQ20091000462公開日2010年9月8日申請日期2009年3月2日優(yōu)先權(quán)日2009年3月2日發(fā)明者郭德文,陳登銘申請人:建興電子科技股份有限公司