專利名稱：綠色熒光粉體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種綠色熒光粉體，尤其涉及一種通式為(Gd，Sr)3_x_yMxAl207:Ry， l,0<y^0.3 ;其中，M為二價(jià)的鈣、鋇或兩者的混合元素，R為鑭系金屬類的元
素，且(Gd，Sr)3_x_y為GdzSr3_x_y_z，0 < ζ < 3-χ-γ的表示式的綠色熒光粉體。
背景技術(shù)：
隨著節(jié)能減碳的環(huán)保意識(shí)高漲，世界各國(guó)日漸重視白光發(fā)光二極管(Lightemitting diode ;LED)的發(fā)展，并以之逐漸取代傳統(tǒng)的照明設(shè)備。白光發(fā)光二極管具許多的優(yōu)點(diǎn)，例如:體積小、耗電量低(為傳統(tǒng)白巾只燈泡之十分之一)壽命長(zhǎng)、發(fā)光效率高、反應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，目前已被應(yīng)用于顯示器、號(hào)志燈、照明等，由于全球能源短缺及節(jié)能減碳倍受重視，發(fā)光二極管可有效解決傳統(tǒng)照明所無(wú)法克服之問(wèn)題，在未來(lái)將成為最重要的照明設(shè)備之一。日本日亞化學(xué)公司于1996年提出藉由藍(lán)光LED激發(fā)鈰摻雜的釔鋁石榴石(Cerium-doped yttrium aluminum garnet ;YAG:Ce)突光粉產(chǎn)生黃色突光，此黃色突光粉和藍(lán)光混合可以產(chǎn)生白光(專利號(hào)U.S.5，998，925)，然而此種白光發(fā)光二極管為冷白光，然而其放光范圍缺乏紅光部份，使其演色性較低，因此目前白光發(fā)光二極管除使用藍(lán)色二極管搭配黃色熒光粉外，亦有藍(lán)光二極管搭配綠色、紅色熒光粉以及紫外光發(fā)光二極管(Ultraviolet light emitting diode, UV-LED)搭配藍(lán)綠紅三色突光粉等混成白光方式，其中UV-LED搭配三色熒光粉具有較佳的演色性，故開發(fā)適合紫外光激發(fā)的藍(lán)色、綠色與紅色熒光粉為目前重要的研究課題。I975 年 Fava 與 Flem 于 Materials Research Bulletin (vol.10, p.75)期刊發(fā)表Gd2SrAl2O7的結(jié)構(gòu)，其屬于一種Sr3Ti2O7的結(jié)構(gòu)類型，空間群為14/_，其晶體結(jié)構(gòu)以[AlO4]四面體構(gòu)成，屬于一層狀結(jié)構(gòu)，而Zvereva等人于1994年于Russian Journal of GeneralChemistry (vol.74, p.655)揭露Gd3+與Sr2+于晶體中具相同的格位，其同時(shí)占有兩個(gè)不同晶格位置，配位數(shù)分別為12配位和9配位，而配位原子皆為氧原子。此種晶體化合物雖易于制成，卻無(wú)激發(fā)綠光的特性。本發(fā)明人基于多年研發(fā)熒光粉的專業(yè)以及多次實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)，于(Gd，Sr)3_xMxAl207系統(tǒng)中，其中O彡1，M為二價(jià)的鈣或鋇或兩者的混合元素，于(Gd，Sr) 3-xMx的晶格位置中摻入活化劑鑭系元素R，即產(chǎn)生(Gd，Sr)3_x_yMxAl207:Ry，其中若R為銪離子時(shí)，此化合物以紫外光激發(fā)，將會(huì)放出綠色熒光。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，旨在提供一種以紫外光激發(fā)，而放出綠色熒光的綠色熒光體。為達(dá)此目的，本發(fā)明的綠色熒光粉體，在一燒結(jié)溫度T的一合成反應(yīng)環(huán)境下所制成，該綠色熒光粉體其通式為(Gd，Sr) 3_x_yMxAl207:Ry，0彡x彡l，0<y<0.3 ;其中，M為二價(jià)的鈣、鋇或兩者的混合元素，R為鑭系金屬類的元素，且(Gd，Sr)3_x_y為GdzSr3_x_y_z，0 < ζ< 3-x-y的表示式。該綠色熒光粉體可被波長(zhǎng)為300 450nm的光激發(fā)，且該綠色熒光粉體的放射波長(zhǎng)為400 700nm。其中，該燒結(jié)溫度T為1500 1700°C。且該合成反應(yīng)環(huán)境包含4及隊(duì)。于一實(shí)施例中，該燒結(jié)溫度T為1600°C，且該合成反應(yīng)環(huán)境的H2與隊(duì)比例為H2 ^ 10%, N2 ^ 90%。通過(guò)上述設(shè)計(jì)，本發(fā)明提供一種新穎鋁酸鹽類化合物，有效吸收紫外光波段的光波，并激發(fā)放射綠光波段的光波。


圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施例Gd2Sra97Al2O7= Euatl3的X光粉末繞射圖譜；圖2為本發(fā)明較佳實(shí)施例Gd2Sra97Al2O7= Euatl3的激發(fā)光譜圖；圖3為本發(fā)明較佳實(shí)施例Gd2Sra97Al2O7= Euatl3的放射光譜圖；圖4為本發(fā)明較佳實(shí)施例Gd2Sra97Al2O7 = Euatl3的色度坐標(biāo)圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的綠色熒光粉體的通式為(Gd，Sr)3_x_yMxAl207:Ry，0彡x彡l，0<y彡0.3;其中，M為二價(jià)的鈣、鋇或兩者的混合元素，R為鑭系金屬類的元素，選自Ce，Eu，Pr, Nd, Sm,Tb，Er，Yb，Dy其中之一或兩者以上的混合元素，例如，當(dāng)鑭系金屬元素為兩者以上的混合元素時(shí),可表示為 RlylR2y2R3y3...，其中 O < yl 彡 0.3、0 < y2 彡 0.3、0 < y3 彡 0.3、...，而(Gd，Sr) 3_x_y為GdzSr3_x_y_z，O < ζ < 3-χ-γ的表示式，而該綠色熒光粉體在制作時(shí)，是在一燒結(jié)溫度T為1500 1700°C，以及包含H2及N2之一合成反應(yīng)環(huán)境下熱固合成。于一較佳 實(shí)施例中，本發(fā)明鋁酸鹽類化合物的配方為(Gd，Sr)3_x_yMxAl207:Ry，其中M為鈣與鋇的混和元素，R為鑭系元素Eu銪離子，且X = O、y = 0.03。本實(shí)施例制備使用的起始物為Gd203、SrC03、CaC03、BaCO3、Al2O3與Eu2O3，將上述各起始物置于研缽中研磨均勻混合后，置于管狀爐在1600°C、氫氣(10%)/氮?dú)?90%)還原氣氛下燒結(jié)10小時(shí)，即可得產(chǎn)物，其制作過(guò)程簡(jiǎn)單，適于大量生產(chǎn)。請(qǐng)參閱圖1，為本發(fā)明較佳實(shí)施例Gd2Sra97Al2O7 = Euatl3的X光粉末繞射圖譜，如圖中所示，本發(fā)明較佳實(shí)施例的(Gd, Sr) 3-x-yMxAl207:Ry(x = O, y = 0.03),樣品以X光粉末繞射圖譜鑒定其晶相純度，其鑒定結(jié)果與已知結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)Gd2SrAl2O7圖譜比對(duì)相符合(JCPDSfile NO:00-076-0075)，可證實(shí)所合成的樣品為純相。請(qǐng)參閱圖2，為本發(fā)明較佳實(shí)施例Gd2Sra97Al2O7 = Euatl3的激發(fā)光譜圖。圖中的較佳實(shí)施例樣品是固定放射波長(zhǎng)為513nm的光波，故可得知本發(fā)明較佳實(shí)施例適合以300nm至450nm的光源予以激發(fā)，符合紫外光發(fā)光二極管的激發(fā)波長(zhǎng)范圍。請(qǐng)參閱圖3,為本發(fā)明較佳實(shí)施例Gd2Sra 97A1207: Eu0 03的放射光譜圖。如圖中所示，本發(fā)明鋁酸鹽類化合物的綠色熒光體于激發(fā)波長(zhǎng)365nm下，可發(fā)現(xiàn)放射光譜圖中于513nm具一波峰，故乃綠色發(fā)光的熒光粉，且該綠色熒光粉體的放射波長(zhǎng)范圍為400 700nm。請(qǐng)參閱圖4，為本發(fā)明較佳實(shí)施例Gd2Sra97Al2O7 = Euatl3的色度坐標(biāo)圖。本發(fā)明較佳實(shí)施例(Gd,Sr)3_x_yMxAl207:Ry(x = 0,y = 0.03)于激發(fā)波長(zhǎng)365nm下的放射光譜數(shù)據(jù)，以國(guó)際照明委員會(huì)制定的色度坐標(biāo)圖進(jìn)行公式換算，得其放光的色度坐標(biāo)為(0.2466,0.4476)并標(biāo)示于色度坐標(biāo)圖上，如圖4所示，本發(fā)明較佳實(shí)施例的放光屬綠光范圍。綜上所述，本發(fā)明提供一種綠光熒光體，為新穎的鋁酸鹽類化合物，有效吸收300 450nm波長(zhǎng)的光波，并激發(fā)放射400 700nm的光波。以上這些實(shí)施例僅是范例性的，并不對(duì)本發(fā)明的范圍構(gòu)成任何限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍下可以對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的細(xì)節(jié)和形式進(jìn)行修改或替換，但這些修改和替換均`落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種綠色熒光粉體，在一燒結(jié)溫度T的一合成反應(yīng)環(huán)境下所制成，該綠色熒光粉體其通式為(Gd，Sr)3_x_yMxAl207:Ry，0彡x彡l，0<y彡0.3 ;其中，M為二價(jià)的鈣、鋇或兩者的混合元素，R為鑭系金屬類的元素，且(Gd，Sr) 3-x-y為GdzSr3_x_y_z，0 < ζ < 3-χ-γ的表示式。
2.如權(quán)利要求1所述的綠色熒光粉體，其特征在于，R為Ce，Eu，Pr，Nd,Sm, Tb，Er，Yb，Dy其中之一或兩者以上的混和元素。
3.如權(quán)利要求1所述的綠色熒光粉體，其特征在于，該綠色熒光粉體可被波長(zhǎng)為300 450nm的光激發(fā)。
4.如權(quán)利要求1所述的綠色熒光粉體，其特征在于，該綠色熒光粉體的放射波長(zhǎng)為400 700nm。
5.如權(quán)利要求1所述的綠色熒光粉體，其特征在于，該燒結(jié)溫度T為1500 1700°C。
6.如權(quán)利要求5所述的綠色熒光粉體，其特征在于，該燒結(jié)溫度T為1600°C。
7.如權(quán)利 要求1所述的綠色熒光粉體，其特征在于，該合成反應(yīng)環(huán)境包含H2及隊(duì)。
8.如權(quán)利要求7所述的綠色熒光粉體，其特征在于，該合成反應(yīng)環(huán)境的H2與N2比例為H2 = 10%, N2 = 90%。
全文摘要
一種綠色熒光粉體，在一燒結(jié)溫度T的一合成反應(yīng)環(huán)境下所制成，該綠色熒光粉體其通式為(Gd，Sr)3-x-yMxAl2O7:Ry，0≤x≤1，0＜y≤0.3；其中，M為二價(jià)的鈣、鋇或兩者的混合元素，R為鑭系金屬類的元素，且(Gd，Sr)3-x-y為GdzSr3-x-y-z，0＜z＜3-x-y的表示式。此種熒光粉可被紫外光所激發(fā)，其放光范圍為綠色光。
文檔編號(hào)C09K11/80GK103242841SQ20121007013
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2012年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月14日
發(fā)明者王筱姍, 黃冠維, 劉如熹, 沈士超, 呂格維 申請(qǐng)人:東貝光電科技股份有限公司