技术领域
本发明涉及一种荧光材料,更特别地涉及一种铝酸盐荧光材料, 以及其应用。
背景技术
目前市面应用的发光二极体(LEDs,light emitting diodes)的发光装 置将逐渐取代传统的钨丝灯及日光灯照明,因其具有下列特性:(1)体积 小,适用于阵列封装的照明使用,且可视其应用做不同颜色种类的组 合;(2)寿命长,其寿命可达1万小时以上,比一般传统钨丝灯泡高出 50倍以上;(3)耐用,由于其封装为透明树脂,因此可耐震与耐冲击; (4)环保,由于其内部结构不含水银,因此没有污染及废弃物处理问题; (5)省能源与低耗电量,其耗电量约是一般钨丝灯泡的1/3至1/5。
传统的荧光材料的激发光源多为短波长紫外光(如147、172、185 或254nm),这种荧光材料在此波段的UV吸收及光转换效率高。相比 而言,应用长波长紫外光至可见光(350-470nm)激发的荧光材料则较少 见。此外,能同时以短波长紫外光(如147、172、185或254nm)、长 波长紫外光及可见光(350-470nm)激发的荧光材料则更为少见。
本发明所提供的铝酸盐类荧光材料,由于具有极宽的激发波长 (140-470nm),可搭配各种激发光源(例如,短波长紫外光激发光源、长 波长紫外光激发光源以及可见光(蓝光)激发光源)形成发光装置。此外, 包含本发明所述的铝酸盐类荧光材料的发光装置可进一步搭配其他颜 色光源或其他适用的各色光荧光材料组合,从而制成白光发光装置。
发明内容
本发明提供一种铝酸盐荧光材料(aluminate phosphors),其具有以 下化学式:(Sr1-x-yRExMy)4SiwAl14-wO25-z-wX2zN2w/3,其中,M为Ba、Mg、 Ca、La或其组合;RE为Y、Pr、Nd、Eu、Gd、Tb、Ce、Dy、Yb、 Er、Sc、Mn、Zn、Cu、Ni、Lu或其组合;X为F、Cl、Br或其组合; 0.001≤x≤0.6;0≤y≤0.6;0≤z≤0.6;以及0≤w≤0.6。
根据本发明的另一优选实施例,本发明还提供一种发光装置,其 包括激发光源以及上述铝酸盐荧光材料。
为了使本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂, 下文特举出优选实施例,并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1为根据本发明的一个实施例所述的荧光发光装置的剖面示意 图。
图2为根据本发明的另一实施例所述的荧光发光装置的剖面示意 图。
图3为本发明实施例1所述的铝酸盐荧光材料的发射光谱。
图4为显示本发明实施例1-7所述的铝酸盐荧光材料的发射强度关 系。
图5为本发明实施例14所述的铝酸盐荧光材料的X射线衍射图 谱。
图6为本发明实施例14所述的铝酸盐荧光材料的激发光谱及发射 光谱。
图7为本发明实施例5、22、23和24所述的铝酸盐荧光材料的发 射光谱的比较。
图8为本发明实施例14、25、26、27和28所述的铝酸盐荧光材 料的发射光谱的比较。
图9为本发明实施例5、14、29所述的铝酸盐荧光材料以及市售 荧光粉Zn2SiO4:Mn2+的发射光谱的比较。
图10为本发明实施例14所述的铝酸盐荧光材料、市售荧光粉 BOS-507以及市售荧光粉YAG-432的发射光谱的比较。
图11为本发明实施例31、32和33所述的白光发光装置的发射光 谱的比较。
主要元件符号说明:
10~发光装置;
12~灯管;
14~荧光材料;
16~激发光源;
18~电极;
100~发光装置;
102~发光二极体或激光二极体;
104~导线架;
106~荧光材料;
108~透明树脂;以及
110~封装材料。
具体实施方式
本发明提供一种铝酸盐荧光材料,其结构表示如下: (Sr1-x-yRExMy)4SiwAl14-wO25-z-wX2zN2w/3;其中,M为Ba、Mg、Ca、La 或其组合;RE为Y、Pr、Nd、Eu、Gd、Tb、Ce、Dy、Yb、Er、Sc、 Mn、Zn、Cu、Ni、Lu或其组合;X为F、Cl、Br或其组合;0.001≤x≤0.6; 0≤y≤0.6;0≤z≤0.6;0≤w≤0.6;以及1-x-y>0。
根据本发明实施例,由于w可为0,且RE可单独为Eu,因此该 铝酸盐荧光材料可例如为(Sr1-x-yEuxMy)4Al14O25-zX2z。此外,X可包含F、 Cl或Br,因此,该铝酸盐荧光材料可例如为(Sr1-x-yEuxMy)4Al14O25-zF2z、 (Sr1-x-yEuxMy)4Al14O25-zCl2z或(Sr1-x-yEuxMy)4Al14O25-zBr2z,其中 0.001≤x≤0.6、0.001≤y≤0.6,以及0≤z≤0.6。此外,X可包含F、 Cl和Br中的至少一种,因此该铝酸盐荧光材料可例如为 (Sr1-x-yEuxMy)4Al14O25-z(Cl1-vBrv)2z、(Sr1-x-yEuxMy)4Al14O25-z(Cl1-vFv)2z或 (Sr1-x-yEuxMy)4Al14O25-z(Br1-vFv)2z,其中0.001≤x≤0.6、0.001≤y≤0.6、 0.001≤z≤0.6,以及0.001≤v≤0.999。
根据本发明实施例,由于y和w可为0,且RE可单独为Eu,因 此该铝酸盐荧光材料可例如为(Sr1-xEux)4Al14O25-zX2z。此外,X可包含F、 Cl或Br,因此,该铝酸盐荧光材料可例如为(Sr1-xEuxMy)4Al14O25-zF2z、 (Sr1-x-yEux)4Al14O25-zCl2z或(Sr1-xEux)4Al14O25-zBr2z,其中0.001≤x≤0.6、 以及0.001≤z≤0.6。此外,X可包含F、Cl和Br中的至少一种,因此 该铝酸盐荧光材料可例如为(Sr1-xEux)4Al14O25-z(Cl1-vBrv)2z、 (Sr1-xEux)4Al14O25-z(Cl1-vFv)2z或(Sr1-xEux)4Al14O25-z(Br1-vFv)2z,其中 0.001≤x≤0.6、0≤z≤0.6,以及0.001≤v≤0.999。
根据本发明实施例,由于y可为0,z也可为0,且RE可单独为 Eu,因此该荧光材料可例如为(Sr1-xEux)4SiwAl14-wO25-wN2w/3,其中 0.001≤x≤0.6,以及0.001≤w≤0.6。
根据本发明的某些实施例,x可具有以下的范围:0.001≤x≤0.1、 0.1≤x≤0.2、0.2≤x≤0.3、0.3≤x≤0.4、0.4≤x≤0.5或0.5≤x≤0.6。 此外,当y不为0时,y可具有以下的范围:0.001≤y≤0.1、0.1≤y≤0.2、 0.2≤y≤0.3、0.3≤y≤0.4、0.4≤y≤0.5或0.5≤y≤0.6。当z不为0时, z可具有以下的范围:0.001≤z≤0.1、0.1≤z≤0.2、0.2≤z≤0.3、 0.3≤z≤0.4、0.4≤z≤0.5或0.5≤z≤0.6。再者,当w不为0时,w可 具有以下的范围:0.001≤w≤0.1、0.1≤w≤0.2、0.2≤w≤0.3、 0.3≤w≤0.4、0.4≤w≤0.5或0.5≤w≤0.6。本发明所述的铝酸盐荧光 材料经140nm至470nm的波长的光激发后可发射蓝绿光,该蓝绿光 的主发射波峰介于480nm至500nm之间,CIE坐标为(0.14,0.35)。
本发明所述的铝酸盐荧光材料的制造方法包括:首先,混合以下 成分得到混合物:(1)具有Sr的含氧化合物;(2)氧化铝;以及(3)具有 RE的含氧化合物。此外,还可混合以下成分的至少一种:(4)具有M 的含氧化合物;(5)具有Sr的卤化物;以及(6)氮化硅(例如Si3N4)。接着, 在还原气氛下对该混合物进行烧结。烧结温度介于1300-1500℃之间 (例如1400℃),且当升温至该烧结温度时,保持在该烧结温度下0.5至 32小时以烧结所述混合物(例如8小时)。根据本发明实施例,所述(1) 具有Sr的含氧化合物可包括氧化锶、碳酸锶或其混合;所述(3)具有 RE的含氧化合物包括具有Y、Pr、Nd、Eu、Gd、Tb、Ce、Dy、Yb、 Er、Sc、Mn、Zn、Cu、Ni、Lu的含氧化合物或上述含氧化合物的组 合;所述(4)具有M的含氧化合物包括Ba、Mg、Ca、La的含氧化合物 或上述含氧化合物的组合。此外,所述还原气氛可包含氢气,以及载 气,例如惰性气体。
根据本发明某些实施例,本发明还提供一种发光装置,其包括激 发光源以及上述铝酸盐荧光材料。所述激发光源可为例如:发光二极 体(light emitting diode,LED)、激光二极体(laser diode,LD)、有机发光 二极体(organic light emitting diode,OLED)、冷阴极荧光灯管(cold cathode fluorescent lamp,CCFL)、外部电极荧光灯管(external electrode fluorescent lamp,EEFL)或真空紫外光(vacuum ultra violet,VUV)。所 述发光装置也可为白光发光装置,由于本发明的铝酸盐荧光材料发出 蓝绿光,因此该白光发光装置可进一步包括红光荧光材料、黄光荧光 材料及蓝光荧光材料,该红光荧光材料包括(Sr,Ca)S:Eu2+、 (Y,La,Gd,Lu)2O3:Eu3+,Bi3+、(Y,La,Gd,Lu)2O2S:Eu3+,Bi3+、 (Ca,Sr,Ba)2Si5N8:Eu2+、(Ca,Sr)AlSiN3:Eu2+、Sr3SiO5:Eu2+、 Ba3MgSi2O8:Eu2+,Mn2+或ZnCdS:AgCl。该黄光荧光材料包括 Y3Al5O12:Ce3+(YAG)、Tb3Al5O12:Ce3+(TAG)、(Ca,Mg,Y)SiwAlxOyNz:Eu2+或(Mg,Ca,Sr,Ba)2SiO4:Eu2+。该蓝光荧光材料包括 BaMgAl10O17:Eu2+(BAM)、(Ca,Sr,Ba)5(PO4)3Cl:Eu2+(SCA)、ZnS:Ag+或 (Ca,Sr,Ba)5SiO4(F,Cl,Br)6:Eu2+。
所述发光装置可作为指示装置(例如:交通标志、仪器的指示灯)、 背光源(例如:仪表板、显示器的背光源),或是照明装置(例如:底光、 交通标志、告示板)。
根据本发明的一个实施例,请参照图1,该发光装置10具有灯管 12,荧光材料14涂布于灯管12的内壁,且激发光源16及电极18位 于灯管12的两侧。此外,该发光装置10的灯管12可进一步包含汞(Hg) 及惰性气体。该荧光材料14可包含本发明所述的铝酸盐荧光材料。此 外,为了达到发出白光的目的,该荧光材料14可进一步包含红光荧光 材料。所述发光装置10可作为液晶显示器的背光源。
根据本发明的另一实施例,请参照图2,该发光装置100利用发光 二极体或激光二极体102作为激发光源,该发光二极体或激光二极体 102配置于导线架104上。混合有荧光材料106的透明树脂108包覆该 发光二极体或激光二极体102。封装材料110用以封装该发光二极体或 激光二极体102(例如蓝光发光二极体)、导线架104以及透明树脂108。 此外,为了达到发出白光的目的,该荧光材料14可进一步包含红光荧 光材料。
以下通过下列实施例来说明本发明所述的铝酸盐荧光材料的制造 方式及其性质测量,用以进一步阐明本发明的技术特征。
实施例1
取39.6mmol SrCO3(5.848g,FW=147.63,由ALDRICH制造销 售)、0.4mmol Eu2O3(0.14g,FW=351.917,由ALDRICH制造销售) 以及140mmol Al2O3(14.274g,FW=101.96,由STREM制造销售), 均匀混合后研磨后放入坩锅,置入高温炉,于15%H2/85%N2还原气氛 下在1400℃烧结约8小时,取出后清洗过滤并烘干后即得纯相的 (Sr0.99Eu0.01)4Al14O25。
接着,测量所得的(Sr0.99Eu0.01)4Al14O25的发射波长的发射强度,得 到发射光谱(激发波长为365nm),如图3所示,且最大发射强度波长约 为490nm。将(Sr0.99Eu0.01)4Al14O25的相对发射强度设为100,如表1所 示。
实施例2
取39.2mmol SrCO3(5.789g,FW=147.63,由ALDRICH制造销 售)、0.8mmol Eu2O3(0.28g,FW=351.917,由ALDRICH制造销售)以 及140mmol Al2O3(14.274g,FW=101.96,由STREM制造销售),均匀 混合后研磨后放入坩锅,置入高温炉,于15%H2/85%N2还原气氛下在 1400℃烧结约8小时,取出后清洗过滤并烘干后即得纯相的 (Sr0.98Eu0.02)4Al14O25。
接着,测量所得的(Sr0.98Eu0.02)4Al14O25的发射波长的相对发射强度 (与实施例1相比),结果如表1所示。
实施例3
取38.4mmol SrCO3(5.67g,FW=147.63,由ALDRICH制造销售)、 1.6mmol Eu2O3(0.56g,FW=351.917,由ALDRICH制造销售)以及140 mmol Al2O3(14.274g,FW=101.96,由STREM制造销售),均匀混合后 研磨后放入坩锅,置入高温炉,于15%H2/85%N2还原气氛下在1400℃ 烧结约8小时,取出后清洗过滤并烘干后即得纯相的 (Sr0.96Eu0.04)4Al14O25。
接着,测量所得的(Sr0.96Eu0.04)4Al14O25的发射波长的相对发射强度 (与实施例1相比),结果如表1所示。
实施例4
取37.6mmol SrCO3(5.551g,FW=147.63,由ALDRICH制造销 售)、2.4mmol Eu2O3(0.84g,FW=351.917,由ALDRICH制造销售)以 及140mmol Al2O3(14.274g,FW=101.96,由STREM制造销售),均匀 混合后研磨后放入坩锅,置入高温炉,于15%H2/85%N2还原气氛下在 1400℃烧结约8小时,取出后清洗过滤并烘干后即得纯相的 (Sr0.94Eu0.06)4Al14O25。
接着,测量所得的(Sr0.94Eu0.06)4Al14O25的发射波长的相对发射强度 (与实施例1相比),结果如表1所示。
实施例5
取36.8mmol SrCO3(5.432g,FW=147.63,由ALDRICH制造销 售)、3.2mmol Eu2O3(1.12g,FW=351.917,由ALDRICH制造销售)以 及140mmol Al2O3(14.274g,FW=101.96,由STREM制造销售),均匀 混合后研磨后放入坩锅,置入高温炉,于15%H2/85%N2还原气氛下在 1400℃烧结约8小时,取出后清洗过滤并烘干后即得纯相的 (Sr0.92Eu0.08)4Al14O25。
接着,测量所得的(Sr0.92Eu0.08)4Al14O25的发射波长的相对发射强度 (与实施例1相比),结果如表1所示。
实施例6
取36.0mmol SrCO3(5.313g,FW=147.63,由ALDRICH制造销 售)、4.0mmol Eu2O3(1.4g,FW=351.917,由ALDRICH制造销售)以 及140mmol Al2O3(14.274g,FW=101.96,由STREM制造销售),均匀 混合后研磨后放入坩锅,置入高温炉,于15%H2/85%N2还原气氛下在 1400℃烧结约8小时,取出后清洗过滤并烘干后即得纯相的 (Sr0.90Eu0.10)4Al14O25。
接着,测量所得的(Sr0.90Eu0.10)4Al14O25的发射波长的相对发射强度 (与实施例1相比),结果如表1所示。
实施例7
取35.2mmol SrCO3(5.194g,FW=147.63,由ALDRICH制造销售)、 4.8mmol Eu2O3(1.68g,FW=351.917,由ALDRICH制造销售)以及140 mmol Al2O3(14.274g,FW=101.96,由STREM制造销售),均匀混合后 研磨后放入坩锅,置入高温炉,于15%H2/85%N2还原气氛下在1400℃ 烧结约8小时,取出后清洗过滤并烘干后即得纯相的 (Sr0.88Eu0.12)4Al14O25。
接着,测量所得的(Sr0.88Eu0.12)4Al14O25的发射波长的相对发射强度 (与实施例1相比),结果如表1所示。
表1
相对发射强度 实施例1 100 实施例2 106 实施例3 113 实施例4 115 实施例5 116 实施例6 111 实施例7 105
表1显示了不同的Sr与Eu(RE)的比例对本发明所述的铝酸盐荧光 材料的发射强度的影响,此结果显示当Sr与Eu的摩尔比例为0.92∶0.08 时,所得的铝酸盐荧光材料会有最大的发射强度,如图4所示。
实施例8
取36.3mmol SrCO3(5.35g,FW=147.63,由ALDRICH制造销售)、 3.2mmol Eu2O3(1.12g,FW=351.917,由ALDRICH制造销售)、0.5mmol SrF2(0.062g,FW=125.63,由ALDRICH制造销售)以及140mmol Al2O3(14.274g,FW=101.96,由STREM制造销售),均匀混合后研磨后放入 坩锅,置入高温炉,于15%H2/85%N2还原气氛下在1400℃烧结约8 小时,取出后清洗过滤并烘干后即得纯相的(Sr0.92Eu0.08)4Al14O24.95F0.1。
接着,测量所得的(Sr0.92Eu0.08)4Al14O24.95F0.1的发射波长的相对发射 强度(与实施例5相比),结果如表2所示。
实施例9
取35.3mmol SrCO3(5.21g,FW=147.63,由ALDRICH制造销售)、 3.2mmol Eu2O3(1.12g,FW=351.917,由ALDRICH制造销售)、1.5mmol SrF2(0.186g,FW=125.63,由ALDRICH制造销售)以及140mmol Al2O3(14.274g,FW=101.96,由STREM制造销售),均匀混合后研磨后放入 坩锅,置入高温炉,于15%H2/85%N2还原气氛下在1400℃烧结约8 小时,取出后清洗过滤并烘干后即得纯相的(Sr0.92Eu0.08)4Al14O24.85F0.3。
接着,测量所得的(Sr0.92Eu0.08)4Al14O24.85F0.3的发射波长的相对发射 强度(与实施例5相比),结果如表2所示。
实施例10
取34.8mmol SrCO3(5.21g,FW=147.63,由ALDRICH制造销售)、 3.2mmol Eu2O3(1.12g,FW=351.917,由ALDRICH制造销售)、2.0mmol SrF2(0.248g,FW=125.63,由ALDRICH制造销售)以及140mmol Al2O3(14.274g,FW=101.96,由STREM制造销售),均匀混合后研磨后放入 坩锅,置入高温炉,于15%H2/85%N2还原气氛下在1400℃烧结约8 小时,取出后清洗过滤并烘干后即得纯相的(Sr0.92Eu0.08)4Al14O24.8F0.4。
接着,测量所得的(Sr0.92Eu0.08)4Al14O24.8F0.4的发射波长的相对发射 强度(与实施例5相比),结果如表2所示。
实施例11
取33.8mmol SrCO3(5.21g,FW=147.63,由ALDRICH制造销售)、 3.2mmol Eu2O3(1.12g,FW=351.917,由ALDRICH制造销售)、3.0mmol SrF2(0.372g,FW=125.63,由ALDRICH制造销售)以及140mmol Al2O3(14.274g,FW=101.96,由STREM制造销售),均匀混合后研磨后放入 坩锅,置入高温炉,于15%H2/85%N2还原气氛下在1400℃烧结约8 小时,取出后清洗过滤并烘干后即得纯相的(Sr0.92Eu0.08)4Al14O24.7F0.6。
接着,测量所得的(Sr0.92Eu0.08)4Al14O24.7F0.6的发射波长的相对发射 强度(与实施例5相比),结果如表2所示。
表2
相对发射强度 实施例5 100 实施例8 101 实施例9 105 实施例10 103 实施例11 105
表2显示了在本发明所述的铝酸盐荧光材料中加入不同比例的F 原子对其发射强度的影响,此结果显示当将F原子引入本发明所述的 铝酸盐荧光材料时,所得的铝酸盐荧光材料均有增加的发射强度。
实施例12
取36.3mmol SrCO3(5.35g,FW=147.63,由ALDRICH制造销售)、 3.2mmol Eu2O3(1.12g,FW=351.917,由ALDRICH制造销售)、0.5mmol SrCl2(0.079g,FW=158.53,由ALDRICH制造销售)以及140mmol Al2O3(14.274g,FW=101.96,由STREM制造销售),均匀混合后研磨后放入 坩锅,置入高温炉,于15%H2/85%N2还原气氛下在1400℃烧结约8 小时,取出后清洗过滤并烘干后即得纯相的(Sr0.92Eu0.08)4Al14O24.95Cl0.1。
接着,测量所得的(Sr0.92Eu0.08)4Al14O24.95Cl0.1的发射波长的相对发 射强度(与实施例5相比),结果如表3所示。
实施例13
取35.8mmol SrCO3(5.28g,FW=147.63,由ALDRICH制造销售)、 3.2mmol Eu2O3(1.12g,FW=351.917,由ALDRICH制造销售)、1.0mmol SrCl2(0.158g,FW=158.53,由ALDRICH制造销售)以及140mmol Al2O3(14.274g,FW=101.96,由STREM制造销售),均匀混合后研磨 后放入坩锅,置入高温炉,于15%H2/85%N2还原气氛下在1400℃烧 结约8小时,取出后清洗过滤并烘干后即得纯相的 (Sr0.92Eu0.08)4Al14O24.9Cl0.2。
接着,测量所得的(Sr0.92Eu0.08)4Al14O24.9Cl0.2的发射波长的相对发射 强度(与实施例5相比),结果如表3所示。
实施例14
取35.3mmol SrCO3(5.21g,FW=147.63,由ALDRICH制造销售)、 3.2mmol Eu2O3(1.12g,FW=351.917,由ALDRICH制造销售)、1.5mmol SrCl2(0.237g,FW=158.53,由ALDRICH制造销售)以及140mmol Al2O3(14.274g,FW=101.96,由STREM制造销售),均匀混合后研磨 后放入坩锅,置入高温炉,于15%H2/85%N2还原气氛下在1400℃烧 结约8小时,取出后清洗过滤并烘干后即得纯相的 (Sr0.92Eu0.08)4Al14O24.85Cl0.3。
接着,测量所得的(Sr0.92Eu0.08)4Al14O24.85Cl0.3的发射波长的相对发 射强度(与实施例5相比),结果如表3所示。
实施例15
取34.8mmol SrCO3(5.14g,FW=147.63,由ALDRICH制造销售)、 3.2mmol Eu2O3(1.12g,FW=351.917,由ALDRICH制造销售)、2.0mmol SrCl2(0.316g,FW=158.53,由ALDRICH制造销售)以及140mmol Al2O3(14.274g,FW=101.96,由STREM制造销售),均匀混合后研磨 后放入坩锅,置入高温炉,于15%H2/85%N2还原气氛下在1400℃烧 结约8小时,取出后清洗过滤并烘干后即得纯相的 (Sr0.92Eu0.08)4Al14O24.8Cl0.4。
接着,测量所得的(Sr0.92Eu0.08)4Al14O24.8Cl0.4的发射波长的相对发射 强度(与实施例5相比),结果如表3所示。
实施例16
取33.8mmol SrCO3(5.00g,FW=147.63,由ALDRICH制造销售)、 3.2mmolEu2O3(1.12g,FW=351.917,由ALDRICH制造销售)、3.0mmol SrCl2(0.474g,FW=158.53,由ALDRICH制造销售)以及140mmol Al2O3(14.274g,FW=101.96,由STREM制造销售),均匀混合后研磨 后放入坩锅,置入高温炉,于15%H2/85%N2还原气氛下在1400℃烧 结约8小时,取出后清洗过滤并烘干后即得纯相的 (Sr0.92Eu0.08)4Al14O24.7Cl0.6。
接着,测量所得的(Sr0.92Eu0.08)4Al14O24.7Cl0.6其发射波长的相对发射 强度(与实施例5相比),结果如表3所示。
表3
相对发射强度 实施例5 100 实施例12 105 实施例13 104 实施例14 113 实施例15 103 实施例16 103
表3显示了在本发明所述的铝酸盐荧光材料中加入不同比例的Cl 原子对其发射强度的影响,此结果显示当将Cl原子引入本发明所述的 铝酸盐荧光材料时,所得的铝酸盐荧光材料均有增加的发射强度,尤 其是当铝酸盐荧光材料具有结构(Sr0.92Eu0.08)4Al14O24.85Cl0.3时,具有最 大相对发射强度。
此外,请参照图5,其为铝酸盐荧光材料(Sr0.92Eu0.08)4Al14O24.85Cl0.3的X射线衍射图谱,其激发光谱及发射光谱(激发波长为365nm)如图 6所示。光谱显示该铝酸盐荧光材料发射约490nm的蓝绿光。
实施例17
取36.3mmolSrCO3(5.35g,FW=147.63,由ALDRICH制造销售)、 3.2mmol Eu2O3(1.12g,FW=351.917,由ALDRICH制造销售)、0.5mmol SrBr2(0.123g,FW=247.44,由ALDRICH制造销售)以及140mmol Al2O3(14.274g,FW=101.96,由STREM制造销售),均匀混合后研磨 后放入坩锅,置入高温炉,于15%H2/85%N2还原气氛下在1400℃烧 结约8小时,取出后清洗过滤并烘干后即得纯相的 (Sr0.92Eu0.08)4Al14O24.93Br0.1。
接着,测量所得的(Sr0.92Eu0.08)4Al14O24.95Br0.1的发射波长的相对发 射强度(与实施例5相比),结果如表4所示。
实施例18
取35.8mmol SrCO3(5.28g,FW=147.63,由ALDRICH制造销售)、 3.2mmol Eu2O3(1.12g,FW=351.917,由ALDRICH制造销售)、1.0mmol SrBr2(0.246g,FW=247.44,由ALDRICH制造销售)以及140mmol Al2O3(14.274g,FW=101.96,由STREM制造销售),均匀混合后研磨 后放入坩锅,置入高温炉,于15%H2/85%N2还原气氛下在1400℃烧 结约8小时,取出后清洗过滤并烘干后即得纯相的 (Sr0.92Eu0.08)4Al14O24.9Br0.2。
接着,测量所得的(Sr0.92Eu0.08)4Al14O24.9Br0.2的发射波长的相对发射 强度(与实施例5相比),结果如表4所示。
实施例19
取35.3mmol SrCO3(5.21g,FW=147.63,由ALDRICH制造销售)、 3.2mmol Eu2O3(1.12g,FW=351.917,由ALDRICH制造销售)、1.5mmol SrBr2(0.369g,FW=247.44,由ALDRICH制造销售)以及140mmol Al2O3(14.274g,FW=101.96,由STREM制造销售),均匀混合后研磨 后放入坩锅,置入高温炉,于15%H2/85%N2还原气氛下在1400℃烧 结约8小时,取出后清洗过滤并烘干后即得纯相的 (Sr0.92Eu0.08)4Al14O24.85Br0.3。
接着,测量所得的(Sr0.92Eu0.08)4Al14O24.85Br0.3的发射波长的相对发 射强度(与实施例5相比),结果如表4所示。
实施例20
取34.8mmol SrCO3(5.14g,FW=147.63,由ALDRICH制造销售)、 3.2mmol Eu2O3(1.12g,FW=351.917,由ALDRICH制造销售)、2.0mmol SrBr2(0.492g,FW=247.44,由ALDRICH制造销售)以及140mmol Al2O3(14.274g,FW=101.96,由STREM制造销售),均匀混合后研磨 后放入坩锅,置入高温炉,于15%H2/85%N2还原气氛下在1400℃烧 结约8小时,取出后清洗过滤并烘干后即得纯相的 (Sr0.92Eu0.08)4Al14O24.8Br0.4。
接着,测量所得的(Sr0.92Eu0.08)4Al14O24.8Br0.4的发射波长的相对发射 强度(与实施例5相比),结果如表4所示。
实施例21
取34.3mmol SrCO3(5.07g,FW=147.63,由ALDRICH制造销售)、 3.2mmol Eu2O3(1.12g,FW=351.917,由ALDRICH制造销售)、3.0mmol SrBr2(0.615g,FW=247.44,由ALDRICH制造销售)以及140mmol Al2O3(14.274g,FW=101.96,由STREM制造销售),均匀混合后研磨 后放入坩锅,置入高温炉,于15%H2/85%N2还原气氛下在1400℃烧 结约8小时,取出后清洗过滤并烘干后即得纯相的 (Sr0.92Eu0.08)4Al14O24.75Br0.5。
接着,测量所得的(Sr0.92Eu0.08)4Al14O24.75Br0.5的发射波长的相对发 射强度(与实施例5相比),结果如表4所示。
表4
相对发射强度 实施例5 100 实施例17 99 实施例18 91 实施例19 48
实施例20 52 实施例21 43
表4显示了在本发明所述的铝酸盐荧光材料中加入不同比例的Br 原子对其发射强度的影响。
实施例22
取36.8mmol SrCO3(5.432g,FW=147.63,由ALDRICH制造销 售)、3.2mmol Eu2O3(1.12g,FW=351.917,由ALDRICH制造销售)、 2mmol Si3N4(0.28g,FW=140.29,由ALDRICH制造销售)以及140mmol Al2O3(14.274g,FW=101.96,由STREM制造销售),均匀混合后研磨 后放入坩锅,置入高温炉,于15%H2/85%N2还原气氛下在1400℃烧 结约8小时,取出后清洗过滤并烘干后即得纯相的 (Sr0.92Eu0.08)4Si0.2Al13.8O24.87N0.13。
接着,测量所得的(Sr0.92Eu0.08)4Si0.2Al13.8O24.87N0.13的发射波长的相 对发射强度(与实施例5相比),结果如表5所示。
实施例23
取36.8mmol SrCO3(5.432g,FW=147.63,由ALDRICH制造销 售)、3.2mmol Eu2O3(1.12g,FW=351.917,由ALDRICH制造销售)、 5mmol Si3N4(0.70g,FW=140.29,由ALDRICH制造销售)以及140mmol Al2O3(14.274g,FW=101.96,由STREM制造销售),均匀混合后研磨 后放入坩锅,置入高温炉,于15%H2/85%N2还原气氛下在1400℃烧 结约8小时,取出后清洗过滤并烘干后即得纯相的 (Sr0.92Eu0.08)4Si0.5Al13.5O24.67N0.33。
接着,测量所得的(Sr0.92Eu0.08)4Si0.5Al13.5O24.67N0.33的发射波长的相 对发射强度(与实施例5相比),结果如表5所示。
实施例24
取36.8mmol SrCO3(5.432g,FW=147.63,由ALDRICH制造销 售)、3.2mmol Eu2O3(1.12g,FW=351.917,由ALDRICH制造销售)、 7mmol Si3N4(0.981g,FW=140.29,由ALDRICH制造销售),及140 mmol Al2O3(14.274g,FW=101.96,由STREM制造销售),均匀混合 后研磨后放入坩锅,置入高温炉,于15%H2/85%N2还原气氛下在 1400℃烧结约8小时,取出后清洗过滤并烘干后即得纯相的 (Sr0.92Eu0.08)4Si0.7Al13.3O24.53N0.47。
接着,测量所得的(Sr0.92Eu0.88)4Si0.7Al13.3O24.53N0.47其发射波长的相 对发射强度(与实施例5相比),结果如表5所示。
表5
相对发射强度 实施例5 100 实施例22 81 实施例23 70 实施例24 33
表5显示了在本发明所述的铝酸盐荧光材料中加入不同比例的Si 及N原子对其发射强度的影响(将(Sr0.92Eu0.08)4Al14O25的相对发射强度 设为100),这些铝酸盐荧光材料的发射光谱(激发波长为365nm)如图7 所示。
实施例25
取10mmol CaCO3(1.001g,FW=100.09,由ALDRICH制造销售)、 25.3mmol SrCO3(3.735g,FW=147.63,由ALDRICH制造销售)、3.2 mmol Eu2O3(1.12g,FW=351.917,由ALDRICH制造销售)、1.5mmol SrCl2(0.237g,FW=158.53,由ALDRICH制造销售)以及140mmol Al2O3(14.274g,FW=101.96,由STREM制造销售),均匀混合后研磨 后放入坩锅,置入高温炉,于15%H2/85%N2还原气氛下在1400℃烧 结约8小时,取出后清洗过滤并烘干后即得纯相的 (Ca0.25Sr0.67Eu0.08)4Al14O24.85Cl0.3。
接着,测量所得的(Ca0.25Sr0.67Eu0.08)4Al14O24.85Cl0.3的发射波长的相 对发射强度(与实施例5相比),结果如表6所示。
实施例26
取20mmol CaCO3(1.001g,FW=100.09,由ALDRICH制造销售)、 15.3mmol SrCO3(2.258g,FW=147.63,由ALDRICH制造销售)、3.2 mmol Eu2O3(1.12g,FW=351.917,由ALDRICH制造销售)、1.5mmol SrCl2(0.237g,FW=158.53,由ALDRICH制造销售)以及140mmol Al2O3(14.274g,FW=101.96,由STREM制造销售),均匀混合后研磨 后放入坩锅,置入高温炉,于15%H2/85%N2还原气氛下在1400℃烧 结约8小时,取出后清洗过滤并烘干后即得纯相的 (Ca0.5Sr0.42Eu0.08)4Al14O24.85Cl0.3。
接着,测量所得的(Ca0.5Sr0.42Eu0.08)4Al14O24.85Cl0.3的发射波长的相 对发射强度(与实施例5相比),结果如表6所示。
实施例27
取10mmol BaCO3(1.973g,FW=197.35,由ALDRICH制造销售)、 25.3mmol SrCO3(3.735g,FW=147.63,由ALDRICH制造销售)、3.2 mmol Eu2O3(1.12g,FW=351.917,由ALDRICH制造销售)、1.5mmol SrCl2(0.237g,FW=158.53,由ALDRICH制造销售)以及140mmol Al2O3(14.274g,FW=101.96,由STREM制造销售),均匀混合后研磨 后放入坩锅,置入高温炉,于15%H2/85%N2还原气氛下在1400℃烧 结约8小时,取出后清洗过滤并烘干后即得纯相的 (Ba0.25Sr0.67Eu0.08)4Al14O24.85Cl0.3。
接着,测量所得的(Ba0.25Sr0.67Eu0.08)4Al14O24.85Cl0.3的发射波长的相 对发射强度(与实施例5相比),结果如表6所示。
实施例28
取20mmol BaCO3(3.946g,FW=197.35,由ALDRICH制造销售)、 15.3mmol SrCO3(2.258g,FW=147.63,由ALDRICH制造销售)、3.2 mmol Eu2O3(1.12g,FW=351.917,由ALDRICH制造销售)、1.5mmol SrCl2(0.237g,FW=158.53,由ALDRICH制造销售)以及140mmol Al2O3(14.274g,FW=101.96,由STREM制造销售),均匀混合后研磨 后放入坩锅,置入高温炉,于15%H2/85%N2还原气氛下在1400℃烧 结约8小时,取出后清洗过滤并烘干后即得纯相的 (Ba0.5Sr0.42Eu0.08)4Al14O24.85Cl0.3。
接着,测量所得的(Ba0.5Sr0.42Eu0.08)4Al14O24.85Cl0.3的发射波长的相 对发射强度(与实施例5相比),结果如表6所示。
表6
相对发射强度 实施例5 100
实施例25 73 实施例26 38 实施例27 39 实施例28 7
表5显示了在本发明所述的铝酸盐荧光材料中加入不同比例的Ca 或Ba原子对其发射强度的影响(将(Sr0.92Eu0.08)4Al14O24.85Cl0.3的相对发 射强度设为100),这些铝酸盐荧光材料的发射光谱(激发波长为365nm) 系如图8所示。
实施例29
取0.1mmol La2O3(0.325g,FW=325.84,由ALDRICH制造销 售)、36.7mmol SrCO3(5.418g,FW=147.63,由ALDRICH制造销售)、 3.2mmol Eu2O3(1.12g,FW=351.917,由ALDRICH制造销售)以及140 mmol Al2O3(14.274g,FW=101.96,由STREM制造销售),均匀混合 后研磨后放入坩锅,置入高温炉,于15%H2/85%N2还原气氛下在 1400℃烧结约8小时,取出后清洗过滤并烘干后即得纯相的 (La0.0025Sr0.9175Eu0.08)4Al14O25。
接着,测量所得的(La0.0025Sr0.9175Eu0.08)4Al14O25的发射波长的相对 发射强度(激发波长为172nm;与现有绿光荧光粉Zn2SiO4:Mn2+相比), 结果如表7所示。这些铝酸盐荧光材料的发射光谱(激发波长为172nm) 如图9所示。
表7
相对发射强度 Zn2SiO4:Mn2+ 100 实施例5 113 实施例14 106 实施例29 122
实施例30
分别测量铝酸盐荧光材料(Sr0.92Eu0.08)4Al14O24.85Cl0.3、市售商品 Ba2SiO4:Eu2+(BOS-507)以及Y3Al5O12:Ce3+(YAG-432)的发射光谱(激发 波长为450nm),结果如图10所示。此外,分别测量铝酸盐荧光材料 (Sr0.92Eu0.08)4Al14O24.85Cl0.3、市售商品BOS-507以及 BaMgAl10O17:Eu2+,Mn2+(BAMMn)的吸收系数与量子效率(激发波长为 400nm),结果如表8所示。
表8
吸收系数(%) 量子效率(%) (Sr0.92Eu0.08)4Al14O24.85Cl0.3 89.7 97.8 BOS-507 88.4 90.0 BAMMn 46.9 91.9
实施例31
将蓝光发光二极体(发光波长为460nm)、红光发光二极体(发光波 长为630nm)、1.5g黄色荧光粉YAG以及0.05g铝酸盐荧光材料 (Sr0.92Eu0.08)4Al14O24.85Cl0.3封装成白光发光装置,并分别以13mA及25 mA驱动该蓝光发光二极体及该红光发光二极体。接着,测量该白光发 光装置的色温(correlated color temperature、CCT)、平均演色性指数 (Color Rendering Index、CRI)及C.I.E坐标,结果如表9所示。
实施例32
将蓝光发光二极体(发光波长为460nm)、红光发光二极体(发光波 长为630nm)、1.5g黄色荧光粉YAG以及0.05g铝酸盐荧光材料 (Sr0.92Eu0.08)4Al14O24.85Cl0.3封装成白光发光装置,并分别以13mA及25 mA驱动该蓝光发光二极体及该红光发光二极体。接着,测量该白光发 光装置的色温(correlated color temperature、CCT)、平均演色性指数 (Color Rendering Index、CRI)及C.I.E坐标,结果如表9所示。
实施例33
将蓝光发光二极体(发光波长为460nm)、红光发光二极体(发光波 长为630nm)、及1.5g黄色荧光粉YAG封装成白光发光装置,并分别 以13mA及25mA驱动该蓝光发光二极体及该红光发光二极体。接着, 测量该白光发光装置的色温(correlated color temperature、CCT)、平均 演色性指数(Color Rendering Index、CRI)及C.I.E坐标,结果如表9所 示。
表9
上述实施例31-33所述的白光发光装置的发射光谱如图11所示。 由表9及图11可知,本发明所述的荧光材料确实可应用作为白光发光 装置的荧光材料,并可达到高的演色性。
虽然本发明已以数个优选实施例揭露如上,但是其并非用以限定 本发明,任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,可作 任意的更动与润饰,因此本发明的保护范围应当以权利要求书所限定 为准。