[发明专利]长效型荧光粉的制作方法

说明书

本发明涉及一种长效型萤光粉的制作方法。

众所周知，磷光体或蓄旋光性萤光体为以紫外线(或外部能量激发)停止激发后，以肉眼还可见到相当长时间(数10分钟-数小时)的余辉著称。常用具有长时效磷光特性的磷光体主要为Cu或Co掺杂的ZnS，此磷光体经紫外光照射后，可发出波长为530nm的绿光，此段波长的光为人眼最敏感的区域，故常被应用于制作黑暗的显示材料(如于钟表的时间显示)。为增加其磷光发光时间，常加入具放射性的³H或¹⁴⁷Pm，但基于安全及环保的考虑，发展新的不具放射性的长时效磷光体乃为主要的课题，且ZnS系蓄化性萤光体，亦常因存在的湿气通过紫外线进行光分解而变黑，进而降低亮度，故很难使用于直接曝露于阳光下的用途，只能被限定于屋内的夜间显示，如避难导引标识及夜光时钟等。

最近日本根本特殊化学股份有限公司的村山义彦等人于1996年获得的中华民国专利证书号为076319，提示一种新的蓄旋光性萤光体(磷光体)，其特征为以MAL₂O₄所示化合物，M是至少一种以上选自钙、锶、钡的金属元素所形成的母结晶，同时对于以M表示的金属元素而言，添加0.001-10莫耳％的铕活化剂及对于以M表示的金属元素而言，添加0.001-10莫耳％的至少一种选自铈、镨、钕、钐、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镏、锰、锡、铋成群元素做为共活化剂。此萤光体在室温下以200--450nm的紫外线及可见光照射后，其持旋光性(余辉时间)较传统的ZnS为长，且此新化合物不具放射性，更不与空气中的湿气作用，故除可应用于室内的显示外，并可应用于户外的使用。其主要缺陷在于：

村山义彦等人所揭示的化合物的配方固定M∶AL∶0的莫耳数比分别为1∶2∶4。故除M与AI的金属原子间莫耳数比分别固定为1∶2，其且于1300℃的N₂与H₂混合气体(97∶3)气流中(流量0.1^公升/_分钟)将原材料(各金属氧化物或碳酸盐依莫耳数比混合而成)经烧结1小时而成为MAI₂O₄的化合物。但由其所烧结完成的粉体，当M为Sr时的SrAI₂O₄X光绕射分析图，如图1所示，除显示具单斜晶系(monclinic)的SrAI₂O₄相外，于2θ值为25°-27°时却具杂相(impurity)的绕射峰。而当X光绕射可侦测此杂相存在时，其含量必大于5％以上，此杂质相的存在，必会对后续的持旋光性发生不良的影响，故如何发明特殊的配方及烧结制程，成为制作高品质单一相的MAI₂O₄粉体的重要课题。

本发明的目的在于提供一种长效型萤光粉的制作方法，利用固态溶液的配方及空气中先煅烧，再于还原气氛中烧结的方法，得到纯相的MAI₂O₄化合物。本发明的配方可适用性广，其为M_1+xAI_2-xO₄(0≤x≤0.5)，且鉴于此化合物为氧化物，故线于空气中煅烧成相，使氧能进入化合物中形成氧化物，再于还原气氛中烧结形成M_1+xAI_2-xO_4-y化合物(0＜y＜0.5)。

本发明的目的是这样实现的：一种长效型萤光粉的制作方法，其特征在于：配方为M_1+xAI_2-xO_4-y，其中0≤x≤0.5，0＜y＜0.5，M为至少一种选自钙、锶、钡、的金属元素的母结晶，包括添加0.01-10莫耳％铕为活化剂及添加0.001-10莫耳％，至少一种选自铈、镨、钕、钐、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镏所成群元素做为共活化剂，其将各元素原料粉体，经适当称量混合后，于空气中煅烧形成稳定的氧化物，再加入1-10％重量的三氧化二硼做为助熔剂，于还原气氛中形成单一相的M_1+xAI_2-xO_4-y化合物。

包括在M中添加镁。该原料粉体包括金属化合物的氧化物、硝酸盐、有机金属化合物或其金属盐。其中空气中煅烧温度为300-1300℃，包括使用氧化取代空气。其中还原气体为H₂∶N₂＝1-10∶90-99，其中N₂包括使用Ar取代。

本发明的主要优点在于：