[发明专利]一种可由紫外光激发的蓝光荧光材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种镓锌氧氮化合物荧光材料Ga_2-xZn_xO_3-yN_y(其中2＞x＞0，3＞y＞0)及制备方法。

背景技术

白光发光二极管(white light emitting diodes；WLEDs)的制造方法有数种：第一种为蓝色LED芯片上涂布黄色荧光粉，第二种是在蓝色LED芯片上涂布绿色和红色荧光粉，第三种是利用红、绿、蓝三基色LED芯片混合形成白光，第四种是在紫外光LED芯片上涂布三基色或多种颜色的荧光粉。

自1996年日本日亚化学公司发表GaN蓝色芯片涂布YAG:Ce³⁺黄色荧光粉形成白光发光二极管后，世界各国均投入大量资金与人力于此相关领域研究。白光LED相较于传统白炽灯泡，拥有寿命长、耗电量低、体积小、反应速度快、耐震性佳等优点，逐渐取代传统照明设备，然现阶段白光LED在发展上仍需克服散热、亮度不足以及价格偏高等问题。因此，目前白光LED在照明市场的应用仍以辅助照明为主，如手电筒、车内小灯或建筑装饰用灯等。预期未来白光LED将可望取代传统照明产品，成为全球照明市场的新主流。

除封装技术之外，所选用的荧光粉也是影响光源发光效率的重要因素，因此如何改善荧光粉的成份藉以增加荧光转换效率，也是世界各大光电半导体厂与照明大厂兵家力争的一块大饼。传统单一蓝光芯片激发黄光荧光粉所形成的白光，其演色性不佳，导致被照射物色彩饱和度差，降低了商业照明的使用价值。经过多年的研究与发展，发现利用高效率的紫外光发光二极管(UV-LED)作为激发光源，是未来白光发光二极管成为照明装置的另一选择。由于UV-LED的技术已渐趋成熟，为配合其发光波长以制备高效率与高亮度的白光发光二极管，因此发展UV-LED激发源的荧光材料渐趋重要。

习知技术中，揭示化学式为xZnO+(2-x-y/2)Ga₂O₃+yAl₂O₃:zMn²⁺的铝氧化合物作为绿色荧光材料，可受UV-LED激发，发射出绿色光范围的波长，藉由调控组成元素比例，经UV-LED激发产生不同放射波长。另一习知技术中则揭示化学式为ZnO·Ga₂O₃:xDy的化合物作为蓝色荧光材料。

发明内容

本发明揭示一种镓锌氧氮化合物荧光材料，其通式为Ga_2-xZn_xO_3-yN_y，其中2＞x＞0，3＞y＞0。

本发明揭示一种镓锌氧氮化合物荧光材料，其主要以氧缺陷为材料本质的发光中心，无须掺杂稀土族元素即可产生荧光效应。

本发明揭示一种镓锌氧氮化合物荧光材料，其于紫外光激发下，可产生蓝光光谱，而于CIE坐标座落于高色纯度蓝光的区域。

本发明揭示一种镓锌氧氮化合物荧光材料的制备方法，其是利用固态反应法制备而成。

附图说明

图1是本发明的实施例所制备的Ga_2-xZn_xO_3-yN_y(x＝1，y＝0.03)样品的X光粉末绕射图谱。

图2A和图2B是本发明的实施例所制备的Ga_2-xZn_xO_3-yN_y(x＝1，y＝0.03)样品的(A)光激发与(B)光发射的光谱图。

图3是将图2B的光放射光谱以程序转换所得于CIE色度坐标图。

实施方式

于本发明的优选实施例中，揭示荧光材料为Ga_2-xZn_xO_3-yN_y，其中2＞x＞0，3＞y＞0；本实施例中选择x＝1，y＝0.03，以固态反应法合成，其制作方法如下：

一、首先依化学计量比分别取含有镓的第一反应物，如：Ga₂O₃；含有锌的第二反应物，如：ZnO；以及含有氮的第三反应物，如：CH₄N₂O；使其形成配方为Ga_2-xZn_xO_3-yN_y。