從「第七屆全國稀土發光材料學術研討會」看無機螢光體發展現況：材料世界網

2011年5/12～15日，由中國稀土學會於中國杭州所舉辦的「第七屆全國稀土發光材料學術研討會」，提供研究稀土相關應用等領域的學者、研究員、工程師彼此交流討論的機會。本文主要針對無機螢光粉(phosphor)，包含氮/氮氧化物相關研究，以及螢光粉應用於交流LED及風洞測試案的情形做一整理，概略介紹其會議內容。「第七屆全國稀土發光材料學術研討會」，計有超過兩百篇的相關學術論文發表，工研院亦在會中針對新型UV氮化物螢光粉開發的相關研究成果進行口頭發表，發表的題目是「Luminescence properties of Ca₂BN₂F:Eu²⁺blue-emitting phosphors for white light-emitting diodes」。

大會將研究主題分為五個部分：
(1)、稀土發光材料設計、合成、製備、表徵
(2)、半導體照明及顯示螢光材料的研究
(3)、稀土發光材料相關理論研究
(4)、稀土發光材料應用研究
(5)、稀土發光材料產業化工藝、裝備等研究

1. 稀土發光材料及器件的製備與應用
中國中科院長春應用化學研究所的張洪杰研究員在會中報告稀土發光材料及器件的製備與應用，內容包含稀土OLED、交流電LED(ACLED)、風洞中測溫相關研究，稀土OLED中介紹稀土配合物Eu(TTA)₃ phen、主動層、電子及電洞傳輸層的最佳化結果。目前的ACLED是由微電子加工的方式來驅動，需較複雜的技術及散熱，作者利用選擇適當Lifetime(5-20ms)的螢光粉與交流電相匹配，克服現有ACLED的缺點。關於發光測溫的技術方面，主要應用在導彈跟太空船相關領域，作者篩選出熱特性相符之螢光粉將其塗佈於模型外側，可達成大面積表面測溫，最後作者也點出應用其實建立在基礎科學研究之上，鼓勵大家鍛鍊好基礎科學理論。

2. Yellow-emitting nitride phosphors for warm white LEDs
來自NIMS的解榮軍博士報告白光LED用黃光氮化物螢光粉，內容介紹氧化物系列石榴石結構系列螢光粉(YAG)矽酸鹽螢光粉(Sr2SiO4)，及近年開發的氮化物/氮氧化物螢光粉，包含α-SiAlON:Eu²⁺ β-SiAlON:Eu²⁺、MSi₂O₂N₂:Eu²⁺、CaAlSiN₃:Ce³⁺、La₃Si₆N11:Ce³⁺、SrAlSiN₄N₇:Ce³⁺，作者也針對每個部份的晶體結構及發光特性做介紹，Ca-α-SiAlON:Eu²⁺在UV及藍光有寬廣的激發光譜，搭配藍光晶片可得到色溫3000K、效率達到55 lm/W的暖白光，將主體中Ca離子用Li離子取代放光波長有藍位移的現象。在MSi₂O₂N₂:Eu²⁺系列中提到此粉的外部量子效率達到72%，經封裝後可得色溫6000K、效率達到117 lm/W的白光，最後作者提到一個好的主體材料的特點包含共價性高及結構簡單。

3. Advances in UV excitable Phosphors for White Light-emitting Diodes
台灣大學的劉如熹教授報告其開發的UVLED用螢光材料，利用組合化學的方法來快速篩選出KSrPO₄:Tb³⁺及KSrPO₄:Eu²⁺中最佳濃度，此方法可大幅減少實驗所需花費的時間，另外也提出Sr₃(Al₂O₅)Cl₂:Eu²⁺螢光材料，此螢光材料可用於UV激發放射橘黃光，最後利用400nm的UV-chip加上上述兩種螢光材料KSrPO₄:Eu²⁺跟Sr3(Al₂O₅)Cl₂:Eu²⁺可得到演色性85左右的白光。

9. Luminescence properties of Ca2BN2F:Eu²⁺ blue-emitting phosphors for white light-emitting diodes
筆者報告工研院這幾年來在UV-LED螢光材料的相關成果，從LED背景介紹到歷年來發表的螢光材料，包含R、G、B單色光螢光材料，能量轉移機制等相關研究結果，此次主要報告Ca₂BN₂F:Eu²⁺含鹵素的硼氮化物相關研究結果，筆者在1000度下氫氣還原氣氛合成出Ca₂BN₂F:Eu²⁺，此材料最佳激發峰為330nm附近，放射420nm的藍紫光，在Ca₂BN₂F:Eu²⁺有兩種六配位的Ca格位，在發光光譜可解析出兩個放射峰，其對應於兩種鈣的格位，此外在報告中亦探討此材料的高溫PL，最後將此材料搭配370nm的LED晶片跟綠光、紅光螢光粉，可得演色性達到90.2的白光---本文為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。