[发明专利]硅酸盐无机发光材料

说明书

本发明涉及包含氧化铝涂层的铕掺杂的硅酸盐无机发光材料，这些无机发光材料 的制备方法，及其作为转换无机发光材料或者在灯中的用途。

可在光谱的蓝光和/或UV区中激发的无机荧光粉末对用作无机发光材料转换LED (简称pc-LED)的无机发光材料而言是重要的。公开了许多用于pc-LED的无机发光材料体 系，例如碱土金属原硅酸盐、碱土金属氧基原硅酸盐、硫代镓酸盐、石榴石和氮化物，其各自 掺杂有Ce³⁺或Eu²⁺。

硅酸盐化合物作为转换无机发光材料用于pc-LED中。用这些非常有效的无机发光 材料，通过改变组成可得到430-650nm的发射波长范围。硅酸盐基无机发光材料，例如原硅 酸盐(EA₂SiO₄:Eu²⁺，其中EA＝Ca、Sr、Ba族的碱土，或者EA₃MgSi₂O₈:Eu²⁺)和氧基原硅酸盐 (EA₃SiO₅:Eu²⁺)是用于LED和其它光源的重要降变换剂(downconverter)。这些材料可通过 (近-)UV和蓝至绿光激发并将泵浦光(pumpinglight)转换成蓝至橙(原硅酸盐)或者橙-黄 至深橙-红(氧基原硅酸盐)范围的发射。

然而，这些材料的缺点是它们对湿气的敏感性，并且如果在高温和高湿度下工作 的话，这些材料中的一些在照明器件中显示出差的稳定性。特别是，晶格中具有高钡含量的 化合物在与水接触时逐步水解。这导致晶格的破坏，导致无机发光材料急剧地损失强度。

此外，不仅强度降低，而且技术人员还可观察到这些材料随时间的发射颜色变化， 尤其是在高湿度和温度下驱动时。然而，对于在白光LED中的使用，重要的是无机发光材料 的发射颜色随时间保持不变。否则，LED在LED的寿命内改变其色点(colorpoint)，这是非 常不理想的效应。

因此，理想的是找到一种解决方法以克服稳定性，通常称为可靠性的挑战，并改进 这些材料的可靠性。

为此一种方式是涂覆无机发光材料颗粒的表面。这样做的原因包括颗粒保护，通 常是防与水的反应，而且防与空气、其它氧化剂或污染物的反应。用于这些目的的涂覆材料 尤其为ZnO、MgO、In₂O₃、Al₂O₃、TiO₂和SiO₂。

化学气相沉积(CVD)和溶胶-凝胶方法已被用于提供这些类型的涂层。为了有效， 施涂的涂层应尽可能均匀且薄。还有利的是涂覆方法不导致单独颗粒聚集形成较大的聚集 体。除了具有比想要的更大的直径外，这些聚集体通常倾向于分裂，显示出在断裂面积处涂 层的缺陷。下面的颗粒在发生这些缺陷的位置处受到水、氧化剂和其它材料侵袭。CVD和溶 胶-凝胶技术都不是完全满意的，因为聚集体倾向于在这些方法中容易地形成。另外，这些 方法要求较大量的原料，因为仅一部分应用的反应物真正被施涂到无机发光材料颗粒的表 面上。非常通常地，通过这些方法施涂的材料形成分开的颗粒，而不是在无机发光材料颗粒 的表面上形成膜。KR2010-0002649描述了借助湿化学方法用金属氧化物，特别是用SnO、 TiO₂或SiO₂涂覆的各种硅酸盐无机发光材料。KR2008-0056818描述了借助湿化学方法用 Al₂O₃涂覆的无机发光材料，特别是硫代镓酸盐无机发光材料。KR2008-0062619描述了借助 沉淀方法涂覆大量无机发光材料，包括硅酸盐无机发光材料的涂覆方法。仍想要关于涂层 的均匀性以及无机发光材料的可靠性的进一步改进。

本发明的目的是开发具有改进的发射强度对湿气的稳定性，同时具有改进的发射 色点随时间的稳定性的碱土金属原硅酸盐和氧基原硅酸盐无机发光材料。本发明的另一目 的是提供这些改进的碱土金属原硅酸盐和氧基原硅酸盐无机发光材料的制备方法。另外， 本发明的目的还有提供所述碱土金属原硅酸盐或氧基原硅酸盐无机发光材料与其它无机 发光材料的混合物。另外，本发明的另一目的在于表明这些无机发光材料的各种用途。