[发明专利]铝硅酸盐基无机发光材料

说明书

发明领域

本发明涉及共活化铝硅酸盐基无机发光材料及其制备。本发明进一步涉及这些无机发光材料在电子和光电器件，尤其是发光二极管(LED)和太阳能电池中的用途。本发明进一步涉及包含所述硅酸盐基无机发光材料的照明装置和LCD背光系统。

背景和现有技术

白色发光二极管(LED)由于其高效率、长寿命、较少的环境影响、不存在汞、短响应时间、在具有各尺寸的最终产品中的适用性以及许多更有利的性能而被认为是新一代光源。白色LED作为液晶显示器、照明、计算机笔记本监控器和无线电话屏幕的背光源受到注意。它们通过将发射黄光的无机发光材料，例如发射黄光(560nm)的YAG:Ce加入蓝色LED中而制备。白色LED中所用无机发光材料由蓝色LED的光发射而激发。蓝色LED的峰值波长为450-470nm，因此，仅有限数目的无机发光材料可用于白色LED。因此，高度需要开发不同于YAG:Ce的无机发光材料。

通过使用具有380-410nm波长的芯片发光的红色、绿色和蓝色无机发光材料作为能源，可得到具有较好的发光强度和优秀的白色的三色白色LED。因此，LED生产商现在需要可在380-410nm的波长范围内激发的无机发光材料。

为了通过使用UV-LED或近UV-LED制备白色LED，首先将红色、绿色和蓝色无机发光材料在树脂中混合。接着将所得凝胶放在UV-LED芯片或近UV-LED芯片上并用UV辐射、退火或类似方法硬化。如果树脂中的无机发光材料均匀分散的话，在从所有角度观察芯片时，技术人员可观察到均匀的白色。然而，将具有不同尺寸和密度的无机发光材料在树脂中均匀地混合是困难的。因此，有利的是使用少于三种无机发光材料。例如，理想的是使用显示在不同波长下的两个或更多个强发射峰的无机发光材料，这可能导致使用较少不同种类的无机发光材料。

此外，当两种或更多种无机发光材料的混合物用于使用UV或近UV-LED生产白色LED时，各无机发光材料的激发波长不存在于可见光范围内。例如，如果绿色无机发光材料的发射光谱与红色无机发光材料的发射光谱重叠，则颜色调整变得困难。如果两种或更多种无机发光材料用于使用蓝色发光LED作为初级光源生产白色LED，则无机发光材料的激发波长应与LED的蓝色发射波长重叠。

因此，两种或更多种无机发光材料，特别是发射红色的那些，变得对使用UV-LED或近UV-LED产生高色彩再现白色LED而言是不可缺少的。

就本发明而言，近UV-LED意指发射具有300nm至410nm的主发射峰波长的光的LED。

另外，UV-LED意指发射具有250nm至410nm的主发射峰波长的光的LED。

Woan-Jen Yang，Liyang Luo，Teng-Ming Chen和Niann-Shia Wang，Chem.Mater.，2005，17(15)，3883-3888描述了通式CaAl₂Si₂O₈:Eu²⁺,Mn²⁺的铝硅酸盐基无机发光材料。主发射峰为425nm且子发射峰为550-570nm。

WO 2008/047965(Lucimea Co.，Ltd)描述了式(Ca,Sr,Ba)_αSi_βO_γ:Eu,Mn,M,N的发光材料，其中M为至少一种选自由Ce、Pr、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm和Yb组成的组的阳离子，且N为至少一种选自由Li、Na、K、Al、Ga、In和Y组成的组的阳离子。