[發(fā)明專利]無機(jī)發(fā)光材料

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480057704.0
• 申請(qǐng)日: 2014-09-23
• 公開（公告）號(hào): CN105658763A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: T·沃斯格羅內(nèi);H·溫克勒;R·派特里;C·漢佩爾;A·本克爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 默克專利有限公司
• 主分類號(hào): C09K11/80
• 分類號(hào): C09K11/80;H05B33/14
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 李穎;林柏楠

本發(fā)明涉及鈰摻雜的石榴石無機(jī)發(fā)光材料。此外，本發(fā)明涉及制備鈰 摻雜的石榴石無機(jī)發(fā)光材料的方法，和這些石榴石無機(jī)發(fā)光材料作為轉(zhuǎn)換 無機(jī)發(fā)光材料的用途。此外，本發(fā)明涉及包含本發(fā)明的鈰摻雜的石榴石無 機(jī)發(fā)光材料的發(fā)光器件。

可在藍(lán)色和/或UV光譜區(qū)中激發(fā)的無機(jī)熒光粉末作為無機(jī)發(fā)光材料轉(zhuǎn) 換LED(簡(jiǎn)稱pc-LED)的轉(zhuǎn)換無機(jī)發(fā)光材料的重要性持續(xù)增加。目前已 知許多轉(zhuǎn)換無機(jī)發(fā)光材料體系，例如堿土金屬原硅酸鹽、硫代鎵酸鹽、氮 化物和石榴石，它們摻雜有Ce³⁺或Eu²⁺。最后提到的石榴石無機(jī)發(fā)光材料， 特別是具有通式M₃Al₅O₁₂:Ce³⁺的(其中M表示Y、Lu、Tb或Gd)那些， 在藍(lán)色光譜區(qū)中具有強(qiáng)烈的吸收，非常有效地轉(zhuǎn)換成黃色(YAG:Ce)或黃綠 色(LuAG:Ce)發(fā)射。出于該原因以及由于它們的高化學(xué)穩(wěn)定性，這些材料 是被普遍接受的。

石榴石無機(jī)發(fā)光材料的合成特別作為固態(tài)合成由氧化物，即例如由 Lu₂O₃、Al₂O₃和Eu₂O₃進(jìn)行。此外，由溶液的合成方法也是已知的。在這 些中，通常使用融合劑進(jìn)行合成。這些具有各種作用；尤其是它們促進(jìn)較 低的反應(yīng)溫度和/或加速晶體生長(zhǎng)，或者它們抑制外來相的形成。也可能的 是融合劑至少以痕量合并到所得石榴石無機(jī)發(fā)光材料中。各種物質(zhì)，特別 是BaF₂和其它氟化物已知作為合成石榴石無機(jī)發(fā)光材料中的融合劑。

這些融合劑對(duì)所得石榴石無機(jī)發(fā)光材料的發(fā)光性能的積極效果是不明 顯的。此外，盡管使用上述融合劑，合成中的必需反應(yīng)溫度仍是非常高的， 高達(dá)約1800℃。這造成對(duì)爐和所用設(shè)備如坩堝等相當(dāng)大的需求。此外，由 于高溫，該方法是非常能源密集的。

US6,409,938描述了使用AlF₃作為融合劑合成YAG:Ce和其它石榴 石。由此實(shí)現(xiàn)較高的量子效率。另外，對(duì)反應(yīng)而言不太強(qiáng)的還原氣氛是足 夠的，這簡(jiǎn)化了反應(yīng)管理。所得石榴石無機(jī)發(fā)光材料還可包含少量來自融 合劑的氟。固體方法以及濕化學(xué)方法均有描述。所用反應(yīng)溫度為1500℃。

一般而言，現(xiàn)有技術(shù)中所述氟化物融合劑是腐蝕性的，因此難以在工 業(yè)規(guī)模上處置。

在所有這些方法中，理想的是制得的石榴石無機(jī)發(fā)光材料具有甚至更 高的量子效率。此外，理想的是甚至更低的反應(yīng)溫度在合成中是足夠的。 另外，理想的是能夠避免使用腐蝕性氟化物作為融合劑，這會(huì)使得合成的 工業(yè)實(shí)施簡(jiǎn)化。

因此，本發(fā)明的目的是提供合成石榴石無機(jī)發(fā)光材料的方法，借助所 述方法可提高石榴石的量子效率和/或在該方法中比現(xiàn)有技術(shù)更低的反應(yīng) 溫度是足夠的。本發(fā)明的另一目的是提供合成石榴石無機(jī)發(fā)光材料的方法， 所述方法避免使用含氟融合劑，但仍得到良好結(jié)果。本發(fā)明的另一目的是 提供與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的石榴石無機(jī)發(fā)光材料相比具有更高的量子效率的石 榴石無機(jī)發(fā)光材料。

令人驚訝地，已發(fā)現(xiàn)該目的通過濕化學(xué)方法制備石榴石無機(jī)發(fā)光材料 而實(shí)現(xiàn)，其中所用融合劑為堿土金屬鹵化物和二氧化硅懸浮液的混合物。 因此，本發(fā)明還涉及可通過這類方法得到的石榴石無機(jī)發(fā)光材料。

因此，本發(fā)明涉及式(1)化合物：

(Lu_1-vM’_v)_3-x-z(EA)_z(Al_1-yGa_y)_5-z(Si_1-wGe_w)_zO₁₂:Ce³⁺_x式(1)

其中以下適用于所用的符號(hào)和指數(shù)：

M‘為Y、Tb、Gd或這些金屬的混合物；

EA為Ca、Sr、Ba或這些金屬的混合物；

0<x<0.50；

0≤y≤0.40；

0.01≤z≤0.5；

0≤w≤1；

0≤v<1。

在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，v＝0。因此，這優(yōu)選為下式(1a)的化合 物：