[发明专利]高效荧光材料

说明书

技术领域

本发明是基于如权利要求1的前序部分所述的由硫代金属盐类组成的荧光材料，其中，所述硫代金属盐由通式AB₂S₄∶D²⁺导出，此处A至少是Mg、Ca、Sr族中的二价阳离子，B至少是Al、Ga、Y族中的三价阳离子，以及掺杂材料/活化剂D是铕和/或铈。在此，从二价的阳离子组分A中减掉所掺入的活化剂D的组分t。此处尤其涉及其光辐射位于绿光谱范围内的硫代镓酸盐。如此地确定该荧光材料的组分，使得二价离子A与三价离子B的克分子比并不恰好等于通式AB₂S₄，也即不为比例A∶B＝1∶2。

现有技术

US 3 639 254和US 5 834 053已经公开过硫代镓酸盐，其发光频谱位于蓝或绿光谱范围内。该荧光材料所遵循的化学式为AGa₂S₄，其中A至少表示碱土金属族中一个元素，尤其是Ca、Ba、Sr，或也可以是Zn。活化剂为铕、铅或铈。但对于需要高光效的应用而言(譬如照明工程)，所述的荧光材料所具有的发光效率太低。这种发光效率是用所谓的量子效率QE(发光的量子数与被吸收的受激量子数之比)来表示的。所述荧光材料的典型量子效率值为60％～70％。

WO 98/18721公开过一种由硫代金属盐族组成的电致发光荧光材料，它利用Sr或其它碱土金属作为二价的阳离子，其中Ga、Al或In充当了三价阳离子的作用。该文献尤其还讲述了一种通过保持一定份量的剩余氧的制造方法。

发明叙述

本发明的任务在于提供一种如权利要求1的前序部分所述的荧光材料，它在预定的发光波长情况下具有尽可能高的量子效率。

该任务由权利要求1所限定的特征来解决。优选改进方案由从属权利要求给出。

根据本发明，从通式AB₂S₄出发，如此地选择荧光材料的组分，使得二价离子A与三价离子B的比并不等于A∶B＝1∶2。如果把原来的通式AB₂S₄以AS·B₂S₃的形式描述为成分AS和B₂S₃的积，则可以用另一种写法来描述本发明的方案。下文用因子w＝B₂S₃/AS来描述成分AS与成分B₂S₃的比。总之，由此得出所述硫代金属盐的表示式为(AS)·w(B₂S₃)。事实表明，所确定的组分(AS)·w(B₂S₃)为范围0.8≤w≤0.98或1.02≤w≤1.2的荧光材料要比组分为w＝1的荧光材料能提供更高的量子效率。

通过组合不同的A和B类阳离子可以实现不同的发光波长和色品位置，由此与相应的应用相匹配。对于高效的(“明亮的”)荧光材料，在激发区域还必须具有较小的反射以及具有较高的量子效率。

可以考虑Mg、Ca、Sr中的一种金属或其组合作为阳离子A。可以非常可靠地一起使用所有该三种金属。可以选择铕或铈作为部分地代替A的活化剂。优选地采用镓作为阳离子B，或也可以采用Al或Y。在此，镓尤其可以部分地(最高达10克分子百分比)被铝代替。在此，掺杂物D(D＝Eu和/或铈)完全被算作子成分AS的一部分，也即详细表示为A_1-tD_tS。

组分为(AS)·w(B₂S₃)的如下荧光材料表现出非常高的量子效率，其中A＝Mg_aCa_bSr_cEu_t，且a+b+c+t＝1具有如下范围：0.4≤a≤0.7；0.1≤b≤0.4；0≤c≤0.4；0.01≤t≤0.1，并且B＝(Ga_xAl_yY_z)₂，而x+y+z＝1，0.9≤x≤1，0≤y≤0.1，0≤z≤0.1，以及0.8≤w≤0.98或1.02≤w≤1.25，优选为w≤1.2且c≥0.01。

制造方法采用了如下步骤：

a)根据所需的组分制造硝酸盐的悬浮体；

b)在T≤300℃的情况下对所述的悬浮体进行脱水，直到剩余湿度的重量百分比＜1％，以便制造出分散较细的硝酸盐混合物；