[发明专利]制备用于pcLED的由原硅酸盐组成的发光体的方法

说明书

本发明涉及湿化学法制备由铕(II)掺杂的原硅酸盐，优选碱土金属原硅 酸盐组成的磷光体，并涉及该磷光体作为用于白色LED或所谓的按需选 色(colour-on-demand)应用的LED转换磷光体的用途。

按需选色概念指的是借助使用一种或多种磷光体的pcLED产生具有 特定颜色位置的光。该概念例如用于制作某些企业图案设计，例如用于公 司发光标识、商标等。

目前，发射基于光谱的UV光区或蓝色区激发的蓝绿光、黄绿光至橙 色光的磷光体变得比以往更重要。这是由于该磷光体可以用于发射白光的 装置。特别地，铈掺杂的石榴石磷光体(YAG:Ce)以各种方式被使用(参见 例如EP 862794、WO 98/12757)。然而，它们具有的缺点是它们仅在低于 560nm的发射最大值具有足够高的效率。因此，纯YAG:Ce磷光体与蓝光 二极管(450-490nm)的组合只能用于产生色温为6000-8000K且颜色再现低 (颜色再现指数Ra的典型值为70-75)的冷白光颜色。这对应用潜力有极大 限制。一方面，在一般照明中使用白光源时对灯的颜色再现质量通常具有 较高要求，另一方面，消费者，尤其是欧洲和北美的消费者更喜欢色温为 2700-5000K的较暖的光颜色。

WO 00/33389此外尤其公开了Ba₂SiO₄:Eu²⁺作为发光体转换来自蓝光 LED的光的用途。然而，该磷光体发射的最大值在505nm，这意味着不可 能使用这类组合可靠地产生白光。

前些年已经研究了用于白光LED的硅酸盐磷光体(参见WO 02/11214、WO 02/054502)。此外已知这些磷光体可以用于气体放电灯(参 见K.H.Butler“Fluorescent Lamp Phosphors”Pennsylvania Univ.Press， 1980)。另外，T.L.Barry，J.Electrochen.Soc.1968，1181记载了，均匀 固体二元混合物(Ca，Sr)₂SiO₄:Eu已被系统研究。这些磷光体通过固态扩散 方法(混合&烧灼(firing)法)制备，其中混合各粉末状氧化原料，研磨该混 合物，然后在炉中在高达1500℃的温度下在任选还原气氛中煅烧该经研磨 的粉末若干天。结果，形成了在形态、粒度分布和基体体积中发光活化剂 离子分布方面具有不均一性的磷光体粉末。此外，通过传统方法制备的这 些磷光体的形态、粒度分布和其它特性仅能困难地调节并难以再现。因此 这些粒子具有很多缺点，例如，特别是LED芯片被这些具有非最佳和不 均一的形态和粒度分布的磷光体的不均匀涂覆，这导致由于散射的高工艺 损失。在这些LED的制备中还出现其它损失，这些损失是由于LED芯片 的磷光体涂层不仅不均一，而且还不能从LED复制到LED。这导致在同 一批内也会出现从pcLED发射的光的颜色位置不同。

LED硅酸盐磷光体单独或以混合物形式用于蓝色或UV LED基体中 以获得比YAG:Ce系列更高的CRI。然而在实践中，传统硅酸盐磷光体没 有显示出比YAG:Ce磷光体更高的效率和照度。另外，据报道(参见T.L. Barry，J.Electrochem.Soc.1968，1181)，一些具有高钡浓度的磷光体在 使用中存在水解敏感的问题。这些缺陷导致硅酸盐磷光体的效率降低。

DE 102005051063A1公开了通过湿化学法(湿磨法和湿筛法)使用无 水有机溶剂如乙醇(以去除纯化工艺中留下的大部分水)制备的具有改进的 发射效率的硅酸盐基磷光体。

因此，本发明的目的是提供制备用于白光LED或按需选色应用的碱 土金属原硅酸盐磷光体的方法，所述磷光体不具有一种或多种上述缺点并 产生暖白光。

惊人地，该目的通过经由湿化学法制备碱土金属原硅酸盐磷光体而实 现，其中可有两种工艺方案。

本发明因此涉及一种制备式I磷光体的方法：

Ba_wSr_xCa_ySiO₄:zEu²⁺(I)

其中w+x+y+z＝2且0.005＜z＜0.5，

该方法的特征在于：