專利名稱：生產具有增進效率的無機電致發(fā)光材料的方法
技術領域：
本申請書涉及一種生產無機電致發(fā)光材料的方法，具體地是生產一種具有增進效率的無機電致發(fā)光材料的方法。
背景技術：
無機電致發(fā)光材料被用作LCD中的逆光照明、用于復印機、逆光照明的薄膜開關、汽車儀表盤和控制開關照明、汽車內部照明、飛機式樣信息長方格、收音機信息照明以及用于緊急出口的照明。美國專利Nos.3,014,873；3,076,767；4,859,361；5,009,808以及5,100,499涉及生產無機電致發(fā)光材料的方法，這些專利中描述的方法導致無機電致發(fā)光材料達到了一般商業(yè)所要求的成功。然而，這些無機發(fā)光材料的效率還存留一些待改進之處。本發(fā)明方法產生的無機發(fā)光材料只需較小的功率，使它可被用于較小的裝置中，這種裝置很關注功率消耗。這樣，提供具有增進效率的無機發(fā)光材料在本領域應該是一個進展。效率被定義為每單位功率消耗的光輸出，在這里用這一術語將是每瓦流明或LPW。

發(fā)明內容
這樣，本發(fā)明的一個目的是消除先有技術中的一些缺點。
本發(fā)明的另一個目的是生產無機電致發(fā)光材料，它比迄今為止生產的那些產品更有效率。
在本發(fā)明的一個方面， 這些目的是通過用Ga2O3合成這種無機發(fā)光材料來達成的。反應在以下條件下發(fā)生在活化劑和鹵化物溶劑存在的條件下，將硫化鋅在電爐中加熱以產生無機發(fā)光材料。這種材料被冷卻和洗滌。這種材料被稱為第一步燒制材料(FSF)。在這一步，這種無機發(fā)光材料大多對電致發(fā)光輸出是非活性的。然后把這種FSF材料與其它材料，包括Ga2O3，進行摻合，并在比第一步燒制時較低的溫度下加熱。然后把得到的材料冷卻，再次洗滌后篩分，即創(chuàng)制成一種新的無機電致發(fā)光材料，其效率要高于原來的無機發(fā)光材料。
實施本發(fā)明的最佳方式為更好地了解本發(fā)明，還有其它的和進一步的目的、它們的優(yōu)點和能力，可參考以下公開內容和所附的權利要求。通過實施這種方法得到的無機電致發(fā)光材料的效率增進被顯示于下面的實施例中。
表1

在表I中，無機發(fā)光材料的色座標是按照標準的C.I.E色度圖給出的；亮度是指燈操作至2小時和24小時的亮度，效率如上所述是每瓦流明。
如從表I中可以看到的，當用這里公開的方法制備的無機電致發(fā)光材料與未處理過的無機發(fā)光材料比較時，用Ga2O3合成的無機發(fā)光材料具有增進的效率，并且色座標基本沒有變化。
更具體地說，這種方法特別合適于硫化鋅、銅活化的無機發(fā)光材料或其它的硫化鋅無機發(fā)光材料，其中銅是共活化劑。
這種方法包括在銅活化劑和鹵化物熔劑(如本領域中已知的)存在的條件下，于電爐中升高的溫度(例如1205℃)下加熱硫化鋅(含大約1％的氯化物)，以提供一種對電致發(fā)光基本上沒有活性的無機發(fā)光材料。這種無機發(fā)光材料然后被冷卻到室溫并洗滌以除去熔劑。得到的ZnSCu，Cl無機發(fā)光材料經碾磨后重新與Cu化合物和ZnSO4混合并重新燒制。經過重新燒制的材料然后被洗滌、干燥和篩分。用這種方法創(chuàng)制的無機發(fā)光材料是已知的。一種這樣的無機發(fā)光材料是可從Towanda，PA的Osram Sylvania Inc.，買到723型無機電致發(fā)光材料。
本發(fā)明的方法可這樣實施，即把FSF ZnSCu，Cl無機發(fā)光材料與其它材料，包括Ga2O3摻合。在一個優(yōu)選的實施方案中，其它材料包括CuSO4、ZnSO4·7H2O和硫；然而，別的材料也可以使用，如本領域中已知的那樣。這一混合物放進第一只惰性容器、諸如一只塑料瓶中，通過機械振蕩或其它類似的方法摻合一定時期，例如20分鐘至30分鐘。摻合的混合物然后被放進第二個惰性反應容器、例如100毫升的氧化鋁坩堝中。這第二個反應容器然后燒制第二段時間。第二步燒制得到的餅塊然后被冷卻和用去離子水洗滌。最好是，對于每75克用于第二步摻合混合物中的FSF材料使用1.242升水。混合物然后用醋酸洗滌以除去過量的銅和鋅化合物以及其它雜質。在一個優(yōu)選的實施方案中，對于每75克燒制的SSM使用了0.777升熱的去離子水+148.8毫升冰醋酸，但其它濃度也是可用的。這種材料然后再次用去離子水洗滌以洗去任何殘留的酸。不含酸的材料再用KCN溶液洗滌以除去殘留的不想要的銅。在一個優(yōu)選的實施方案中。對于每75克SSM使用了0.777升熱的去離子水+37.54克KCN。這種材料冷卻后用去離子水洗滌以除去殘留的KCN。得到的無機發(fā)光材料經干燥后冷卻，用-325篩目的不銹鋼篩子進行篩分。
為更充分地說明本發(fā)明，提供了以下非限制性的實施例。
實例1把適量含有按ZnS重量計為1％的作為主要活化劑的氯化物和硫酸銅的ZnS、硫和氧化鋅與含有按ZnS材料的重量計為3％的BaCl2，3％的MgCl2和2％的NaCl組成的熔劑材料摻合在一起，然后放進一只帶蓋的坩堝中。把坩堝在溫度約1205℃的電爐中燒制約3小時至5小時又15分鐘，以形成燒制好的塊狀物。把燒好的塊狀物從坩堝中取出、冷卻、并用去離子水洗去熔劑，然后干燥。
得到的材料碾磨約1/2小時以誘導六方形的ZnS轉化成為立方晶系的。在這一步得到的材料是一種ZnSCu，Cl無機發(fā)光材料，它作為電致無機發(fā)光材料還不完全是活性的。這樣的材料被稱為“初始的無機發(fā)光材料”或第一步燒制(FSF)的材料。
往75克FSF材料中加入1.86克CuSO4、19.17克ZnSO4·7H2O、0.289克Ga2O3(0.002摩爾/ZnS)和0.296克硫(0.012摩爾/ZnS)以形成所謂第二步材料(SSM)。把SSM在一只塑料瓶中在機械振蕩器上摻合20分鐘。把摻合好的SSM從瓶中取出，并將任何團塊壓碎。然后將這種材料加入100毫升氧化鋁坩堝中，蓋上氧化鋁蓋，并在電爐中于700℃燒制2小時又15分鐘。從爐中取出燒過的坩堝，讓它冷卻直到溫熱可以觸摸為止。然后把SSM放落到水中，用去離子水洗兩次。每75克燒制過的SSM無機發(fā)光材料用1.242升水。洗完后，這種材料再用醋酸洗滌(每75克燒制過的SSM用0.777升熱的去離子水+148.8毫升冰醋酸、以除去過量的銅和其它化合物以及熔劑添加劑和雜質。這種SSM再次用熱的去離子水至少洗滌兩次以洗去任何殘余的酸(直到不含酸，即pH值達到大約6.0時)。
這種SSM材料然后用KGN溶液(每75克燒制的SSM用0.777升熱的去離子水+37.54克KCN洗滌，并讓它放置約20-30分鐘，并潷出KCN溶液放入適當的KCN容器中供進一步處理)。這種SSM然后用熱的去離子水洗滌至少兩次，以除去殘余的KCN。這時的SSM由暗的綠灰顏色變?yōu)閹缀跏菬o色的。
然后過濾出SSM，在約120℃干燥4-16小時并冷卻。這種SSM經-325篩目不銹鋼篩子進行篩分，即得到一種具有增進效率的新無機發(fā)光材料。
由本發(fā)明創(chuàng)制的這種新的無機電致發(fā)光材料(表I中的試樣323-81-3)，與用這種方法但在第二步未加Ga2O3和硫所制得的對照用材料(表I中的試樣323-81-1)比較，效率分別為5.23 LPW和4.15 LPW。這將產生所需的約25％的改進。
如從表I中可以看到的，在改進的量與允許與初始無機發(fā)光材料反應的Ga2O3摩爾數之間有一定的相關性。這樣，提供了一種生產具有增進的效率的無機電致發(fā)光材料的方法。
雖然顯示和描述了現在已考慮的本發(fā)明優(yōu)選實施方案，但顯然本專業(yè)的技術人員可以做出各種改變和修飾，而不偏離由所附所定義的本發(fā)明的范圍。
權利要求
1.一種生產無機電致發(fā)光材料的方法，包括以下步驟(a)把初始的無機發(fā)光材料與Ga2O3以及其它材料結合，形成一種第二步材料(SSM)；(b)把SSM放進第一個惰性反應容器中；(c)把SSM摻合一定時間；(d)把摻合后的SSM放進第二個惰性反應容器中；(e)加熱第二個惰性反應容器一定時間；把它從加熱器中取出后讓它冷卻；(f)用去離子水洗滌SSM；(g)用去離子水和醋酸洗滌SSM；(h)用KCN洗滌SSM；(i)用去離子水洗滌SSM；(j)過濾出SSM；(k)干燥SSM；(1)篩分SSM。
2.權利要求1的方法，其中的初始無機發(fā)光材料是一種未涂布的ZnSCu，Cl無機電致發(fā)光材料。
3.權利要求1的方法，其中所說的其它材料有CuSO4、ZnSO4·7H2O和硫。
4.權利要求1的方法，其中所說的摻合是通過機械搖蕩來完成的。
5.權利要求1的方法，其中第二個惰性反應容器是一個氧化鋁坩堝。
6.權利要求1的方法，其中第二個惰性反應容器在電爐中于700℃加熱2小時又15分鐘。
7.權利要求1的方法，其中所說的醋酸是通過對每75克燒制的SSM，把0.777升熱的去離子水與148.8毫升冰醋酸混合而制備的。
8.權利要求1的方法，其中所說的KCN是通過對每75克燒制的SSM，把0.777升熱的去離子水與37.54克KCN混合而制備的。
9.權利要求1的方法，其中的SSM在120℃被干燥4至16小時。
10.權利要求1的方法，其中的SSM經過-325不銹鋼篩子來篩分。
11.一種含鎵的ZnSCu，Cl無機電致發(fā)光材料。
全文摘要
用以下方法制成一種效率改進的無機電致發(fā)光材料,即把氯化物熔劑、銅源和硫化鋅摻和一起形成一種混合物,把混合物加熱一段時間、冷卻之,再用去離子水洗滌。將該混合物干燥后碾磨成由六方形ZnS組成的立方晶系ZnS,形成初始的未涂布的ZnS∶Cu,Cl無機電致發(fā)光材料。將其加到其它材料,包括Ga
文檔編號C09K11/08GK1336412SQ0112476
公開日2002年2月20日 申請日期2001年8月2日 優(yōu)先權日2000年8月2日
發(fā)明者B·R·瓦蒂, S·K·諾爾斯羅普 申請人:奧斯蘭姆施爾凡尼亞公司