專利名稱：發(fā)光材料的涂覆方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用M2O3金屬氧化物層涂覆發(fā)光材料的方法，所述金屬M選自Y、Al和La，其中通過從水溶液均質(zhì)沉淀方式將M的化合物沉積在該發(fā)光材料上。
本發(fā)明還涉及經(jīng)此方法獲得發(fā)光材料，并涉及裝有發(fā)光屏的放電燈，該發(fā)光屏含此發(fā)光材料。
WO 96/05265公開了如第一段所述的方法。被涂覆的發(fā)光材料在燈具生產(chǎn)過程中使用的水性漿料中顯示較高的穩(wěn)定性，以及一種改良的光輸出連續(xù)性?，F(xiàn)有技術(shù)的缺點之一是許多發(fā)光材料(例如，有硅酸鹽主晶格的材料)在較低pH值發(fā)生均質(zhì)沉淀時易于水解。另外，還經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在水中不水解的其它發(fā)光材料例如反射率和量子效率的光學(xué)性能受到低pH值的傷害。
本發(fā)明的目的是提供靠從水溶液中均質(zhì)沉淀，使金屬氧化物涂覆發(fā)光材料的方法，其中從很大程度上防止了發(fā)光材料水解和其光學(xué)性能劣化。
按照本發(fā)明，如第一段中所述的方法適于此目的，其特征在于，依次地，制備發(fā)光材料水懸浮液，向該水懸浮液中添加含有M與有機(jī)螯合劑的配合物的水溶液，從該水懸浮液中分離出該發(fā)光材料并進(jìn)行干燥和加熱。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，有機(jī)螯合劑阻止了M(OH)3的沉淀。其結(jié)果是，能夠在較高pH值下發(fā)生均質(zhì)沉淀。因此，強(qiáng)烈抑制了發(fā)光材料的水解和劣化。
用乙二胺、三吡唑基硼酸鹽、二甘醇二甲醚、苯甲酸、冠醚、多磷酸鹽和三環(huán)辛亞胺(triazacyclononane)作為有機(jī)螯合劑，已取得了良好的結(jié)果。尤其是用乙二胺四乙酸鹽取得了更好的結(jié)果。
水懸浮液的pH值范圍為8～10以及水溶液的pH值范圍為6.5～7.5的情形下，也已取得良好結(jié)果。依靠本發(fā)明方法所獲得的發(fā)光材料的精細(xì)粒狀涂層一般由直徑小于30納米的球形Me2O3納米粒子的薄層組成。用掃描電子顯微鏡或透射電子顯微鏡分析可以將此涂層與依靠CVD施加的涂層區(qū)分開來。此涂層的性能還通過肉眼可觀察到的無機(jī)發(fā)光材料(phosphor)的特性得到體現(xiàn)，例如與CVD方法涂覆的涂層相比，由于表面更清潔使散射更高而導(dǎo)致略有增強(qiáng)的光輸出。
本發(fā)明的方法尤其適于涂覆具有硅酸鹽主晶格(silicate host lattice)的發(fā)光材料，因為這些發(fā)光材料在較低pH值的水溶液中非常容易水解。特別是已經(jīng)證實，此方法非常適于用La2O3涂覆以鉛活化的BaSi2O5，以鋁活化的(Ba，Sr)2MgSi2O7和以錳活化的Zn2SiO4。
已發(fā)現(xiàn)，按照本發(fā)明方法涂覆的發(fā)光材料非常適用于放電燈的發(fā)光屏，特別是低壓汞放電燈的發(fā)光屏。
現(xiàn)在將通過描述3個實施方案來舉例說明本發(fā)明。
第一個實施方案中，用La2O3涂覆用鉛活化的BaSi2O5(BSP)。向250毫克La2O3溶于50毫升軟化水所成的溶液中加入125毫克乙二胺四乙酸鹽(EDTA)。加入Ba(OH)2將此溶液的pH值調(diào)節(jié)到大約7。
將Ba(OH)2加入另一50毫升的軟化水中，直至pH值為大約9.5。此后，向此溶液中加入10克BSP。將LA(EDTA)溶液滴加到BSP懸浮液中。在向BSP懸浮液中加入全部LA(EDTA)溶液后，再次加入Ba(OH)2將該懸浮液的pH值調(diào)節(jié)到大約9.5。然后攪拌該懸浮液2小時，并且接著過濾分離涂覆的BSP。最后，用堿性水洗滌此無機(jī)發(fā)光材料，在80℃下干燥并于900℃燒制2小時。涂覆的BSP的發(fā)射光譜與未涂覆的BSP的基本一致(λmax＝350nm；FVMM＝38nm)。254納米和350納米輻射的反射系數(shù)也幾乎一致(未涂覆的BSP分別為20％和96％，涂覆的BSP分別為19％和95％)。然而，令人驚訝的是，發(fā)現(xiàn)涂覆的BSP的254納米輻射的量子效率比未涂覆的BSP的高6％(分別為94％和88％)。
第二個實施方案中，用La2O3涂覆用鉛活化的(Ba，Sr)2MgSi2O7(SMS)。所用的涂覆方法與此前所述BSP的涂覆方法一致，但用Sr(OH)2代替Ba(OH)2。涂覆和未涂覆的SMS的發(fā)射光譜基本一致(λmax＝360nmFVMM＝60nm)。發(fā)現(xiàn)涂覆和未涂覆的SMS的254納米輻射的量子效率為75％。未涂覆的SMS的254納米和350納米輻射的反射系數(shù)分別為8％和96％，涂覆的SMS的分別為10％和95％。
第三個實施方案中，用La2O3涂覆用錳活化的Zn2SiO4(ZSM)。所用的涂覆方法與此前所述BSP的涂覆方法一致，但用NaOH代替Ba(OH)2。涂覆和未涂覆的ZSM的發(fā)射光譜基本一致(λmax＝520nm；FVMM＝41nm)。發(fā)現(xiàn)涂覆和未涂覆的ZSM的量子效率分別為79％和80％。未涂覆的ZS和涂覆的ZSM的254納米輻射的反射系數(shù)分別為94％和93％。
權(quán)利要求
1.一種用M2O3金屬氧化物層涂覆發(fā)光材料的方法，其中金屬M選自Y、Al和La，其中M的化合物通過均質(zhì)沉淀沉積在該發(fā)光材料上，其特征在于，依次地，制備發(fā)光材料水懸浮液，向該水懸浮液中添加含有M與有機(jī)螯合劑的配合物的水溶液，從該水懸浮液中分離出該發(fā)光材料并進(jìn)行干燥和加熱。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其中該有機(jī)螯合劑選自乙二胺、三吡唑基硼酸鹽、二甘醇二甲醚、苯甲酸、冠醚、多磷酸鹽和三環(huán)辛亞胺及乙二胺四乙酸鹽。
3.如權(quán)利要求2中所述的方法，其中有機(jī)螯合劑為乙二胺四乙酸鹽。
4.如權(quán)利要求1、2或3中所述的方法，其中該水懸浮液的pH值在8～10的范圍內(nèi)。
5.如前述權(quán)利要求中一項或多項所述的方法，其中該水溶液的pH值在6.5～7.5的范圍內(nèi)。
6.用M2O3金屬氧化物層涂覆的發(fā)光材料，其中金屬M選自Y、Al和La，該材料按照前述權(quán)利要求中一項或多項所述的方法獲得。
7.按照權(quán)利要求6的發(fā)光材料，含有硅酸鹽主晶格。
8.按照權(quán)利要求7的發(fā)光材料，含有用鉛活化的BaSi2O5。
9.按照權(quán)利要求7的發(fā)光材料，含有用鉛活化的(Ba，Sr)2MgSi2O7。
10.按照權(quán)利要求7的發(fā)光材料，含有用錳活化的Zn2SiO4。
11.按照權(quán)利要求6、7、8、9或10的發(fā)光材料，其中M為La。
12.裝有發(fā)光屏的放電燈，該發(fā)光屏包含按照權(quán)利要求6～11一項或多項的發(fā)光材料。
13.按照權(quán)利要求12的放電燈，其中該放電燈為低壓汞放電燈。
全文摘要
本發(fā)明涉及用M
文檔編號H01J9/22GK1275153SQ99801332
公開日2000年11月29日 申請日期1999年8月23日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月25日
發(fā)明者T·于斯特爾, J·梅里克希, H·尼科爾, C·R·隆達(dá) 申請人:皇家菲利浦電子有限公司