磷光體前體組合物的制作方法
【專利摘要】根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種磷光體前體組合物。所述磷光體前體組合物包括γ氧化鋁、氧化鍶前體、氧化銪前體和除氧化鍶前體以外的堿土金屬前體，所述磷光體前體組合物在800℃以上的溫度下熱處理時得到具有從由Sr4Al14O25:Eu2+、Sr4-a-zAaEuzAl14O25和其組合組成的群組中選出的式子的磷光體，其中A為除鍶以外的堿土金屬，0≤a＜4；0.001＜z＜0.3；并且4-a-z＞0。本發(fā)明的另一方面提供一種磷光體組合物。本發(fā)明的另一方面還提供一種制備所述磷光體的方法和一種包括所述磷光體的照明設備。
【專利說明】磷光體前體組合物
【背景技術(shù)】
[0001]本發(fā)明大體涉及磷光體。更具體來說，本發(fā)明涉及一種鍶鋁磷光體組合物和一種用于制備核-殼磷光體的方法。
[0002]磷光體為一種發(fā)光材料,所述發(fā)光材料在電磁譜的一部分中吸收福射能并且在電磁譜的另一部分中發(fā)射能量。一種重要類別的磷光體是具有極高化學純度和控制組成的結(jié)晶無機化合物，已經(jīng)向其中添加了少量其他元素(稱為“活化劑”)以將它們轉(zhuǎn)化成有效的熒光材料。在活化劑和無機化合物正確組合的情況下，可以控制發(fā)射的顏色。最適用和眾所周知的磷光體響應于可見光范圍外的電磁輻射的激發(fā)而在電磁譜的可見光部分發(fā)射輻射。
[0003]鋁酸鹽磷光體如鋁酸鍶(SAE)被廣泛用作供產(chǎn)生白光用的大多數(shù)熒光燈中的磷光體共混物的組分。這些磷光體可含有各種賦予磷光體性質(zhì)的活化劑離子。例如，二價銪(Eu2+)活化的磷光體吸收來自熒光燈中的汞等離子體的紫外線(UV)發(fā)射(即，激發(fā)輻射)并且發(fā)射藍色可見光。雖然它使用廣泛，但是這些磷光體的問題在于功效和流明維持率不佳，特別是在通常見于緊湊型熒光燈(CFL)和一些小直徑線性熒光燈中的高壁負荷條件下。功效為每單位輸入電力的光度(以流明/瓦的單位測量)。流明維持率為磷光體抵抗隨時間的輻射損傷的能力，所述輻射損傷因它在亮度和維持率上的缺點而聲名狼藉，尤其是在涉及曝露于高紫外線(UV)和真空紫外線(VUV)通量的那些應用中。
[0004]鋁酸鹽磷光體的不良流明維持率可能是由UV (185nm和254nm)誘導的吸收中心(也稱為“色心”)和其他晶格缺陷所引起?！吧摹笔怯刹东@電子或空穴的晶格缺陷所引起，所述電子或空穴是由能量高于材料帶隙的激發(fā)輻射產(chǎn)生。已經(jīng)公認的是，在許多熒光燈磷光體中，色心是通過由汞等離子體發(fā)射的185nm輻射產(chǎn)生并且這種輻射可在整個帶隙上激發(fā)磷光體。電子(在導帶中)或 空穴(在價帶中)可由磷光體的晶格中的稱為色心的缺陷捕獲。色心誘導在光譜的深紫外至紅外區(qū)中任一處的激發(fā)輻射的吸收。因此，這些中心可通過吸收由磷光體發(fā)射的可見光發(fā)射或通過吸收254nm汞激發(fā)輻射的一部分使磷光體亮度降級。
[0005]因此，需要效率和流明維持率提高的鋁酸鹽磷光體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種磷光體前體組合物。所述磷光體前體組合物包括Y氧化鋁、氧化鍶前體、氧化銪前體和除氧化鍶前體以外的堿土金屬前體，其在800°C以上的溫度下熱處理時得到具有從由Sr4Al14O25:Eu2+、Sr4_a_zAaEuzAl14025和其組合組成的群組中選出的式子的磷光體，其中A為除鍶以外的堿土金屬，O ( a<4 ；0.001<z<0.3 ;并且4-a-z>0o
[0007]根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供一種磷光體前體組合物，其包括Y氧化鋁、碳酸鍶、氧化銪和除碳酸鍶以外的堿土金屬碳酸鹽，其在800°C以上的溫度下熱處理時得到具有從由Sr4Al14O25:Eu2+、Sr4_a_zAaEuzAl14025和其組合組成的群組中選出的式子的磷光體，其中A為除鍶以外的堿土金屬，O ( a〈4 ；0.001〈z〈0.3 ;并且 4-a_z>0。[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種磷光體組合物。所述磷光體組合物在1000°C以上的溫度下熱處理時具有從由Sr4Al14O25:Eu2+、Sr4_a_zAaEuzAl14025和其組合組成的群組中選出的式子，其中A為除鍶以外的堿土金屬，O ( a〈4 ；0.001〈z〈0.3 ;并且4-a_z>0 ;并且其中所述磷光體組合物中存在的所述鋁的至少一部分源自Y氧化鋁。
[0009]根據(jù)又一方面，本發(fā)明提供一種制備磷光體組合物的方法。所述方法包括:混合Y氧化鋁、以及含氧銪化合物和至少一種從由四硼酸鋰、碳酸鋰、硼酸、硼砂、堿金屬硼酸鹽和其組合組成的群組中選出的材料以形成反應混合物；在還原性氣氛中在約800°C至約1300°C范圍內(nèi)的溫度下加熱所述反應混合物，持續(xù)時間為足以形成在800°C以上的溫度下熱處理時具有從由Sr4Al14O25:Eu2+、Sr4_a_zAaEuzAl14025和其組合組成的群組中選出的式子的磷光體組合物，其中A為除鍶以外的堿土金屬，O ( a<4 ；0.001<z<0.3 ;并且4_a-Z>0 ;并且其中所述磷光體組合物中存在的所述鋁的至少一部分源自Y氧化鋁。
[0010]根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供一種照明設備，所述照明設備包括(i)輻射源；以及(ii)以輻射方式與所述輻射源耦合并且在1000°c以上的溫度下熱處理時具有從由Sr4Al14O25:Eu2+、Sr4_a_zAaEuzAl14025和其組合組成的群組中選出的式子的磷光體，其中A為除鍶以外的堿土金屬，O ( a〈4 ；0.001<z<0.3 ;并且4-a_z>0 ;并且其中所述磷光體組合物中存在的所述鋁的至少一部分源自Y氧化鋁。
【具體實施方式】
[0011]在以下說明書和所附的權(quán)利要求書中，將提及許多術(shù)語，所述術(shù)語將定義成具有以下含義。
[0012]除非上下文另外明確規(guī) 定，否則單數(shù)形式“一個(種)”和“所述”包括復數(shù)個參考物。
[0013]“任選”或“任選地”意味著后續(xù)描述的事件或情況可能會或可能不會發(fā)生，并且所述描述包括事件發(fā)生的情形和事件不發(fā)生的情形。
[0014]還應了解，如“頂部”、“底部”、“向外的”、“向內(nèi)的”等術(shù)語為便利性措詞并且不應
被解釋為限制性術(shù)語。此外，每當稱本發(fā)明的一個具體特征包括一組的許多要素中的至少一個和其組合、或者由一組的許多要素中的至少一個和其組合組成時，理解為所述特征可以單獨或與所述組的任何其他元素組合地包括所述組的任何要素、或者由所述組的任何要素單獨或與所述組的任何其他元素組合地組成。
[0015]本說明書和權(quán)利要求書通篇中所用的近似語言可用來修飾任意下述數(shù)量表述，所述數(shù)量表述可以在允許范圍下變化而不會導致與其相關的基本功能改變。因此，由一個或多個術(shù)語如“約”修飾的值不限于所指定的精確值。在一些情況下，近似用語可能對應于用于測量所述值的儀器的精確度。類似地，“無”可以與術(shù)語組合使用，并且可以包括無實質(zhì)數(shù)量或痕量，而仍視所修飾的術(shù)語的量為無。
[0016]如本說明書中所用，術(shù)語“磷光體”或“磷光體材料”可用以表示單一磷光體組合物和兩種或更多種磷光體組合物的共混物。在一些實施例中，磷光體含有藍色、紅色、黃色、橙色和綠色磷光體的共混物。藍色、紅色、黃色、橙色和綠色磷光體是根據(jù)其光發(fā)射的顏色獲得的稱謂或稱呼。
[0017]如下文詳細討論，提供包括磷光體前體組合物的本發(fā)明的實施例，所述磷光體前體組合物包括Y氧化鋁、氧化鍶前體、氧化銪前體和除氧化鍶前體以外的堿土金屬氧化物前體，其在800°C以上的溫度下熱處理時得到具有從由Sr4Al14O25:Eu2+、Sr4_a_zAaEuzAl14025和其組合組成的群組中選出的式子的磷光體，其中A為除鍶以外的堿土金屬，O ≤ a<4 ；
0.001〈z〈0.3 ;并且 4-a-z>0。
[0018]通常，所述磷光體前體組合物包括氧化物前體化合物。如本說明書中所用，將“氧化物前體”定義為可分解形成氧化物的含氧化合物。氧化物前體化合物的非限制性實例包括碳酸鹽、硝酸鹽、氮化物、硫酸鹽、氯酸鹽、高氯酸鹽、齒氧化物、乙酸鹽、檸檬酸鹽、有機酸鹽(例如羧酸鹽)和其組合。在一個實施例中，氧化鍶前體、氧化銪前體可以包括從由相應碳酸鹽化合物、氫氧化物化合物、相應元素氧化物化合物和其組合組成的群組中選出的至少一種。在一個實施例中，氧化鍶前體可以包括碳酸鍶。在又一個實施例中，氧化銪前體可以包括碳酸銪。
[0019]磷光體前體組合物包括除氧化鍶前體以外的堿土金屬氧化物前體。在各個實施例中，堿土金屬氧化物前體為從由氧化鈣前體、氧化鋇前體、氧化鎂前體、氧化鋅前體和其組合組成的群組中選出的至少一種。在一個實施例中，堿土金屬氧化物前體為氧化鈣前體。在另一實施例中，堿土金屬氧化物前體為氧化鋇前體。
[0020]在一些實施例中，磷光體前體組合物可以進一步包括稀土金屬氧化物。在一個實施例中，稀土金屬氧化物從由氧化釤、氧化鐿、氧化銩、氧化鈰、氧化鋱、氧化鐠和其組合組成的群組中選出。在另一實施例中，稀土金屬氧化物從由氧化鈰、氧化鋱、氧化鐠和其組合組成的群組中選出。
[0021]本發(fā)明的磷光體前體組合物在8 O (TC以上的溫度下熱處理時得到具有從由Sr4Al14O25:Eu2+、Sr4_a_zAaEuzD12022、Sr4_a_zAaEuzD14025和其組合組成的群組中選出的式子的磷光體，其中 O ≤ a〈4 ；0.001〈z〈0.3 ;并且 4-a_z>0。
[0022]在一個實施例中，磷光體組合物具有式Sr4Al14O25: Eu2+。在另一實施例中，磷光體組合物具有式(Sr，Ca, Ba) 4A114025: Eu2+0在一個實施例中，磷光體組合物具有從由以下組成的群組中選出的式子:Sr3.899Eu0.10A114025、Sr3.!Baa2Caa6Eua 1(iA114025、Sr2.SBaa6Caa8Euai(lAl14025、Sr1 gBaCaEiig ioAl ^O25> Sr 3 899Eu0.10Ce0.001A1 MO25、Sr3 S99Eu0.1oPr0.0oiAl i4〇25、Sr3.899EU0.10Ce0.Q01Al14O25 和 Sr3.8Eu0.10Tb0.001A114025。
[0023]在一個實施例中，磷光體組合物進一步包括三價稀土離子。三價稀土離子從由釤、鐿、銩、鈰、鋱、鐠和其組合組成的群組中選出。在另一實施例中，磷光體組合物具有式Sr4Al14025:Eu2+，Q3+，其中Q3+為三價稀土離子。磷光體組合物的功效和流明維持率可以通過存在三價稀土離子來提高，所述三價稀土離子優(yōu)先捕獲由激發(fā)輻射的損傷性組分產(chǎn)生的載流子。稀土離子具有的載流子(即，電子和/或空穴)捕獲截面通常高于晶格缺陷，并因此充當晶格缺陷的替代載流子(電子或空穴)捕獲中心。這些替代載流子捕獲中心通過防止大量載流子到達晶格缺陷并形成負面影響磷光體功效和流明維持率的色心或其他缺陷來提高磷光體功效和流明維持率。因此，稀土離子減少負面影響磷光體功效和流明維持率的色心或其他缺陷的數(shù)目。通常，三價稀土離子的功能在于優(yōu)先于缺陷將載流子捕獲于主體晶格或材料中。然而，必要時三價稀土離子可以在磷光體中發(fā)揮其他預期功能。
[0024]在一個實施例中，磷光體組合物可以包括一種或多種稀土離子，所述稀土離子可以以穩(wěn)定的多價狀態(tài)(如二價和三價狀態(tài)或三價和四價狀態(tài))存在。例如，含有三價稀土離子的磷光體組合物還可在組合物中顯示穩(wěn)定的二價價態(tài)。根據(jù)它們的穩(wěn)定價態(tài)，稀土離子可以提供電子捕獲中心或空穴捕獲中心，并且還可分別稱為“電子捕獲性摻雜離子”或“空穴捕獲性摻雜離子”。在一個實施例中，三價稀土離子可以從由Ce3+、Tb3+和Pr3+組成的群組中選出。在另一實施例中，三價稀土離子為Pr3+。在又一個實施例中，三價稀土離子為Ce3+。
[0025]在一個實施例中，磷光體組合物中的三價稀土離子處于約IOppm (百萬分率)至約1000Oppm的范圍內(nèi)。在某些實施例中，稀土離子的濃度可以在約2500ppm至約7000ppm之間變化。在另一實施例中，磷光體組合物中的三價稀土離子處于約IOppm (百萬分率)至約2000ppm的范圍內(nèi)。在一個實施例中，銪離子以組合物總重量的約I摩爾％至約50摩爾％的范圍存在。在另一實施例中，磷光體組合物中的三價稀土離子處于約0.001摩爾％至約I摩爾％三價稀土離子的范圍內(nèi)。 [0026]在一個實施例中，本發(fā)明的磷光體組合物進一步包括一種或多種另外的磷光體，如磷光體共混物可以用于照明設備中。附加磷光體的非限制性實例包括可用以提供白光的發(fā)綠光、紅光、橙光、黃光和藍光的磷光體。此外，可以使用一些其他磷光體，例如在整個可見光譜區(qū)中實質(zhì)上不同于在這里描述的磷光體波長的波長下發(fā)光的磷光體。這些附加磷光體可以用于共混物中以定制所得光的白色，并且產(chǎn)生提高了光質(zhì)量的光源。
[0027]當磷光體材料包括兩種或更多種磷光體的共混物時，磷光體共混物中各種磷光體各自的比率可以根據(jù)所期待光輸出的特征而變?？梢哉{(diào)整不同磷光體共混物中各種磷光體的相對比例，使得當將它們的發(fā)射共混并用于照明裝置中時，產(chǎn)生在CIE (國際照明委員會)色品圖上具有預定X和y值的可見光。如所述，優(yōu)選產(chǎn)生白光。然而，如所述，磷光體組合物中各磷光體的確切身份和量可根據(jù)最終用戶的需要而變。
[0028]在一個實施例中，磷光體組合物可以含有光學惰性的痕量雜質(zhì)。在一個實施例中，存在其量多達磷光體組合物約10重量％的這些雜質(zhì)不會顯著影響磷光體的量子效率或顏色。
[0029]通常，可能期望將顏料或濾光劑(filter)添加至磷光體組合物中。在一個實施例中，磷光體組合物包括約O重量％至約5重量％ (以磷光體總重量計)的能夠吸收波長在250nm和450nm之間的紫外線福射的顏料或其他紫外線吸收劑材料。合適的顏料或濾光劑包括本領域中已知的任何能夠吸收在250nm和450nm之間產(chǎn)生的輻射的顏料或濾光劑。例如，這些顏料包括鈦酸鎳或錯酸鐠。
[0030]在一個實施例中，磷光體組合物可以用于如LED等照明設備中。在另一實施例中，上述磷光體組合物可以用于除LED外的附加應用中。例如，可以將所述材料用作在下述裝置中的磷光體:熒光燈、陰極射線管、等離子體顯示裝置、背光液晶系統(tǒng)、氙氣激發(fā)燈、用于通過發(fā)光二極管(LED)激發(fā)的裝置、陰極射線管、紫外線激發(fā)裝置如彩燈(chromatic lamp)或液晶顯示器(LCD)。所述材料還可用作在下述裝置中的閃爍劑:電磁熱量計、Y射線照相機、計算機斷層攝影術(shù)掃描儀或激光器。這些用途意圖僅具有示例性并且不作窮舉。
[0031]根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供一種照明設備，所述照明設備包括(i)輻射源；以及(ii)磷光體，其以輻射方式與所述輻射源耦合并且具有從由Sr4^AaEuzD12O22和Sr4_a_zAaEuzD14025組成的群組中選出的式子的；其中A為至少兩種除鍶以外的堿土金屬；D為鋁；O < a<4 ；0.001<z<0.3 ;并且4_a-z>0 ;并且其中所述磷光體中存在的鋁的至少一部分源自Y氧化鋁。[0032]根據(jù)又一方面，本發(fā)明提供一種制備磷光體組合物的方法。所述方法包括混合Y氧化鋁、含氧鍶化合物、含氧銪化合物和至少一種從由四硼酸鋰、碳酸鋰、硼酸、堿金屬硼氫化物和其組合組成的群組中選出的材料以形成反應混合物；在還原性氣氛中在約800°C至約1300°C范圍內(nèi)的溫度下加熱所述反應混合物，持續(xù)時間為足以形成具有從由Sr4Al14O25:Eu2+、Sr4_a_zAaEuzD12022、Sr4_a_zAaEuzD14025和其組合組成的群組中選出的式子的磷光體組合物，其中A為除鍶以外的堿土金屬；D為鋁；0 ^ a<4 ；0.001〈z〈0.3 ;并且4-a_z>0 ;并且其中磷光體組合物中存在的鋁的至少一部分源自Y氧化鋁。
[0033]上述磷光體組合物可以使用已知的固態(tài)反應方法產(chǎn)生。在一個實施例中，磷光體前體組合物可以為干式共混或濕式共混的并且在空氣中或在弱還原性氣氛下在約800°C至1600°C范圍內(nèi)的溫度下燃燒得到磷光體組合物。在另一實施例中，磷光體前體組合物可以為干式共混或濕式共混的并且在空氣中或在弱還原性氣氛下在約800°C至1300°C范圍內(nèi)的溫度下燃燒得到磷光體組合物?？梢栽诨旌锨绑w組分的步驟之前或期間將助熔劑(有時也稱為“熔劑”)添加至混合物中。這種熔劑可以為任何常規(guī)熔劑，如堿金屬/堿土金屬的氯化物或氟化物。在一個實施例中，熔劑包括氯化鋇、氟化鋇、氯化鋰、氟化鋰、氫氧化鋰、氮化鋰、四硼酸鋰、氯化鋁、氟化鋁、氯化銨、硼酸、氯化鎂、氟化鎂或這些材料的任何組合。小于混合物總重量的約20重量％的量的助熔劑足夠用于助熔目的。在一個實施例中，將小于混合物總重量的約10重量％的助熔劑用作熔劑。
[0034]可以通過任何機械方法將構(gòu)成磷光體前體的材料，即，Y氧化鋁、氧化鍶前體、氧化銪前體和至少一種稀土金屬氧化物前體混合在一起，所述機械方法包括(但不限于)在高速共混機或帶式共混機中攪拌或共混。可以將所述材料在球磨機、錘磨機或噴磨機中混合并一起粉碎。尤其當將要將起始材料的混合物制成溶液以用于后續(xù)沉淀時，所述混合可以通過在醇或有機溶劑中濕式研磨來進行。如果在一個實施例中混合物為濕的，那么首先干燥所述混合物，隨后在還原性氣氛下在約900°C至約1700°C、優(yōu)選約1000°C至約1600°C的溫度下燃燒，持續(xù)足以將所有前體均轉(zhuǎn)化成磷光體組合物的時間。
[0035]通常，可以用分批方法或連續(xù)方法進行所述燃燒，有時同時進行攪拌或混合操作以促進良好的氣固接觸。燃燒時間取決于待燃燒的混合物的量、引導通過燃燒設備的氣體的速率和燃燒設備中氣固接觸的質(zhì)量。通常，最多約10小時的燃燒時間便足夠。還原性氣氛通常包括還原性氣體，如氫氣、一氧化碳或其組合，任選地用非活性氣體如氮氣或氦氣或其組合進行稀釋?；蛘撸梢詫⒑谢旌衔锏嫩釄逖b進含有高純度碳顆粒的第二密閉坩堝中，并且在空氣中燃燒，以使碳顆粒與空氣中存在的氧氣反應，從而產(chǎn)生一氧化碳以便提供還原性氣氛。
[0036]根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供包括本發(fā)明磷光體的照明設備。在一個實施例中，所述照明設備包括(i)輻射源；以及(ii)以輻射方式與輻射源耦合的磷光體。如本說明書中所用，術(shù)語“以輻射方式耦合”意指所述元件彼此相關聯(lián)，使得來自一方的輻射傳輸?shù)搅硪环健Ｈ缟衔膶嵤├兴懻摚摪l(fā)光材料含有具有從由Sr4_a_zAaEuzD12 022和Sr4_a_zAaEuzD14025組成的群組中選出的式子的磷光體；其中A為至少兩種除鍶以外的堿土金屬；D為鋁；0 ( a<4 ；
0.001<z<0.3 ;并且4-a-z>0 ;并且其中所述磷光體中存在的所述鋁的至少一部分源自Y氧化招。
[0037]磷光體的發(fā)光性質(zhì)可以通過磷光體的轉(zhuǎn)換產(chǎn)率進行定量，所述磷光體的轉(zhuǎn)換產(chǎn)率對應于由磷光體發(fā)射的光子的數(shù)目與形成激發(fā)束的光子的數(shù)目的比率。通過在電磁譜的可見光范圍內(nèi)測量在紫外線或真空紫外線范圍內(nèi)通常在低于280nm波長激發(fā)下的磷光體發(fā)射來評價磷光體的轉(zhuǎn)換產(chǎn)率。接著將在400nm和700nm之間積分的發(fā)射強度下對磷光體獲得的亮度值與參考磷光體的亮度值相比較?？梢詫⒘坠怏w用于激發(fā)源在紫外線范圍(200-280nm)內(nèi)，例如為約254nm的照明或顯示系統(tǒng)中。
[0038]可以將磷光體置于照明設備如熒光燈或需要磷光體的任何其他系統(tǒng)如發(fā)光二極管(LED)和等離子體顯示器中。本發(fā)明的磷光體組合物可以用于紫外線激發(fā)裝置，如三色燈中，尤其用于汞蒸氣三色燈、背光液晶系統(tǒng)用燈、等離子體屏、氙氣激發(fā)燈、用于通過發(fā)光二極管(LED)激發(fā)的裝置、熒光燈、陰極射線管、等離子體顯示裝置、液晶顯示器(IXD)和紫外線激發(fā)標記系統(tǒng)中。還可將本發(fā)明的磷光體組合物用作下述設備中的閃爍劑:電磁熱量計、Y射線照相機、計算機斷層攝影術(shù)掃描儀或激光器。這些用途意圖僅具有示例性并且不作窮舉。
[0039]在一個實施例中,將福射源和磷光體安置在密封殼體中。在一個實施例中，殼體可以包括從由以下組成的群組中選出的任何材料:環(huán)氧樹脂、塑料、低溫玻璃、旋涂玻璃、聚合物、熱塑性塑料、熱固性塑料、樹脂、有機硅或本領域中已知的其他類型的封裝材料。通常，相對于由照明設備產(chǎn)生的光的波長，殼體材料為透明的或?qū)嵸|(zhì)上可透光的。例如，輻射源可以包括當它所發(fā)射的輻射被引導至磷光體上時能夠產(chǎn)生白光的任何半導體藍色或紫外光源。在一個實施例中，輻射源可以為半導體激光二極管。在另一實施例中，輻射源可以為汞氣放電。在又一個實施例中，輻射源為發(fā)光二極管。
[0040]實例
[0041]實例I (Ex.1):從Y氧化招合成Sr3.9Eu。.Al14O25磷光體
[0042]將碳酸鍶(5.7576克)、氧化銪(0.1760克)和Y氧化鋁(7.1372克)與0.0309克
硼酸共混在一起。將共混混合物轉(zhuǎn)`移至爐子并且在約1300°C的溫度下在含1%氫氣的氮氣(99%)氣氛中燃燒約10小時。在規(guī)定時間結(jié)束時，將樣品冷卻并且研磨，獲得約11克粒度為約9微米的產(chǎn)物磷光體(Sr3.9EuQ.Al14O25)。
[0043]比較實例I (CEx.1):從α氧化鋁合成Sr3 9Eutl.^l14O25磷光體
[0044]使用上文針對實例I所述的方法，但采用α氧化招(7.1372克)替代Y氧化招來合成CEx.1的磷光體組合物。
[0045]實例2 (Ex.2):合成 Sr3.899Eu0.10Ce0.0O1Al14O25 (SAE-Ce3+)
[0046]將碳酸鍶(30.5073克)、0.9326克氧化銪、37.8272克\氧化鋁、0.091克氧化鈰和0.1638克硼酸共混在一起。將共混混合物轉(zhuǎn)移至爐子并且在約1300°C的溫度下在含1%氫氣的氮氣(99%)氣氛中燃燒約10小時。將樣品冷卻并且研磨，獲得粒度為近似約9微米的產(chǎn)物磷光體 Sr3.899Eu0.10Ce0.0O1Al14O25 (約 60 克)。
[0047]實例3 (Ex.3):合成 Si^ 899EuaiciPracitllAl14O25 (SAE-Pr3+)
[0048]將碳酸鍶(30.5073克)、0.9326克氧化銪、37.8272克Y氧化鋁和0.09克氧化鐠(Pr6O11)和0.1638克硼酸共混在一起。將共混混合物轉(zhuǎn)移至爐子并且在約130(TC的溫度下在含1%氫氣的氮氣(99%)氣氛中燃燒約10小時。將樣品冷卻并且研磨，獲得粒度為近似約9微米的產(chǎn)物磷光體Sr3.899Eu0.10Pr0.0O1Al14O25 (約60克)。
[0049]量子效率測量:[0050]對產(chǎn)物磷光體粉末進行量子效率和吸收性測量。將產(chǎn)物粉末壓入鋁塊(aluminumplaque)并且使用SPEX Flourolog雙光譜儀、相對于已知標準來運行光譜。
[0051]如表1中所示出，發(fā)現(xiàn)源自Y氧化鋁的產(chǎn)物磷光體(Ex.1)與源自α氧化鋁的磷光體組合物(CEx.1)相比，顯示更高的量子效率(QE) (96)。
[0052]表1
[0053]
【權(quán)利要求】
1.一種磷光體前體組合物，其包括Y氧化鋁、氧化鍶前體、氧化銪前體和除氧化鍶前體以外的堿土金屬前體，所述磷光體前體組合物在800°C以上的溫度下熱處理時得到具有從由Sr4Al14O25:Eu2+、Sr4_a_zAaEuzAI14O25和其組合組成的群組中選出的式子的磷光體,其中A為除鍶以外的堿土金屬，O ( a〈4 ；0.001〈ζ〈0.3 ;并且4-a_z>0。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的前體組合物，其進一步包括稀土金屬氧化物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的前體組合物，其中所述稀土金屬氧化物從由氧化釤、氧化鐿、氧化銩、氧化鈰、氧化鋱、氧化鐠和其組合組成的群組中選出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的前體組合物，所述堿土金屬氧化物前體從由氧化鈣前體、氧化鋇前體、氧化鎂前體、氧化鋅前體和其組合組成的群組中選出。
5.一種磷光體前體組合物，其包括:Y氧化鋁、碳酸鍶、氧化銪和除碳酸鍶以外的堿土金屬碳酸鹽，所述磷光體前體組合物在800°C以上的溫度下熱處理時得到具有從由Sr4Al14O25:Eu2+、Sr4_a_zAaEuzAl14025和其組合組成的群組中選出的式子的磷光體，其中A為除鍶以外的堿土金屬，O ( a〈4 ；0.001〈z〈0.3 ;并且 4-a_z>0。
6.一種磷光體組合物，其在800°C以上的溫度下熱處理時具有從由Sr4Al14O25:Eu2+、Sr4_a_zAaEuzAl 14025和其組合組成的群組中選出的式子，其中A為除鍶以外的堿土金屬，O ( a<4 ；0.001<z<0.3 ;并且4_a-z>0 ;并且其中所述磷光體組合物中存在的所述鋁的至少一部分源自Y氧化鋁。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的組合物，其進一步包括三價稀土離子。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的組合物，其中所述三價稀土離子從由釤、鐿、銩、鈰、鋱、鐠和其組合組成的群組中選出。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的組合物，其中所述三價稀土離子以約百萬分之十至約百萬分之一萬的范圍存在。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的組合物，其中所述磷光體具有式Sr4Al14025:Eu2+，Q3+，其中Q3+為三價稀土離子。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的組合物，其中A從由鈣、鋇、鎂、鋅和其組合組成的群組中選出。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的組合物，其中銪離子的量以所述組合物的總重量的約I摩爾％至約50摩爾％的范圍存在。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的組合物，其進一步包括發(fā)藍綠光的磷光體。
14.根據(jù)權(quán)利要求6所述的組合物，其進一步包括發(fā)綠光的磷光體。
15.—種磷光體組合物，其具有從由Sr4Al14O25:Eu2+，Q3+組成的群組中選出的式子，其中Q3+為三價稀土離子，并且其中所述磷光體組合物中存在的所述鋁的至少一部分源自Y氧化招。
16.—種制備磷光體組合物的方法，其包括: 混合Y氧化鋁、含氧鍶化合物、含氧銪化合物和至少一種從由四硼酸鋰、碳酸鋰、硼酸、硼砂、堿金屬硼酸鹽以及其組合組成的群組中選出的材料以形成反應混合物； 在還原性氣氛中在約800°C至約1300°C范圍內(nèi)的溫度下加熱所述反應混合物，持續(xù)時間為足以形成在800°C以上的溫度下熱處理時具有從由Sr4Al14O25:Eu2+、Sr4_a_zAaEuzAl14025和其組合組成的群組中選出的式子的所述磷光體組合物，其中A為除鍶以外的堿土金屬，O ( a<4 ；0.001<z<0.3 ;并且4_a-z>0 ;并且其中所述磷光體組合物中存在的所述鋁的至少一部分源自Y氧化鋁。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述反應混合物進一步包括至少一種稀土金屬氧化物。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述反應混合物進一步包括至少一種從由銪、所述稀土金屬、所述第IIIA族金屬和其組合組成的群組中選出的鹵化物化合物。
19.一種照明設備，其包括: (i)輻射源；以及 (ii)磷光體，其以輻射方式與所述輻射源耦合并且在800°C以上的溫度下熱處理時具有從由Sr4Al14O25:Eu2+、Sr4_a_zAaEuzAl14025和其組合組成的群組中選出的式子，其中A為除鍶以外的堿土金屬，O ( a<4 ；0.001<z<0.3 ;并且4_a-z>0 ;并且其中所述磷光體中存在的所述鋁的至少一部分源自Y氧化鋁。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的照明設備，其中磷光體進一步包括三價稀土離子。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的照明設備，其中所述輻射源為汞氣放電。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的照明設備，其中所述輻射源為發(fā)光二極管。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的照明設備，其中所述輻射源和所述磷光體組合物安置在密封殼體中。
【文檔編號】H05B33/14GK103687926SQ201280035620
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月18日
【發(fā)明者】A.M.斯里瓦斯塔瓦, H.A.科曼佐, W.W.比爾斯 申請人:通用電氣公司