发光材料的涂覆方法

专利名称：发光材料的涂覆方法
技术领域：
本发明涉及用保护层涂覆发光材料的方法。
本发明还涉及用保护层涂层的发光材料，并涉及装有发光屏的放电灯，该发光屏含此发光材料。
由EP 0476207 A2已知第一段所提到的方法。此文献描述了使用化学气相沉2积对硅酸盐无机发光材料(phosphor)涂层的方法。经涂层的发光材料在灯具生产过程中使用的水性浆料中显示较高的稳定性，并且在例如低压汞放电灯的发光屏中使用时，光输出的性(maintenance of light output)得到改进。化学气相沉积的缺点之一是设备非常昂贵。另外，可以通过从水溶液的均质沉淀对发光材料进行涂层。此方法见于例如WO 96/05265中的描述，并且主要用于涂覆金属氧化物层，该金属氧化物选自Y和Al。后一种方法比化学气相沉积便宜很多，但需要在较低的pH值下完成以便防止大量金属氢氧化物沉淀。然而，许多发光材料(例如有硅酸盐主晶格的材料)在较低pH值发生均质沉淀时易于水解。另外还发现，在水中不水解或几乎不水解的其它发光材料例如反射率和量子效率的光学性能受到低pH值的伤害。
本发明的目的是提供一种利用水溶液中均质沉淀的涂覆发光材料的方法，其中从很大程度上防止了发光材料水解和其光学性能劣化。
按照本发明，如第一段中所述的方法适于此目的，其特征在于，将发光材料分散于水溶性多磷酸盐的水溶液，向该分散液中添加选自Ca、Sr和Ba的金属M水溶性盐的水溶液，此后，从该水分散液中分离出该发光材料并进行干燥和加热。
按照本发明方法的产品是用保护层涂敷的发光材料，其特征在于，该层含通式(M0.5PO3)n的多磷酸盐，其中金属M选自Ca、Sr和Ba。
已经发现，使用本发明方法，金属M的多磷酸盐能很好地在较高的pH值进行沉淀，其中金属M选自Ca、Sr和Ba。结果是，强烈抑制了发光材料的水解和劣化。
使用本发明的分方法已经取得了良好的结果，其中水溶性多磷酸盐为缩聚磷酸钠和/或其中金属M的水溶性盐为硝酸盐。
在发光材料被分散到其中之前，优选将水溶性多磷酸盐水溶液的pH值调节为8～10的范围。发现发光材料的水解和劣化都有效地得到抑制。
为了在发光材料微粒的表面上用多磷酸盐薄层实现致密涂层，在添加金属M水溶性盐的水溶液之前，优选用超声波处理该分散液，以便发光材料解聚(desagglomerate)。
发现此方法非常适于对含硅酸盐主晶格的发光材料进行涂层。对用铅活化的BaSi2O5和用铅活化的(Ba，Sr)2MgSi2O7已经取得良好结果。尤其是选Ca作为M的情形。
发现按照本发明方法涂层的发光材料非常适用于放电放电灯，尤其是低压汞放电灯。
现在将通过描述3个实施方案来举例说明本发明。
第一个实施方案中，用缩聚磷酸钙涂覆用铅活化的BaSi2O5(BSP)。
将2.45克缩聚磷酸钠溶解在150毫升水中。过滤此溶液后添加1000毫升水。通过添加NH3把pH值调节到8.7，并将100克BSP分散到此溶液中。用超声波处理此悬浮液2分钟。制备4.25克Ca(NO3)2溶于180毫升水所成的溶液。将20毫升1M的NH3加入此溶液中。然后在15分钟内将此溶液滴加到此无机发光材料(phosphor)的悬浮液中。通过真空过滤来分离涂层的无机发光材料，并通过分散到400毫升水中然后真空过滤来洗涤两次。在100℃干燥此净化产物2小时。最后，于400℃烧制此无机发光材料1小时。涂层BSP的发射光谱与未涂层BSP的基本上一致(涂层BSP的λmax＝351nm；FWHM＝38nm且未涂层BSP的λmax＝350nm；FWHM＝38nm)。254纳米和350纳米照射的反射系数也几乎一致(未涂层的BSP分别为20％和96％，涂层的BSP分别为20％和98％)。然而，令人惊讶的是，发现涂层BSP的254纳米照射的量子效率比未涂层BSP的高3％(分别为91％和88％)。
第二个实施方案中，用缩聚磷酸钡涂覆用铅活化的BaSi2O5(BSP)。
将1.02克缩聚磷酸钠溶解在100毫升水中。过滤此溶液后添加600毫升水。通过添加NH3把pH值调节到9.2，并将50克BSP分散到此溶液中。用超声波处理此悬浮液2分钟。制备1.96克Ba(NO3)2溶于180毫升水所成的溶液。将20毫升1M的NH3加入此溶液中。然后在15分钟内将此溶液滴加到无机发光材料(phosphor)的悬浮液中。真空过滤分离此涂层的无机发光材料，并分散到200毫升水中然后真空过滤来洗涤两次。在100℃干燥此净化产物2小时。最后，于600℃烧制此无机发光材料2小时。涂层与未涂层BSP的发射光谱基本上一致(λmax＝350nm；FWHM＝38nm)。发现涂层与未涂层BSP的254纳米照射的量子效率分别为93％和88％。254纳米和350纳米照射的反射系数，未涂层BSP的分别为20％和96％，涂层BSP的分别为20％97％。
第三个实施方案中，用缩聚磷酸钙涂覆用铅活化的Sr2MgSi2O7(SMS)。
将0.51克缩聚磷酸钠溶解在50毫升水中。过滤此溶液后添加600毫升水。通过添加NH3把pH值调节到9.4，并将25克SMS分散到此溶液中。用超声波处理此悬浮液2分钟。制备0.885克Ca(NO3)2溶于180毫升水所成的溶液。将20毫升1M的NH3加入此溶液中。然后在15分钟内将此溶液滴加此无机发光材料(phosphor)的悬浮液中。真空过滤分离此涂层的无机发光材料，并分散到200毫升水中然后真空过滤来洗涤两次。在100℃干燥此净化产物2小时。最后，于600℃烧制此无机发光材料1小时。涂层与未涂层SMS的发射光谱几乎一样(未涂层SMS的λmax＝360nm；FWHM＝60nm并且涂层SMS的λmax＝358nm；FWHM＝64nm)。发现涂层与未涂层SMS的量子效率为76％。未涂层SMS与涂层SMS的254纳米照射的反射系数分别为11％和10％。未涂层SMS与涂层SMS的360纳米照射的反射系数分别为97％和90％。
权利要求
1.一种用保护层对发光材料涂覆的方法，其特征在于，将该发光材料分散于水溶性多磷酸盐的水溶液中，向该分散液中添加金属M水溶性盐的水溶液，M选自Ca、Sr和Ba，此后从该水分散液中分离出并且干燥和加热该发光材料。
2.按照权利要求1的方法，其中该水溶性多磷酸盐为缩聚磷酸钠。
3.按照权利要求1或2中所述的方法，其中金属M的水溶性盐为硝酸盐。
4.按照权利要求1、2或3中所述的方法，其中在该发光材料被分散到水溶性多磷酸盐水溶液中之前，将水溶性多磷酸盐水溶液的pH值调节为8～10的范围。
5.按照前述权利要求一项或多项中所述的方法，其中在金属M水溶性盐的水溶液被添加之前，用超声波处理该分散液。
6.用保护层涂层的发光材料，其特征在于，该层含通式(M0.5PO3)n的多磷酸盐，其中金属M选自Ca、Sr和Ba。
7.按照权利要求6的发光材料，包含硅酸盐主晶格。
8.按照权利要求7的发光材料，包含用铅活化的BaSi2O5。
9.按照权利要求7的发光材料，包含用铅活化的(Ba，Sr)2MgSi2O7。
10.按照权利要求7、8或9的发光材料，其中M为Ca。
11.装有发光屏的放电灯，该发光屏包含按照权利要求6～10一项或多项的发光材料。
12.按照权利要求11的放电灯，其中该放电灯为低压汞放电灯。
全文摘要
本发明涉及用金属的多磷酸盐层涂层对发光材料涂覆的方法,其中该金属选自Ca、Sr和Ba。根据本发明,将该发光材料分散于缩聚磷酸钠的水溶液中,添加金属M的硝酸盐水溶液,此后分离、干燥并烧制发光材料。
文档编号H01J61/35GK1275154SQ99801333
公开日2000年11月29日 申请日期1999年8月18日 优先权日1998年8月25日
发明者T·于斯特尔, H·尼科尔, W·马尔, C·R·隆达 申请人:皇家菲利浦电子有限公司