[发明专利]用于制作带涂层的硅酸锌磷光体的方法

说明书

技术领域

本发明大体涉及一种用于制作带稀土氧化物涂层的磷光体的方法。确切地说，本发明涉及一种用于制作用在荧光灯中的涂有稀土氧化物的改良型硅酸锌磷光体的方法。

背景技术

荧光灯是低压汞电弧放电装置，其在细长玻璃封装的每一端都有电极，而且在玻璃封装的内表面上包含磷光体涂层。随着使用时间的增加，这种灯的亮度会逐渐降低。在灯工作期间，造成亮度降低的因素有多种。这些因素包括灯变黑、荧光材料老化，以及因汞的吸附作用（反应）而造成荧光材料的发光功效降低。此类灯抵抗亮度降低的能力通常称为光通维持率，以处于给定寿命时的光输出与初始光输出之比来衡量，并且用百分数来表示。

尽管所有荧光灯的亮度都会降低，但对于高输出灯和在放电的不利环境中特别易受降级影响的磷光体而言，亮度降低就是个问题了。虽然光输出降低时或多或少都可能出现上文列出的所有因素，但工作期间导致光输出降低的主要原因之一就是形成了汞化合物，尤其是在磷光体涂层的表面上。这些汞化合物被认为形成了紫外线辐射吸收膜，其阻止磷光体被汞放电辐射充分激发，从而无法达到最大亮度。

锰激活的硅酸锌磷光体就是这样一种易受汞影响的磷光体。这些硅酸盐磷光体是众所周知的荧光材料。当用波长在254纳米范围内的紫外光辐射照射时，磷光体会在可见光谱的绿色区域内发光，而且这种磷光体尤其用在荧光灯和阴极射线管中。此类磷光体的一个实例就是锰激活的正硅酸锌Zn₂SiO₄:Mn。近年来，由于供求失衡导致稀土元素日渐昂贵，因此，无稀土磷光体的重要性已然增加。

之前的多数尝试都注重在灯的内壁或磷光体层上涂覆一层氧化铝、二氧化硅或氧化钇，例如，如US2008/0025027所揭示的那样。也有少数尝试用氧化铝或氧化钇涂覆磷光体颗粒，例如，如美国专利4,925,703、4,396,863和7,341,779所揭示的那样。但由于这些方法具有成本较高的复杂性和/或处理步骤较多而且消耗时间，因此它们并非始终经济适用。

因此，需要开发用于保护硅酸锌磷光体免受降级的新方法。

发明内容

在一个实施例中，提供一种用于制作带涂层的硅酸锌磷光体的方法。所述方法包括以下步骤：在含水条件下，将硅酸锌与稀土化合物组合；以及从组合产物中除去水，以形成粉末。在下一步骤中，将所述粉末燃烧，以形成带涂层的硅酸锌磷光体。

一个实施例提供一种包括以下步骤的方法：将硅酸锌与醋酸钇溶液组合，以形成混合物；干燥所述混合物，以形成粉末；以及燃烧所述粉末，以形成带氧化钇涂层的硅酸锌磷光体。

另一个实施例是一种包括以下步骤的方法：将氧化钇分散（disperse）在水中，以形成浆体（slurry）；将硅酸锌与所述浆体组合，以形成混合物；干燥所述混合物，以形成粉末；以及燃烧所述粉末，以形成带氧化钇涂层的硅酸锌磷光体。

本发明包含以下方面：

方面1.一种用于制作带涂层的硅酸锌磷光体的方法，所述方法包括以下步骤：

(a)在含水条件下，将硅酸锌与稀土化合物组合在一起；

(b)从组合产物中除去水，以形成粉末；以及

(c)燃烧所述粉末，以形成带涂层的硅酸锌磷光体。

方面2.根据方面1所述的方法，其中所述硅酸锌是掺杂锰的硅酸锌。

方面3.根据方面1所述的方法，其中在没有涂层的情况下，所述硅酸锌的平均粒径在约2微米到约10微米的范围内。

方面4.根据方面1所述的方法，其中所述稀土化合物包括从由钪、钇或镧组成的组中选出的稀土元素。

方面5.根据方面4所述的方法，其中所述稀土元素是钇。

方面6.根据方面1所述的方法，其中所述稀土化合物是稀土醋酸盐。

方面7.根据方面6所述的方法，其中将所述稀土醋酸盐溶解在水中。

方面8.根据方面6所述的方法，其中所述稀土化合物包括醋酸钇。

方面9.根据方面1所述的方法，其中所述稀土化合物是稀土氧化物。

方面10.根据方面9所述的方法，其中所述稀土氧化物包括氧化钇。

方面11.根据方面9所述的方法，其中将所述稀土氧化物分散在水中。

方面12.根据方面1所述的方法，其中基于组合之前的硅酸锌量，所述稀土化合物的含量为大于约5%重量比。

方面13.根据方面12所述的方法，其中基于组合之前的硅酸锌量，所述稀土化合物的含量介于约10%重量比与约50%重量比之间。