制备磷光体的方法技术

提供一种磷光体组合物（１０／１５），该磷光体组合物包括第一磷光体（２０），该第一磷光体包括发射可见光的磷光体；以及平均主晶体尺寸小于约１００ｎｍ的第二磷光体（３０）。第二磷光体（３０）包括至少一种选自可见光发射磷光体、紫外（ＶＵＶ）光发射磷光体以及量子分裂磷光体的磷光体。还提供一种制备磷光体组合物的方法（６０）。该方法包括如下步骤：提供第一磷光体（７０），该第一磷光体包括发射可见光的磷光体；提供平均主晶体尺寸小于约１００ｎｍ的第二磷光体（８０），并将第二磷光体设置在第一磷光体（８０）上。第二磷光体（３０）包括至少一种选自可见光发射磷光体、紫外（ＶＵＶ）光发射磷光体以及量子分裂磷光体的磷光体。

【技术实现步骤摘要】

一般来说，本专利技术涉及一种混合的磷光体组合物的制备方法。
技术介绍
在低压汞蒸汽放电灯中，光线是基于如下的原理产生的即在气体放电过程中，在灯内充满的含汞气体中产生等离子体并发射出主要在紫外(“UV”)波长范围内的电磁(“EM”)辐射。低压汞蒸汽放电发射出的UV射线集中在约254nm和约185nm的波长。用通常涂覆在灯罩上的磷光体将UV辐射转变成可见光。已知的低压汞蒸汽放电灯的一个缺点是，由于磷光体涂层上至少一些入射的UV辐射的作用、磷光体表面汞离子和电子的再结合、以及磷光体层上受激的汞原子和电子的入射所导致的退化，磷光体的发射率有随时间而降低的趋势。这种发射率的损失导致在灯的使用寿命期间电-光效率降低。在VUV(真空紫外)辐射，尤其是波长低于200nm的那部分VUV辐射的影响下这种退化尤其显著。光源中磷光体的退化典型地表现为发出的光线颜色发生变化。此外，用在电流荧光灯中的大部分磷光体只对波长254nm左右的辐射敏感，结果是波长约185nm的汞放电辐射对灯的总的光输出没有作用。因此，我们致力于寻找提高汞放电灯光效率的方法。一种方法是在灯罩的内表面使用磷光体颗粒和粒径约20nm的纳米氧化铝颗粒的混合物作涂层。氧化铝颗粒吸收VUV辐射，但是可透过254nm波长的UV辐射。可以认识到的是，该方法仍然使一些VUV辐射入射到磷光体颗粒上。然而，氧化铝不发光，因而无助于提高灯的效率。但是，另一种方法使用一种双层的微米级的磷光体涂层。暴露在汞放电中的第一层能够吸收VUV辐射并发出波长为230至280nm的光。第二层设置在第一层和灯罩的内表面之间，其包括吸收较短波长UV辐射并发出可见光的磷光体。然而，由于254nm辐射的显著散射，该方法会导致性能退化。因此，需要继续寻找其它的提高光输出并降低发光损失的方法。也很需要在达到该目标的同时提高这些设备的电-光效率。
技术实现思路
本专利技术通过一种制备磷光体组合物的方法满足了这些以及其它需求。因此，本专利技术的一个方面是提供一种磷光体组合物。该磷光体组合物包括第一磷光体，该第一磷光体包括发射可见光的磷光体；以及平均主晶体尺寸小于约100nm的第二磷光体。第二磷光体包括至少一种选自可见光发射磷光体、紫外(VUV)光发射磷光体以及量子分裂(quantum splitting)磷光体的磷光体。本专利技术的第二个方面是提供一种制备磷光体组合物的方法。该方法包括如下步骤提供第一磷光体，该第一磷光体包括发射可见光的磷光体；提供平均主晶体尺寸小于约100nm的第二磷光体，将该第二磷光体设置在所述第一磷光体上。第二磷光体包括至少一种选自可见光发射磷光体、紫外(VUV)光发射磷光体以及量子分裂磷光体的磷光体。附图说明在参照附图阅读了随后的详细描述之后，本专利技术的这些以及其它的特征、方面和优点将变得更好理解，在所有附图中，同样的标记代表同样的部件，其中图1是根据本专利技术一个实施方案的磷光体组合物的图示；图2是根据本专利技术另一个实施方案的磷光体组合物的图示；图3是沉积在Y2O3:Eu3+上的LaPO4:Pr3+的透射式电子显微镜(TEM)图像；图4是设置在Y2O3:Eu3+上的LaPO4:Pr3+的高分辨透射式电子显微镜(HRTEM)图像；图5是具有和不具有LaPO4:Pr3+涂层的Y2O3:Eu3+的发射光谱；以及图6，7和8以及9是表示根据本专利技术某些实施方案制备磷光体组合物的方法的流程图。具体实施例方式在以下的描述中，在附图所表示的几个视图中用同样的参考标记来表示同样的或相应的部件。还可以理解的是，诸如“顶部”、“底部”、“向外”、“向内”以及类似的其它术语是为了表达的方便，而不能将其解释为限定性的词语。另外，在说本专利技术的某个特定的方面包括一组中的许多元素的至少一种及其组合或者由一组中的许多元素的至少一种及其组合组成时，应当理解为该方面包括该组元素中的任意一种或者由该组元素中的任意一种组成，无论是单个的或者是与该组中的其它元素相结合。通常，提到附图时，应当理解为该图是为了描述本专利技术的一个实施方案，而非将本专利技术限制于其中。此处使用的“混合磷光体组合物”或者简单地称为“磷光体组合物”是指磷光体的复合物，其中第二磷光体可以与第一磷光体的组成相同，也可以与第一磷光体的组成不同。在某些实施方案中，将第二磷光体设置在第一磷光体上。一个紫外(UV)光子转变成一个以上的可见(vis)光子，导致发光的量子效率大于1，这称为量子分裂。根据本专利技术两个不同实施方案的磷光体组合物的图示在图1和图2中表示。该磷光体组合物包括第一磷光体(20)，该第一磷光体包括发射可见光的磷光体；以及平均主晶体尺寸小于约100nm的第二磷光体(30)。第二磷光体包括至少一种选自可见光发射磷光体、紫外光发射磷光体以及量子分裂磷光体的磷光体。在一个实施方案中，如图1所示，磷光体组合物10包括以不连续颗粒层沉积在第一磷光体20上的第二磷光体30。在另一个实施方案中，如图2所示，磷光体组合物15包括以基本连续的壳沉积在第一磷光体20上的第二磷光体30。当第二磷光体30以不连续颗粒层沉积在第一磷光体20上时，在一个实施方案中，该层的厚度从约10nm至约1000nm。在另一个实施方案中，该层的厚度从约20nm至约600nm，在又一个实施方案中，该层的厚度从约40nm至约500nm。该颗粒层可以包括多个亚层；多个亚层的总厚度通常在上面所提到的几个厚度范围之一内。当第二磷光体30以基本连续的壳沉积在第一磷光体20上时，可能存在一些间断，只要这种间断不导致混合磷光体组合物在使用时的发光性质发生显著退化即可。可以改变磷光体组合物中第一和第二磷光体的量来适应特定用途的要求。加入增加量的第二磷光体的效果会随着所使用的特定的第一和第二磷光体而变化。在一个实施方案中，第二磷光体的量为磷光体组合物的约1-约99重量％。在某些实施方案中，第二磷光体的量在约20-约35重量％的范围内，在特定的实施方案中，该量在约15-约25重量％的范围内。在某些实施方案中，第一磷光体包括许多至少一个方向上的尺寸在约10纳米至约10微米范围内的颗粒。在某些实施方案中，第一磷光体包括许多至少一个方向上的尺寸在约500纳米至约5微米范围内的颗粒，在特定的实施方案中，至少一个方向上的尺寸在约1微米至约3微米范围内。优选第二磷光体30具有纳米范围内(＜100nm)的尺寸，这样它不会减弱第一磷光体发出的光。在某些实施方案中，第二磷光体包括许多至少一个方向上的尺寸在约20纳米至约80纳米范围内的颗粒，在另一些实施方案中，第二磷光体包括许多至少一个方向上的尺寸在约30纳米至约40纳米范围内的颗粒。第一和第二磷光体可以是任何形貌。它们可能具有相同或不同的形貌。合适的形貌包括但并不限于球状、椭球状、拉长的小盘状、棒状、针状。在一些实施方案中，第一磷光体主要吸收至少一部分波长在电磁波谱的约120nm至约500nm范围内的电磁辐射，并主要发射出至少一部分波长在电磁波谱的约220nm至约750nm范围内的电磁辐射。在某些实施方案中，第一磷光体包括至少一种磷光体，选自BaMg2Al16O27:Eu2+；CeMgAl11O19:Tb3+；Y2O3:Eu3+；(Ba，Sr，Ca)5(PO4)3(Cl，F，OH):Eu2+；(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备磷光体组合物的方法（６０），包括：ｉ）提供第一磷光体（７０），该第一磷光体包括可见光发射磷光体；ｉｉ）提供平均主晶体尺寸小于约１００ｎｍ的第二磷光体（８０），其中该第二磷光体（３０）包括至少一种选自可见光发射磷光体、紫外（ＶＵＶ）光发射磷光体以及量子分裂磷光体的磷光体；以及ｉｉｉ）将所述第二磷光体设置在所述第一磷光体上（８０）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：SPM罗赖洛，SJ斯托克罗萨，AA塞特卢尔，AM斯里瓦斯塔瓦，M马诺哈兰，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]