[發明專利]新的長衰變無機發光材料

有效

• 申請號: 201310048279.6
• 申請日: 2013-02-06
• 公開（公告）號: CN103242834A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: D·伯納;R·吉羅德;H·U·古德爾;C·肯澤曼;I·里戈蒂
• 申請（專利權）人: 勞力士有限公司
• 主分類號: C09K11/64
• 分類號: C09K11/64
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司 11285
• 代理人: 蘇萌;鐘守期

技術領域

本發明涉及包括稀土元素活化的鋁酸鍶的長衰變無機發光材料(phosphor)以及制備它們的方法。

背景技術

具有稀土元素(RE)摻雜劑的鋁酸鍶自從1990年已在手表應用中被用作余輝磷光材料，并且已經取代了先前的氚+無機發光材料結合物。兩種物相已顯示出適合該應用的性能：Eu²⁺/Dy³⁺摻雜的SrAl₂O₄相，其在520nm(綠色)附近具有發光最大值；和較不經常使用的Eu²⁺/Dy³⁺摻雜的Sr₄Al₁₄O₂₅相，其在490nm(藍色)附近具有發光最大值。雖然綠色發光相是廣泛應用的，但藍色發光材料在余輝(persistence)方面和在黑暗中感知強度方面顯示出了優異的性能。

為評估長余輝無機發光材料的性能，主要考慮到完全充能的材料在黑暗中于一個給定的時間后——例如200或800分鐘后——的發光強度。許多參數影響發光強度，其中包括在最終產品中存在的不同的鋁酸鍶相的比率，該比率與原材料的元素組成相關(例如Al/Sr的摩爾比、稀土元素/Sr的摩爾比和使用B作為合成中的熔劑(flux))。除了這些“固有”的特性外，粉末顆粒的形狀和尺寸分布，以及粘合劑的類型和用量和無機發光材料層的最終厚度也影響發光強度。

此外，在發光強度對選擇材料來說至關重要的同時，出于審美的考慮，材料在環境光下被感知到的日間顏色也是非常重要的。純相Eu²⁺/Dy³⁺摻雜的Sr₄Al₁₄O₂₅無機發光材料具有獨特的黃色，該顏色通常不適于審美。因此，通常添加著色劑修飾該顏色，以柔和黃色色調。添加這種稀釋材料——其不是余輝無機發光材料——不可避免地降低了產品的磷光強度。

可獲得大量關于磷光稀土元素摻雜的SrAl₂O₄和Sr₄Al₁₄O₂₅化合物的文獻。在大多數文獻中該化合物的特征在于原材料中的元素濃度，而不是在最終產品中的元素濃度。然而，原材料的化學組成確定了最終產品的化學組成，因為金屬離子的比率明確地確定了氧含量，從而確定了最終產品的組成。然而，如果進行額外的處理(例如洗滌，其可以選擇性地除去某些可溶相，從而改變分析的金屬比率)，則原材料和最終產品之間可能會出現差異。

EP0622440A2似乎是關于基于MAl₂O₄的余輝無機發光材料(其中M代表二價的堿土金屬離子)的第一項專利申請。有關于這種材料的更早的文獻，但其是關于照明燈和顯示器無機發光材料的應用。其主要的教導是使用兩種稀土元素摻雜劑(例如，除Eu之外還有Dy)可顯著增加余輝。在該文獻中描述了在原材料中具有固定的化學計量比Al/Sr＝2.0的材料。

EP0710709A1涵蓋具有較大范圍x的組合物M_(1-x)Al₂O_(4-x)。提及了添加硼酸作為合成中的熔劑，以及摻雜Eu²⁺和寬范圍的其他離子，包括Dy³⁺。通用組合物M_(1-x)Al₂O_(4-x)涵蓋了SrAl₂O₄(X＝0)和Sr₄Al₁₄O₂₅(X＝0.429)材料。然而，所有給出的數據(X-射線、光譜)和實施例均針對基于SrAl₂O₄的無機發光材料。