[發明專利]長余輝的紅光發光磷光體及其制備方法

在審

• 申請號: 202211118344.3
• 申請日: 2022-09-14
• 公開（公告）號: CN115838594A
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 王寒;楊清乙;李基凡
• 申請（專利權）人: 納米及先進材料研發院有限公司
• 主分類號: C09K11/66
• 分類號: C09K11/66
• 代理公司: 北京世峰知識產權代理有限公司 11713
• 代理人: 王建秀;劉小立

一種長余輝紅光磷光體，由Mg_xZn_yGe_zO₃：aMn²⁺，bEu³⁺，cR³⁺表示。磷光體是一種基于氧化物化合物的白色粉末。磷光體粉末合成工藝是環境友好的，不需要助燒氣體，并且在燒結期間及之后不產生有害氣體。磷光體粉末可以被紫外光激發且化學性質穩定。

技術領域

本發明申請要求2021年9月21日提交的第63/261416號美國臨時專利申請的優先權，其全文通過引用特此并入。

本發明涉及一種具有長效長余輝紅光的磷光體。

背景技術

長余輝是一種光學現象，是指在移除激發光源后，材料可以長時間發光。通常是材料吸收高能量的光如紫外光，逐漸轉變成低能量的光如可見光。因此在輻照停止后，它們會持續發光，亮度在幾毫秒到幾天內衰減到肉眼不可感知的水平。

迄今為止，最常見的長余輝發光材料是綠光磷光體。例如MAl₂O₄系列，其中M為Ca、Sr、Ba，當摻雜Eu²⁺和Dy³⁺后，在數小時內呈現綠光余輝。與綠光發光材料相比，紅光長余輝材料報道較少，其主要問題是：化學性質不穩定，放置于空氣中容易分解；需要在特殊氣氛中合成；粉體顏色非白色；余輝時間短；余輝波長并非純紅光。例如，硫化物磷光體如ZnS：Cu²⁺，Mn²⁺(余輝為橙紅光)存在化學性質不穩定、粉末顏色為淺橙色、熱穩定性差以及不耐濕等問題。

通常，粉末顏色在發光塑料產品中至關重要。它被用作塑料母粒中的摻雜劑，當非白色塑料母粒與非白色粉末混合時會出現顏色偏差。雖然基于氧硫化物的紅光磷光體，如Y₂O₂S：Eu³⁺，Mg²⁺，Ti⁴⁺(余輝為橙紅光)是白色粉末，但它們都需要特殊燒結氣氛，例如硫和還原氣氛。且因為化學性質不穩定，燒結后會持續放出硫磺味氣體。專利US 10,845,762中披露的另一種橙紅光無硫磷光體為化合物MSi₂O₂N₂：Yb，R，其中M是金屬元素。當合成該化合物時，需要H₂/N₂混合氣體助燒。

一些研究小組已經報道了(Mg，Zn)GeO₃系列紅光磷光體，其中摻雜劑為Mn和Eu。他們發現，(Mg_0.5Zn_0.5)GeO₃：Mn²⁺，Eu³⁺樣品在UV光輻照停止后1小時的發光光強比MgGeO₃：Mn²⁺，Eu³⁺強46倍，比深紅光長余輝磷光體ZnGa₂O₄：Cr³⁺強11倍。然而，余輝強度和發光時間仍遠低于基于MAl₂O₄的綠光磷光體。

因此，提供一種消除或至少減少上述缺點和問題的新型紅光磷光體是很有必要的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種紅光長余輝磷光體白色粉末，其具有很好的化學穩定性且制作中不需要特殊燒結氣氛。本發明所描述的磷光體的余輝持續時間可以持續幾分鐘到幾小時；根據所設計的主體材料不同的配方和摻雜劑，初始余輝強度甚至可以比報道的(Mg_0.5Zn_0.5)GeO₃：Mn²⁺，Eu³⁺磷光體高10倍，而且不會影響余輝持續時間。在本發明的實施例中，紅光長余輝磷光體可以通過可見光激發。