專利名稱：制備使用壽命長的電熒光物質的方法
本申請要求申請日為1998年6月2日的暫時專利申請文件No.60/087,697的權益。
本發明涉及帶有涂層的顆粒，特別是帶有共形涂層(conformal coating)的顆粒。更具體地說，本發明涉及熒光物質(phosphor)，特別是帶有涂層的電熒光物質(eleetroluminescent phosphor)，涂層保護電熒光物質，防止電螢光物質吸收水分，以大幅度地增加其壽命與效率。
從美國專利US4,585,673、US4,828,124、US5,080,928、US5,118,529、US5,156885、US5,220,243、US5,244,750和US5,418,062中可以了解到帶有涂層的熒光物質。從上述的某些專利中可知，涂層前體和氧氣可以用以涂覆保護性的涂層。比如參見美國專利US5,244,750和US4,585,673。在這些專利的其它幾項專利中，涂覆方法是采用化學蒸汽沉積、通過水解來形成保護性涂層。另外，美國專利申請S.N.(代理人編號97-2-742，申請日為1998年9月16日，并轉讓給本發明的受讓人，其內容也包含在本申請中作為參考文獻)也公開了一種利用化學蒸汽沉積、并使用氧氣/臭氧作為反應試劑來涂覆熒光物質顆粒的方法。后一方法在無水或水蒸汽的條件下操作。在進一步增強這種帶有涂層的熒光物質的效率和壽命方面，這將是進展。
因此本發明的一個目的是克服現有技術的缺點。
本發明的另一目的是增強帶有涂層的熒光物質的作用效果。
本發明的又一目的是提供一種不用水或水(蒸汽)的熒光物質涂覆方法。
在本發明的一個方面，這些目的是通過一種涂覆螢光物質顆粒的方法來實現的向反應器中引入惰性氣體；將熒光物質顆粒加入到反應器中并使之流化；加熱反應器到反應溫度；向所述的反應器中引入涂層前體并使溫度保持足夠長的時間，使熒光物質顆粒被涂層前體飽和；進一步向反應器中引入涂層前體；向反應器中引入氧氣/臭氧的混合物；維持惰性氣體流、氧氣/臭氧混合物流以及進一步供給涂層前體，并使其保持足夠長的時間以涂覆熒光物質顆粒。
這種方法得到的燈發光壽命超過1000小時，其效率超過5.3流明/瓦(lm/watt)，24小時的光輸出量高于23英尺-朗伯。
為了更好地理解本發明、以及本發明的其它的、進一步的目的、優點和適用性，可以參考下文及所附的權利要求。
實施例進行了三個涂覆實驗，用來研究預處理對帶有涂層的電熒光物質的發光性能的影響。在所有實施例中所應用的熒光物質均為ZnS:Cu，這是一種已知的Osram Sylvania Inc.公司制造的電熒光材料SYLVANIA 728型、Towanda、PA，在每次實驗中均向反應器中加入2.5kg的該物質。
流化床反應器(反應器)是一個直徑為2英寸、高為36英寸的石英管。反應物的實際高度約18英寸，反應器中有一個操作速度為60轉/分的振動混合器。用一個外部爐加熱。熱電偶設置在粉末床的中間部位，用以控制反應器的溫度在±3℃的波動范圍內。氧氣/臭氧混合物的制備是使氧以4.6升/分鐘的流速通過臭氧發生器，從而使混合物中的臭氧含量達5-7％。該氣體混合物通過位于振動盤上方的振動混合器的空心軸上環形分布的一系列小孔進入反應器中。在所有實施例中，涂層前體均為三甲基鋁(TMA)，惰性氣體均為氮氣。
第一個試驗(EL 236B)作為對比，其中TMA和氧氣/臭氧同時進入反應器中，開始涂覆過程，就象在上述待審定申請中所描述的那樣。
第二個試驗(EL 234B)在開始涂覆過程之前以氧氣/臭氧混合物作為預處理劑。在反應器溫度到達180℃后，6％的臭氧流以4.6升/分鐘的流速流入到反應器中。熒光粉首先用氧氣/臭氧飽和30分鐘，然后再引入TMA開始涂覆過程。
第三個試驗(EL 235B)增加了涂層前體的預處理步驟。這一步驟包括在2.5升/分鐘的TMA/N2物流中懸浮熒光顆粒。在引入氧氣和臭氧之前，將熒光物質表面用TMA涂層前體在180℃下飽和10分鐘。在預處理步驟完成后，三個涂覆實驗都在相同的流速條件下、在180℃下進行48小時。帶有涂層的熒光物質在MylarTM中進行發光測試。結果示于表Ⅰ中。
所有樣品的發光性能都很好，即它們的壽命超過1000小時，效率超過5.3流明/瓦(lm/watt)，24小時的光輸出量高于23英尺-朗伯。從表1的測試數據可以看出，用氧氣/臭氧進行預處理對樣品的發光性能影響很小。但是用涂層前體預處理過的樣品(EL 235B)具有較好的發光性能，在1000小時時其光輸出量的損耗要少一些，并且其效率好，壽命長。
盡管這里已經展示并描述了現今考慮到的本發明的優選實施方案，但對于本領域的熟練技術人員來說，可以從中得到各種不偏離本發明權利要求書所限定的范圍的變化和改進，這是顯而易見的。
權利要求
1．一種涂覆熒光物質顆粒的方法，該方法的步驟包括向反應器中引入惰性氣體；向所述反應器中加入熒光顆粒；加熱所述反應器到反應溫度；向所述反應器中引入涂層前體、并持續足夠長的時間使所述熒光顆粒被所述涂層前體飽和；繼續向所述反應器中引入涂層前體；向所述反應器中引入氧氣/臭氧混合物；維持所述惰性氣體流、氧氣/臭氧混合物流以及進一步的涂層前體的供應，使之持續足夠長的時間，以涂覆所述的熒光物質顆粒。
2．權利要求1的方法，其中所述的涂層前體為三甲基鋁。
3．權利要求1的方法，其中所述的氧氣/臭氧混合物中含約5-6wt％的臭氧。
4．權利要求1的方法，其中所述的惰性氣體為氮氣。
5．權利要求1的方法，其中所述的反應溫度約180℃，所述的飽和時間約10分鐘。
6．權利要求1的方法，其中涂覆所述熒光物質的足夠時間為大約40-70小時之間。
7．權利要求1的方法，其中所述的熒光物質顆粒在攪拌條件下加入到所述的反應器中。
8．權利要求7的方法，其中所述的攪拌是在引入所述的氧氣/臭氧混合物的過程中一直維持的。
9．按照權利要求1的方法制備的帶有涂層的熒光物質。
10．按照權利要求1的方法制備的帶有涂層的電熒光物質。
11．按照權利要求1的方法制備的帶有涂層的顆粒。
全文摘要
一種涂覆熒光物質顆粒的方法，該方法包括向反應器中引入惰性氣體和向反應器中加入熒光物質顆粒。然后將反應器加熱到反應溫度，引入涂層前體，并使反應溫度維持足夠長的時間使熒光物質顆粒被涂層前體飽和。然后，繼續向反應器中引入涂層前體及氧氣/臭氧混合物。惰性氣體物流、氧氣/臭氧混合物流、進一步的涂層前體均供應足夠長的時間，以涂覆熒光物質顆粒。
文檔編號C09K11/08GK1237611SQ99108010
公開日1999年12月8日 申請日期1999年6月1日 優先權日1998年6月2日
發明者范振文, R·G·W·金格里希, D·E·本亞明 申請人:奧斯蘭姆施爾凡尼亞公司