熒光體材料、由其提供的熒光燈及其制備方法
【技術領域】
[0001]總體而言，本發明涉及熒光體材料。更具體而講，本發明涉及能夠在熒光燈中使用且含有較低水平的一種或多種成分如稀土熒光體的稀土元素的熒光體材料。
【背景技術】
[0002]
熒光體表現出熒光且通常用于熒光燈、發光二極管(LEDs)和各種其他應用中。熒光體組合物通常包含用延長發射時間的激活劑摻雜的主體材料。已知多種熒光體組合物，包括稀土化合物和用一種或多種稀土激活劑摻雜的過渡金屬化合物。
[0003]熒光燈通常包括充當包圍含有惰性氣體和汞蒸氣的密封的放電空間的透明玻璃封套的玻璃管。該玻璃管的內表面涂有含有熒光體組合物的層，該層通過例如氧化鋁或鹵熒光體的紫外線(UV)反射屏障層與該管隔開。該汞蒸氣經由施加電流以生成具有主要紫外(UV)波長的輻射而離子化，該輻射繼而被該熒光體組合物所吸收，引起該熒光體組合物的激發以生成發射穿過玻璃管的可見光。
[0004]光源的光譜組成通常通過其顯色指數(color rendering index，CRI)計量，顯色指數為對由光源照亮的物體的心理物理色(psycho-physical colors)符合參考照明體在指定條件下的那些心理物理色的程度的量度。熒光燈的顯色性質和發射輸出可通過使用含有發紅光、綠光和藍光的熒光體的混合物的熒光體層改善，其組合產生看起來是白色的照明。作為一個非限制性實例，已經采用含有以適當比率混合的銪激活的鋁酸鋇鎂熒光體(BaMgAlltlO17:Eu2+;BAM)作為發藍光的熒光體、鈰和鋱共激活的磷酸鑭熒光體(LaPO4:Ce3+，Tb3+;LAP)作為發綠光的熒光體和銪激活的氧化釔熒光體(Y 203:Eu3+;Y0E)作為發紅光的熒光體的受控混合物的熒光體層。如在本領域中所知，術語“激活”是指用銪、鐘、鎮及其他摻雜劑摻雜對于熒光體的熒光的作用。
[0005]鋱目前用于所有高性能綠色熒光體中，例如(La，Ce, Tb) PO4: Ce3+，Tb3+ (LAP)、(Ce，Tb)MgAl11O19:Ce3+，Tb3+ (CAT)和 GdMgB5Oltl:Ce3+，Tb3+ (CBT)中。然而，稀土元素且特別是鋱和銪是相對昂貴的金屬且它們的價格影響熒光體組合物的成本。因而，目前，鋱對綠色熒光體組合物的成本具有顯著的影響，且將需要使鋱和可能的其他稀土金屬對綠色熒光體和采用它們的照明系統的成本影響減至最小。
【發明內容】
[0006]本發明提供熒光體粒子、使用它們來制造熒光燈的方法和利用所述粒子的熒光燈。
[0007]根據本發明的第一方面，熒光體粒子包括由殼圍繞的核，且所述殼含有用至少Tb離子摻雜(激活)的GdMgB5Oltl作為吸收紫外光子以發射綠色光譜光的含稀土的熒光體組合物。所述核由在化學上與所述殼的含稀土的熒光體組合物相容的無機材料形成，但其不含故意加入的鋱。
[0008]根據本發明的第二方面，熒光燈包括包圍放電空間的玻璃封套和在所述玻璃封套的內表面上的熒光體材料。所述熒光體材料包含熒光體粒子，且所述熒光體粒子中的至少一些包括由殼圍繞的核。所述殼含有用至少Tb離子摻雜的GdMgB5Oltl作為吸收紫外光子以發射綠色光譜光的含稀土的熒光體組合物。所述核由在化學上與所述殼的含稀土的熒光體組合物相容的無機材料形成，但其不含故意加入的鋱。
[0009]本發明的另一方面為制造熒光燈的方法。所述方法包括形成各自包括由殼圍繞的核的焚光體粒子。所述殼含有用至少Tb離子摻雜的GdMgB5Oltl作為吸收紫外光子以發射綠色光譜光的含稀土的熒光體組合物。所述核由在化學上與所述殼的含稀土的熒光體組合物相容的無機材料形成，但其不含故意加入的鋱。所述熒光體粒子隨后沉積在玻璃封套的內表面上。
[0010]本發明涉及以下方面:
第I項.熒光體粒子，其包括由殼圍繞的核，所述殼含有用至少Tb離子摻雜的GdMgB5Oltl作為吸收紫外光子以發射綠色光譜光的含稀土的熒光體組合物，所述核由在化學上與所述殼的含稀土的熒光體組合物相容的無機材料形成，且所述核不含故意加入的鋱。
[0011]第2項.第I項的熒光體粒子，其中所述核不含鋱。
[0012]第3項.第I項的熒光體粒子，其中所述含稀土的熒光體組合物為GdMgB5Oltl: Ce3+, Tb3+。
[0013]第4項.第I項的熒光體粒子，其中所述殼由用至少Tb離子摻雜的GdMgB5Oltl組成。
[0014]第5項.第I項的熒光體粒子，其中所述殼由GdMgB5Oltl: Ce3+，Tb3+組成。
[0015]第6項.第I項的熒光體粒子，其中所述核的無機材料為選自LaPO4、Al2O3、Y2O3和Gd2O3的至少一種化合物。
[0016]第7項.第I項的熒光體粒子，其中所述核完全包在所述殼內。
[0017]第8項.第I項的熒光體粒子，其中所述粒子為在熒光燈的玻璃管的表面上的層的成分。
[0018]第9項.熒光燈，其包括:
包圍放電空間且具有內表面的玻璃封套；和
在所述玻璃封套的內表面上的熒光體材料，所述熒光體材料包含熒光體粒子，所述熒光體粒子中的至少一些包括由殼圍繞的核，所述殼含有用至少Tb離子摻雜的GdMgB5CU乍為吸收紫外光子以發射綠色光譜光的含稀土的熒光體組合物，所述核由在化學上與所述殼的含稀土的熒光體組合物相容的無機材料形成，且所述核不含故意加入的鋱。
[0019]第10項.第9項的熒光燈，其中所述核不含鋱。
[0020]第11項.第9項的熒光燈，其中所述含稀土的熒光體組合物為GdMgB5Oltl: Ce3+, Tb3+。
[0021]第12項.第9項的熒光燈，其中所述殼由用至少Tb離子摻雜的GdMgB5Oltl組成。
[0022]第13項.第9項的熒光燈，其中所述殼由GdMgB5Oltl: Ce3+，Tb3+組成。
[0023]第14項.第9項的熒光燈，其中所述核的無機材料為選自LaP04、A1203、Y2O3和Gd2O3的至少一種化合物。
[0024]第15項.第9項的熒光燈，其中所述核完全包在所述殼內。
[0025]第16項.第9項的熒光燈，其中所述熒光體材料在所述玻璃封套的內表面上作為單層涂層存在。
[0026]第17項.制造熒光燈的方法，所述方法包括:
形成熒光體粒子，其各自包括由殼圍繞的核，所述殼含有用至少Tb離子摻雜的GdMgB5Oltl作為吸收紫外光子以發射綠色光譜光的含稀土的熒光體組合物，所述核由在化學上與所述殼的含稀土的熒光體組合物相容的無機材料形成，且所述核不含故意加入的鋱；和
使所述熒光體粒子沉積在玻璃封套的內表面上。
[0027]第18項.第17項的方法，其中所述含稀土的熒光體組合物為GdMgB5Oltl: Ce3+, Tb3+。
[0028]第19項.第17項的方法，其中所述殼由用至少Tb離子摻雜的GdMgB5Oltl組成。
[0029]第20項.第17項的方法，其中所述核的無機材料為選自LaP04、Al203、Y203和Gd2O3的至少一種化合物。
[0030]本發明的技術效果是能夠通過將綠色熒光體材料的鋱含量限于粒子的外殼而在由該粒子構成的綠色熒光體材料中使用較少的鋱，使得粒子的內核由不含任何故意加入的鎮的無機材料形成。
[0031]本發明的其他方面和優勢將從以下發明詳述中更好地理解。
【附圖說明】
[0032]圖1代表熒光燈、該燈的玻璃管的局部橫截面圖和提供有含有熒光體材料的層的管的內表面。
【具體實施方式】
[0033]圖1示意性表示本領域已知類型的熒光燈10。燈10包括限定、包圍并密封燈10的放電空間14的例如由鈉鈣硅酸鹽玻璃形成的細長的玻璃封套12以及一對基座20。放電空間14含有具有可離子化以產生包括紫外(UV)波長的輻射的至少一種成分的氣體混合物。根據現有技術狀態，這種氣體混合物將包括持續放電的填料，通常為一種或多種惰性氣體(例如，氬氣)或一種或多種惰性氣體與其他氣體在低壓下的混合物，以及少量的汞蒸氣。一對隔開的電極16與從玻璃封套12的兩端的基座20延伸的電觸點18電連接。熒光體材料存在于玻璃封套