專利名稱：以銅和氯活化的硫化鋅電致發光磷光體的制備方法
技術領域：
本發明涉及磷光體，更具體地說涉及電致發光磷光體。再具體說涉及改進這種磷光體的半壽命的方法。
背景技術：
磷光體是一類已知的在一種能量形式激發下會發射電磁輻射的材料。通常，磷光體的發射是在可見光譜范圍。這些磷光體是由其所敏感的能量形式來描述的，因此可分為陰極射線管磷光體，它被電子撞擊激發而放射；光致發光磷光體，它由錒系輻射激發而發射；X-射線磷光體，它由X-射線撞擊激發而發射；和電致發光(EL)磷光體，它在交變電場中受激發而發射。本發明涉及這后一種材料，特別是基于由Cu和Cl活化的ZnS的磷光體。
EL磷光體有許多工業上的應用，如LCD背光燈、復印機、汽車操縱盤顯示器、夜間燈、控制盤照明、應急照明、表盤等。它們的重要性在于其長壽命和高電阻，使其運行非常經濟；但是，這些大部分是磷光體的材料會隨時間損失其一些光效率。
因此能增加這些材料的壽命是對現有技術的改進。
發明內容
本發明的目的是消除現有技術的缺點。
本發明的另一目的是改進EL磷光體。
本發明一方面的目的是通過改進ZnS∶Cu，Cl電致發光磷光體的半壽命方法來達到的，其中的改進包括將由ZnS∶Cu，Cl組成的預先第一次燒制過的材料與一定量的MgSO4·7H2O一起燒制，以形成第二燒制材料，其用量為0.015-0.15摩爾MgSO4·7H2O/摩爾ZnS。
由此處理過的磷光體的半壽命的改進達14％。
本發明最佳實施模式為較好地理解本發明及其它目的和優點以及其效能，可參閱下列內容和所附權利要求。
第一燒制材料按如下制備將合適量(如現有技術已知的)的含1重量％氯化物的ZnS、作為主活化劑的CuSO4和ZnO與按ZnS重量計的含30％BaCl2、3％MgCl2和2％NaCl2的助熔劑材料混合在一起。該混合材料置于有蓋的坩堝中，并在1205℃的爐中燒制2小時15分鐘。為了得到較小粒度的第一燒制材料，燒制時間通常限制到3小時。
燒制后，從爐中取出塊狀物、冷卻并用去離子水(下稱D1)洗滌以去除助溶劑、然后干燥該材料。干燥的材料再經機械功如在粉碎機中破碎一定的時間，以導致或增加六角形ZnS向立方形ZnS的轉變。破碎時間通常約為1.5小時。在該處理階段的第一燒制材料基本上是EL非活性的。
在現有技術中，這種第一燒制材料要接著與CuSO4和ZnSO4·7H2O一起經第二次燒制以形成EL磷光體。此材料作為下面說明的對照試樣。已發現，如果用MgSO4·7H2O取代ZnSO4·7H2O可使EL磷光體有明顯改進。
為說明本發明，利用兩組第一燒結材料(下稱FFM)。列于表I中的代號為351-47的第一組是在第一步燒制中燒制3小時。列于表II中的代號為351-69的第二組是第一步燒制中燒制5小時15分鐘。表I和表II給出在第二次燒制中的組分和使用的量。
表 I
表 II
將這些材料裝入塑料瓶中，并在振蕩器上混合20分鐘。取出混合的材料并破碎其塊狀物。將該材料裝入100ml的氧化鋁坩堝中，用氧化鋁蓋蓋上并在700℃電爐中燒制2小時15分鐘。在燒制并冷卻到室溫后，將坩堝從爐中取出。冷的塊狀物用去離子水至少洗滌兩次。每次洗滌均為每75g的第二燒制材料用1.242升去離水。該材料經水洗后再用酸洗以去除過量的銅和所有其它的助熔添加劑和雜質。所用的酸為醋酸(每75g的第二燒制材料用0.777升熱的去離子水+148.8ml的冰醋酸)。然后經酸洗后的材料再次用去離子水漂洗至少兩次或直到pH約為6。
所得的無酸材料再用KCN溶液洗滌(每75g的第二燒制材料用0.777升熱的去離子水+37.54g的KCN)，并使其沉降20-30分鐘。在傾析掉KCN后，該磷光體材料再次用去離子水洗滌以卻除所有痕量的KCN殘余物。這時磷光體材料從綠灰色變成淺綠色。該磷光體經過濾、在約120℃下干燥4-16小時，然后通過-325綱目的不銹鋼篩過篩。將所得磷光體作成燈并進行測試，其結果列于表III。
表 III
與從同一組ZnS∶Cu，Cl材料制備的對照試樣相比，在第二燒制材料中用MgSO4·7H2O代替ZnSO4·7H2O改進了磷光體的半壽命。24小時的亮度基本上保持恒定，與第一燒制材料的燒制時間無關；但是，平均來看用5小時15分鐘的第一步燒制時間制備的試樣比3小時燒制時間的材料得到更亮的磷光體。
磷光體的半壽命開始隨MgSO4·7H2O用量的增加而增加，然后隨其用量增加而下降。用3小時的第一步燒制時間制備的材料的實驗表明，按0.015摩爾MgSO4·7H2O/摩爾ZnS加入時，其壽命改進達14％。用5小時15分鐘的第一步燒制時間合成的磷光體的半壽命也表明改進達14％，但是按較高量(即0.03摩爾)MgSO4·7H2O/摩爾ZnS加入，超過此加入量，壽命基本上恒定。
由第一步燒制的兩組材料合成的試樣表明，與每組中的對照試樣相比，其Y值基本上不變。但是用5小時15分鐘的第一步燒制時間的材料制備的試樣與3小時第一步燒制時間的材料制備的試樣相比，其Y值要高20。
從兩組樣品看，最終的粒度是相似的，與第一步燒制的材料無關。X-射線衍射數據(XRD)表明，由5小時15分鐘燒制的材料合成的試樣有近80％的立方相。由3小時燒制的材料合成的試樣僅有＜50％的立方相。對351-69系列試樣記錄的較高亮度可能是由于ZnS向立方相有較高百分數的轉變。
因此，本發明提供了一種制備有較長半壽命的電致發光磷光體的方法。
盡管描述了本發明的優選實施方案，但對本領域技術人員來說，在不偏離本發明所附權利要求的范圍下，可以作各種改變及修改。
權利要求
1.一種用于改進ZnS∶Cu，Cl電致發光磷光體的半壽命的方法，其特征在于，改進包括將由ZnS∶Cu，Cl組成的第一燒制過的材料與一定量的MgSO4·7H2O一起燒制，以形成第二燒制材料，其用量為0.015-0.15摩爾MgSO4·7H2O/摩爾ZnS。
2.權利要求1的方法，其特征在于，燒制溫度約為700℃。
3.權利要求2的方法，其特征在于，燒制時間約為2小時15分種。
4.權利要求3的方法，其特征在于，將該第二燒制材料冷卻至室溫、用去離子水洗滌、用醋酸洗滌、用去離子水第二次洗滌至pH約為6、用KCN洗滌及再用去離子水洗滌以去除殘余的KCN。
全文摘要
本發明涉及用于改進ZnS:Cu,Cl電致發光磷光體半壽命的方法,其特征在于,將由ZnS:Cu,Cl組成的預先第一次燒制過的材料與一定量的MgSO
文檔編號H05B33/14GK1361649SQ0114370
公開日2002年7月31日 申請日期2001年12月18日 優先權日2000年12月18日
發明者B·R·瓦迪, S·K·諾爾斯羅普 申請人:奧斯蘭姆施爾凡尼亞公司