[发明专利]荧光体材料、由其提供的荧光灯及其制备方法

说明书

技术领域

总体而言，本发明涉及荧光体材料。更具体而讲，本发明涉及能够在荧光灯中使用且含有较低水平的一种或多种成分如稀土荧光体的稀土元素的荧光体材料。

背景技术

荧光体表现出荧光且通常用于荧光灯、发光二极管(LEDs)和各种其他应用中。荧光体组合物通常包含用延长发射时间的激活剂掺杂的主体材料。已知多种荧光体组合物，包括稀土化合物和用一种或多种稀土激活剂掺杂的过渡金属化合物。

荧光灯通常包括充当包围含有惰性气体和汞蒸气的密封的放电空间的透明玻璃封套的玻璃管。该玻璃管的内表面涂有含有荧光体组合物的层，该层通过例如氧化铝或卤荧光体的紫外线(UV)反射屏障层与该管隔开。该汞蒸气经由施加电流以生成具有主要紫外(UV)波长的辐射而离子化，该辐射继而被该荧光体组合物所吸收，引起该荧光体组合物的激发以生成发射穿过玻璃管的可见光。

光源的光谱组成通常通过其显色指数(color rendering index，CRI)计量，显色指数为对由光源照亮的物体的心理物理色(psycho-physical colors)符合参考照明体在指定条件下的那些心理物理色的程度的量度。荧光灯的显色性质和发射输出可通过使用含有发红光、绿光和蓝光的荧光体的混合物的荧光体层改善，其组合产生看起来是白色的照明。作为一个非限制性实例，已经采用含有以适当比率混合的铕激活的铝酸钡镁荧光体(BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺；BAM)作为发蓝光的荧光体、铈和铽共激活的磷酸镧荧光体(LaPO₄:Ce³⁺,Tb³⁺；LAP)作为发绿光的荧光体和铕激活的氧化钇荧光体(Y₂O₃:Eu³⁺；YOE)作为发红光的荧光体的受控混合物的荧光体层。如在本领域中所知，术语“激活”是指用铕、铈、铽及其他掺杂剂掺杂对于荧光体的荧光的作用。

铽目前用于所有高性能绿色荧光体中，例如(La,Ce,Tb)PO₄:Ce³⁺,Tb³⁺ (LAP)、(Ce,Tb)MgAl₁₁O₁₉:Ce³⁺,Tb³⁺ (CAT)和GdMgB₅O₁₀:Ce³⁺,Tb³⁺ (CBT)中。然而，稀土元素且特别是铽和铕是相对昂贵的金属且它们的价格影响荧光体组合物的成本。因而，目前，铽对绿色荧光体组合物的成本具有显著的影响，且将需要使铽和可能的其他稀土金属对绿色荧光体和采用它们的照明系统的成本影响减至最小。

发明内容

本发明提供荧光体粒子、使用它们来制造荧光灯的方法和利用所述粒子的荧光灯。

根据本发明的第一方面，荧光体粒子包括由壳围绕的核，且所述壳含有用至少Tb离子掺杂(激活)的GdMgB₅O₁₀作为吸收紫外光子以发射绿色光谱光的含稀土的荧光体组合物。所述核由在化学上与所述壳的含稀土的荧光体组合物相容的无机材料形成，但其不含故意加入的铽。

根据本发明的第二方面，荧光灯包括包围放电空间的玻璃封套和在所述玻璃封套的内表面上的荧光体材料。所述荧光体材料包含荧光体粒子，且所述荧光体粒子中的至少一些包括由壳围绕的核。所述壳含有用至少Tb离子掺杂的GdMgB₅O₁₀作为吸收紫外光子以发射绿色光谱光的含稀土的荧光体组合物。所述核由在化学上与所述壳的含稀土的荧光体组合物相容的无机材料形成，但其不含故意加入的铽。

本发明的另一方面为制造荧光灯的方法。所述方法包括形成各自包括由壳围绕的核的荧光体粒子。所述壳含有用至少Tb离子掺杂的GdMgB₅O₁₀作为吸收紫外光子以发射绿色光谱光的含稀土的荧光体组合物。所述核由在化学上与所述壳的含稀土的荧光体组合物相容的无机材料形成，但其不含故意加入的铽。所述荧光体粒子随后沉积在玻璃封套的内表面上。

本发明涉及以下方面：