[发明专利]发光屏

说明书

本发明涉及包括装有发光材料支座的发光屏，该发光材料包括含有稀土离子的发光沸石。

本发明还涉及用于这种发光屏中的发光沸石和制备这种沸石的方法，以及包括这种发光屏的低压汞放电灯。

由国际专利申请WO 95/16759已知在本文开头一段提到的发光沸石。一般来说，使用发光屏将激发能量转变成特定波长范围的射线。该激发能量可以由例如电子束，X-射线或波长相对短的UV-射线组成。在很多其它的应用中，发光屏在灯，特别是低压汞放电灯或荧光灯中有其用途。激发能量主要包括由存在于荧光灯的离子体中的汞产生的波长约254nm的UV-射线。发光屏的组成一般是依赖由荧光灯发射光的所需光谱组成而选择的。在已知的发光屏中，含于该沸石中的稀土离子是Ce³⁺离子。当用254nm波长的UV射线激发该已知发光屏时，它发射出最大发射波长在300-400nm之间的光。例如，这样的发光屏可以非常有效地在用于光化学过程例如聚合，漆硬化，干燥，固化，治疗医疗辐射目的或晒黑等的低压汞放电灯中使用。在该已知发光屏中量子效率是非常高的。由于该稀土离子被沸石结构所包围，所以在不同的化学环境中和很宽的温度范围内该已知发光屏也是非常稳定的。沸石一般也是很便宜的并且对环境没有害处。然而，多半时间需要该荧光灯在光谱的可见光部分发光。这种在光谱可见光部分的发光可以通过在沸石中掺入其它稀土离子例如Tb³⁺离子来实现。当用254nm波长的UV射线激发装有包括含有Tb³⁺离子沸石的发光材料的发光屏时，该发光屏将发射出波长在450-650nm范围内的可见光。然而，与很多含有当用波长254nm的UV-射线激发时发射可见光的稀土离子的沸石相关的一个问题是：激发辐射的吸收非常低，致使激发辐射产生的可见光的量相对较低。

本发明的目的是提供当用波长254nm的UV-射线激发时发射可见光的发光屏，该发光屏是稳定的并且激发辐射产生的可见光的量相对较大。

因此，按照本发明在本文开头一段提到的发光屏的特征在于：该沸石还含有过渡金属氧化物。已经发现，当用波长254nm的UV-射线激发时，按照本发明的发光屏可相对高效率地产生可见光射线。

已经发现，在每单位晶胞沸石的稀土离子数至少是1的情况下得到了相对好的结果。类似地，在每单位晶胞沸石的过渡金属离子数至少是1的情况下也得到了相对好的结果。

更具体地，在沸石是八面沸石(Faujasite)型的情况下，该发光屏具有比较高的效率。

对于其中稀土金属离子包括Tb³⁺离子和/或Eu³⁺离子的发光屏得到了非常好的结果。

对于其中过渡金属氧化物包括一种或多种选自氧化钼，氧化钨，氧化铌和氧化钽的氧化物的发光屏也得到了非常好的结果。

已经知道，在通过包括下面顺序步骤的方法制备该沸石的情况下，该发光屏具有比较高的效率：

-通过离子交换将稀土离子掺入沸石中，

-加热处理该沸石，

-将过渡金属化合物掺入该沸石中，和

-将该过渡金属化合物转变成过渡金属氧化物。

该过渡金属化合物的掺入可以在溶液中或从气相进行。例如，氧化钨的合适前体是挥发性的或可溶解的物质，例如，氯化物，氧氯化物或羰基化物(WCl₆，WOCl₄，W(CO)₆等)。

下面是制备按照本发明沸石的一般实施例。

将2g近似式为 Na_86.9(Al_86.9Si_105.1O₃₈₄)^*264H₂O的沸石悬浮在18.24mlH₂O中，并用0.1n的HCl将PH调节到约5。加入1.76mlTbCl₃水溶液(1M)。将得到的溶液回流24小时。然后过滤出固体，用H₂O(3×20ML)洗涤并在120℃真空中干燥。将得到的粉末在氧气下400℃煅烧1小时(加热升温速度为1℃/min)。得到第一产物的近似式为Tb₁₆Na_38.9(Al_86.9Si_105.1O₃₈₄)^*264H₂O。这相应于每单位晶胞约16个Tb³⁺离子。