專利名稱：涂覆有防潮層的發(fā)紅光磷光體的制作方法
本申請要求1998年10月15日遞交的臨時(shí)申請60/104,368作為優(yōu)先權(quán)。
本發(fā)明涉及制備防潮的發(fā)紅光磷光體的方法。更具體地說，本發(fā)明涉及對發(fā)紅光磷光體顆粒進(jìn)行涂層以提供防潮性的方法。
堿土硫化物，例如硫化鈣、硫化鍶、硫化鎂和硫化鋇，具有長余輝，但它們在暴露與潮氣之后發(fā)生降解。硫化鈣與水具有最低反應(yīng)性，而硫化鋇與水具有最高反應(yīng)性。當(dāng)暴露于高濕度空氣中或含水的液體中時(shí)，硫化物發(fā)生降解。這些材料可用于制備發(fā)光材料例如磷光體。然而，因?yàn)樗鼈儗駳獾拿舾行?，它們作為磷光體的應(yīng)用是受限制的。它們必須用聚合物或塑料進(jìn)行包封，或與防水材料例如涂料進(jìn)行混合以改進(jìn)它們的防潮性。
長余輝發(fā)紅光磷光體例如硫化鈣或硫化鍶是用二價(jià)稀土元素銪和三價(jià)稀土元素例如鐠(Pr)、釹(Nd)、釤(Sm)、鈰(Ce)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)和镥(Lu)進(jìn)行活化。類似的但不具有長余輝特性的磷光體是可用于電場致發(fā)光器件和陰極射線管中。然而顯示器件中的長余輝引起移動(dòng)物體的輪廓模糊。
如Yocom等人在US4,725,344所述，這些磷光體可通過如下方法制得將堿土金屬鹵化物和活化劑加熱至鹵化物的熔融溫度，并將熔融鹵化物與硫化氫接觸。所得堿土金屬硫化物在較低溫度下可制成密實(shí)的、高結(jié)晶的層。由此這種方法可在玻璃基材上形成磷光體薄膜。
粉末狀鹵化物磷光體可與延緩磷光體的燒結(jié)以形成粉末狀磷光體的粉末狀氧化鋁混合?？蓪⑦@個(gè)粉末添加至包封或包裹該磷光體以保護(hù)它們不受潮氣影響的基體材料中，例如粉末狀或熔融的塑料、纖維等中。
活化的硫化鍶磷光體也可通過在約1200℃從碳源上通過汽化硫而焙燒成。這種方法形成一個(gè)二硫化碳?xì)夥铡５玫轿⒓?xì)粒徑的磷光體。
長余輝磷光體指的是磷光體材料的光譜發(fā)射，這種材料在用光激發(fā)后，移走光源后，發(fā)射幾個(gè)小時(shí)紅色或橙紅色光線。此種磷光體具有許多用途且例如對安全設(shè)備是極其受歡迎的。
因此一直在尋找用于發(fā)紅光磷光體的有效防潮阻隔層。大多數(shù)有機(jī)材料例如聚合物和塑料是透水的，所以它們是不能單獨(dú)形成持久的磷光體防潮涂層。也曾嘗試過從含水介質(zhì)中涂覆氟化物涂層，但它們可降低磷光體的發(fā)光性能。由此極其需要一種涂覆堿土類磷光體顆粒的方法，其提供防潮層但不降低磷光體顆粒的發(fā)光性能。
發(fā)明綜述將堿土磷光體分散在含有低濃度的反應(yīng)性氟化物的極性無水溶劑中以在磷光體顆粒上涂布粘附的、透明的氟化物涂層。該涂層不降低磷光體的發(fā)光性能。在暴露之后，用純凈無水溶劑洗滌磷光體顆粒并干燥。所得的磷光體顆粒具有極佳的長期穩(wěn)定性。發(fā)明的詳細(xì)描述基于堿土硫化物的磷光體，例如硫化鍶、硫化鋇和硫化鈣具有許多極佳的性能，特別是發(fā)出長余輝紅光。然而，盡管需要此種磷光體，但它們的應(yīng)用是受限制的，因?yàn)楫?dāng)它們暴露至潮氣下發(fā)生降解。曾提議將磷光體顆粒嵌入至塑料中，但是因?yàn)樗兴芰暇巧晕⑼高^水分的，因此這在商業(yè)上不是可行的方案。其它涂層是不透明的，且由此將降低發(fā)光性能或甚至降低磷光體的顯色。
由此根據(jù)本發(fā)明的方法，通過將發(fā)紅光的磷光體顆粒分散在含有低濃度的反應(yīng)性氟化物的無水極性溶劑中從而將透明的氟化物涂層涂覆至該顆粒上。
合適的反應(yīng)性氟化物可選自于氟化銨(NH4F)、二氟氫銨(NH4HF2)、氟代硅酸銨(NH4SiO3F)等。這些氟化物可溶解在無水有機(jī)極性溶劑中且添加量為使形成的氟化物濃度最高為約10-2M，且優(yōu)選是低于約10-3M的溶液。酸性氟化物，例如氟化銨可與硫化物磷光體反應(yīng)形成對應(yīng)的氟化物，但是通過保持低濃度的氟化物，使得氟化物和硫化物磷光體顆粒之間的反應(yīng)足夠慢以致于形成氟化物涂層而不明顯地破壞硫化物磷光體。
將約10重量份硫化物磷光體適當(dāng)?shù)胤稚⒃谔砑恿朔@或其它合適氟化劑的無水極性溶劑中以達(dá)到約0.001摩爾的濃度。溫和地?cái)嚢璺稚Ⅲw約10分鐘，且將溶劑除去。用純凈的溶劑洗滌這些剛涂層磷光體顆粒一次或多次并干燥。如果需要，可重復(fù)這個(gè)涂層方法，或可將其它有機(jī)類材料涂覆至磷光體顆粒上以得到對潮氣降解的耐受性。
優(yōu)選的極性溶劑包括具有通式R-OH的溶劑，其中R是最高為8個(gè)碳原子的烷基或鏈烯基。最優(yōu)選的溶劑是甲醇和乙醇。
按這種方式涂覆至磷光體顆粒上的氟化物涂層是很透明的、不溶解的材料，其涂覆和保護(hù)磷光體顆粒免于潮氣降解，且不影響該磷光體的發(fā)光性能。
也可在含氟涂層上涂覆透明有機(jī)材料的第二個(gè)涂層，例如丙烯酸酯等的透明聚合物涂層。
雖然以上就特定的溶劑和氟化物濃度對本發(fā)明的方法進(jìn)行了描述，但正如本領(lǐng)域熟練人員所知，也意欲將其它溶劑和氟化劑以及其它氟化物濃度在此包括。本發(fā)明意欲僅受所附權(quán)利要求書的范圍的限制。
權(quán)利要求
1.一種對發(fā)紅光的堿土硫化物磷光體顆粒進(jìn)行處理以提供防潮性的方法，其包括(a)將所述磷光體顆粒分散在含有濃度為約0.01摩爾以下的氟化劑的無水極性有機(jī)溶劑中，(b)將所得的分散體攪拌足夠長的時(shí)間以使得氟化劑涂覆磷光體顆粒，和(c)除去溶劑和多余的氟化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中氟化劑化合物的濃度是0.001摩爾以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述堿土硫化物是選自于硫化鈣、硫化鍶和硫化鋇。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述溶劑是通式為ROH的醇，其中R是最高為8個(gè)碳原子的烷基或鏈烯基。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中R是甲基。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中R是乙基。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在用氟化劑涂覆磷光體顆粒之后，用另外的無水極性溶劑洗滌該顆粒。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述氟化劑是選自于氟化銨、二氟氫銨、和氟代硅酸銨。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在將氟化物涂層施加至磷光體顆粒上之后，在其上涂覆另一個(gè)有機(jī)涂層。
10.一種發(fā)紅光堿土硫化物磷光體顆粒，其上具有粘附的、透明的含氟涂層。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的磷光體顆粒，其中所述堿土硫化物是選自于硫化鈣、硫化鍶和硫化鋇。
全文摘要
將一種粘附的、透明的防潮層涂覆至堿土硫化物磷光體顆粒上,其是通過在含有濃度不超過0.02摩爾的氟化劑化合物的無水極性溶劑中攪拌直至透明含氟防潮涂層涂覆至所述顆粒上。將極性溶劑除去并干燥經(jīng)涂層后的顆粒。也可涂覆第二個(gè)防潮層以確保磷光體對潮氣降解的長期耐受性。
文檔編號(hào)C09K11/08GK1323336SQ99812072
公開日2001年11月21日 申請日期1999年10月15日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月15日
發(fā)明者佩里·尼爾·約孔 申請人:薩爾諾夫公司