專利名稱：發(fā)光鋁酸鹽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由二價銪活化的發(fā)光鋁酸鹽，它具有相當(dāng)于相1β-氧化鋁結(jié)構(gòu)的六邊形晶體結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還涉及以這種發(fā)光材料裝備的熒光屏以及以這種熒光屏裝備的低壓汞放電燈。
從GB-PS1,190,520(PHN2878)可以得知這種發(fā)光鋁酸鹽。已知的鋁酸鹽具有六邊形晶體結(jié)構(gòu)，在引用的GB-PS中以通式MeAl12O19-Eu表示，式中的Me代表Ca、Sr和/或Ba。現(xiàn)已發(fā)明，當(dāng)Me是Ca和/或Sr時，這些鋁酸鹽具有(六邊形)磁鐵鉛礦的結(jié)構(gòu)。另一方面，鋁酸鋇具有β-氧化鋁(NaAl11O17)的晶體結(jié)構(gòu)，這也是六邊形的。用Ba來置換β-氧化鋁中的Na是可能的，在這種情況下就獲得了電荷補(bǔ)償，其過程中，例如，Al也同時被Mg置換。這樣就獲得了BaMgAl10O17，當(dāng)由Eu(參見GB-PS1,452,083)活化時，它是一種高效的發(fā)藍(lán)光的物質(zhì)。也有可能通過生成空缺Ba和填隙氧，以Ba取代β-氧化鋁中的Na來獲得電荷補(bǔ)償，在這種情況下，晶體結(jié)構(gòu)仍然是完整的。據(jù)發(fā)現(xiàn)，Baβ-氧化鋁有兩種相，稱為相1和相2。鋁的含量在一定范圍內(nèi)都可獲得相1β-氧化鋁，并可由通式BaAl11+PO17.5+1.5P表示，其中1.8≤p≤3.6。一般說來，這種相1的最合適形式可寫成BaAl13.2O20.8(p＝2.2)。
當(dāng)Na被β-氧化鋁中的Ba置換時，以氮置換氧也可實(shí)現(xiàn)電荷補(bǔ)償。如果由Ba置換所有的Na，其結(jié)果是BaAl11O16N。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，在化合物BaAl11+PO17.5+1.5P與BaAl11O16N之間存在一系列穩(wěn)定的化合物，這些化合物全都具有相1β-氧化鋁晶體結(jié)構(gòu)BaAl11+P(1-x)O17.5+1.5P(1-x)-1.5xNx可在氮含量的一定范圍內(nèi)生成，其中1.8≤p≤3.6，0≤x≤1。
由上述Eu活化的BaMgAl10O17，此后也稱作BAM，可廣泛地用在三光帶型的低壓汞放電燈中。實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，這種低壓汞放電燈的必光效率(1m/w)有較高的值。這種燈的流明保持情況也良好。然而，這種燈的缺點(diǎn)是，它的彩色重現(xiàn)受到BAM平均發(fā)射波長位置的限制。
為此，本發(fā)明提出一種新型高效的發(fā)藍(lán)光的物質(zhì)。具體地說，本發(fā)明是想提供那些能用來制造三光帶型低壓汞放電燈的物質(zhì)，該燈具有良好的發(fā)光效率，具有良好的流明保持率，其彩色重現(xiàn)性也得到改善。
按照本發(fā)明，第一段中所提到的發(fā)光鋁酸鹽的特征在于該鋁酸鹽包含氮，并符合下述通式Ba1-yEuyAl11+p(1-x)O17.5+1.5p(1-x)-1.5xNx，式中0.01≤y≤0.401.8≤p≤3.60＜x≤1，其中的Ba可以部分被Sr和/或Ca取代，Al可被Ga和/或Sc取代，在這種取代中，Sr和/或Ca和Ga和/或Sc的數(shù)量是有一定限度的，以使相1β-氧化鋁的結(jié)構(gòu)至少基本上能保持完整。
這里所說的相1β-氧化鋁的結(jié)構(gòu)至少基本上保持完整的意思是，至少有50％這種鋁酸鹽具有這種結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，通過改變x和y的值有可能影響鋁酸鹽平均發(fā)射波長的值。適當(dāng)?shù)倪x擇x和y可以給予鋁酸鹽的平均發(fā)射波長一個值。因此在三光帶型低壓汞放電燈中使用這種鋁酸鹽時，該燈的彩色重現(xiàn)性便得到改善。如果選擇的y值高于0.40，便會通過自我吸收發(fā)生熄滅現(xiàn)象，這會使鋁酸鹽的量高效率急劇下降。與此同時，部分鋁酸鹽呈磁鐵鉛礦結(jié)構(gòu)。這種磁鐵鉛礦結(jié)構(gòu)沒有良好的發(fā)光性質(zhì)。0.10≤y≤0.20時，其結(jié)果較好。如上所述，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)未活化的Ba鋁酸鹽有可能形成穩(wěn)定的(Eu-活化的)1.8≤p≤3.6和0＜x≤1的鋁酸鹽。但是，選擇的p值和x值最好符合2.0≤p≤2.5和0.10≤x≤1.0。特別是當(dāng)p值為2.2時，其結(jié)果更佳。在這種情況下，該鋁酸鹽的通式可以寫成Ba1-yEuyAl13.2-2.2xO20.8-4.8xNx，式中0.10≤y≤0.20和0.10≤x≤1.0。
表1中列出幾種鋁酸鹽組合物及其最大發(fā)射波長和平均發(fā)射波長。采用波長為254nm的輻射能就可激發(fā)。
表1鋁酸鹽發(fā)射最大值(nm) 平均發(fā)散波長(nm)Ba0.99Eu0.01Al13.2O20.8442479Ba0.99Eu0.01Al11O16N 453474Ba0.9Eu0.1Al11.88O17.92N0.6456489Ba0.85Eu0.15Al11.88O17.92N0.6456493Ba0.9Eu0.1MgAl10O17(BAM) 451460表1中所列出的組合物是以所需的比例將Eu2O3、BaCO3、AIN和Al2O3混合在一起，然后在約1973K溫度下加熱2小時制成的?？梢钥闯?，平均發(fā)射波長在很大程度上取決于鋁酸鹽的組成。表II中示出可達(dá)到的彩色重現(xiàn)指數(shù)Ra，8和由三光帶原理操作的低壓汞放電燈的發(fā)效力。在該燈中本發(fā)明的鋁酸鹽被用作發(fā)藍(lán)光的物質(zhì)。同時也示出了由三光帶原理操作的，以BAM作發(fā)藍(lán)光物質(zhì)的低壓汞燈的彩色重現(xiàn)指數(shù)和發(fā)光效力，供比較之用。
表II發(fā)藍(lán)光物質(zhì) Ra，8發(fā)光效率(lm/w)Ba0.9Eu0.1Al11.88O17.92N0.690 88Ba0.85Eu0.15Al11.88O17.92N0.691 88Ba0.9Eu0.1MgAl10O17(BAM) 83 89很顯然，使用本發(fā)明鋁酸鹽作為發(fā)藍(lán)光物質(zhì)的燈，其發(fā)光效力比得上使用BAM作發(fā)綠光物質(zhì)的燈。但是，使用本發(fā)明鋁酸鹽的燈，其彩色重現(xiàn)性比使用BAM的燈好得多。
在更進(jìn)一步的試驗中發(fā)現(xiàn)，表II中列出的本發(fā)明的鋁酸鹽的流明保持率和短暫發(fā)光衰減量兩項指標(biāo)均以得上BAM的流明保持率和短暫發(fā)光衰減量。


圖1示出了三種鋁酸鹽的發(fā)射光譜。發(fā)射光的波長λ標(biāo)繪在圖1的橫座標(biāo)上，單位為nm。I/Imax標(biāo)繪在圖1的縱座標(biāo)上，I是發(fā)光射線的亮度，Imax是在最大亮度的波長上射線的亮度。曲線1，2和3分別代表Ba0.9Eu0.1Al13.2O20.8、Ba0.9Eu0.1Al11.88O17.92N0.6和Ba0.9Eu0.1Al11O11N的發(fā)射光譜。這些物質(zhì)通過波長為254nm的射線激發(fā)。
權(quán)利要求
1.一種由二價銪活化的發(fā)光鋁酸鹽，該鋁酸鹽具有相當(dāng)于相1β-氧化鋁的六邊形晶體結(jié)構(gòu)，其特征在于該鋁酸鹽包含氮并符合下式Ba1-yEuyAl11+p(1-x)O17.5+1.5p(1-x)-1.5xNx，式中0.01≤y≤0.401.8≤p≤3.60＜x≤1，其中，Ba可以部分被Sr和/或Ca取代，Al可被Ga和Sc取代，在這種取代中，Sr和/或Ca和Ca和/或Sc的量保持在一定限度，以使相1β-氧化鋁的結(jié)構(gòu)至少基本上保持完整。
2.權(quán)利要求1的發(fā)光鋁酸鹽，其特征在于0.10≤y≤0.20。
3.權(quán)利要求1或2的發(fā)光鋁酸鹽，其特征在于2.0≤p≤2.5，優(yōu)選的是p＝2.2。
4.權(quán)利要求1，2或3的發(fā)光鋁酸鹽，其特征在于0.10≤x≤1.0。
5.權(quán)利要求1，2，3或4的發(fā)光鋁酸鹽，其特征在于該鋁酸鹽符合下式Ba1-yEuyAl13.2-2.2xO20.8-4.8xNx，0.10≤y≤0.200.10≤x≤1.0.
6.一種熒光屏，其中含有一種載體，該載體載有前面任一項權(quán)利要求或幾項權(quán)利要求的發(fā)光鋁酸鹽。
7.一種低壓汞放電燈，該燈裝備了權(quán)利要求6的熒光屏。
全文摘要
本發(fā)明涉及由二價銪活化的發(fā)光鋁酸鹽,它具有相當(dāng)于相1β－氧化鋁結(jié)構(gòu)的六邊形晶體結(jié)構(gòu)。按照本發(fā)明,該鋁酸鹽包含氮并符合通式Ba
文檔編號H01J61/44GK1198182SQ97190941
公開日1998年11月4日 申請日期1997年5月22日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月31日
發(fā)明者H·T·欣怎, S·R·雅森, J·M·米徹爾斯 申請人:菲利浦電子有限公司