[发明专利]核/壳型镧、铈和铽的磷酸盐，具有改善的热稳定性的包含这种磷酸盐的发光材料

说明书

技术领域

本发明涉及核/壳型镧、铈和铽的磷酸盐，具有改善的热稳定性的包含这种磷酸盐的发光材料（luminophore）以及它们的制备方法。

背景技术

在下文表示为LaCeT的磷酸盐的镧铈铽混合磷酸盐因它们的发光性能而广为人知。当它们受到波长低于可见光区波长的某些高能辐射（用于照明或显示系统的UV或VUV辐射）照射时，其发射明亮的绿色光。利用此特性的发光材料目前以工业规模使用，例如用于三色荧光灯中、液晶显示器的背光系统中或等离子体系统中。

这些发光材料包含稀土元素，而稀土元素具有高的价格并且还会经历大的波动。这些发光材料的成本降低因而是一个重要的问题。

为此，已经开发了如下类型的核/壳型发光材料，其包含由非发光材料制成的核并且其唯一的壳包含稀土元素或最贵的稀土元素。借助于这种结构，稀土元素在发光材料中的量得以降低。WO2008/012266描述了这种类型的发光材料。

此外一直在寻求获得性能得以改善的发光材料。术语“性能”应理解为不仅是指发光性能如光致发光产率，而且还指产品的使用（mise enoeuvre）性能。因而在发光装置的生产过程中，所使用的发光材料经受高温，这可能会导致它们的发光性能的劣化。

因而需要如下这样的产品，它在包含较少量稀土元素的同时具有改善的热稳定性和发光性能。

发明内容

本发明旨在满足这种需要。

为此，本发明的磷酸盐为如下类型的磷酸盐：其包含由无机核和基于镧铈铽磷酸盐并且以大于或等于300nm的厚度均匀覆盖该无机核的壳构成的平均直径为1.5-15μm的颗粒，并且其特征在于镧铈铽磷酸盐满足以下通式（1）：

La_(1-x-y)Ce_xTb_yPO₄（1）

其中x和y满足下述条件：

0.2≤x≤0.35；

0.19≤y≤0.22。

本发明还涉及发光材料，其特征在于它包含上述类型的磷酸盐。

在阅读了以下的描述以及具体但非限制性的说明性的各种实施例之后，本发明的其它特性、细节和优点将会变得更加明显。

还应当指出，在说明书的其余部分中，除非另有指出，在给出的数值的所有范围或极限中，在边界处的数值被包括在内，如此限定的数值的范围或极限因而涵盖了至少大于或等于下边界和/或至多小于或等于上边界的任何值。

术语“稀土元素”在本说明书的其余部分中被理解为是指由钇和元素周期表中原子序数为包含端值在内的57-71的那些元素所构成的组中的元素。

术语“比表面积”被理解为是指通过氪吸附确定的BET比表面积。在本说明书中给出的表面积的测量是在200°C下对粉末脱气8小时之后在ASAP2010设备上进行的。

如上所述，本发明涉及两种类型的产品：在本说明书的其余部分中也可被称作前体的磷酸盐以及由这些磷酸盐或前体获得的发光材料。所述发光材料本身具有足以使得它们在所希望的应用中直接可用的发光性能。所述前体并不具有发光性能或者有可能具有对于在这些相同应用中使用来说过低的发光性能。

现在将更加详细地描述这两种类型的产品。在此要指出的是，通常可参考WO 2008/012266的教导，该文献涉及具有相同结构的产品并且因而也适用于本说明，除非另外更具体或更特别地指出。

磷酸盐或前体

本发明的磷酸盐首先特征在于如下描述的它们的核/壳型的特定结构。

无机核基于可以是非发光材料并且可尤其是无机氧化物或磷酸盐的材料。

在氧化物当中，尤其可以提及锆、锌、钛、镁、铝（氧化铝（alumine））和稀土元素的氧化物。作为稀土元素的氧化物，可更特别地提及钆氧化物、钇氧化物和铈氧化物。

优选地选择钇氧化物、钆氧化物和氧化铝。可更优选地选择氧化铝，因为它尤其具有以下的优点：在从前体变为发光材料的过程中，允许在更高的温度下煅烧而不会观察到掺杂剂在所述核中的扩散。这因而使得能够获得具有最佳发光性能的产品，这归因于由于更高的煅烧温度所导致的壳的更好的结晶作用。

在磷酸盐当中，可以提及其中之一可任选地起到掺杂剂作用的一种或多种稀土元素的磷酸盐（正磷酸盐），如正磷酸镧（LaPO₄）、正磷酸镧铈（(LaCe)PO₄）、正磷酸钇（YPO₄），正磷酸钆（GdPO₄），稀土元素或铝的多磷酸盐。