[发明专利]用氖气和稀土荧光粉产生近白光的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用氖气和稀土荧光粉产生近白光的方法，属化工、电子领域的电光源行业。

背景技术

目前市场上节能灯的荧光粉是合成了稀土绿粉(Ce，Tb)MgAl11O19、蓝粉(Ba，Mg，Eu)3Al16O27和红粉Y2O3:Eu3+将它们按一定比例混合制成了三基色粉。三基色荧光粉主要由17种稀土元素中的4种组成，分别是钇Y、铕Eu、铽Tb、铈Ce；以(Ce、Tb)MgAl11O19为例，通过改变组分使Ce3+的发射(360nm)与Tb3+的吸收(340nm)有最好的重叠，从而增大Ce3+→Tb3+的能量传递。并且使Ce3+的最大吸收(280nm)蓝移，使之与汞线辐射(254nm)有更好的匹配。

节能灯是在汞的作用下激活荧光粉获得白光，而一只节能灯灯管平均含有0.5-5毫克的汞，而汞是一种剧毒的物质，是有生物蓄积性、持久性的毒性金属物质，可以导致多种疾病。1毫克的汞浸入地下会造成大约360吨水的污染。这导致了节能灯推广遭遇到汞污染环境的尴尬局面。

发明内容

为了克服现有节能灯汞污染的不足，本发明提供一种用氖气和稀土荧光粉产生近白光的方法可以供生产节能灯使用，我们眼中色彩是在红、黄、蓝三个基本色系的基础上产生的。白光只是一种混色后的现象，而不存在一个中心波长，如果要知道一束白光的光谱，可以采用一定的方法将其分解即色散。分解后的白光有多种颜色呈现。

一种冷阴极辉光放电发光的电光源叫冷光源，如霓虹灯，气体发光是线状谱，我们利用辉光放电原理来激活节能灯中的氖气，由于氖气发出的是红光，我们将稀土绿粉(Ce，Tb)MgAl11O19和蓝粉(Ba，Mg，Eu)3Al16O27按照一定的比例调和，叫做蓝绿粉，稀土蓝绿被氖气激活后，节能灯有氖气的红光和激活后的稀土蓝绿粉的发出的光，色彩叠加混合就可以得到我们需要的近白光。即利用氖气的红光和稀土蓝绿粉的发光获得使节能灯产生近白光的方法。这种用色彩叠加的方法获得需要色彩的方法也叫加色法。

原理：氖气的可见光波长400nm-700nm，其中峰值波长582nm占整个光强的35-45％。而这个波长刚好跟蓝绿粉的470～500nm接近，用蓝绿粉代替以往的三基色粉中的蓝粉，可以使节能灯的显色指数提高到86以上。

稀土蓝绿粉的基质和激活物质有所不同，但其中的发光关键均在于稀土激活物质，如铕、铈、铽等。绿粉：铈、铽激活铝酸镁，化学式：CeMgAl11O19:Tb；蓝粉：二价铕激活铝酸镁钡，化学式：BaMgAl10O17:Eu。可以利用节能灯稀土金属外层离子(D→F)在电子粉的电离跃迁产生发光来激活节能灯。

稀土节能灯的显色指数受蓝粉的发射峰值的影响，稀土粉中的蓝粉是以Eu2+激活的铝酸盐或卤磷酸盐。通过改变组份调整光色，当蓝绿粉其发射峰值为470～500nm时，三基色灯的显色性可得到明显的改善。而这个峰值刚好跟氖气波长400nm-700nm一致，按一定比例混合可以得到2700～6500K不同的色温，相应的灯的发光效率可达80～100lm/W，显色指数为85～90。一般来说，绿粉含量越高、蓝粉含量越低，则灯管发光效率越高。

在节能灯蓝绿粉的波长跟氖气波长重叠的范围之外，利用上转换化法激活节能灯稀土掺杂晶体NaYF4-Yb-Er弥补稀土蓝绿粉发出光谱的不足，上转换发光已覆盖红绿蓝所有的可见光波长范围。氖气的可见光波长400nm-700nm分别对应于荧光粉中Er3+离子的2H9/2→4I15/2，4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2能级的跃迁和对应于荧光粉中Tm3+离子的1D2→3H6，1G4→3H6和1G4→3F4能级的跃迁，Er3+离子发出的光与Tm3+离子发出的光最终混合成近白光。氖气添加其他气体后波长可以延伸到850nm以上，这也将更有利于稀土粉发光的探索。由于氖气的光是橙红色的，与稀土粉发光混色色温感觉自然。

本发明的有益效果是，去除节能灯的汞污染危害，延长节能灯的使用寿命，且材料易购。

附图说明

附图为有氪气成分的氖气光谱图；

具体实施方式

根据光谱要求将球磨后的稀土蓝粉和绿粉按照一定的比例混合，添加胶合剂对节能灯的玻璃管进行涂粉、刷粉工艺操作，送入烤房进行烘干备用。