[发明专利]长余辉荧光物质

说明书

本发明涉及长余辉荧光物质，更具体地，涉及具有改进荧光亮度和寿命的长余辉荧光物质。

荧光是当材料由外面施加的激发源激发时发射可见光的现象。荧光灯、放电管和阴极射线管(CRT)发射荧光。发射荧光的材料称之为荧光物质。当在激发停止后由荧光物质发射的光持续的时间期间足以被肉眼觉察到，即约0.1秒或更长时，该光称之为磷光。在室温持续几个小时的长持续磷光的荧光材料称之为长余辉荧光物质或储光荧光物质。作为长余辉荧光物质，现有技术有2种类型，即由ZnS∶Cu表示的硫化物和Eu²⁺激活的碱土金属铝酸盐RAl₂O₄(R是碱土金属)。ZnS∶Cu硫化物长余辉荧光物质已经使用几十年了，但它们的缺点在于其余辉持续时间相对短，即最长约3小时。此外，这类荧光物质的致命缺点是：在日光中所含的紫外线和含于空气中的水分的共同存在下发生的分解反应，使得荧光物质颜色变黑，结果在较短的时间内余辉特性显著地变坏。由于这个原因，这类荧光物质仅有有限的用途，例如夜光表和房子中位置的夜间显示。

另一方面，最近研制的Eu²⁺激活的碱土金属铝酸盐长余辉荧光物质(美国专利号5376303和5424006，日本专利申请公开特许号8-73845、8-127772、8-151573和8-151574)与ZnS∶Cu荧光物质相比显示出更高的磷光亮度、更长的寿命以及更好的化学耐久性和耐光性，因此，预计这些铝酸盐荧光物质除了现有的用于夜光表和房子中位置的夜间显示用途外还具有广泛的用途，例如用于防止灾难的标志、用于指示保持位置远离危险的标志和用于装饰等。

虽然长余辉荧光物质的用途被扩展了，但是，发现现有技术的长余辉荧光物质的磷光亮度仍然还不够高。因此需要长余辉荧光物质具有进一步改进的磷光亮度和寿命特性。还需要长余辉荧光物质具有在较短的时间迅速被激发的特性。

因此，本发明的第1个目的是提供一种新型的具有比现有技术铝酸盐荧光物质更高荧光亮度和更短激发时间的长余辉荧光物质。

在将长余辉荧光物质用于装饰目的例如装饰标志板的情况下，需要使用包括尽可能多颜色的余辉。上述日本专利申请公开特许号8-151573公开了通过将铝酸盐荧光物质与具有主要和辅助激活剂组合可以赋予不同的颜色。然而，在该公开特许申请中，用于赋予不同颜色的合适的这类辅助激活剂是有限的，因此可得到的颜色也限于较窄的范围内。

因此，本发明的第2个目的是提供一种新型的长余辉荧光物质，其在获得更长磷光和更高亮度的同时还能够提供更多的发射磷光的颜色。

在将长余辉荧光物质用于制造装饰品的情况下，由于用现有技术的铝酸盐长余辉发光物质通过烧结极难将其形成例如低于1mm厚的管，所以需要提供克服这一问题的长余辉荧光物质。

因此，本发明的第3个目的是提供一种新型的长余辉荧光物质，该荧光物质能够生产出其形状是难以用通过烧结制备的长余辉荧光物质制造的制品。

为了实现上述本发明的第1个目的，本发明人已经对现有的用二价铕激活的铝酸盐长余辉荧光物质进行了实验研究并发现：通过将氧化钇和/或氧化钪引入这些长余辉荧光物质，可以显著地增强磷光亮度同时维持磷光寿命。

根据已经实现了本发明第1个目的本发明，提供了Eu²⁺激活的具有化学组成为RO·a(Al_1-xGa_x)₂O₃·b(Y_1-ySc_y)₂O₃·cB₂O₃·dEu²⁺·eMⁿ⁺的长余辉荧光物质(其中R是选自碱土金属包括Ba、Sr、Ca和Mg和Zn的至少一种，M是选自Nb、Zr、Bi、Mn、Sn、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu的至少一种的辅助激活剂)，其中a、b、c、d、e、x和y在下面范围内：0.3≤a≤8，0＜b≤0.2，0.001≤c≤0.2，0.001≤d≤0.3，0.001≤e≤0.3，0≤x＜1.0，和0≤y≤1.0。

在本发明的一个方面，该长余辉荧光物质还含有0.001-8％摩尔的Li。