用氖氣和稀土螢光粉產生近白光的方法
2023-05-08 00:36:56
專利名稱：用氖氣和稀土螢光粉產生近白光的方法
技術領域：
本發明涉及一種用氖氣和稀土螢光粉產生近白光的方法，屬化工、電子領域的電光源行業。
背景技術：
目前市場上節能燈的螢光粉是合成了稀土綠粉(Ce，Tb)MgAl11019、藍粉(Ba，Mg，Eu) 3A116027和紅粉Y203:Eu3+將它們按一定比例混合製成了三基色粉。三基色螢光粉主要由17種稀土元素中的4種組成，分別是釔Y、銪Eu、鋱Tb、鈰Ce ;以(Ce、Tb)MgA111019為例，通過改變組分使Ce3+的發射(360nm)與Tb3+的吸收(340nm)有最好的重疊，從而增大Ce3+ —Tb3+的能量傳遞。並且使Ce3+的最大吸收(280nm)藍移，使之與汞線輻射(254nm)有更好的匹配。
節能燈是在汞的作用下激活螢光粉獲得白光，而一隻節能燈燈管平均含有0. 5-5毫克的汞，而汞是一種劇毒的物質，是有生物蓄積性、持久性的毒性金屬物質，可以導致多種疾病。I毫克的汞浸入地下會造成大約360噸水的汙染。這導致了節能燈推廣遭遇到汞汙染環境的尷尬局面。
發明內容
為了克服現有節能燈汞汙染的不足，本發明提供一種用氖氣和稀土螢光粉產生近白光的方法可以供生產節能燈使用，我們眼中色彩是在紅、黃、藍三個基本色系的基礎上產生的。白光只是一種混色後的現象，而不存在一個中心波長，如果要知道一束白光的光譜，可以採用一定的方法將其分解即色散。分解後的白光有多種顏色呈現。一種冷陰極輝光放電發光的電光源叫冷光源，如霓虹燈，氣體發光是線狀譜，我們利用輝光放電原理來激活節能燈中的氖氣，由於氖氣發出的是紅光，我們將稀土綠粉(Ce，Tb)MgAl11019和藍粉(Ba，Mg，Eu) 3A116027按照一定的比例調和，叫做藍綠粉，稀土藍綠被氖氣激活後，節能燈有氖氣的紅光和激活後的稀土藍綠粉的發出的光，色彩疊加混合就可以得到我們需要的近白光。即利用氖氣的紅光和稀土藍綠粉的發光獲得使節能燈產生近白光的方法。這種用色彩疊加的方法獲得需要色彩的方法也叫加色法。原理氖氣的可見光波長400nm-700nm，其中峰值波長582nm佔整個光強的35-45%。而這個波長剛好跟藍綠粉的470 500nm接近，用藍綠粉代替以往的三基色粉中的藍粉，可以使節能燈的顯色指數提高到86以上。稀土藍綠粉的基質和激活物質有所不同，但其中的發光關鍵均在於稀土激活物質，如銪、鈰、鋱等。綠粉鈰、鋱激活鋁酸鎂，化學式=CeMgAl11019:Tb ;藍粉二價銪激活鋁酸鎂鋇，化學式BaMgA110017:Eu。可以利用節能燈稀土金屬外層離子(D — F)在電子粉的電離躍遷產生發光來激活節能燈。稀土節能燈的顯色指數受藍粉的發射峰值的影響，稀土粉中的藍粉是以Eu2+激活的鋁酸鹽或滷磷酸鹽。通過改變組份調整光色，當藍綠粉其發射峰值為470 500nm時，三基色燈的顯色性可得到明顯的改善。而這個峰值剛好跟氖氣波長400nm-700nm—致，按一定比例混合可以得到2700 6500K不同的色溫，相應的燈的發光效率可達80 IOOlm/W，顯色指數為85 90。一般來說，綠粉含量越高、藍粉含量越低，則燈管發光效率越高。在節能燈藍綠粉的波長跟氖氣波長重疊的範圍之外，利用上轉換化法激活節能燈稀土摻雜晶體NaYF4-Yb-Er彌補稀土藍綠粉發出光譜的不足，上轉換發光已覆蓋紅綠藍所有的可見光波長範圍。氖氣的可見光波長400nm-700nm分別對應於螢光粉中Er3+離子的2H9/2 — 4115/2，4S3/2 — 4115/2和4F9/2 — 4115/2能級的躍遷和對應於螢光粉中Tm3+離子的1D2 — 3H6，1G4 — 3H6和1G4 — 3F4能級的躍遷，Er3+離子發出的光與Tm3+離子發出的光最終混合成近白光。氖氣添加其他氣體後 波長可以延伸到850nm以上，這也將更有利於稀土粉發光的探索。由於氖氣的光是橙紅色的，與稀土粉發光混色色溫感覺自然。本發明的有益效果是，去除節能燈的汞汙染危害，延長節能燈的使用壽命，且材料易購。
附圖為有氪氣成分的氖氣光譜具體實施例方式根據光譜要求將球磨後的稀土藍粉和綠粉按照一定的比例混合，添加膠合劑對節能燈的玻璃管進行塗粉、刷粉工藝操作，送入烤房進行烘乾備用。將節能燈的燈芯焊接電極進行與備用的節能燈燈管封口，在封口焊接好的節能燈管送到排氣車進行排氣。採用衝洗法，用99. 999%的氬氣衝洗節能燈的燈管2次，衝洗的第二次的同時對燈管進行放電激活，當真空度達到-0. IMPa以下時填充氖氣(為了提高光通量可以加氪氣)並進行燒結排氣杆，這時候取下的節能燈加上電源就可以實現用氖氣和稀土螢光粉產生近白光節能燈了。用氖氣和稀土螢光粉產生近白光的方法生產的節能燈色溫柔和，電光轉換率高，壽命長，相對成本低，應用範圍廣。最關鍵是這個方案解決了節能燈的汞汙染問題。
權利要求
1.一種用氖氣和稀土螢光粉產生近白光的方法，其特徵在於用輝光放電原理來激活節能燈中的氖氣，節能燈有氖氣的紅光和激活後的稀土藍綠粉的發出的光，色彩疊加混合就可以得到我們需要的近白光。即利用氖氣的紅光和稀土藍綠粉的發光獲得使節能燈產生近白光的方法。
2.如權利要求I所述的用氖氣和稀土螢光粉產生近白光的方法，其特徵是利用節能燈稀土金屬外層離子(D —F)在電子粉的電離躍遷產生發光來激活節能燈。
3.如權利要求I所述的用氖氣和稀土螢光粉產生近白光的方法，其特徵是在節能燈藍綠粉的波長跟氖氣波長重疊的範圍之外，利用上轉換化法激活節能燈稀土摻雜晶體NaYF4-Yb-Er彌補稀土藍綠粉發出光譜的不足。
全文摘要
本發明提供一種用氖氣和稀土螢光粉產生近白光的方法可以供生產節能燈使用，我們眼中色彩是在紅、黃、藍三個基本色系的基礎上產生的。白光只是一種混色後的現象，而不存在一個中心波長，如果要知道一束白光的光譜，可以採用一定的方法將其分解即色散。分解後的白光有多種顏色呈現。由於氖氣發出的是紅光，我們將稀土綠粉(Ce，Tb)MgAl11O19和藍粉(Ba，Mg，Eu)3Al16O27按照一定的比例調和，叫做藍綠粉，稀土藍綠被氖氣激活後，氖氣的紅光和激活的稀土藍綠粉光由於色彩疊加就可以得到我們需要的近白光。這種方法也叫加色法，即利用氖氣的紅光和稀土藍綠粉的發光獲得產生近白光的方法。
文檔編號H01J61/42GK102800558SQ20121025779
公開日2012年11月28日 申請日期2012年7月16日 優先權日2012年7月16日
發明者韓冰, 孫向陽 申請人:孫向陽