专利名称：用于处理磷光体的表面的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于有效地表面处理磷光体微粒的方法。
背景技术：
磷光体已被用于荧光灯、汞灯、和诸如阴极射线管(CRT)、等离子体显示器、以及场发射显示器的显示装置中。磷光体的发光效率取决于它的表面结构、组成、以及表面结晶度，因此，已试图采用表面保护材料涂敷磷光体微粒以在准备、应用、加热、照射和其它工艺中保护磷光体表面特性。
通常，通过包括溶胶-凝胶法和溶液中静电吸附的液态涂敷方法之一来涂敷磷光体(见第5858277、6486589、5856009、6001477、5881154和6013979号美国专利，和第2000-8995号韩国专利出版物)。但是，通过这些方法很难将保护材料均匀地涂敷在磷光体微粒的表面上。
因此，本发明者们已努力研发一种用于处理磷光体微粒的表面的有效方法，并且出乎意料地得到一种能够被用来均匀地涂敷具有各种组分的磷光体微粒的特殊方法。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于处理磷光体微粒的表面的有效方法。
根据本发明的一方面，提供一种用于处理磷光体微粒的表面的方法，包括步骤(i)在有机溶剂中分散磷光体微粒；(ii)在有机溶剂中溶解聚合物和表面保护材料的前驱体；(iii)混合在步骤(i)中获得的分散体系和在步骤(ii)中获得的溶液；和(iv)加热在步骤(iii)中获得的混合物。
从下面结合附图对发明的描述中，本发明的上述和其它目的及特点将变得清楚，其分别表示图1没有被表面处理的磷光体微粒的扫描电镜(SEM)图像；
图2A到2C在示例1到3中分别获得的磷光体微粒的SEM图像；和图3在对比示例1中获得的磷光体微粒的SEM图像。
具体实施例方式
本发明的方法以下面的步骤为特征在溶剂中分散具有各种组分的磷光体微粒，同时单独地在溶剂中溶解表面保护材料的前驱体，使所得到的分散体系和溶液混合。
在步骤(i)中，最好通过球磨的方式将磷光体微粒均匀地分散在有机溶剂中，以获得胶状磷光体分散体系。
磷光体微粒可以是任何在光源和显示器领域中通常采用的磷光体微粒，优选诸如(SrCaBaMg)5(PO4)3Cl:Eu、LaPO4:CeTb及Y2O3:Eu的混合物的白色磷光体的微粒，其具有5.65μm的平均微粒尺寸，如图1所示。
在步骤(ii)中，可以将聚合物和表面保护材料的前驱体一起溶解在同一有机溶剂或不同有机溶剂中以获得溶液。
表面保护材料的前驱体可以从包括硅烷、钛、硼、铝、锆、铯、碱金属、氧化钇基烃氧基金属(yttria-based alcoxides)、及有机化合物的前驱体，金属氧化物、氯化物、氮化物、硝酸盐、醋酸盐、及碳酸盐的前驱体，和其混合物的前驱体的组中选取，优选氧化钇基金属氧化物的前驱体，更优选六水合物硝酸盐(Y(NO3)6H2O)，基于步骤(i)中所采用的磷光体微粒的重量，其用量范围为按重量10％到20％。
在步骤(ii)中与表面保护材料的前驱体一起被采用的聚合物，通过起还原剂、分散剂和对微粒团聚的抑制剂的作用，在加热过程中有助于前驱体在磷光体表面上转换成表面保护材料层。聚合物可以为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非极性表面活性剂、或聚合还原剂，优选聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇、聚乙二醇、明胶或聚甲基乙烯醚(polymethylvinylether)。
在步骤(i)和(ii)中使用的有机溶剂可以是相同的或不同的，它可用作表面保护材料的前驱体的还原剂，也可用作磷光体微粒的分散剂，并且每个可以从包括醚、醚酯、酯及糖酯的组中选取，优选聚乙二醇酯(esterpolyethyleneglycol)、甘油酯、山梨糖酯(sorbitan ester)、丙二醇酯及二甘醇，更优选二甘醇(DEG)。
步骤(i)和(ii)可以在50℃到150℃进行，优选100℃。
在步骤(iii)中，可以通过搅拌，优选地通过球磨，使步骤(i)中获得的分散体系和步骤(ii)中获得的溶液混合，以将磷光体微粒均匀地分散在所得的混合物中。
步骤(iv)可以在100℃到200℃执行，优选160℃，以允许表面保护材料在磷光体微粒的表面上起反应。在步骤(iv)中，前驱体被转换成表面保护材料，优选无定形溶胶相，其均匀涂敷磷光体微粒的表面。
此外，可以通过控制步骤(iv)的进行时间来调节覆盖在磷光体微粒上的表面保护材料的厚度，该时间可以是1到10小时，优选6小时。
本发明的方法还可以包括在空气或者空气和从包括氩气、氮气及氦气的基中选取的惰性气体的混合物中在500℃到800℃，优选550℃到600℃，处理在步骤(iv)中获得的涂敷有表面保护材料的磷光体微粒的步骤，以使无定形的表面保护材料结晶。
根据本发明的方法，因为表面保护材料的晶核能够直接地在磷光体微粒的表面上形成并生长，所以可以用保护材料均匀地涂敷具有各种组分的磷光体微粒的表面，同时调节涂敷层的厚度。
仅仅为了说明的目的给出下面的示例，并不是为了限制本发明的范围。
示例1将1000ml二甘醇(DEG)、11.11g作为表面保护材料前驱体的Y(NO3)6H2O及9.6g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)放进一个反应器中，在100℃搅拌以将前驱体和PVP完全溶解在DEG中。将1000ml DEG和100g白色磷光体(BaMg2Al10O18:Eu、LaPO4:CeTb和Y2O3:Eu(42∶26∶22)的混合物)放进另一反应器中，在100℃球磨以获得均匀的磷光体分散体系。将所得的分散体系和前驱体溶液在单独的反应器中混合，在160℃搅拌4小时以用无定形Y2O3层均匀地涂敷磷光体微粒的表面，其在600℃被处理以获得涂敷有10～50nm厚的结晶Y2O3层的磷光体微粒。所得的微粒的电子显微照片如图2A所示。
示例2除在160℃搅拌分散体系和前驱体溶液的混合物2小时代替4小时之外，重复示例1的过程，以获得涂敷有结晶Y2O3的磷光体微粒。所得的微粒的电子显微照片如图2B所示。
示例3除使用25g Y(NO3)6H2O及21.6g PVP代替11.11g Y(NO3)6H2O及9.6gPVP之外，重复示例1的过程，以获得涂敷有结晶Y2O3的磷光体微粒。所得的微粒的电子显微照片如图2C所示。
对比示例1根据传统的静电吸附的方法(C.Feldmann，et.al，J.Colloid Interface Sci.，223，229-234，2000；J.Merikhi，et.al，J.Colloid Interface Sci.，228，121-126，2000；和H.Wang，et.al，J.Am.Ceram.Soc.，85，1937，2002)，用Y2O3处理示例1中使用的白色磷光体的表面。
首先，通过用200ml DI(去离子)水球磨24小时来混合1.5g从Y(NO3)6H2O获得的50nm氧化钇溶胶、0.15g作为用作静电介质的聚合物电解质的聚丙烯酸(PAA)、及10g在示例1中使用的白色磷光体，以通过静电吸附获得涂敷有Y2O3的磷光体微粒。所得的微粒的电子显微照片如图3所示。
如图2A到图2C及图3所示，能够看出根据本发明获得的磷光体微粒(图2A到图2C)与通过静电吸附获得的磷光体微粒相比，具有更加均匀的表面保护材料的涂敷层，图3揭示了形成于磷光体微粒的表面上的200到500nm的氧化钇团聚体的存在。
如从上面所能看到的那样，通过根据本发明的方法，将磷光体微粒分散在溶剂中，将表面保护材料的前驱体单独溶解在溶剂中，接着使所得的分散体系和前驱体溶液混合，可以有效地用保护材料处理具有各中组分的磷光体微粒的表面。因此，本发明的方法能够被有利地用在各种与照明、阴极射线管(CRT)、等离子体显示器以及场发射显示器有关的领域中。
虽然已结合具体的实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应该知道可以对本发明作出各种修改和变型，这些修改和变型仍将落入如权利要求所限定的本发明的范围内。
权利要求
1.一种用于处理磷光体微粒的表面的方法，包括步骤(i)在有机溶剂中分散磷光体微粒；(ii)在有机溶剂中溶解聚合物和表面保护材料的前驱体；(iii)混合在步骤(i)中获得的分散体系和在步骤(ii)中获得的溶液；和(iv)加热在步骤(iii)中获得的混合物。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述磷光体是白色磷光体。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述表面保护材料从包括硅烷、钛、硼、铝、锆、铯、碱金属、氧化钇基有机化合物，金属氧化物、氯化物、氮化物、硝酸盐、醋酸盐、和碳酸盐，及其混合物的组中选取。
4.如权利要求2所述的方法，其中，所述表面保护材料的所述前驱体是Y(NO3)6H2O。
5.如权利要求1所述的方法，其中，在步骤(ii)中采用的所述表面保护材料的所述前驱体的用量基于步骤(i)中所采用的所述磷光体微粒的重量按重量为10％到20％。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述聚合物从包括聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇、聚乙二醇、明胶或聚甲基乙烯醚的组中选取。
7.如权利要求1所述的方法，其中，在步骤(i)或(ii)中使用的所述有机溶剂从包括聚乙二醇酯、甘油酯、山梨糖酯、丙二醇酯及二甘醇的组中选取。
8.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(i)和(ii)都在50℃到150℃的温度进行。
9.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(iv)在100℃到200℃的温度执行。
10.如权利要求9所述的方法，其中，步骤(iv)被执行1到10小时。
11.如权利要求1所述的方法，还包括以500℃到800℃的温度处理在步骤(iv)中获得的涂敷有所述表面保护材料的所述磷光体微粒的步骤。
12.一种通过权利要求1到11中的任一个所述的方法获得的表面处理了的磷光体。
13.一种包括如权利要求12所述的表面处理过的磷光体的发光装置。
全文摘要
本发明提供了一种用于处理磷光体微粒的表面的方法，包括步骤在溶剂中分散磷光体微粒，单独在溶剂中溶解表面保护材料的前驱体，使所得的分散体系和前驱体溶液混合以提供具有均匀地涂敷表面保护材料层的磷光体微粒。
文档编号C09K11/02GK1760322SQ20051011262
公开日2006年4月19日 申请日期2005年10月11日 优先权日2004年10月12日
发明者赵硕显, 文柱昊, 金东朝, 郑善镐, 郑京泽, 河海秀 申请人:三星康宁株式会社