Una sustancia luminiscente fosforescente que com- prende un compuesto,

expresado por SrAl2O4, como una ma- triz, europio (Eu) añadido a dicha matriz como un activa- dor, y disprosio (Dy) añadido a dicha matriz como un coactivador; caracterizado porque: una cantidad de dicho europio (Eu) añadido es más del 1,5% y no más del 5% en términos de % en moles respecto al número total de moles de estroncio (Sr), europio (Eu) y disprosio (Dy); una cantidad de dicho disprosio (Dy) añadido cumple que 0,4 ≤Dy/Eu ≤2, en términos de relación molar respecto al europio (Eu); y una relación del aluminio(Al) oscila entre 2,02 y 2,4, en términos de relación molar respecto al número total de moles de estroncio (Sr), europio (Eu) y disprosio (Dy)

CAMPO TÉCNICO

La presente invención se refiere a una sustancia luminiscente fosforescente, y más concretamente a una sustancia luminiscente fosforescente que tiene excelentes características de persistencia lumínica cuando se excita con baja iluminación. Técnica fundamental

Generalmente, el tiempo de persistencia lumínica de una sustancia luminiscente es extremadamente corto, es decir, la luz emitida desde la sustancia luminiscente decae rápidamente después de que se pare la excitación externa. Sin embargo, después de ser excitada con radiación ultra-violeta o similar, algunas sustancias luminiscentes raramente muestran persistencia lumínica que se pueda percibir a simple vista durante un tiempo considerable (que oscila entre varias decenas de minutos y varias horas) incluso después de que se pare la excitación. Estas sustancias luminiscentes se denominan sustancias luminiscentes fosforescentes o materiales fosforosos para distinguirlos de las sustancias luminiscentes normales.

Las sustancias luminiscentes de sulfuro, tales como CaS:Bi (que emite luz azul violeta), CaSrS:Bi (que emite luz azul), ZnS:Cu (que emite luz verde) y ZnCdS:Cu (que emite luz amarilla o naranja) son conocidas como tales sustancias luminiscentes fosforescentes. Sin embargo, cualquiera de estas sustancias luminiscentes de sulfuros tiene muchos problemas desde el punto de vista práctico, por ejemplo inestabilidad química, pobre fotorresistencia. Además, incluso cuando esta sustancia luminiscente de sulfuro de cinc se usa para un reloj luminoso, la persistencia lumínica que permite que la hora que se va a percibir a simple vista, dure únicamente aproximadamente de 30 minutos a 2 horas.

Por eso, el solicitante inventó una sustancia luminiscente fosforescente que comprende un compuesto, expresado como MAl2O4, como una matriz, en la que M es al menos un elemento metálico seleccionado del grupo consistente en calcio, estroncio y bario, como una sustancia luminiscente fosforescente que tiene características de persistencia lumínica que duran mucho más que las de las sustancias luminiscentes de sulfuro que se pueden conseguir comercialmente, estabilidad química y excelente fotorresistencia durante un largo tiempo, y obtuvo una patente de ello (véase la Patente japonesa Nº 2543825 Publicación: documento de patente 1).

Zhi-ping Yang y colaboradores; Proceedings of the SPIE, volumen 4918, 2002, páginas 413-417, describen sus15 tancias luminiscentes de SrAl2O4 dopadas con europio (Eu) y

disprosio (Dy), con persistencia lumínica.

Debido a la invención de la sustancia luminiscente fosforescente de aluminato descrita en la publicación de la patente, ha llegado a ser posible proporcionar una sustancia luminiscente fosforescente, de larga persistencia lumínica, que tenga características de persistencia lumínica que duren mucho más que las de las sustancias luminiscentes convencionales de sulfuro, estabilidad química debida a un óxido, excelente fotorresistencia y amplia capaci

25 dad de aplicación a diversos usos. Descripción de la invención Sin embargo, han crecido unas necesidades adicionales de mercado, especialmente necesidades de aplicaciones de seguridad que usan la sustancia luminiscente fosforescente en ambientes de baja iluminación, tales como picaportes de apertura para salir de maleteros de automóviles, y señales de seguridad para indicar la salida en el interior de sistemas subterráneos, túneles, embarcaciones, aviones y similares, y se han requerido características de luminancia

alta en la persistencia lumínica en condiciones de excitación de iluminación más baja.

Por ejemplo, las condiciones de baja iluminación, es decir, una excitación durante 60 minutos a aproximadamente 54 lux, están reguladas en el documento UL 924 "Emergency Lighting and Power Equipment" de la normativa UL, y las condiciones de baja iluminación, es decir, una excitación durante 24 horas a 25 lux, están reguladas en ISO 15370:2001 "Ships and marine technology. Low-location lighting on passenger ships. Arrangement" de la normativa ISO.

La presente invención se ha hecho en vista de semejante situación, y su objeto es proporcionar una sustancia luminiscente fosforescente que tenga excelentes características de luminancia en la persistencia lumínica, concretamente características de luminancia en la persistencia lumínica inicial, incluso bajo la condición de excitación de baja iluminación, comparada con las sustancias luminiscentes fosforescentes de aluminato de estroncio convencionales del mismo tipo, y un método para fabricarlas.

Por eso, en vista de la situación anteriormente descrita, el presente inventor obtuvo una sustancia luminiscente fosforescente que tenía excelentes características de luminancia en la persistencia lumínica, comparada con las sustancias luminiscentes fosforescentes convencionales de aluminato de estroncio, especialmente cuando se excita con baja iluminación, optimizando las cantidades de europio (Eu) añadidas como un activador, y las de disprosio (Dy) añadidas como un co-activador, y optimizando además la relación de estroncio (Sr) y aluminio (Al), como elementos estructurales de una matriz, en la sustancia luminiscente fosforescente de aluminato de estroncio descrita en la patente de publicación anteriormente descrita.

(1) Primera Invención

Una sustancia luminiscente fosforescente según una primera invención de la presente invención es una sustancia luminiscente fosforescente que comprende un compuesto expresado por SrAl2O4 como una matriz, en la que se añade europio (Eu) a la matriz como un activador, y se añade disprosio (Dy) a la matriz con como un co-activador, caracterizado porque una cantidad de europio (Eu) añadido es más del 1,5% y no más del 5%, en términos de % en moles respecto a un número total de moles de estroncio (Sr), europio (Eu) y disprosio (Dy), una cantidad de disprosio (Dy) añadido de forma que se cumpla que 0,4≤Dy/Eu≤2 en términos de relación molar respecto al europio (Eu), y una relación de aluminio que oscila entre 2,02 y 2,4 en términos de relación molar respecto al número total de moles de estroncio (Sr), europio (Eu) y disprosio (Dy).

Luego, ante todo, se añade europio (Eu) como un activador en una cantidad de más del 1,5% y no más del 5%, en términos de % en moles respecto al número total de moles de estroncio (Sr), europio (Eu) y disprosio (Dy), y se añade disprosio (Dy) como un co-activador en una cantidad que cumpla que 0,4≤Dy/Eu≤2, en términos de relación molar respecto al europio (Eu), por lo que la cantidad de europio añadido que contribuye a que las características de luminancia fluorescente o a las características de luminancia en la persistencia lumínica inicial, aumenta y se optimiza comparada con la cantidad de disprosio añadido que contribuye a las características de luminancia en la persistencia lumínica. Por lo tanto, se mejoran las características de luminancia en la persistencia lumínica inicial bajo la condición de excitación de baja iluminación, dando como resultado unas características de luminancia en la persistencia lumínica superiores a las de las sustancias luminiscentes fosforescentes convencionales.

Además, ya que la relación de aluminio (Al) oscila entre más de 2,0 y no más de 2,4, en términos de relación molar respecto al número total de moles de estroncio (Sr), europio (Eu) y disprosio (Dy), se distorsiona una estructura cristalina para facilitar la formación de una trampa haciendo la relación de aluminio no inferior a 2,02, que es mayor que la relación estequiométrica de 2,0 y, por lo tanto, se mejoran las características de luminancia en la persistencia lumínica inicial bajo la condición de excitación de baja iluminación, dando como resultado características de luminancia en la persistencia lumínica bastante superiores a las de las sustancias luminiscentes fosforescentes convencionales.

Aquí, ante todo, si la cantidad de europio añadido como activador es del 1,5%, o menos, en términos de % en moles respecto al número total de moles de estroncio (Sr), europio (Eu) y disprosio (Dy), la cantidad de europio añadido es tan pequeña que las características de luminancia en la persistencia lumínica inicial son inadecuadas, equivalentes o inferiores a las de las sustancias luminiscentes fosforescente convencionales, lo cual no es preferible. Además, si la cantidad de europio añadido como activador...

1. Una sustancia luminiscente fosforescente que comprende un compuesto, expresado por SrAl2O4, como una matriz, europio (Eu) añadido a dicha matriz como un activador, y disprosio (Dy) añadido a dicha matriz como un coactivador; caracterizado porque:

una cantidad de dicho europio (Eu) añadido es más del 1,5% y no más del 5% en términos de % en moles respecto al número total de moles de estroncio (Sr), europio (Eu) y disprosio (Dy);

una cantidad de dicho disprosio (Dy) añadido cumple que 0,4 ≤Dy/Eu ≤2, en términos de relación molar respecto al europio (Eu); y

una relación del aluminio(Al) oscila entre 2,02 y 2,4, en términos de relación molar respecto al número total de moles de estroncio (Sr), europio (Eu) y disprosio (Dy).

2. Un método para fabricar una sustancia luminiscente fosforescente de aluminato de metal alcalinotérreo, caracterizado porque:

se mezclan un compuesto de aluminio (Al), un compuesto de estroncio (Sr), un compuesto de europio (Eu), y un compuesto de disprosio (Dy), de forma que las relaciones molares de los elementos cumplen los siguientes requisitos:

0,015 <Eu/(Sr+Eu+Dy) ≤0,05,

0,4 ≤Dy/Eu ≤2,

2,02 ≤Al/(Sr+Eu+Dy) ≤2,4; y

se calcina una mezcla resultante en una atmósfera

reductora, y luego se enfría y se muele.

3. El método de fabricación de una sustancia luminiscente fosforescente de aluminato de metal alcalinotérreo según la reivindicación 2, en el que a la materia prima se le añade un compuesto de boro como fundente; y la mezcla resultante se calcina.