專利名稱：用于等離子輻射屏幕的綠光熒光粉及其制作方法
發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明系關(guān)于一種顯示技術(shù)，尤指一種等離子輻射屏幕的熒光粉，其具有更高發(fā)光亮度且在其輻射光譜中，次能帶λ＝580～590nm和λ＝610～620nm輻射量相對降低。
先前技術(shù)一般而言，等離子輻射屏幕從結(jié)構(gòu)上而言，它的組成通常包含了紅、綠和藍(lán)色的熒光粉成分。這些成分分布在玻璃基片的內(nèi)表面，形成了等離子輻射屏幕致密的真空殼體。在等離子輻射屏幕容積中充滿了惰性氣體混合物，主要是氙(Xe)和氪(Kr)。在交變場(alternative field)(恒場較少見)的作用下，于惰性氣體混合物中，輝光氣體放電被“點燃”(激發(fā))。在紫外線區(qū)域激發(fā)下，在電磁波譜的可見光區(qū)域和紅外線區(qū)域，它具有強(qiáng)烈的發(fā)射譜線。主要的Xe發(fā)射譜線位于147～173nm及185nm等區(qū)間。通過這些譜線，在Xe放電過程中，紅、綠、藍(lán)色發(fā)光材料產(chǎn)生光致發(fā)光激發(fā)。根據(jù)等離子輻射屏幕的信息容量和橫縱行數(shù)，放電激發(fā)時間在0.1～100微秒變化。于是，在等離子板中使用的發(fā)光材料，其激發(fā)和衰減時間有了明確的要求(請參照ШеррЭлектронныедисплеи.М.Мир，стр.218-250)。
已知的等離子平面屏幕中使用各種熒光粉。關(guān)于這些發(fā)光材料參數(shù)的詳細(xì)綜合報告在學(xué)術(shù)論文中有提及(請參照Phosphor Handbook.CRS Press，p.631-635，1999)。作為主要的綠光輻射的熒光粉，在該學(xué)術(shù)論文中引用了源于鋅-錳的正硅酸鹽Zn2Si04·Mn的已知材料參數(shù)，本發(fā)明將它作為類似材料采用。根據(jù)已知的資料，鋅錳的正硅酸鹽在波長為λmax＝525nm的綠色光譜區(qū)域輻射，不同于飽和的色坐標(biāo)x≤0.25、y≥0.65，并且具有足夠高的量子輸出η≥0.8，其發(fā)光效率通常被認(rèn)為是100％。然而，已知的熒光粉類似物具有本質(zhì)上的缺陷，這包括很慢的激發(fā)時間τ激發(fā)≥200微秒，以及很長的余輝持續(xù)時間τe≥12毫秒。在參考文獻(xiàn)(請參照C.TaMypaидp.Tech.Res JnstTV Eng Jpa v.18，p.55-65，1999)中，嘗試改善已知綠光輻射熒光粉的這些缺陷；然而，正硅酸鹽熒光粉隨著錳濃度的增大，激發(fā)時間僅僅縮短一半(τ激發(fā)≥100微秒)，而且余輝時間略降至τe＞8毫秒。
這些缺陷決定了必須研制出新的綠光輻射熒光粉。在這類熒光粉材料當(dāng)中，有一種在資料(請參照H.Bechtel et and Phosphors for PDP.Journal of the SID 10/1200以及G.Oversluizen，Sde Zwart i dr.Jornal of the SIDV 10/3237-240，2002)中已經(jīng)記載。其中，作為取代Zn2SiO4·Mn正硅酸鹽熒光粉的是成分為YBO3·Tb的正硼酸鹽熒光粉。根據(jù)上述發(fā)表的資料，作為本發(fā)明所采用的高頻放電激發(fā)原型起始于f＝1000Hz。它成功地排除了標(biāo)準(zhǔn)熒光粉所特有的亮度飽和現(xiàn)象。以Zn2SiO4·Mn熒光粉為標(biāo)準(zhǔn)，用釔-鋱正硼酸鹽為原型的熒光粉有更高的發(fā)光亮度，在更高頻率f＝105Hz的條件下發(fā)光強(qiáng)度可高過標(biāo)準(zhǔn)的30～35％。盡管具有一些已知的優(yōu)點，但本發(fā)明的測量揭示已知的綠光輻射熒光粉還存在一系列本質(zhì)上的缺陷。其中有一些必須注意在基本的Xe離子的輻射長波λ＝147nm和173nm下，正硼酸鹽熒光粉吸收不高。
正硼酸鹽熒光粉輻射不僅存在黃綠色，而且同樣地存在橙色和紅色的次能帶，這對應(yīng)于長波λ＝580～590nm和610～620nm。
在色坐標(biāo)x≤0.34、y≤0.57時，熒光粉發(fā)光飽和色不足。此外，已知的單一熒光粉-原型的缺點是在等離子板容積中，對于氣體放電作用的穩(wěn)定性不高。

發(fā)明內(nèi)容為解決上述已知技術(shù)的缺點，本發(fā)明的主要目的系提供一種用于等離子輻射屏幕的綠光熒光粉及其制作方法，所制作的綠光熒光粉具有更高的發(fā)光亮度。
為解決上述已知技術(shù)的缺點，本發(fā)明的另一目的系提供一種用于等離子輻射屏幕的綠光熒光粉及其制作方法，所制作的綠光熒光粉在其輻射光譜中，次能帶λ＝580～590nm和610～620nm輻射量相對降低，同時基本的和補(bǔ)充的波長之間的比值J545/(J580+J610)應(yīng)當(dāng)增大。
為解決上述已知技術(shù)的缺點，本發(fā)明的另一目的系提供一種用于等離子輻射屏幕的綠光熒光粉及其制作方法，所制作的綠光熒光粉可提高色飽和度以及正硼酸鹽綠光輻射熒光粉的輻射色坐標(biāo)，對于等離子輻射屏幕中強(qiáng)烈的氣體放電影響而言，所提出的熒光粉同樣應(yīng)當(dāng)保持更加穩(wěn)定。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種用于等離子輻射屏幕的綠光熒光粉，其系應(yīng)用于等離子輻射熒屏的綠光熒光粉，其系以釔-鋱正硼酸鹽為基質(zhì)，其特征在于于該熒光粉成分中添加了III族元素釓和鋁的氧化物，總化學(xué)計量公式為Y1-x-yGdxTbyB1-zAlzO3，其中x＝0.001～0.4，y＝0.001～0.2，z＝0.01～0.1。
其中，該熒光粉具有三角形晶格，屬于立體R3c組。
其中，該熒光粉的細(xì)散粉末為圓形或橢圓形，其堆積密度ρ≥2.5g/cm3。
其中，該熒光粉在130～150nm和165-200nm的區(qū)域具有吸收帶，主要輻射譜線位于λ＝540～550nm，λ＝580～590nm的區(qū)域。
其中，該熒光粉的短波輻射強(qiáng)度隨著加入的Tb+3離子的濃度增大而呈線性增長，此時，長波(λ＝580～590nm)輻射強(qiáng)度與加入到熒光粉成分中鋱的氧化物濃度成反比；這時，在所述的光譜次能帶中，輻射帶強(qiáng)度比值隨著加入到成分中的鋁的氧化物濃度而同時變化，J540∶J580為200∶1到8∶1。
其中，該輻射離子Tb+3的主要能帶壽命τe的減小根據(jù)等式τe＝b-k[Tb]0.5，并且位于6～3.5毫秒的區(qū)間，對于最佳濃度[Tb]＝0.1原子分率，壽命值τe＝5毫秒。
其中，該釓(Gd)及鋁(Al)的氧化物的最佳濃度比值為[Gd2O3]∶[Al2O3]＝100∶1～10∶1，它隨著熒光粉成分中加入的鋱的氧化物濃度增大而同時增長。
其中，該熒光粉粉末平均直徑比約λ＝540nm的主要光譜最大值高出1.5～4倍，同時，該熒光粉粉末的平均分布方差在區(qū)間2≤σ≤5變化。
其中，該熒光粉具有如下的成分Y0.62Gd0.3Tb0.08B0.96Al0.04O3。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種等離子輻射屏幕，其具有如上所述的綠光熒光粉，其特征在于可制成多層的綠光熒光粉層，且其反射效率位于區(qū)間30％＜R＜60％，上述綠光熒光粉的單位體積品質(zhì)在等離子輻射屏幕內(nèi)為1.5～2.5mg/cm2。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種用于等離子輻射屏幕的綠光熒光粉的制作方法，其包括下列步驟通過釔、釓和鋱的氧化物與硼酸混合并燒結(jié)；在過濾器中頻繁地混合并洗滌；以及再進(jìn)行兩階段灼燒。
其中，于該通過釔、釓和鋱的氧化物與硼酸混合并燒結(jié)的步驟中使用源于釔、釓、鋱的硝酸鹽的液體物質(zhì)作為所述元素的初始化合物，并在含有一定數(shù)量的硼酸酒精水溶液中相互作用，溫度為T＝50～100℃。
其中，在該進(jìn)行兩階段灼燒的步驟中，當(dāng)溫度T＝600～750℃，時間是1～2小時，當(dāng)溫度為T＝1150～1250℃，時間是1～3小時。
其中，該綠光熒光粉的成分總化學(xué)計量公式為Y1-x-yGdxTbyB1-zAlzO3，且該化學(xué)計量指數(shù)在以下區(qū)間內(nèi)變化x＝0.001～0.4，y＝0.001～0.2，z＝0.01～0.1。
實施方式首先，本發(fā)明的目的在于消除上述用于等離子輻射屏幕的綠光熒光粉的缺點。為了達(dá)到這個目標(biāo)，本發(fā)明的用于等離子輻射屏幕的綠光熒光粉系以釔-鋱正硼酸鹽為基質(zhì)，其特征在于于該熒光粉成分中添加了III族元素釓和鋁的氧化物，總化學(xué)計量公式為Y1-x-yGdxTbyB1-zAlzO3，其中，該化學(xué)計量指數(shù)在以下區(qū)間內(nèi)變化x＝0.001～0.4，y＝0.001～0.2，z＝0.01～0.1。此時，熒光粉具有三角形結(jié)晶構(gòu)造，屬于立體R3c組。其中晶格之間參數(shù)比為c/a≥3.4。當(dāng)于上述成分中加入釓(Gd)時，比值減小到c/a≈3.3，因為熒光粉單個細(xì)散粉末具有圓形或橢圓形狀，其堆積密度ρ≥2.5g/cm3。
下面簡短闡述本發(fā)明所提出的正硼酸鹽綠光輻射熒光粉的物理-化學(xué)本質(zhì)。根據(jù)所進(jìn)行的研究，本發(fā)明確定盡管在釔硼酸鹽熒光粉基礎(chǔ)上實質(zhì)性地添加釓粒子，但化合物的結(jié)晶構(gòu)造還保持著三角形，相當(dāng)于隸屬立體R3c組。正如已知的技術(shù)，單個的YBO3、GdBO3和TbBO3化合物組成能夠具有各種結(jié)晶構(gòu)造。然而本發(fā)明所提出的加入釓離子和鋱離子的區(qū)間使得已知的無機(jī)基質(zhì)新型綠光熒光粉的單相性能夠保持。因為釓離子Gd+3和鋱離子Tb+3加入的總量可以是∑TR+3＝∑Gd+Tb＝0.5原子分率。所達(dá)到的構(gòu)造同晶性是不明顯的，對于我們而言這是首次發(fā)現(xiàn)的。同時本發(fā)明還注意到，所達(dá)到的同晶性引起了獲得的產(chǎn)物的單向性。同樣地，本發(fā)明所提出的正硅酸鹽釔-釓-鋱熒光粉的單向性將量子輸出提高4～5％。在穩(wěn)定狀態(tài)中隨著上一個參數(shù)而變化，同時它的發(fā)光亮度提高15～25％。
通過觀察，我們注意到本發(fā)明所提出的熒光粉還有一個不同的特點，即熒光粉粉末獨特的結(jié)晶形態(tài)-橢圓形結(jié)晶顆粒。假如傳統(tǒng)的正硼酸鹽的組成通常具有裂碎形狀；那么本發(fā)明所提出的組成所具有的優(yōu)越性的特點在于熒光粉粉末是橢圓形的。上述的優(yōu)點非常重要，因為這些優(yōu)點決定了熒光粉粉末具有較高的堆積密度。在沒有明顯的粉末密封的情況下，熒光粉具有的堆積密度超過2.5g/cm3。不但如此，這個參數(shù)還可以達(dá)到ρ≈3.6g/cm3，接近于密封度γ≈70％，對于傳統(tǒng)熒光粉而言，這是不能達(dá)到的。本發(fā)明所提出的熒光粉的所有物理-化學(xué)參數(shù)根據(jù)X射線相位分析標(biāo)準(zhǔn)方法和粒狀材料堆積品質(zhì)的確立來確定。所以，單向性的成就更優(yōu)于運(yùn)用鋱-釓合金的發(fā)光硼酸鹽。這是本發(fā)明所提出的綠光輻射熒光粉的本質(zhì)優(yōu)點。本發(fā)明的熒光粉材料堆積密度值頗大，并且不具有可比擬的類似物。
以釔-釓-鋱硼酸鹽為基質(zhì)的本發(fā)明所提出的熒光粉的這些優(yōu)點在與其它發(fā)光材料的比較中得以體現(xiàn)。該熒光粉材料在130～150nm及165～200nm的區(qū)域具有主要的吸收帶；并且在λ＝540～550nm、λ＝580～590nm的區(qū)域具有作為多能帶輻射譜線的主要發(fā)光帶。這時λ＝540～550nm的短波輻射強(qiáng)度隨著加入熒光粉成分中的Tb+3濃度從[Tb]＝0.01～0.1原子分率的增加而同時增長；此時，λ＝580～590nm的長波輻射強(qiáng)度與加入到成分中的鋱離子濃度呈反比；這時，在本發(fā)明所指出的光譜次能帶中，輻射帶強(qiáng)度的比J540∶J580在200∶1～8∶1的區(qū)間變化，并且隨著加入到熒光粉陰離子晶格組成中的鋁的氧化物濃度增加而增大。
在本發(fā)明致力于研究工作的過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)成分中加入Gd+3時，熒光粉基質(zhì)吸收帶的光學(xué)能量在130～150nm的區(qū)域增大1.3～1.4倍。在正硼酸鹽晶格中，一部分Gd+3取代Y+3。同時在λ＝544nm的區(qū)域，熒光粉的主要綠光輻射帶發(fā)生增長。本發(fā)明的熒光粉的輻射特點是隨著加入的[Tb+3]，主要能帶強(qiáng)度線性增長，符合等式J540＝a[Tb+3]+const(常數(shù))。同時，隨著Tb+3濃度的增加，λ＝540nm能帶的輻射量強(qiáng)度增加，相對的λ＝580nm能帶輻射強(qiáng)度降低。這時當(dāng)陰離子晶格中鋁離子濃度[Al+3]為8∶1時的能帶起始比值，當(dāng)陰離子晶格中添加的鋁離子濃度增大時，該起始比值會提高到200∶1。同時地，發(fā)現(xiàn)該比值的規(guī)律性屬于簡單的直線定律J540/J580＝c[Al+3]+const。此規(guī)律性取決于一個很重要的特點其特征是熒光粉輻射的色度。熒光粉輻射獲得了更多綠色色調(diào)，并且變得更飽和，其特征是色坐標(biāo)x＝0.31及y＝0.61。這些色坐標(biāo)同主要能帶的窄帶輻射(Δλ540≤10nm)一樣，能夠?qū)嵸|(zhì)性地增大等離子板屏幕圖像的色差度，尤其當(dāng)熒光屏幕受到了強(qiáng)烈的外部干擾時。
這些優(yōu)點保證了等離子輻射屏幕高品質(zhì)的圖像。并且在使用本發(fā)明所提出的正硼酸鹽熒光粉的屏幕中達(dá)到了相應(yīng)的要求。其特征在于輻射離子Tb+3的主要能帶壽命τe的減小依據(jù)等式τe＝b-k[Tb]0.5，并且位于6～3.5毫秒的區(qū)間。對于最佳濃度[Tb]＝0.1原子分率，壽命值τe＝5毫秒。
本發(fā)明的綠光熒光粉的壽命在專業(yè)的裝置上通過激發(fā)波長λ＝147nm的脈沖Xe-燈的激發(fā)得以確定。本質(zhì)上，當(dāng)主要激發(fā)離子濃度值較低時，其壽命值實質(zhì)性地低于正硅酸鹽熒光粉類似物的壽命值，并且總計為τe＝6毫秒。熒光粉的激發(fā)時間急驟降低，為τ激發(fā)＝60微秒。對于最佳濃度值[Tb]＝0.1原子分率，壽命值減少到τe＝4.5毫秒。Tb+3主要激發(fā)態(tài)5D4-7F5壽命值τe(余輝持續(xù)時間)隨著激發(fā)劑濃度增大，并且符合等式τec＝τe0-k[Tb]0.5。其中，τe0表示當(dāng)濃度值較低時(≈0.0001原子分率)Tb+3的壽命值，k是恒量。相對于具體情況，正硼酸鹽熒光粉為k＝3。這樣，當(dāng)濃度[Tb+3]成十倍的增長從0.01～0.1時，我們發(fā)現(xiàn)壽命值τe的變化為τ∈＝6～4.5毫秒。隨著激發(fā)時間的縮短，余輝持續(xù)時間同時減少；此時，當(dāng)?shù)入x子輻射屏幕激發(fā)時，就能夠提高幀(frame)頻f幀＝150～200Hz。同時，平面屏幕實驗樣品的亮度增大2～3.5倍。并且，沒有出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)熒光粉所特有的飽和現(xiàn)象。
理論上，在等離子輻射屏幕中放電激發(fā)的工作頻率提高時則可增加信息的傳輸速度。假使對于源于Zn2SiO4·Mn的標(biāo)準(zhǔn)熒光粉而言，傳統(tǒng)的等離子輻射屏幕的清晰度在順著對角線為625行是最佳的；那么，采用正硼酸鹽熒光粉能夠?qū)⒌入x子板的清晰度沿著水準(zhǔn)方向提高到1000線，并實質(zhì)性地改善了圖像的品質(zhì)參數(shù)。本發(fā)明所提出的正硅酸鹽熒光粉的優(yōu)點毫無疑義地決定了這些差別。在熒光粉成分中添加的III族元素氧化物的最佳濃度，譬如釓(Gd)和鋁(Al)的比值位于[Gd2O3]/[A12O3]＝100∶1～10∶1，它隨著熒光粉成分中加入的主要激發(fā)劑鋱的氧化物濃度的增大而同時增長。在致力于本發(fā)明的工作過程中注意到，正硅酸鹽基質(zhì)YBO3的單位晶格參數(shù)值在a/c＝3.3～3.4變化。也就是說參數(shù)值減小了。熒光粉單位元晶格容量的減少通常伴隨著內(nèi)部晶場梯度的增長，這引起了內(nèi)部激發(fā)離子Tb+3的輻射躍遷數(shù)量的增大。以上現(xiàn)象引起了平穩(wěn)激勵狀態(tài)中發(fā)光亮度積分指數(shù)的增大。然而正硼酸鹽晶格參數(shù)的顯著減少可以伴隨著熒光粉基質(zhì)的結(jié)晶構(gòu)造改組，并向低對稱單斜類型的晶胞躍遷。晶格晶場的低對稱引起了Tb+3光譜中輻射譜線數(shù)量的實質(zhì)性增長，同時它們的強(qiáng)度減少，這是極其不合乎希望的。為了及時防止這種現(xiàn)象，于本發(fā)明中提出在陰離子晶格中加入鋁的氧化物Al2O3取代在基質(zhì)中硼的氧化物。加入Al2O3同樣能夠及時防止參數(shù)的減少，以及YBO3·Tb熒光粉激發(fā)劑硼的晶格改組。在陰離子晶格中加入的Al2O3濃度不應(yīng)當(dāng)超過在陽離子晶格中加入的Tb+3濃度。正如以上所述的那樣，在最佳濃度[Tb+3]＝0.1原子分率時，取代在陰離子晶格中硼(B)的鋁(Al)成分為0.05原子分率。熒光粉基質(zhì)晶格參數(shù)這時相對于正硼酸鹽結(jié)晶構(gòu)造而言近似于標(biāo)準(zhǔn)值。正如所表現(xiàn)的那樣，圓形發(fā)光粉末取代傳統(tǒng)的裂碎和形態(tài)不佳的粉末。這類粉末是運(yùn)用絲網(wǎng)印刷方法在屏幕面層燒結(jié)形成工序中產(chǎn)生的。
本發(fā)明所提出的熒光粉粉末的這個本質(zhì)優(yōu)點的特征在于熒光粉粉末平均直徑比主要光譜最大值(約λ＝540nm)高出1.5～4倍。同時，熒光粉粉末的平均分布方差在區(qū)間2≤σ≤5變化。下面的說明將指出熒光粉主要輻射譜線值的分布方差以及粉末尺寸的檢測。與已知熒光粉的輻射波長相比較，有些從1.5～4倍的增大伴隨著光的漫射而減小。由于輻射波長λ＝540nm的熒光粉粉末的直徑具有相稱性，因此從粉末薄層的反射系數(shù)總計為40～60％，這可以使熒光粉涂層容積的輻射輸出變得困難。相應(yīng)地，整體發(fā)光亮度減少。熒光粉粉末的多分散度在σ＝2～5之間增大，并可以提高從熒光粉涂層的輻射輸出。因此可以得到證明，當(dāng)熒光粉粉末分布方差增大到σ＝5時，連續(xù)涂層反射系數(shù)相應(yīng)減少25～30％。因而，當(dāng)熒光粉層厚度不充分時，在熒光粉涂層中會形成非常細(xì)微的孔隙。本發(fā)明的發(fā)光材料以及源于它所形成的屏幕面層的本質(zhì)優(yōu)點正是熒光粉涂層沒有孔隙，其特征在于優(yōu)于雙層的多層已經(jīng)實現(xiàn)。傳統(tǒng)的等離子輻射屏幕內(nèi)部前后兩面均涂有單層的熒光粉，其充填密度為1.5～2.5mg/cm2。若使用本發(fā)明的熒光粉，則熒光粉的涂布不再限于單層，可為多層涂布，其充填密度可提高至6～12mg/cm2。如此可最大限度地運(yùn)用等離子輻射屏幕內(nèi)部等離子放電的輻射功率。
此外，本發(fā)明還提供一種等離子輻射屏幕，其具有如上所述的綠光熒光粉，其特征在于可制成多層的綠光熒光粉層，且其反射效率位于區(qū)間30％＜R＜60％，上述綠光熒光粉的單位體積品質(zhì)在等離子輻射屏幕內(nèi)為1.5～2.5mg/cm2。其中，該綠光熒光粉的詳細(xì)內(nèi)容請參照上述說明。
此外，在前面援引的已發(fā)表的專利或文章中論及到一些新的綠光輻射的熒光粉，但并沒有指出源于(Y，Gd，Tb)BO3的正硅酸鹽磷光體的制作方法。綠光熒光粉的傳統(tǒng)制作方法系建立在標(biāo)準(zhǔn)陶瓷工藝(請參照H.Bechtel et and Phosphors for PDP.Journal of the SID 10/1200)的基礎(chǔ)上。根據(jù)這種方法，將必要化學(xué)計量數(shù)量的氧化物Y2O3、Gd2O3、Tb4O7同硼酸(H3BO3)一起混合。此后，當(dāng)溫度超過T＝1350℃時燒結(jié)配料。已知的陶瓷工藝在光技術(shù)屬性方面導(dǎo)致了材料合成出現(xiàn)了成分不純的現(xiàn)象，并且其特征在于大分散度的粉末尺寸大于9～10微米，源于這種尺寸的粉末不能夠形成適合自身亮度的最佳輻射涂層。
因此，本發(fā)明揭露一種用于等離子輻射屏幕的綠光熒光粉的制作方法。請參照

圖1，其繪示本發(fā)明用于等離子輻射屏幕的綠光熒光粉的制作方法的流程示意圖。如圖所示，本發(fā)明的用于等離子輻射屏幕的綠光熒光粉的制作方法包括下列步驟通過釔、釓和鋱的氧化物與硼酸混合并燒結(jié)(步驟1)；在過濾器中頻繁地混合并洗滌(步驟2)；以及再進(jìn)行兩階段灼燒(步驟3)。
于步驟1中，通過釔、釓和鋱的氧化物與硼酸混合并燒結(jié)；其中，在步驟1中使用源于釔、釓、鋱的硝酸鹽的液體物質(zhì)作為所述元素的初始化合物，并在含有一定數(shù)量的硼酸酒精水溶液中相互作用，溫度為T＝50～100℃。
于步驟3中再進(jìn)行兩階段灼燒；其中，在步驟3中當(dāng)溫度T＝600～750℃，時間是1～2小時，當(dāng)溫度為T＝1150～1250℃，時間是1～3小時。
其中，該綠光熒光粉的成分總化學(xué)計量公式為Y1-x-yGdxTbyB1-zAlzO3，且該化學(xué)計量指數(shù)在以下區(qū)間內(nèi)變化x＝0.001～0.4，y＝0.001～0.2，z＝0.01～0.1。
以下將解釋本發(fā)明的一種用于等離子輻射屏幕的綠光熒光粉的制作方法的實質(zhì)作法。首先，通過釔和鋱的氧化物與硼酸混合并燒結(jié)。其特征在于通過源于無機(jī)鹽的液體物質(zhì)相互作用的途徑將材料合成。其中，優(yōu)先采用釔、釓、鋱和鋁的硝酸鹽的酒精水溶液。它含有必要數(shù)量的濃度為5～12％硼酸。當(dāng)相互作用的溫度為T＝50～100℃時，在5～60分鐘時間里將細(xì)散的沉淀物從混合物中分離出來。然后進(jìn)行以下兩階段熱加工處理。溫度T＝600～750℃，時間為1～2小時；溫度為1150～1250℃，時間是1～3小時。
用于制作本發(fā)明的綠光熒光粉的具體配料成分實例如下0.58M Y(NO3)3·6H2O 0.32M Gd(NO3)3·6H2O0.1M Tb(NO3)3·6H2O 0.05M Al(NO3)3·9H2O并將上述物質(zhì)加熱到T＝90℃。將鹽的混合物除氣25分鐘。此后將混合物倒入第二個反應(yīng)槽。其中裝入1升的12％的硼酸溶液。開動攪拌器，轉(zhuǎn)速為ω＝60次/分，沉淀物混合體開始沉積。隨后，在吸濾器中洗滌硝酸鹽離子。洗滌進(jìn)行17～20分鐘。此后，將所制取的產(chǎn)物在恒溫箱中烘干至粉末，T＝120℃，時間為3個小時。然后將粉末放入坩堝中，通過以下方式在SiC的高溫爐中進(jìn)行熱處理T＝700℃，灼燒持續(xù)時間為1小時。此后，溫度上升速度為υT＝10°/分，并達(dá)到1225℃。熱加工持續(xù)2小時。將裝有配料的坩堝冷卻到100℃。將產(chǎn)物用鹽酸和醋酸的混合物(1∶1)洗凈，并在T＝120°時烘干1小時。在熒光粉粉末表面涂上SiO2薄層(約20nm)。
在專業(yè)光技術(shù)參數(shù)光子儀器中對已制取的材料進(jìn)行測量。儀器包括兩個帶濾光鏡的Xe-燈，區(qū)分波長為λ＝147及173nm。在裝滿了綠光輻射熒光粉實驗樣品的真空容積中，將Xe-燈安置。熒光粉粉末的分散度在SCS-2001型號的儀器中確定，資料通過計算機(jī)提供。熒光粉粉末平均直徑為d50＝0.98微米，分布方差為σ＝4.8單位，大多數(shù)熒光粉的粉末直徑不超過d90＝1.8微米。通過使用單原子酒精混合物形成了同類的雙層熒光粉層。同在Zn2SiO4·Mn標(biāo)準(zhǔn)熒光粉基礎(chǔ)上制成的熒光粉層相比較，就輻射屏幕而言，它的發(fā)光亮度提高到L＝120％。
就制取熒光粉的高品質(zhì)技術(shù)而言，這并不是所提出的制取方法的唯一優(yōu)點。同樣地，熒光粉的高化學(xué)穩(wěn)定性也是一大優(yōu)點。其具體表現(xiàn)為，在將熒光粉粉末置入蒸鍋水中攪拌后氫離子濃度恒定。甚至，在將熒光粉懸濁液煮沸后，pH值的變化不超過ΔpH＝0.2單位。
在表1中列出通過以上方法制作的熒光粉的具體成分。其中，與各種混合物材料相對應(yīng)的是光技術(shù)參數(shù)和分散度。除了范圍以外引入的雜質(zhì)，所有成分的參數(shù)值在表1中列出。通過比較，它具有高發(fā)光亮度或者更好的發(fā)光色坐標(biāo)。
表1列出應(yīng)用于等離子板的綠光輻射熒光粉的參數(shù)。
表1
綜上所述，就本發(fā)明的用于等離子輻射屏幕的綠光熒光粉及其制作方法而言，該熒光粉是具有更高發(fā)光亮度的綠光輻射熒光粉，且在它的輻射光譜中次能帶λ＝580～590nm和λ＝610～620nm輻射量相對降低，同時基本的和補(bǔ)充的波長之間的比值J545/(J580+J610)應(yīng)當(dāng)增大，此外，可提高色飽和度以及正硼酸鹽綠光輻射熒光粉的輻射色坐標(biāo)，對于等離子輻射屏幕中強(qiáng)烈的氣體放電影響而言，本發(fā)明的熒光粉同樣應(yīng)當(dāng)保持更加穩(wěn)定等優(yōu)點，因此，確可改善已知的綠光熒光粉及其制作方法的缺點。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)當(dāng)可作少許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。
圖式簡單說明圖1為示意圖，其繪示本發(fā)明的用于等離子輻射屏幕的綠光熒光粉的制作方法的流程示意圖。
主要組件符號說明步驟1通過釔、釓和鋱的氧化物與硼酸混合并燒結(jié)；步驟2在過濾器中頻繁地混合并洗滌；以及步驟3再進(jìn)行兩階段灼燒。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于等離子輻射屏幕的綠光熒光粉，其系以釔-鋱正硼酸鹽為基質(zhì)，其特征在于于該熒光粉成分中添加了III族元素釓和鋁的氧化物，總化學(xué)計量公式為Y1-x-yGdxTbyB1-zAlzO3，其中x＝0.001～0.4，y＝0.001～0.2，z＝0.01～0.1。
2.如權(quán)利要求1所述的用于等離子輻射屏幕的綠光熒光粉，其中該熒光粉具有三角形晶格，屬于立體R3c組。
3.如權(quán)利要求1所述的用于等離子輻射屏幕的綠光熒光粉，其中該熒光粉的細(xì)散粉末為圓形或橢圓形，其堆積品質(zhì)密度ρ≥2.5g/cm3。
4.如權(quán)利要求1所述的用于等離子輻射屏幕的綠光熒光粉，其中該熒光粉在130～150nm和165-200nm的區(qū)域具有吸收帶，主要輻射譜線位于λ＝540～550nm，λ＝580～590nm的區(qū)域。
5.如權(quán)利要求4所述的用于等離子輻射屏幕的綠光熒光粉，其中該熒光粉的短波輻射強(qiáng)度隨著加入的Tb+3離子的濃度增大而呈線性增長，此時，長波輻射強(qiáng)度與加入到熒光粉成分中鋱的氧化物濃度成反比；這時，在所述的光譜次能帶中，輻射帶強(qiáng)度比值隨著加入到成分中的鋁的氧化物濃度而同時變化，J540∶J580為200∶1到8∶1。
6.如權(quán)利要求5所述的用于等離子輻射屏幕的綠光熒光粉，其中該Tb+3離子的濃度為0.01～0.1原子分率。
7.如權(quán)利要求5所述的用于等離子輻射屏幕的綠光熒光粉，其中該輻射離子Tb+3的主要能帶壽命τe的減小根據(jù)等式τe＝b-k[Tb]0.5，并且位于6～3.5毫秒的區(qū)間，對于濃度[Tb]＝0.1原子分率，壽命值τe＝5毫秒。
8.如權(quán)利要求1所述的用于等離子輻射屏幕的綠光熒光粉，其中該釓及鋁的氧化物的濃度比值為[Gd2O3]/[Al2O3]＝100∶1～10∶1，它隨著熒光粉成分中加入的鋱的氧化物濃度增大而同時增長。
9.如權(quán)利要求1所述的用于等離子輻射屏幕的綠光熒光粉，其中該熒光粉粉末平均直徑比λ＝540nm的主要光譜最大值高出1.5～4倍，同時，該熒光粉粉末的平均分布方差在區(qū)間2≤σ≤5變化。
10.如權(quán)利要求1所述的用于等離子輻射屏幕的綠光熒光粉，其中該熒光粉具有如下的成分Y0.62Gd0.3Tb0.08B0.96Al0.04O3。
11.一種等離子輻射屏幕，其具有如權(quán)利要求1所述的綠光熒光粉，其特征在于可制成多層的綠光熒光粉層，且其反射效率位于區(qū)間30％＜R＜60％，上述綠光熒光粉的單位體積品質(zhì)在等離子輻射屏幕內(nèi)為1.5～2.5mg/cm2。
12.一種用于等離子輻射屏幕的綠光熒光粉的制作方法，其包括下列步驟通過釔、釓和鋱的氧化物與硼酸混合并燒結(jié)；在過濾器中頻繁地混合并洗滌；以及再進(jìn)行兩階段灼燒。
13.如權(quán)利要求12所述的用于等離子輻射屏幕的綠光熒光粉的制作方法，其中于該通過釔、釓和鋱的氧化物與硼酸混合并燒結(jié)的步驟中使用源于釔、釓、鋱的硝酸鹽的液體物質(zhì)作為所述元素的初始化合物，并在含有一定數(shù)量的硼酸酒精水溶液中相互作用，溫度為T＝50～100℃。
14.如權(quán)利要求12所述的用于等離子輻射屏幕的綠光熒光粉的制作方法，其中在該進(jìn)行兩階段灼燒的步驟中，當(dāng)溫度T＝600～750℃，時間是1～2小時，當(dāng)溫度為T＝1150～1250℃，時間是1～3小時。
15.如權(quán)利要求12所述的用于等離子輻射屏幕的綠光熒光粉的制作方法，其中該綠光熒光粉的成分總化學(xué)計量公式為Y1-x-yGdxTbyB1-zAlzO3，其中x＝0.001～0.4，y＝0.001～0.2，z＝0.01～0.1。
全文摘要
本發(fā)明系關(guān)于一種用于等離子輻射屏幕的綠光熒光粉，其系以釔－鋱正硼酸鹽為基質(zhì)，其特征在于于該熒光粉成分中添加了Ⅲ族元素釓和鋁的氧化物，總化學(xué)計量公式為Y
文檔編號H01J17/16GK101016457SQ20071000326
公開日2007年8月15日 申請日期2007年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月5日
發(fā)明者索辛納姆, 羅維鴻, 蔡綺睿 申請人:羅維鴻