專利名稱：一種青色發(fā)光材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種青色發(fā)光材料及其制備方法
背景技術(shù)：
等離子體平板顯示(Plasma Display Panel,簡稱F1DP)技術(shù)是利用氣(Xe)基稀有氣體混合氣體等離子體放電產(chǎn)生的紫外線(主要在147 nm和172 nm)激發(fā)熒光粉發(fā)光的一種平板顯示器件，具有刷新速度快，視角寬，光效及亮度高，壽命長，易制作大屏幕等優(yōu)點，是目前主要大屏幕高清晰度的平板顯示技術(shù)之一。場發(fā)射顯示(Field Emission Display,簡稱FED)技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種平板顯示技術(shù)，其工作原理和傳統(tǒng)的CRT顯示類似，通過電子束轟擊涂于顯示屏的熒光粉顯像。但和CRT通過電磁場控制電子偏向不同的是，F(xiàn)ED因平面地發(fā)出電子而不需要偏轉(zhuǎn) 線圈。另外，F(xiàn)ED陽極電壓低，而CRT為高壓熱電子束發(fā)射。這使得FED可制成很薄的平板顯示器，在亮度、視角、響應時間、工作溫度范圍、能耗等方面具有潛在的優(yōu)勢。3D (three Dimensional)顯示技術(shù)是通過顯示器將兩幅具有位差的左圖像和右圖像分別呈現(xiàn)給左眼和右眼，圖像映入雙眼后即形成立體視覺所需的視差，從而實現(xiàn)立體顯示。因左眼和右眼要分別觀看到左圖像和右圖像，這就要求用于3D顯示器的熒光粉要有快的熒光衰減(彡2 ms),以防止左右圖像的交叉效應。PDP和FED因其各自的優(yōu)勢是目前實現(xiàn)3D顯示的重要技術(shù)，而作為PDP和FED的關(guān)鍵材料，熒光粉直接決定著PDP和FED的性能。商用的PDP三基色熒光粉主要為(Y，Gd)B03:Eu3+ (紅XZn2SiO4:Mn2+ (綠)和BaMgAl10O17IEu2+ (藍)，他們是同類熒光粉中熒光量子效率比較高的，但在實際應用中還存在著問題，共同點是發(fā)光效率和流明效率低。、目前被認為效果比較好的FED三基色熒光粉Y2O3:Eu3+，Y2SiO5ITb3+ (綠)，Y2SiO5: Ce3+ (藍)發(fā)光的顯示范圍(色域)較窄，限制了場發(fā)射平板顯示的發(fā)展。因此，為了適應TOP，F(xiàn)ED以及新型3D顯示技術(shù)的發(fā)展，我們應該尋找新的材料體系，解決現(xiàn)有的各種問題，使熒光粉能夠滿足使用的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適用于3D-PDP和3D-FED，并能擴大PDP和FED顯示色域的發(fā)青光稀土發(fā)光材料。本發(fā)明的另一個目的是提供上述發(fā)光材料的制備方法。本發(fā)明的青色發(fā)光材料具有如下的化學組成表示式(4-x)SrO · 4Si02 · 4SrCl2 · xEuO,其中，Eu2+為激活離子；x為Eu取代Sr的摩爾量，取值范圍
O.01 彡 X 彡 O. 50。本發(fā)明所選的基質(zhì)材料為SrO · SiO2 · SrCl20發(fā)光中心為二價稀土銪離子。在真空紫外光和低壓電子束激發(fā)下，二價稀土銪離子在基質(zhì)中發(fā)青光。上述發(fā)光材料的制備方法包括如下步驟按照上述熒光粉的化學組成表示式準確稱取原料，充分研磨并混合均勻；然后將混合物料于一氧化碳還原氣氛中預燒，自然冷卻至室溫，取出后再次充分研磨并混合均勻；最后在一氧化碳還原氣氛中燒結(jié)，冷卻至室溫，將產(chǎn)物取出研磨便得到產(chǎn)品。在上述制備方法中，所述的原料為加熱時能分解為堿土金屬氧化物的堿土金屬碳酸鹽、堿土金屬硝酸鹽的一種或多種的混合物；稀土氧化物或加熱時能夠分解成稀土氧化物的稀土草酸鹽，稀土碳酸鹽，稀土硝酸鹽中的一種或多種的混合物；氧化鍶，碳酸鍶，硝酸鍶，氯化鍶中的一種或多種的混合物；二氧化硅。在上述制備方法中，所述預燒溫度為700 V 850 °C，時間為I. 5小時；燒結(jié)溫度為900 °C，煅燒時間為2小時。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果
I.本發(fā)明的熒光粉在真空紫外光(147 nm和172 nm)和低壓電子束激發(fā)下有強的青光發(fā)射(峰值位于486 nm左右)。相同的測試條件下,在147 nm, 172 nm真空紫外光和低壓·(3 kV，25 μ A* cm 2)電子束激發(fā)下的發(fā)射光譜顯示，本發(fā)明的熒光粉比目前使用的商用藍色熒光粉BAM的發(fā)射強度高，積分強度分別約為BAM的148%，60%和280%。2.本發(fā)明的熒光粉的色坐標為(O. 136，0. 298)，可以很大程度上擴大PDP和FED三基色熒光粉的色域。3.本發(fā)明的熒光粉的熒光壽命約為0.9 4 8，衰減快，可以滿足30卞0 和3D-FED顯示器快速運動畫面的要求。4.本發(fā)明的熒光粉合成步驟簡單，易于操作，成本低廉。


圖I為147 nm (上圖)，172 nm (中圖)和低壓(3 kV，25 μ A *cm 2)陰極射線(下圖)激發(fā)下，實施例14的青色發(fā)光材料3. 5Sr0 · 4Si02 · 4SrCl2 · O. 5Eu0與商品粉BAM藍粉的發(fā)射光譜對照圖。圖2為實施例14的青色發(fā)光材料與PDP用三基色熒光粉(Y，Gd)BO3:Eu3+ (R)，Zn2SiO4:Mn2+ (G)and BaMgAl10O17: Eu2+ (B)和 FED 用三基色熒光粉 Y2O3: Eu3+ (R，)，Y2SiO5: Tb3+(G’)，Y2SiO5ICe3+ (B’)在色度圖中的位置示意圖。圖3為實施例14的青色發(fā)光材料的熒光壽命衰減圖。
具體實施例方式 實施例I :
稱取氧化銪(Eu2O3) O. 0035 g，碳酸鍶(SrCO3) I. 1781 g，六水合氯化鍶(SrCl2 · 6H20)
2.1330g，二氧化硅(SiO2) I. 1810 g，于瑪瑙研缽中充分研磨并混合均勻；然后在一氧化碳(CO)還原氣氛中，820 °C下預燒I. 5小時，自然冷卻到室溫，取出后再次充分研磨并混合均勻；最后在一氧化碳氣氛中900 °C燒結(jié)2小時，冷卻至室溫，將產(chǎn)物取出研磨便得到產(chǎn)品。實施例2
稱取氧化銪(Eu2O3) O. 0106 g，碳酸鍶(SrCO3) I. 1722 g，六水合氯化鍶(SrCl2 · 6H20)
2.1330g，二氧化硅(SiO2) I. 1810 g，于瑪瑙研缽中充分研磨并混合均勻；然后在一氧化碳(CO)還原氣氛中，820 °C下預燒I. 5小時，自然冷卻到室溫，取出后再次充分研磨并混合均勻；最后在一氧化碳氣氛中900 °C燒結(jié)2小時，冷卻至室溫，將產(chǎn)物取出研磨便得到產(chǎn)品。實施例3
稱取氧化銪(Eu2O3) O. 0176 g，碳酸鍶(SrCO3) I. 1663 g，六水合氯化鍶(SrCl2 · 6H20)
2.1330g，二氧化硅(SiO2) I. 1810 g，于瑪瑙研缽中充分研磨并混合均勻；然后在一氧化碳(CO)還原氣氛中，820 °C下預燒I. 5小時，自然冷卻到室溫，取出后再次充分研磨并混合均勻；最后在一氧化碳氣氛中900 °C燒結(jié)2小時，冷卻至室溫，將產(chǎn)物取出研磨便得到產(chǎn)品。實施例4:
稱取氧化銪(Eu2O3) O. 0246 g，碳酸鍶(SrCO3) I. 1604 g，六水合氯化鍶(SrCl2 · 6H20)
2.1330g，二氧化硅(SiO2) I. 1810 g，于瑪瑙研缽中充分研磨并混合均勻；然后在一氧化碳(CO)還原氣氛中，820 °C下預燒I. 5小時，自然冷卻到室溫，取出后再次充分研磨并混合均 勻；最后在一氧化碳氣氛中900 °C燒結(jié)2小時，冷卻至室溫，將產(chǎn)物取出研磨便得到產(chǎn)品。實施例5
稱取氧化銪(Eu2O3) O. 0317 g，碳酸鍶(SrCO3) I. 1545 g，六水合氯化鍶(SrCl2 · 6H20)
2.1330g，二氧化硅(SiO2) I. 1810 g，于瑪瑙研缽中充分研磨并混合均勻；然后在一氧化碳(CO)還原氣氛中，820 °C下預燒I. 5小時，自然冷卻到室溫，取出后再次充分研磨并混合均勻；最后在一氧化碳氣氛中900 °C燒結(jié)2小時，冷卻至室溫，將產(chǎn)物取出研磨便得到產(chǎn)品。實施例6
稱取氧化銪(Eu2O3) O. 0352 g，碳酸鍶(SrCO3) I. 1515 g，六水合氯化鍶(SrCl2 · 6H20)
2.1330g，二氧化硅(SiO2) I. 1810 g，于瑪瑙研缽中充分研磨并混合均勻；然后在一氧化碳(CO)還原氣氛中，820 °C下預燒I. 5小時，自然冷卻到室溫，取出后再次充分研磨并混合均勻；最后在一氧化碳氣氛中900 °C燒結(jié)2小時，冷卻至室溫，將產(chǎn)物取出研磨便得到產(chǎn)品。實施例7
稱取氧化銪(Eu2O3) O. 0528 g，碳酸鍶(SrCO3) I. 1367 g，六水合氯化鍶(SrCl2 · 6H20)
2.1330g，二氧化硅(SiO2) I. 1810 g，于瑪瑙研缽中充分研磨并混合均勻；然后在一氧化碳(CO)還原氣氛中，820 °C下預燒I. 5小時，自然冷卻到室溫，取出后再次充分研磨并混合均勻；最后在一氧化碳氣氛中900 °C燒結(jié)2小時，冷卻至室溫，將產(chǎn)物取出研磨便得到產(chǎn)品。實施例8
稱取氧化銪(Eu2O3) O. 0704 g，碳酸鍶(SrCO3) I. 1220 g，六水合氯化鍶(SrCl2 · 6H20)
2.1330g，二氧化硅(SiO2) I. 1810 g，于瑪瑙研缽中充分研磨并混合均勻；然后在一氧化碳(CO)還原氣氛中，820 °C下預燒I. 5小時，自然冷卻到室溫，取出后再次充分研磨并混合均勻；最后在一氧化碳氣氛中900 °C燒結(jié)2小時，冷卻至室溫，將產(chǎn)物取出研磨便得到產(chǎn)品。實施例9
稱取氧化銪(Eu2O3) O. 0880 g，碳酸鍶(SrCO3) I. 1072 g，六水合氯化鍶(SrCl2 · 6H20)
2.1330g，二氧化硅(SiO2) I. 1810 g，于瑪瑙研缽中充分研磨并混合均勻；然后在一氧化碳(CO)還原氣氛中，820 °C下預燒I. 5小時，自然冷卻到室溫，取出后再次充分研磨并混合均勻；最后在一氧化碳氣氛中900 °C燒結(jié)2小時，冷卻至室溫，將產(chǎn)物取出研磨便得到產(chǎn)品。實施例10:
稱取氧化銪(Eu2O3) O. 1056 g，碳酸鍶(SrCO3) I. 0952 g，六水合氯化鍶(SrCl2 · 6H20)
2.1330g，二氧化硅(SiO2) I. 1810 g，于瑪瑙研缽中充分研磨并混合均勻；然后在一氧化碳(CO)還原氣氛中，820 °C下預燒I. 5小時，自然冷卻到室溫，取出后再次充分研磨并混合均勻；最后在一氧化碳氣氛中900 °C燒結(jié)2小時，冷卻至室溫，將產(chǎn)物取出研磨便得到產(chǎn)品。實施例11
稱取氧化銪(Eu2O3) O. 1232 g，碳酸鍶(SrCO3) I. 0777 g，六水合氯化鍶(SrCl2 · 6H20)
2.1330g，二氧化硅(SiO2) I. 1810 g，于瑪瑙研缽中充分研磨并混合均勻；然后在一氧化碳(CO)還原氣氛中，820 °C下預燒I. 5小時，自然冷卻到室溫，取出后再次充分研磨并混合均勻；最后在一氧化碳氣氛中900 °C燒結(jié)2小時，冷卻至室溫，將產(chǎn)物取出研磨便得到產(chǎn)品。實施例12
稱取氧化銪(Eu2O3) O. 1408 g，碳酸鍶(SrCO3) I. 0629 g，六水合氯化鍶(SrCl2 · 6H20)
2.1330g，二氧化硅(SiO2) I. 1810 g，于瑪瑙研缽中充分研磨并混合均勻；然后在一氧化碳 (CO)還原氣氛中，820 °C下預燒I. 5小時，自然冷卻到室溫，取出后再次充分研磨并混合均勻；最后在一氧化碳氣氛中900 °C燒結(jié)2小時，冷卻至室溫，將產(chǎn)物取出研磨便得到產(chǎn)品。實施例13
稱取氧化銪(Eu2O3) O. 1584 g，碳酸鍶(SrCO3) I. 0482 g，六水合氯化鍶(SrCl2 · 6H20)
2.1330g，二氧化硅(SiO2) I. 1810 g，于瑪瑙研缽中充分研磨并混合均勻；然后在一氧化碳(CO)還原氣氛中，820 °C下預燒I. 5小時，自然冷卻到室溫，取出后再次充分研磨并混合均勻；最后在一氧化碳氣氛中900 °C燒結(jié)2小時，冷卻至室溫，將產(chǎn)物取出研磨便得到產(chǎn)品。實施例14:
稱取氧化銪(Eu2O3) O. 1760 g，碳酸鍶(SrCO3) I. 0334 g，六水合氯化鍶(SrCl2 · 6H20)
2.1330g，二氧化硅(SiO2) I. 1810 g，于瑪瑙研缽中充分研磨并混合均勻；然后在一氧化碳(CO)還原氣氛中，820 °C下預燒I. 5小時，自然冷卻到室溫，取出后再次充分研磨并混合均勻；最后在一氧化碳氣氛中900 °C燒結(jié)2小時，冷卻至室溫，將產(chǎn)物取出研磨便得到產(chǎn)品。本發(fā)明的青色發(fā)光材料在真空紫外光(147 nm, 172 nm)和低壓電子束(激發(fā)電壓為3 kV，燈絲電流為25 μΑ· cm—2)激發(fā)下的發(fā)射光譜示于圖I中?？梢杂^察到(4_χ)SrO · 4Si02 · 4SrCl2 · xEuO (0.01 ^ x ^ 0. 50)系列發(fā)光材料(實施例 I - 14)發(fā)青光，代表樣品3. 5Sr0*4Si02*4SrCl2*0. 5Eu0 (實施例14)的發(fā)射光譜(圖I)顯示發(fā)射波長約為486 nm。在147 nm, 172 nm真空紫外光和低壓(3 kV)電子束激發(fā)下,發(fā)射的積分強度可達商用藍粉BAM的148 %, 60 %和280 %。由圖2中的色度坐標圖可以觀察到，實施例14的色坐標(O. 136,0. 298)位于青色光區(qū)，可以顯著擴大PDP和FED三基色熒光粉的色域。從圖3中的壽命衰減曲線可以觀察到，實施例14的熒光壽命約為O. 9 μ S，衰減快，適于運動畫面快速的3D顯示器。本發(fā)明所要保護的系列青色熒光粉具有相似的結(jié)構(gòu)，具有基本一致的光譜性質(zhì)。其他青色熒光粉的光譜，色坐標圖和熒光衰減曲線與實施例14基本一致。實施例14的光譜，熒光衰減曲線和色坐標圖代表了該系列的青色熒光粉。
權(quán)利要求
1.一種青色發(fā)光材料，其化學組成表示式為(4-x)SrO · 4Si02 · 4SrCl2 · xEuO, 其中，Eu2+為激活離子；x為Eu取代Sr的摩爾量，取值范圍0.01彡x彡O. 50。
2.權(quán)利要求I所述發(fā)光材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟按照上述熒光粉的化學組成表示式準確稱取原料，充分研磨并混合均勻；然后將混合物料于一氧化碳還原氣氛中預燒，自然冷卻至室溫，取出后再次充分研磨并混合均勻；最后在一氧化碳還原氣氛中燒結(jié)，冷卻至室溫，將產(chǎn)物取出研磨便得到產(chǎn)品。
3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述的原料為稀土氧化物、稀土草酸鹽，稀土碳酸鹽，稀土硝酸鹽中的一種或多種的混合物；堿土金屬碳酸鹽、堿土金屬硝酸鹽的一種或多種的混合物；氧化鍶，碳酸鍶，硝酸鍶，氯化鍶中的一種或多種的混合物；二氧化硅。
4.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述預燒溫度為700V 850 °C，時間為O. 5 2小時；燒結(jié)溫度為900 °C，煅燒時間為2小時。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種青色發(fā)光材料及其制備方法，其化學組成表示式為(4-x)SrO·4SiO2·4SrCl2·xEuO，其中，Eu2+(二價銪離子)為激活離子；x為Eu取代Sr的摩爾量，取值范圍0.01≤x≤0.50。本發(fā)明的制備方法簡單，所制備的青色發(fā)光材料發(fā)光強，在真空紫外光(147nm，172nm)和低壓陰極射線(3kV，25μA·cm-2)激發(fā)下，其發(fā)光強度分別約為商用藍色熒光粉BaMgAl10O17:Eu2+(BAM)的148%，60%和280%；色坐標(0.136，0.298)位于青色光區(qū)，將其引入PDP和FED用三基色熒光粉能顯著擴大熒光粉的顯示范圍；熒光衰減快，熒光衰減時間約為0.9μs，適用于3D顯示。
文檔編號C09K11/61GK102899039SQ20121044534
公開日2013年1月30日 申請日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者梁宏斌, 劉春夢 申請人:中山大學