一種稀土摻雜的硫代鎵酸鹽熒光粉材料及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于適用于場發(fā)射器件和LED發(fā)光器件使用的綠色熒光粉材料及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]稀土參雜的固體無機發(fā)光材料的制備方法基本都是固相原材料混合后進行高溫合成而得，發(fā)光材料中的離子是通過固態(tài)氧化物、硫化物或氮化物引入，為了保證原材料的混合均勻需通過研磨、分散和過篩等工藝進行保證，各段工藝都有材料損失，各物質(zhì)的損失比例不同會造成原預(yù)案中的化學(xué)計量不準確，對燒成結(jié)果造成影響，如果物質(zhì)以氣體形式引入會大大提尚混合均勾性，提尚材料的燒成過程的穩(wěn)定性。
[0003]Eu2+參雜的硫代鎵酸鹽熒光粉具有被450-470nm藍光或陰極射線激發(fā)的特性，所發(fā)出主波長在530nm綠光適合白光LED和場發(fā)射顯示器件的制作。IXD液晶電視的LED背光源為了保證較高的NTSE色域，背光LED光源需采用藍光芯片激發(fā)綠粉和紅粉進行制作，而Eu2+參雜的硫代鎵酸鹽熒光粉可被450nm的藍光芯片激發(fā)得到高效率的綠光，是適用于制作LCD顯示器件背光用的LED產(chǎn)品的優(yōu)良材料；場發(fā)射的顯示器件發(fā)射原理是采用陰極射線激發(fā)藍色、綠色和紅色發(fā)光材料，利用RGB三原色原理進行成像顯示，而Eu2+參雜的硫代鎵酸鹽熒光粉具有被100V以下電壓激發(fā)出530nm高光效的綠光，是適用于制作場發(fā)射顯示器件用綠粉的優(yōu)良材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種稀土摻雜的硫代鎵酸鹽熒光粉材料，本發(fā)明的另一目的是提供Eu2+參雜的硫代鎵酸鹽熒光粉的制備方法，本熒光材料具有制作簡單、易于操作和易于控制硫含量的特點。
[0005]本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種稀土摻雜的硫代鎵酸鹽熒光粉材料，該熒光粉的化學(xué)通式為M1 xGa2S4: xR2+,其中:
[0007]M元素為含有Sr、Ca、Ba或Mg中的一種或多種；
[0008]R元素為Tb或Eu中的一種；
[0009]X為摩爾系數(shù)，其中O < X彡0.1。
[0010]相應(yīng)地，本發(fā)明給出了稀土摻雜的硫代鎵酸鹽熒光粉材料的制備方法，包括下述步驟:
[0011]I)按照通式M1 xGa2S4:xR2+，分別按照物質(zhì)M:Ga:R元素的質(zhì)量比為(l_x):2:x稱取MC03、Ga2O3, R2O3原料，經(jīng)球磨后充分混合；
[0012]2)將混合物在氧化氣氛下進行燒成，得到氧化燒成材料；
[0013]3)將氧化燒成材料經(jīng)粉碎、研磨分散后，再按照氧化燒成材料與助熔劑質(zhì)量比為99.5%?97.5%:0.5%?2.5%的比例添加助熔劑，并充分混合；
[0014]4)將混合物通入H2S氣體，在還原氣氛下燒成，得到還原燒成材料；
[0015]5)將還原燒成材料進行粉碎、球磨分散、洗凈、表面處理、干燥和過篩后，即得到所述稀土摻雜的硫代鎵酸鹽熒光粉材料。
[0016]進一步地，所述氧化氣氛下進行燒成，是指在900?1400°C的氧化氣氛爐進行燒成；所述還原氣氛下燒成是指在700?1100°C的還原氣氛下燒成。
[0017]進一步地，所述助熔劑為溴化物與氯化物的混合物，溴化物與氯化物的質(zhì)量比范圍為I?2:3 ;所述溴化物為NaBr、KBr或NH4Br ;所述氯化物為NH4Cl或NaCl。
[0018]進一步地，所述還原氣氛是以H2、隊與通入的H2S按照1:1比例的混合氣氛引入，其中，H2 = N2= (5%?10% ): (90%?95% ) ;H2S 流量為:8 ?12L/min，N2流量為:0.4 ?
0.6L/min，H2流量為:4.6?11.4L/min ;所述H 2、隊和H 2S氣體純度均為99.9%0
[0019]進一步地，所述洗凈是指采用去離子水清洗二次燒成物至電導(dǎo)率小于< 500us/
Cm0
[0020]進一步地，所述球磨分散是將還原燒成后的材料研磨至10 μ m以下。
[0021]進一步地，所述表面處理要求是指將納米級S12均勻粘結(jié)到硫代鎵酸鹽熒光粉材料表面。
[0022]進一步地，所述干燥是將均勻粘結(jié)納米級S12到硫代鎵酸鹽熒光粉材料表面的原燒成后的材料在90°C?120 °C下干燥，完全去除水分。
[0023]進一步地，所述過篩是過300?500目的尼龍篩網(wǎng)。
[0024]本發(fā)明制備的硫代鎵酸鹽熒光粉具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性，并在100V以下的電子束或450-470nm的藍光激發(fā)下具有很高的發(fā)光效率，用于場發(fā)射顯示器件顯示屏的制作或白光LED的封裝。
[0025]本發(fā)明的有益效果是:
[0026]I)本發(fā)明所設(shè)計的高效綠光材料不僅適合場發(fā)射顯示器件的制作，同時也適用于白光LED的封裝使用。
[0027]2)本發(fā)明中的焚光材料中的S兀素以H2S氣體引入，大大提尚混合均勾性，提尚材料的燒成過程的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0028]圖1是本發(fā)明氧化燒成溫度時間曲線示意圖；
[0029]圖2是本發(fā)明還原燒成溫度時間曲線示意圖；
[0030]圖3是本發(fā)明制備工藝流程不意圖。
【具體實施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明。
[0032]本發(fā)明的一種稀土參雜的硫代鎵酸鹽熒光粉的化學(xué)式為=M1 xGa2S4:XR2+M代表堿土金屬Sr、Ca、Ba或Mg中的一種或兩種的組合；R是Tb或Eu ;系數(shù)x為摩爾系數(shù)，其中O< X ^ 0.10
[0033]制備上述熒光粉的方法主要包含以下步驟:
[0034]I)以Sr、Ca、Ba或Mg的碳酸鹽和Ga、Tb、Eu的氧化物為原料，并按上述化學(xué)式通式吣xGa2S4:xR2M:Ga:R元素的質(zhì)量比為(l_x): 2: x稱取相應(yīng)原料，并充分混合；
[0035]2)將上述材料裝入剛玉坩禍中在900?1400°C的氧化氣氛下充分燒成2?3小時；燒成溫度曲線見圖1;
[0036]3)上述氧化燒成材料經(jīng)研磨分散后，與一定計量的反應(yīng)助熔劑(氧化燒成材料與助熔劑質(zhì)量比為99.5%?97.5%:0.5%?2.5%，助熔劑為溴化物與氯化物的混合物，溴化物與氯化物的質(zhì)量比范圍為I?2:3充分混合；
[0037]其中溴化物為NaBr、KBr或NH4Br ;氯化物為NH4Cl或NaCl。
[0038]4)將混合物通入H2S氣體，以&為與通入的H2S按照1:1比例的混合氣氛引入，其中，H2 = N2= (5%?10%): (90%?95%) ;H2S流量為:8 ?12L/min，N2流量為:0.4 ?0.6L/min，H2流量為:4.6?11.4L/min ;H 2、隊和H 2S氣體純度均為99.9%。在700?1100。。的還原氣氛下燒成2?3小時；其中，H2S流量為:8?12L/min，N2流量為:0.4?0.6L/min，H2流量為:4.6?11.4L/min ;H2、N#PH2S氣體純度均為99.9%。燒成溫度曲線見圖2 ;
[0039]5)還原燒成后的材料進行粉碎、球磨分散(研磨至10 μπι)、去離子水清洗還原燒成物至電導(dǎo)率小于< 500us/Cm、表面處理(將納米級S12均勻粘結(jié)到硫代鎵酸鹽熒光粉材料表面)、90°C?120°C下干燥(去除水分)和過篩(300?500目的尼龍篩網(wǎng)篩過篩)等處理，材料制作完成。
[0040]還原燒成裝置見圖3所示。
[0041]下面通過具體實施例在進一步說明本發(fā)明。