专利名称：硅酸盐蓝色发光材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于发光材料技术领域，涉及一种发光材料及其制备方法，尤其涉及一种
硅酸盐蓝色发光材料及其制备方法。
背景技术：
场发射器件是一种新型的发光器件。其工作原理是通过激发光轰击红、绿、蓝三色 荧光粉发光实现成像或照明用途，该器件在亮度、视角、响应时间、工作温度范围、能耗等方 面均具有潜在的优势。 制备优良性能场发射器件的关键因素之一是高性能荧光粉体的制备。目前场发射 器件所采用的荧光材料主要是一些用于传统阴极射线管和投影电视显象管的硫化物系列、 氧化物系列和硫氧化物系列荧光粉。硫化物和硫氧化物系列荧光粉，其优点是发光亮度较 高、具有一定的导电性，但在大束流激发光的轰击下，硫化物和硫氧化物系列荧光粉容易发 生分解，放出单质硫"毒化"阴极针尖，并生成沉淀物覆盖在荧光粉表面，降低了荧光粉的发 光效率，縮短了场发射器件的使用寿命。氧化物系列荧光粉和硅酸盐荧光粉具有稳定性能 好的优点，但它们的发光效率还不够高，并且这些荧光粉材料一般为绝缘体，性能都有待改 进和提高。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种稳定性好、发 光效率高的硅酸盐蓝色发光材料。 本发明进一步要解决的技术问题在于，还提供一种工艺简单、成本低的硅酸盐蓝 色发光材料的制备方法。 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种硅酸盐蓝色发光材料，为以下通 式的物质Ln2(1—x)Si05:Cex，Agy，其中，Ln为Y、Gd、La、Lu中的一种，x的取值为(Xx《0. 05， y的取值为0 < y《0. 005 ;y为Ag离子或Ag胶粒与硅的摩尔比。 所述硅酸盐蓝色发光材料中，x的取值优选为0. 001《x《0. 04，y的取值优选为 0. 00003《y《0. 003。
—种硅酸盐蓝色发光材料的制备方法，包括以下步骤 (1)、以含Ln化合物、含Ce化合物和含Ag硅气凝胶为原料，按照通式Ln2 (1—x) Si05:Cex， Agy中各元素之间的摩尔比例称取上述原料并混合均匀；Ln为Y、 Gd、 La、 Lu中的 一种，x的取值为0 < x《0. 05， y的取值为0 < y《0. 005 ;y为Ag离子或Ag胶粒与硅的 摩尔比； (2)、将混合均匀的原料在还原气氛下烧结，烧结温度为1300 160(TC，烧结时间 为1 8h，烧结的产物冷却至室温，即得到硅酸盐蓝色发光材料。 所述的硅酸盐蓝色发光材料的制备方法中，所述含Ag硅气凝胶是将硅气凝胶先 溶解到含Ag离子或含有纳米Ag胶粒的乙醇溶液中，混匀干燥，再煅烧得到。
所述的硅酸盐蓝色发光材料的制备方法中，所述含Ag硅气凝胶是将硅气凝胶溶 解在含Ag离子或含有纳米Ag胶粒的乙醇溶液中，在50 75t:下搅拌0. 5 3h，接着超声 处理10min，再在60 15(TC下干燥，干燥后研磨均匀在600 130(TC下煅烧0. 5 3h得到。 所述的硅酸盐蓝色发光材料的制备方法中，硅气凝胶的孔径为20 100nm，气孔
率为92 98%。 所述的硅酸盐蓝色发光材料的制备方法中，所述含Ln化合物为Ln的氧化物、硝酸 盐、碳酸盐、草酸盐中的一种，所述含Ce化合物为Ce的氧化物、硝酸盐、碳酸盐、草酸盐中的一种。 所述的硅酸盐蓝色发光材料的制备方法中，所述的还原气氛是含有95% N2和5% 4(体积百分比)的气氛。 所述的硅酸盐蓝色发光材料的制备方法中，所述步骤(2)中烧结温度为1400 1500。C，烧结时间为3 6h。 本发明的发光材料是掺杂了 Ce3+的硅酸盐发光材料，具有稳定性好、较传统方法 制备的掺杂铈硅酸盐发光材料的发光效率更高的特点，在激发光激发下能发射蓝光。
本发明的制备方法工艺简单、制备的产品质量高、成本低，可广泛应用在发光材料 制造中。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中 图1是现有商业销售的蓝色荧光粉(Y2Si05:Ce)与实施例2制备的硅酸盐发光材 料的阴极射线发光光谱对比图； 图2是实施例4制备的硅酸盐发光材料的阴极射线发光光谱。 阴极射线发光光谱是在5KV加速电压的阴极射线激发下以岛津RF-530IPC光谱仪
为检测器分析得出。
具体实施例方式
以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
实施例l，硅酸盐蓝色发光材料YL，SiOs:Ce。.。M， Ag。.。。。。3 制备方法首先称取硅气凝胶0. 3g，溶解到10ml含有AgN03l. 5X 10—5mol/L的乙 醇溶液中，在5(TC下搅拌3h，然后超声10min，再在6(TC干燥，将干燥后的样品研磨均匀，在 60(TC下煅烧3h得到含Ag硅气凝胶。 然后称取Y2 (C03) 31. 4305g、Ce2 (C03) 30 . 00 09g和含有Ag硅气凝胶0. 2524g，混合均 匀，再在95%^+5%112(体积百分比，下同)还原气氛下于130(TC保温烧结8h，所得到产物 冷却至室温，即得到YL，SiO"Ce。.。M，Ag。.。。。。3发光材料，在激发光激发下发射蓝光。硅酸盐 蓝色发光材料YL 999Si05:Ce。，，Ag。.o國中Ag离子或Ag胶粒与硅的摩尔比为0. 00003 : 1。
实施例2，硅酸盐蓝色发光材料Yu92Si05:Ce。.。。8， Ag。.。。。。7 制备方法首先称取硅气凝胶0. 4g，溶解到20ml含有纳米Ag胶粒 2. 345X 10—5mol/L的乙醇溶液中，在6(TC下搅拌2h，然后超声10min，再在8(TC干燥，将干燥后的样品研磨均匀，在80(TC下煅烧2h得到含Ag硅气凝胶。 然后称取Y2030. 8995g、 Ce020. 0055g和含有Ag的硅气凝胶0. 2525g，混合均 匀，再在95% N2+5% H2还原气氛下于145(TC保温烧结4h，所得到产物冷却至室温，即得 到\ 9925105:(^。.。。8， Ag。.。匿发光材料，在激发光激发下发射蓝光。硅酸盐蓝色发光材料 YL 992Si05:Ce。.。。8，Ag。.。画中Ag离子或Ag胶粒与硅的摩尔比为0.00007 : 1。图1是现有商 业销售的蓝色荧光粉(Y2Si05:Ce)与本实施例制备的硅酸盐发光材料的阴极射线发光光谱 对比图，其中图中10是指本实施例制备的硅酸盐发光材料，11是指现有商业销售的以Ce为 掺杂离子的Y^i05蓝色荧光粉。如图l所示，可以看出本实施例的发光材料在360 600nm 内有较强的宽带发射谱，发光强度高于商业销售的蓝色荧光粉(Y2Si05:Ce)的发光强度，本 实施例制备得到的发光材料的发射谱积分强度超出商用粉的40%，本实施例的发光材料具 有稳定性好、发光效率较高的特点。 实施例3，硅酸盐蓝色发光材料GduSiO^Ceo.M, Ag。.。01 制备方法首先称取硅气凝胶1. Og，溶解到30ml含有纳米Ag胶粒5. 43X 10—4mol/ L的乙醇溶液中，在7(TC下搅拌0. 5h，然后超声10min，再在15(TC干燥，将干燥后的样品研 磨均匀，在IOO(TC下煅烧0. 5h得到含Ag硅气凝胶。然后称取Gd(N03)32. 6909g、 Ce(NO丄O. 0521g和含有Ag的硅气凝胶0. 2526g混 合均匀，再在95% N2+5% H2还原气氛下于160(TC保温烧结lh，所得到产物冷却至室温，即 得到GcUeS叫:Ce。，， Ag。.。Q1发光材料，在激发光激发下发射蓝光。硅酸盐蓝色发光材料 GdL96Si05:Ce。.。4，Ag。.。M中Ag离子或Ag胶粒与硅的摩尔比为0.001 : 1。
实施例4，硅酸盐蓝色发光材料Yu92Si05:Ce。.。。8， Ag。.。鹏 制备方法首先称取硅气凝胶0. 28g，溶解到15ml含有纳米Ag胶粒 1. 2266X 10—4mol/L的乙醇溶液中，在60。C下搅拌2h，然后超声10min，再在70。C干燥，将干 燥后的样品研磨均匀，在90(TC下煅烧2h得到含Ag硅气凝胶。 然后称取Y2030. 8995g、 Ce020 . 00 5 5g和含有Ag的硅气凝胶0. 2524g混合均匀， 再在95% N2+5% ^还原气氛下于145(TC保温烧结4h，所得到产物冷却至室温，即得 到YL，SiO"Ce。.。。8， Ag。.。，发光材料，在激发光激发下发射蓝光。硅酸盐蓝色发光材料 YL 992Si0s:Ce,8，Ag,。4中Ag离子或Ag胶粒与硅的摩尔比为0.004 : 1。图2是本实施例 制备的硅酸盐发光材料在1. 5kv加速电压激发下的阴极射线发光光谱。
实施例5，硅酸盐蓝色发光材料LUl.99Si05:Ce。.。2， Ag。.。。3 制备方法首先称取硅气凝胶0. 35g，溶解到25ml含有AgN037. 08X 10—4mol/L的 乙醇溶液中，在65t:下搅拌1. 5h，然后超声10min，再在12(TC干燥，将干燥后的样品研磨均 匀，在IOO(TC下煅烧2h得到含Ag硅气凝胶。 然后称取Lu2(C204)32. 4434g、 Ce2(C03)30 . 0 1 84g和煅烧后的硅气凝胶0. 2523g混 合均匀，再在95% N2+5% H2还原气氛下于140(TC保温烧结6h，所得到产物冷却至室温，即 得到Lu^Si05:Ce。j， Ag。.。。3发光材料，在激发光激发下发射蓝光。硅酸盐蓝色发光材料 LuL99SiOs:Ce。.。2，Ag。.。。3中Ag离子或Ag胶粒与硅的摩尔比为0.003 : 1。
实施例6，硅酸盐蓝色发光材料GdL95SiOs:Ce。.。5， Ag。.。。5 制备方法首先称取硅气凝胶0. 3g，溶解到20ml含有AgN03l. 25X 10—3mol/L的乙 醇溶液中，在75t:下搅拌2h，然后超声10min，再在IO(TC干燥，将干燥后的样品研磨均匀，在80(TC下煅烧2h得到含Ag硅气凝胶。然后称取Gd203l. 4137g， Ce020. 0344g，和煅烧后的硅气凝胶0. 2525g混合均 匀，再在95% N2+5% 4还原气氛下145(TC保温烧结4h，所得到产物冷却至室温，即得 到GduS叫:Ce。， Ag。.。。5发光材料，在激发光激发下发射蓝光。硅酸盐蓝色发光材料 GdL95Si05:Ce。.。5，Ag。.。。5中Ag离子或Ag胶粒与硅的摩尔比为0.005 : 1。
实施例7，硅酸盐蓝色发光材料LaL99Si0s:Ce。.M， Ag。.。。。7 制备方法首先称取硅气凝胶0. 4g，溶解到15ml含有纳米Ag胶粒 3. 1266X 10—4mol/L的乙醇溶液中，在60。C下搅拌1. 5h，然后超声10min，再在75。C干燥，将 干燥后的样品研磨均匀，在130(TC下煅烧2h得到含Ag硅气凝胶。 然后称取La2 (C204) 31. 7599g， Ce2 (C204) 30. 0108g，和煅烧后的硅气凝胶0. 2527g混 合均匀，再在95% N2+5% H2还原气氛下于150(TC保温烧结3h，所得到产物冷却至室温，即 得到La^Si05:Ce。， Ag。.。。。7发光材料，在激发光激发下发射蓝光。硅酸盐蓝色发光材料 LaL99Si05:Ce。.M，Ag。.。。。7中Ag离子或Ag胶粒与硅的摩尔比为0.007 : 1。
权利要求
一种硅酸盐蓝色发光材料，其特征在于，为以下通式的物质Ln2(1-x)SiO5:Cex，Agy，其中，Ln为Y、Gd、La、Lu中的一种，x的取值为0＜x≤0.05，y的取值为0＜y≤0.005；y为Ag离子或Ag胶粒与硅的摩尔比。
2. 根据权利要求1所述的硅酸盐蓝色发光材料，其特征在于，x的取值为 0. 001《x《0. 04， y的取值为0. 00003《y《0. 003。
3. —种硅酸盐蓝色发光材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤(1) 、以含Ln化合物、含Ce化合物和含Ag硅气凝胶为原料，按照通式Ln2(1—x)Si05:Cex， Agy中各元素之间的摩尔比例称取上述原料并混合均匀；Ln为Y、 Gd、 La、 Lu中的一种，x的 取值为0 < x《0. 05， y的取值为0 < y《0. 005 ;y为Ag离子或Ag胶粒与硅的摩尔比；(2) 、将混合均匀的原料在还原气氛下烧结，烧结温度为1300 160(TC，烧结时间为 1 8h，烧结的产物冷却至室温，即得到硅酸盐蓝色发光材料。
4. 根据权利要求3所述的硅酸盐蓝色发光材料的制备方法，其特征在于，所述含Ag硅 气凝胶是将硅气凝胶先溶解到含Ag离子或含有纳米Ag胶粒的乙醇溶液中，混匀干燥，再煅 烧得到。
5. 根据权利要求4所述的硅酸盐蓝色发光材料的制备方法，其特征在于，所述含Ag硅 气凝胶是将硅气凝胶溶解在含Ag离子或含有纳米Ag胶粒的乙醇溶液中，在50 75°CT 搅拌0. 5 3h，接着超声处理10min，再在60 15(TC下干燥，干燥后研磨均匀在600 130(TC下煅烧0. 5 3h得到。
6. 根据权利要求4或5所述的硅酸盐蓝色发光材料的制备方法，其特征在于，硅气凝胶 的孔径为20 100nm，气孔率为92 98%。
7. 根据权利要求3所述的硅酸盐蓝色发光材料的制备方法，其特征在于，所述含Ln化 合物为Ln的氧化物、硝酸盐、碳酸盐、草酸盐中的一种，所述含Ce化合物为Ce的氧化物、硝 酸盐、碳酸盐、草酸盐中的一种。
8. 根据权利要求3所述的硅酸盐蓝色发光材料的制备方法，其特征在于，所述的还原 气氛是含有95% N2和5% H2(体积百分比)的气氛。
9. 根据权利要求3所述的硅酸盐蓝色发光材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2) 中烧结温度为1400 1500。C，烧结时间为3 6h。
全文摘要
本发明公开了一种硅酸盐蓝色发光材料及其制备方法，硅酸盐蓝色发光材料为以下通式的物质Ln2(1-x)SiO5:Cex，Agy，其中，Ln为Y、Gd、La、Lu中的一种，x的取值为0＜x≤0.05，y的取值为0＜y≤0.005；y为Ag离子或Ag胶粒与硅的摩尔比。制备方法为按通式中各元素摩尔比例称取各原料，混合均匀后在还原气氛下烧结，烧结温度为1300～1600℃，烧结时间为1～8h，烧结的产物冷却至室温，即得到硅酸盐蓝色发光材料。本发明的制备方法工艺简单、成本低廉，得到的硅酸盐蓝色发光材料稳定性好、发光效率高。
文档编号C09K11/79GK101760195SQ20101010156
公开日2010年6月30日 申请日期2010年1月22日 优先权日2010年1月22日
发明者周明杰, 时朝璞, 马文波 申请人:海洋王照明科技股份有限公司;深圳市海洋王照明技术有限公司