专利名称：一种真空紫外激发的绿色发光材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发光材料及其制备方法，确切讲本发明涉及一种用于等离子平板显示器(PDP)的，可在真空紫外条件下激发产生绿光的材料，以及这种材料的制备方法。
背景技术：
作为一种新兴的显示器件，等离子平板显示器(PDP)与常用的阴极射线管(CRT) 显示器、液晶显示器(IXD)相比，其视角宽、面积大、重量轻、对比度高、响应快、彩色还原性 好、无失真、实际功耗低、耐振动冲击等众多优点，使PDP显示器拥有很大的应用前景。PDP 显示的两大关键部分是电路和发光材料，而随着电路设计的日益完善，发光材料的性质成 为制约PDP显示器发展的关键因素之一。目前，Zn2SiO4 = Mn2+作为商用PDP三基色荧光粉用 的绿粉材料，因激活剂Mn2+的自旋禁戒(4T1 — 6A1)跃迁发射，导致余辉时间较长，使显示画 面在变化时产生明显的滞后效应。增加Mn2+的掺杂浓度虽然可以缩短余辉时间，但同时会 降低其发光强度，因此开发新的绿色发光材料成为一种迫切的需要。中国发明200310113506. 5公开了一类可发出白光的用于LED的荧光粉及其制造 方法和所制成的电光源，该荧光粉的化学式为RxMyBzlAz2Ob:Xk。其中，R为Y，Gd，Lu, La, Sm 中至少一种；M为Zn，Ca，Sr，Ba，Mg中至少一种；A为P，Si，Al，Ga，In中至少一种；X为Ce， Tb, Pr, Eu, Mn, Li中至少一种；其中0. 9≤χ≤5 ;0≤y≤1 ;1≤zl≤10，0≤z2≤3， 0.01 ≤ k≤0.5,0. 1≤b ≤ 50。其制造方法为将上述化学式中的元素的单质、氧化物或 相应盐类，加入助熔剂，混磨均勻后，在一定气氛下高温焙烧，经后处理后得到该材料。本发 明的荧光粉具有化学稳定性好、发光强度高、激发波长较宽等特点，制造方法简单、无污染、 成本低。该材料的激发波长主要在紫外(UV)区或近紫外(NUV)区。
发明内容
本发明提供一种用于等离子平板显示器(PDP)的真空紫外激发的绿色发光材料。本发明的真空紫外激发的绿色发光材料的分子式为=Ca8MgGdh(P04)7:xTb3+，其中 0. 05 ≤χ ≤ 1. 0。本发明的真空紫外激发的绿色发光材料的制备方法是用CaC03、Mg(NO3)2 · 6H20、 NH4H2PO4Xd2O3和Tb4O7作为初始原料，按化学剂量比称取各组分，将各组分在微米(μ m)级 别研末混合均勻，先在空气中以400°C和750°C分别预烧3个小时和5个小时，再在还原气 氛下以1200°C煅烧8小时制得。本发明的材料经过与商用绿粉Zn2SiO4 = Mn2+的比较，证明了其在真空紫外激发下， 具有很短的余辉时间和较高的发射强度，是一种较大应用前景的新型真空紫外用绿色发光 材料。
附图1为本发明的一些典型样品的X射线衍射(XRD)图。
附图2为材料Ca8MgGdh(PO4)7 = XTb3+的主发射强度与Tb3+掺杂浓度(χ)的函数关 系曲线。猝灭浓度达到90%。附图3为Ca8MgGdai(PO4)7 = O-OTb3+Uem = SA^m)的真空紫外激发光谱。结果表 明样品在147nm和172nm附近都具有较强的激发强度。附图4为真空紫外光(147nm)激发下Ca8MgGdai (PO4)7:0. 9Tb3+样品与商用绿粉Zn2SiO4 = Mn2+的发射光谱比较，其中a为Ca8MgGda i (PO4) 7:0. 9Tb3+在147nm激发下的发射光 谱，b为Zn2SiO4 = Mn2+在147nm激发下的发射光谱。计算结果表明Ca8MgGdai (P04)7:0. 9Tb3+ 最强发射峰(544nm)强度约为Zn2SiO4 = Mn2+最强发射峰(527nm)强度的2. 7倍。而 Ca8MgGd0. ！ (P04)7:0. 9Tb3+的绿光发光亮度约为商用绿粉Zn2SiO4 = Mn2+绿光发射亮度的98%。附图5为真空紫外光(147nm)激发下Ca8MgGdai (PO4) 7:0· 9Tb3+样品的余辉衰 减曲线，其余辉时间为2. 5ms。而商用绿粉Zn2SiO4 = Mn2+报道的余辉时间为14ms[1]，表明 Ca8MgGd0^(PO4)7IO. 9Tb3+荧光粉大大缩短了余辉时间。
具体实施例方式以下为本发明的一个实施例用CaCO3 (99 % )，Mg(NO3)2 · 6H20 (99 % )，NH4H2PO4 (99 % )，Gd2O3 (99. 99 % )和 Tb4O7 (99. 99% )作为初始原料，按化学剂量比称取各组分，将原料在微米(ym)级别研末 混合均勻。采用高温固相法先在400°C和750°C分别预烧3个小时和5个小时，再在(95% N2+5% H2)气氛下 1200°C煅烧 8 个小时制得 Ca8MgGd1-X(PO4)7:xTb3+(0. 05 彡 χ 彡 1. 0)系列样品。用X-ray 粉末衍射仪(XRD ；Model D/max-2400，Rigaku Co. Ltd. Japan)测定样品 物相；真空紫外发光特性用VM-504型真空紫外单色仪表征，并用水杨酸钠进行校正。所有 测试均在室温下进行。对本发明的两个典型样品进行X射线衍射所得(XRD)图见图1。图1中a为材料 Ca8MgGd0.95 (PO4) 7 0. 05Tb3+ 的 XRD 测定曲线；b 为材料 Ca8MgGd0. ！ (PO4) 7 0. 9Tb3+ 的 XRD 测定 曲线；JCPDS#50-1766为标准PDF卡片。测定结果表明样品均为单相，且属于六方晶系。附图2为材料Ca8MgGdh(PO4)7:xTb3+的主发射强度与Tb3+掺杂浓度(χ)的函数关 系曲线。由实验可知，随Td掺杂浓度的增加，其发光强度增加，猝灭浓度达到90 %。Ca8MgGd0.工(PO4) 7 0. 9Tb3+ (Aem = 544nm)的真空紫外激发光谱参见图3。结果表明 样品在147nm和172nm附近都具有较强的激发强度。在147nm真空紫外光激发下，本发明的材料Ca8MgGda i (PO4) 7:0. 9Tb3+样品与商用 绿粉Zn2SiO4IMn2+的发射光谱比较见图4。图中其中曲线a为Ca8MgGd0^(PO4)7IO. 9Tb3+在 147nm激发下的发射光谱，曲线b为Zn2SiO4 = Mn2+在147nm激发下的发射光谱。计算结果表 明 Ca8MgGdai (P04)7:0. 9Tb3+最强发射峰(544nm)强度约为 Zn2SiO4:Mn2+最强发射峰(527nm) 强度的2. 7倍。而Ca8MgGdai(PO4)7 = O. 9Tb3+的绿光发光亮度约为商用绿粉Zn2SiO4 = Mn2+绿 光发射亮度的98%。真空紫外光(147nm)激发下本发明的材料Ca8MgGda i (PO4) 7:0. 9Tb3+样品的余辉衰 减曲线见附图5。由图可见，下本发明的材料余辉时间为2. 5ms。而商用绿粉Zn2SiO4 = Mn2+报 道的余辉时间为 14ms (参见 C. R. Ronda, Journal ofLuminescence 72-74 (1997) 49-54.)，结果表明本发明荧光粉可以大大缩短余辉时间。这主要是因为稀土离子Tb3+的特征绿光发 射，及自旋耦合对自旋禁戒的屏蔽，使得它的余辉时间较短，从而克服了 PDP显示的滞后效应。本发明相对现商用绿发光粉的主要光学性能参数的比较参见下表<formula>formula see original document page 5</formula>
另外，本发明以磷酸盐作为一种基质材料，在真空紫外光区域有良好的吸收特征， 加之Gd3+离子对大多数稀土离子具有能量传递作用，故本发明的材料为一种优异的发光基 质材料。
权利要求
一种真空紫外激发的绿色发光材料，其特征是材料为Ca8MgGd1-x(PO4)7:xTb3+，其中0.05≤x≤1.0。
2.权利要求1所述的真空紫外激发的绿色发光材料的制备方法，其特征是用CaC03、 Mg (NO3) 2 · 6H20、NH4H2PCV Gd2O3和Tb4O7作为初始原料，按化学剂量比称取各组分，将各组分 在微米(μ m)级别研末混合均勻，先在空气中以400°C和750°C分别预烧3个小时和5个小 时，再在还原气氛下以120(TC煅烧8小时制得。
全文摘要
本发明涉及一种发光材料及其制备方法，确切讲本发明涉及一种用于等离子平板显示器(PDP)的，可在真空紫外条件下激发产生绿光的材料，以及这种材料的制备方法。本发明的真空紫外激发的绿色发光材料的分子式为Ca8MgGd1-x(PO4)7:xTb3+，其中0.05≤x≤1.0。本发明的真空紫外激发的绿色发光材料的制备方法是用CaCO3、Mg(NO3)2·6H2O、NH4H2PO4、Gd2O3和Tb4O7作为初始原料，按化学剂量比称取各组分，将各组分在微米(μm)级别研末混合均匀，先在空气中以400℃和750℃分别预烧3个小时和5个小时，再在还原气氛下以1200℃煅烧8小时制得。
文档编号C09K11/71GK101818064SQ20101014587
公开日2010年9月1日 申请日期2010年3月12日 优先权日2010年3月12日
发明者卢阳华, 张佳, 王育华 申请人:兰州大学