专利名称：掺杂发光离子的钙钇锡酸盐发光材料及制备方法
技术领域：
本发明涉及发光材料领域，更具体地说，涉及一种掺杂发光离子的钙钇锡酸盐发 光材料及其制备方法。
背景技术：
20世纪60年代，Ken Sioulder提出了基于场发射阴极阵列(FEAs)电子束微型装 置，这种新型的场发射器件的工作原理与传统的阴极射线管(CRT)相似，是通过电子束轰 击红、绿、蓝三色荧光粉发光，从而实现成像或照明用途。荧光粉的发光性能是限制场发射器件的关键因素之一。目前的场发射器件所采用 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的荧光粉发光亮度较高，且具有一定的导 电性，但在强流电子束的轰击下容易发生分解，放出单质硫“毒化”阴极针尖，并在荧光粉表 面生成沉淀物，降低了荧光粉的发光效率，缩短了场发射器件的使用寿命；氧化物系列的荧 光粉稳定性能好，但发光效率不够高，并且所用材料一般为绝缘体。
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、导 电性好、发光效率高的掺杂发光离子的钙钇锡酸盐发光材料。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、操作方便的掺杂发 光离子的钙钇锡酸盐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掺杂发光离子的钙钇锡酸盐发 光材料，其化学式为Caa4(YhLnx) L2Sna4O3,式中，Ln为铥(Tm)、铽(Tb)、铕(Eu)、钐(Sm)、 镨(ft·)、镝(Dy)、铈(Ce)、铒(Er)、钕(Nd)、铋(Bi)中的一种或者两种，χ的取值范围为0 < χ彡0. 2。其中，所述χ的取值范围优选为0.001彡χ彡0. 1。—种掺杂发光离子的钙钇锡酸盐发光材料的制备方法，以分别含有Ca、Y或Ln的 化合物和SnA作为原料，将上述原料研磨混合均勻后，在1100 1600°C温度下焙烧1 20h，然后冷却至室温，即得到上述化学式为Qia4(YhLnx)USna4O3的掺杂发光离子的钙钇 锡酸盐发光材料。其中，含Ca的化合物优选Ca的氧化物、碳酸盐、草酸酸或醋酸盐，含Y 的化合物优选Y的氧化物、氯化物、硝酸盐、碳酸盐或草酸盐，含Ln的化合物优选Ln的氧 化物、氯化物、硝酸盐、碳酸盐或草酸盐；焙烧温度优选为1300 1450°C，焙烧时间优选为 4 IOh ；在焙烧产物冷却至室温后，优选地，将其研磨为粉末，得到上述的钙钇锡酸盐发光 材料。本发明的掺杂发光离子的钙钇锡酸盐发光材料掺杂了 Tm、Tb、Eu、Sm、Pr、Dy、Ce、 Er、Nd、Bi离子中的一种或者两种，其具有稳定性好、色纯度好、发光效率高等特点，在电子 束激发下能发射出红光、绿光或蓝光等。本发明的掺杂发光离子的钙钇锡酸盐发光材料的制备方法，其工艺简单、成本低廉，且得到的产品质量高，可广泛应用于发光材料的制造。
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是本发明实施例4制备的掺杂发光离子的钙钇锡酸盐发光材料在阴极射线激 发下的发光光谱；图2是本发明实施例5制备的掺杂发光离子的钙钇锡酸盐发光材料在阴极射线激 发下的发光光谱；图3是本发明实施例7制备的掺杂发光离子的钙钇锡酸盐发光材料在阴极射线激 发下的发光光谱。上述阴极射线发光光谱是采用岛津RF-5301PC光谱仪在5KV加速电压的阴极射线 激发下分析得出。
具体实施例方式实施例1 高温固相法制备 CEia4(Ya 992Tmacici8) L2Sn0.403称取CaCO3O. 2000g、Y2O3O. 6719g、Tm2O3O. 0092g、SnO2O. 3014g,将上述原料置于玛瑙研钵中充分研磨至混合均勻，然后将研磨得到的粉末转移到刚玉坩埚中，置于高温箱 式炉中在1500°C温度下烧结lh，将得到的产物冷却至室温后置于研钵中研磨，即可得到 Ca0.4 (Y0.992Tm0. _) L 2Sn0.403发光材料，其在电子束激发下发射出蓝光。实施例2 高温固相法制备 CEia4(Ya 999Eracicil) L2Sn0.403称取CaO 0. 1120g、Y(N03)3l. 6477g,ErCl3O. 0016g、Sn020 . 30 1 4g，将上述原料置于玛瑙研钵中充分研磨至混合均勻，然后将研磨得到的粉末转移到刚玉坩埚中，置于高温箱 式炉中在1100°c温度下烧结20h，将得到的产物冷却至室温后置于研钵中研磨，即可得到 Ca0.4 (Y0.999Er0.001) L 2Sn0.403发光材料，其在电子束激发下发射出绿光。实施例3 高温固相法制备 CEta4(Ya99Smacil)USna4O3称取CaC2O4O. 2560g、YCl3L 1598g、Sm2 (CO3) 30· 0144g、SnO2O. 3014g,将上述原料置于玛瑙研钵中充分研磨至混合均勻，然后将研磨得到的粉末转移到刚玉坩埚中，置于高温 箱式炉中在1300°C温度下烧结15h，将得到的产物冷却至室温后置于研钵中研磨，即可得 到Caa4(Ya99Smacil)USna4O3发光材料，其在电子束激发下发射出橙红光。实施例4 高温固相法制备 CEia4(Ya92Tbatl8) L2Sna4O3称取CaCO3O. 2000g、Y2O3O. 6232g、Tb4O7O. 0179g、SnO2O. 3014g,将上述原料置于玛瑙研钵中充分研磨至混合均勻，然后将研磨得到的粉末转移到刚玉坩埚中，置于高温箱 式炉中在1450°C温度下烧结4h，将得到的产物冷却至室温后置于研钵中研磨，即可得到 Ca0.4 (Y0.92Tb0.08) L 2Sn0.403发光材料，其在电子束激发下发射出绿光。图1是本实施例制备的C、JYa92Tba J ^Sna4O3发光材料在阴极射线激发下的发 光光谱。如图1所示，本实施例制备的发光材料在波长为M4nm处发射出窄带绿色光。实施例5 高温固相法制备 C￡i。.4(Y。.995Bi。.。。5) L2Sn0.403称取CaCO3O. 2000g、Y2O3O. 6740g、Bi2O3O. 0069g、SnO2O. 3014g,将上述原料置于玛瑙研钵中充分研磨至混合均勻，然后将研磨得到的粉末转移到刚玉坩埚中，置于高温箱式炉中在1600°C温度下烧结lh，将得到的产物冷却至室温后置于研钵中研磨，即可得到 Ca0.4 (Y0.995Bi0.005) L 2Sn0.403发光材料，其在电子束激发下发射出蓝光。图2是本实施例制备的Caa4(Ya 995Biatltl5)USna4O3发光材料在阴极射线激发下的 发光光谱。如图2所示，本实施例制备的发光材料在波长为440nm处发射出宽带蓝色光。实施例6 高温固相法制备 CEia4(Ya98Dyatl2) L2Sn0.403称取Ca (CH3COO) 20. 3160g,Y2 (C2O4)3L 2988g、Dy2 (CO3) 30· 0303g、SnO2O. 3014g，将上述原料置于玛瑙研钵中充分研磨至混合均勻，然后将研磨得到的粉末转移到刚玉坩埚中， 置于高温箱式炉中在1500°C温度下烧结4h，将得到的产物冷却至室温后置于研钵中研磨， 即可得到C、4 (Y0.98Dy0. J1.2Sn0.403发光材料，其在电子束激发下发射出黄白光。实施例7 高温固相法制备 Qia4(Ya95Euaci5) I2Sna4O3称取CaCO3O. 2000g、Y2O3O. 6435g, Eu2O3O. 0527g、SnO2O. 3014g,将上述原料置于玛瑙研钵中充分研磨至混合均勻，然后将研磨得到的粉末转移到刚玉坩埚中，置于高温箱 式炉中在1450°C温度下烧结4h，将得到的产物冷却至室温后置于研钵中研磨，即可得到 Ca0.4 (Y0. 95Eu0. J l 2Sn0.403发光材料，其在电子束激发下发射出红光。图3是本实施例制备的Qia4 (Ya95Eua J ^Sna4O3发光材料在阴极射线激发下的发 光光谱。如图3所示，本实施例制备的发光材料在波长为615nm处发射出窄带红色光。实施例8 高温固相法制备 CEta4(Ya991Ceacici9) L2Sn0.403称取CaCO3O. 2000g、Y2O3O. 6713g、CeO2O. 0092g、SnO2O. 3014g,将上述原料置于玛瑙研钵中充分研磨至混合均勻，然后将研磨得到的粉末转移到刚玉坩埚中，置于高温箱 式炉中在1500°C温度下烧结4h，将得到的产物冷却至室温后置于研钵中研磨，即可得到 Ca0.4 (Y0.991Ce0. _) L 2Sn0.403发光材料，其在电子束激发下发射出蓝光。实施例9高温固相法制备CEia4(Ya8Tba2) L2Sn0.403称取CaC2O4O. 2560g、Y2 (C2O4) 31· 0603g、Tb2 (C2O4) 30· 3490g、SnO2O. 3014g,将上述原料置于玛瑙研钵中充分研磨至混合均勻，然后将研磨得到的粉末转移到刚玉坩埚中，置于 高温箱式炉中在1400°C温度下烧结10h，将得到的产物冷却至室温后置于研钵中研磨，即 可得到C^l4(Ya8Tba2)USna4O3发光材料，其在电子束激发下发射出绿光。实施例10高温固相法制备Qia4(Ya9Euai) L2Sn0.403称取CaCO3O. 2000g J2 (CO3) 30. 9660g、Eu2 (CO3) 30. 1451g、SnO2O. 3014g，将上述原料置于玛瑙研钵中充分研磨至混合均勻，然后将研磨得到的粉末转移到刚玉坩埚中，置于高 温箱式炉中在1550°C温度下烧结证，将得到的产物冷却至室温后置于研钵中研磨，即可得 到Qitl. 4 (Y0. 9Eu0. J L 2Sn0.403发光材料，其在电子束激发下发射出红光。实施例11 高温固相法制备 CEia4(Ya98Pratl2) L2Sn0.403称取Ca (CH3COO) 20. 2523g、Y2 (C2O4) 31· 2990g、Pr (NO3) 30· 0392g、SnO2O. 3014g,将上述原料置于玛瑙研钵中充分研磨至混合均勻，然后将研磨得到的粉末转移到刚玉坩埚中， 置于高温箱式炉中在1400°C温度下烧结他，得到的产物冷却至室温后置于研钵中研磨，即 可得到Caa4(Ya98Praci2)L2Sna4O3发光材料，其在电子束激发下发射出绿光。实施例12 高温固相法制备 Qia4(Ya97Ndaci3) L2Sna4O3称取CaCO3O. 2000g、Y2O3O. 6435g、Nd2O3O. 0303g、SnO2O. 3014g,将上述原料置于玛瑙研钵中充分研磨至混合均勻，然后将研磨得到的粉末转移到刚玉坩埚中，置于高温5箱式炉中在1450°C温度下烧结4h，得到的产物冷却至室温后置于研钵中研磨，即可得到 Ca0.4 (Y0.97Nd0.03) L 2Sn0.403发光材料，其在电子束激发下发射出橙色光。实施例I3 高温固相法制备 CEta4(Ya 965CeacilTbaci25) L2Sn0.403称取CaCO3O. 2000g、Y2O3O. 6537g、CeO2O. 0052g、Tb4O7O. 0233g、SnO2O. 3014g,将上 述原料置于玛瑙研钵中充分研磨至混合均勻，然后将研磨得到的粉末转移到刚玉坩埚中， 置于高温箱式炉中在1500°C温度下烧结4h，得到的产物冷却至室温后置于研钵中研磨，即 可得到C^1.4 (Y0.965Ce0.01Tb0.025) L 2Sn0.403发光材料，其在电子束激发下发射出绿光。
权利要求
1.一种掺杂发光离子的钙钇锡酸盐发光材料，其特征在于，其化学式为 Ca0.4 (YhLnx) L2Sn0.403，式中，Ln 为 Tm、Tb、Eu、Sm、Pr、Dy、Ce、Er、Nd、Bi 中的一种或者两种， χ的取值范围为0< χ彡0.2。
2.根据权利要求1所述的掺杂发光离子的钙钇锡酸盐发光材料，其特征在于，所述χ的 取值范围为0. 001彡χ彡0. 1。
3.一种掺杂发光离子的钙钇锡酸盐发光材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤①以含Ca化合物、含Y化合物、含Ln化合物和SnA作为原料，将上述原料研磨混合均 勻形成混合料；②将步骤①制成的混合料在1100 1600°C下焙烧1 20h；③将步骤②焙烧后的产物冷却至室温，即得到化学式为Ciia4(YhLnx) USna4O3的掺杂 发光离子的钙钇锡酸盐发光材料；所述化学式中，Ln为Tm、Tb、Eu、Sm、Pr、Dy、Ce、Er、Nd、 Bi中的一种或者两种，χ的取值范围为0 < χ < 0. 2。
4.根据权利要求3所述的掺杂发光离子的钙钇锡酸盐发光材料的制备方法，其特征在 于，所述χ的取值范围为0. 001彡χ彡0. 1。
5.根据权利要求3所述的掺杂发光离子的钙钇锡酸盐发光材料的制备方法，其特征在 于，所述步骤①中含Ca化合物为Ca的氧化物、碳酸盐、草酸酸或醋酸盐。
6.根据权利要求3所述的掺杂发光离子的钙钇锡酸盐发光材料的制备方法，其特征在 于，所述步骤①中含Y化合物为Y的氧化物、氯化物、硝酸盐、碳酸盐或草酸盐。
7.根据权利要求3所述的掺杂发光离子的钙钇锡酸盐发光材料的制备方法，其特征在 于，所述步骤①中含Ln化合物为Ln的氧化物、氯化物、硝酸盐、碳酸盐或草酸盐。
8.根据权利要求3所述的掺杂发光离子的钙钇锡酸盐发光材料的制备方法，其特征在 于，所述步骤②中的焙烧温度为1300 1450°C。
9.根据权利要求3所述的掺杂发光离子的钙钇锡酸盐发光材料的制备方法，其特征在 于，所述步骤②中的焙烧时间为4 10h。
10.根据权利要求3所述的掺杂发光离子的钙钇锡酸盐发光材料的制备方法，其 特征在于，所述步骤③为，将步骤②焙烧后的产物冷却至室温，研磨，即得到化学式为 Ca0.4 (YhLnx) L 2Sn0.403的掺杂发光离子的钙钇锡酸盐发光材料。
全文摘要
本发明涉及一种掺杂发光离子的钙钇锡酸盐发光材料及其制备方法，该发光材料的化学式为Ca0.4(Y1-xLnx)1.2Sn0.4O3，式中，Ln为Tm、Tb、Eu、Sm、Pr、Dy、Ce、Er、Nd、Bi中的一种或者两种，x的取值范围为0＜x≤0.2。制备方法为以分别含有Ca、Y或Ln的化合物和SnO2作为原料，将上述原料研磨混合均匀，在1100～1600℃温度下焙烧1～20h，焙烧后的产物冷却至室温，研磨后即得到本发明的掺杂发光离子的钙钇锡酸盐发光材料。本发明的制备方法工艺简单、成本低廉，制备得到的发光材料具有稳定性好、色纯度好、发光效率高等特点。
文档编号C09K11/78GK102051170SQ20091011045
公开日2011年5月11日 申请日期2009年11月2日 优先权日2009年11月2日
发明者周明杰, 时朝璞, 王荣, 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