专利名称：一种硅酸盐绿色荧光粉及其制备方法
技术领域：
本发明属于稀土发光材料领域，具体涉及一种硅酸盐绿色荧光粉及其制备方 法，该荧光粉可作为等离子平板显示器(PDP)用绿色荧光粉。
背景技术：
等离子平板显示器(PDP)具有屏幕大、视角宽、清新度高、图形逼真、刷 新速度快等优点，受到人们的广泛关注。近年来3D显示技术的兴起，彩色PDP由 于优异的3D显示性能而迅速发展。随着人们对PDP显示性能的要求越来越高，对 PDP荧光粉相应地提出了更高的要求。目前，PDP用三基色荧光粉主要有(Y,Gd) B03:Eu3+，YB03:Eu3+，Y (P,V) 04:Eu3+ 等红粉；Zn2Si04:Mn2+ 和 YB03:Tb3+ 等绿粉和 BaMgAl10O17:Eu2+, BaMgAl14023:Eu2+，Y2Si05:Ce3+和 LaP04:Tm3+等蓝粉。其中，绿色荧 光粉主要采用的是Zn2Si04:Mn2+，具有生产成本低和发光效率高等特点，但是其余辉时间 过长达13ms，造成图像的托尾现象，不能较好地满足PDP快速响应，动态图像清晰的要 求。为了降低Zn2Si04:Mn2+的余辉时间，尤洪鹏等人采用提高Mn2+掺杂浓度，禾Ij用 浓度淬灭效应来减少的余辉时间(发光学报,Vol.21, No.4, 2000:349-352)，但是这种方法 相应地会使Zn2Si04:Mn2+在真空紫外下的发光强度下降很多。中国专利CN1330737C公 开了一种体系(Zn,A)2Si04:Mn2+绿粉，采用的方法是用碱土金属部分取代Zn。
发明内容
本发明针对Zn2Si04:Mn2+体系绿色荧光粉存在余辉时间较长这一缺陷，提供一 种缩短其余辉时间的解决方案。具体方法是采用Al等三价元素和Li等一价元素部分取代 Zn2SiO4IMn2+中的Zn元素，改善发光中心Mn2+周围的晶体场环境，使Mn与Mn之间的 能量转递减少，从而达到缩短其余辉时间的目的。因此本发明能在不使Zn2Si04:Mn2+体 系绿色荧光粉的发光强度大幅降低的前提下缩短其余辉时间，应用于PDP显示器上可提 升其快速响应，动态显示的清晰度等性能。此外，本发明还提供了一种制备该硅酸盐绿 色荧光粉的合成方法。一种硅酸盐绿色荧光粉，其化合物的化学组成为M1xZn2HM2xSiC^Miv其 中M1为Li，Na，K中的一种或几种组合；M2为Al，Ga，Y，Sc，Gd，La，Lu中的 一种或几种组合，0.001<x<0.5, 0.005<y<0.2o该硅酸盐绿色荧光粉的制备包含以下步骤
1)按M1xZtVkyM2xSiC^Mny的化学组成称量反应原料原料可以是其氧化物、碳酸 盐、氢氧化物、草酸盐和硝酸盐等能在高温下分解产生该元素氧化物的物质；
2)将上述原料充分混合均勻，然后放入高温炉，在1100°C 1350°C空气中焙烧1 5 小时；
3)将步骤2)得到的产物研磨均勻，然后再在1150°C 1300°C保护性气氛中焙烧1 5小时；4)将步骤3)得到的产物经球磨、分筛、洗涤、分级、烘干处理后即获得该荧光粉。
其中步骤3)中的保护性气氛为炭块、一氧化碳、氮气、氮气和氢气的混合气体 中一种提供的保护性气氛。
图1为本专利实施实例1的激发光谱。
图2为本专利实施实例1的发射光谱。
具体实施方式
以下通过实施例形式的具体实施方式
，对本发明的上述内容再作进一步的详细 说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例，凡基于本发明上述 内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施实例1:分别称量分析纯的 Li2CO3 0.02mol，ZnO 1.86mol，Al2O3 0.02mol，SiO2 l.lmol 和 MnCO3 0.06mol作为原料；将原料充分混合均勻，再将混合均勻的配料置于坩埚中，加 上盖子，放入高温炉中在1200°C焙烧2小时后，自然冷却；等冷却至室温时取出，研磨 均勻，再在1250°C，通入95%N2-5%H2还原气氛下焙烧3小时；然后将焙烧的产物经 球磨、分筛、洗涤、分级、烘干处理后即得到化学组成为Liaci4Zi^86Alcui4SiCVMncui6的样 品，其激发光谱和发射光谱分别如图1和图2所示。
比较实施实例1为了考察本发明的技术方案对ZnJi04:Mn2+余辉时间的明显缩短，我们按照实施实 例1的制备方法，称量ZnO 1.94mol, SiO2 l.lmol和MnCO3 0.06mol作为原料，合成了不 添加一价碱金属和三价金属元素的化学组成为Zni.9Ji04:Mn(U16对比样品。
测试实施实例1 7和比较实施实例1在147nm真空紫外激发下的相对亮度和余 辉时间，其中实施实例1 7样品的相对亮度均以比较实施实例1的亮度为参考值100， 详见表一。从表一中相对亮度和余辉时间的数据可以看出，比较实施实例1相对亮度最 大，但是其余辉时间也最长，而实施实例1 7的相对亮度均在95左右，且余辉时间小于 5ms,因而本发明能在相对亮度损失不大的条件下能有效缩短Ζη2&04:Μη2+绿色荧光粉的 余辉时间。
实施实例2:分另Ij 称量分析纯的 NiI2CO3 0.025mol，ZnO 1.83mol，Ga2O3 0.025mol，SiO2 1.15mol和MnCO3 0.07mol作为原料，制备方法与实施实例1相同，得到组成为 Na0.05ZnL83Ga0.05SiO4:Mn0.07 的样品。
实施实例3:分别称量分析纯的 IC2CO3 0.03mol，ZnO 1.83mol，Y2O3 0.03mol，SiO2 1.05mol和MnCO3 0.05mol作为原料，制备方法与实施实例1相同，得到组成为 K0^6Zn1 .S3Y0^6SiO4Mn0.05 的样品。
实施实例4:分另Ij 称量分析纯的 Li2CO3 0.04mol，ZnO 1.78mol，Gd2O3 0.04mol，SiO2 1.05mol和MnCO3 0.06mol作为原料，制备方法与实施实例1相同，得到组成为 Li0.08ZnL78Gd0.08SiO4:Mn0.06 的样品。
实施实例5:分另Ij 称量分析纯的 NiI2CO3 0.03mol，ZnO 1.83mol，Sc2O3 0.03mol，SiO2 Umol和MnCO3 0.05mol作为原料，制备方法与实施实例1相同，得到组成为 Na0.06ZnL83Sc0.06SiO4:Mn0.05 的样品。
实施实例6:分另Ij 称量分析纯的 Li2CO3 0.035mol, ZnO 1.79mol，La2O3 0.035mol, SiO2 1.06mol和MnCO3 0.07mol作为原料，制备方法与实施实例1相同，得到组成为Li0.07ZnL79La0.07SiO4:Mn0.07 的样品。
实施实例7:分另Ij 称量分析纯的 IC2CO3 0.03mol，ZnO 1.82mol，Lu2O3 0.03mol，SiO2 1.08mol和MnCO3 0.06mol作为原料，制备方法与实施实例1相同，得到组成为 K0.06ZnL82Lu0.06SiO4:Mn0.06 的样品。
表一实施实例1 9和比较实施实例1样品的相对亮度和余辉时间
权利要求
1.一种硅酸盐绿色荧光粉，其特征在于该荧光粉的化学组成为 M1xZn2_2x_yM2xSi04:Mny,其中 M1 为 Li，Na，K 中的一种或几种组合；M2 为 Al，Ga，Y， Sc，Gd，La，Lu中的一种或几种组合，0.001《x《0.5，0.005《y《0.2。
2.根据权利要求1所述的硅酸盐绿色荧光粉，可在147nm 365nm范围的真空紫外或 紫外光的激发下发出波长为510nm 540nm范围的绿色荧光。
3.根据权利要求1或2所述的硅酸盐绿色荧光粉，其余辉时间为2ms 8ms。
4.一种制备权利要求1所述的硅酸盐绿色荧光粉的方法，其特征在于由以下步骤完成1)按权利要求1所述的化学组成称量化学计量比的原料原料可以是其氧化物、碳 酸盐、氢氧化物、草酸盐和硝酸盐等能在高温下分解产生该元素氧化物的物质；2)将上述原料充分混合均勻，然后放入高温炉，在1100°C 1350°C空气中焙烧1 5 小时；3)将步骤2)得到的产物研磨均勻，然后再在1150°C 1300°C保护性气氛中焙烧1 5 小时；4)将步骤3)得到的产物经球磨、分筛、洗涤、分级、烘干处理后即获得该荧光粉。
5.根据权利要求4所述的一种制备硅酸盐绿色荧光粉的方法，其特征在于步骤3)中 的保护性气氛为炭块、一氧化碳、氮气、氮气和氢气的混合气体中一种提供的保护性气氛。
6.—种权利要求1 2任一项所述的硅酸盐绿色荧光粉的用途，该荧光粉可作为等离子 平板显示器用的绿色荧光粉。
全文摘要
本发明提供了一种硅酸盐绿色荧光粉及其制备方法，该荧光粉的化学组成为:M1xZn2-2x-yM2xSiO4:Mny，其中M1为Li，Na，K中的一种或几种组合；M2为Al，Ga，Y，Sc，Gd，La，Lu中的一种或几种组合，0.001≤x≤0.5，0.005≤y≤0.2。按上述化学组成称量原料和助熔剂，并充分混合均匀，然后在1100℃~1400℃、并在还原气氛下焙烧2~6小时即得到该荧光粉。所述荧光粉可被147nm~365nm范围的真空紫外或紫外光的激发下发射波长为510nm~540nm范围的绿色荧光，其余辉时间短，发光亮度高，稳定性好，可作为等离子显示器用绿色荧光粉。
文档编号C09K11/79GK102020986SQ20101056039
公开日2011年4月20日 申请日期2010年11月26日 优先权日2010年11月26日
发明者张明, 赵昆, 赵晓玲, 鲁雪光 申请人:四川新力光源有限公司