[发明专利]一种可用于白光LED及PDP显示的红色荧光粉的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于稀土发光材料技术领域，具体涉及一种可用于白光LED及PDP显示的红色荧光粉的制备方法。

背景技术

稀土离子掺杂的无机含氧酸盐基荧光粉广泛应用于显示领域，如：等离子显示(plasmadisplay panel，PDP)，发光二极管(light emitting diode，LED)和场发射显示(field emissiondisplay，FED)等方面。白光LED的产生有两种途径：第一种方法就是将红、绿、蓝三种LED组合产生白光；第二种方法就是用LED去激发其它发光材料混合形成白光，即用蓝光LED配合发黄光的荧光粉，或者用蓝光LED配合发绿色光和发红色光两种荧光粉，或者用紫光或紫外LED去激发红、绿、蓝三种荧光粉等。红色荧光粉效率较低，成为LED用荧光粉乃至白光LED发展的瓶颈。从目前的发展趋势来看，在可行性、实用性和商品化等方面，第二种方法都远远优于第一种方法，因此合成具有良好发光特性的特殊荧光粉相当关键。目前，采用蓝光、紫光或紫外光LED配合荧光粉产生白光的技术已经相对成熟，但可应用于LED的红色荧光粉，不是有效转换效率低，就是性质不稳定、光衰大。因此，高效低光衰的LED用红色荧光粉的研制正在成为国内外大公司和研究机构研发的热点。随着GaN制备技术的突破，蓝光、紫光和紫外LED的出现和发展，日益引起各国政府、研究机构和跨国公司的重视。本文研制的Eu³⁺掺杂的ZnWO₄荧光粉将有力地推动红色荧光粉的发展，为更低色温、更高显色性、更高光效发展打下基础。为了实现高的发光效率，常选择Eu³⁺作为红色材料的激活剂。关于Eu³⁺的f电子发光跃迁的报道一直很多，而在电荷迁移态激发下Eu³⁺的有效发光的报道却很少。钨酸锌作为一种新型红光基质材料，化学性质稳定，有助于提高发光亮度。同时，因为本发明采用熔盐反应，具有工艺简单，容易实现批量生产等优点，在较低的温度下就可以得到分散均匀的发光粉，易于工业化生产应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可用于白光LED及PDP显示的红色荧光粉的制备方法。

本发明提出的紫外光激发下的红色荧光粉的制备方法为采用熔盐反应合成纳米Eu³⁺掺杂的钨酸锌(ZnWO₄:Eu³⁺_x)高亮度红色发光体。该发光体在463nm紫外光激发下，可产生Eu³⁺的613nm特征发射峰。

本发明提出的可用于LED及PDP显示的红色荧光粉的制备方法，该红色荧光粉的结构式为：ZnWO₄:Eu³⁺_x，0＜x＜1，具体步骤如下：

将(1-x)×10^-3mol的可溶性锌盐溶于5ml去离子水中，配制成A溶液，再将1×10^-3mol可溶性钨酸盐溶于5ml去离子水中，配制成B溶液；将激活剂溶于浓硝酸中加热搅拌至完全溶解，并将多余硝酸蒸干，然后将得到的硝酸铕溶于A溶液中，在搅拌状态下，将B溶液加入到A溶液中，并继续搅拌10～30min至沉淀反应完全；然后向其中加入熔盐，持续加热至水分蒸干即可，所得白色粉末在70～90℃烘干，焙烧，洗涤除去其中的可溶熔盐，烘干，即得所需产物。

本发明中，所述可溶性锌盐可以为硝酸锌Zn(NO₃)₂·6H₂O、乙酸锌或卤化锌等中任一种，或者通过氧化锌、碳酸锌、氢氧化锌或草酸锌等中任一种溶于硝酸、盐酸制备相应的可溶性锌盐得到。

本发明中，所述激活剂为氧化铕、碳酸铕、乙酸铕、氢氧化铕或草酸铕等中任一种。

本发明中，所述可溶性钨酸盐为Na₂WO₄·2H₂O或钨酸铵等可溶钨酸盐。

本发明中，所述熔盐为LiNO₃、NaNO₃、KNO₃、NaCl或KCl等中任一种。熔盐的加入量为锌盐和钨酸盐总摩尔数的1～10倍。

本发明中，所述焙烧温度为300～900℃，焙烧时间为3～10小时。