[发明专利]硼酸盐发光材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及发光材料技术领域，尤其涉及一种硼酸盐发光材料及其制备方法。

背景技术

与传统的CRT显示器和LCD显示器相比，等离子平板显示器(PDP)具有视角宽、面积大、响应快、彩色还原性好等优点，可以被制成较大尺寸的显示器。与传统的高压汞灯和低压汞灯相比，无汞荧光灯由于其不含对人体有毒的汞，更加符合环保观念。在PDP和无汞荧光灯中，荧光粉是制约其性能的关键因素之一。

目前广泛使用的三基色荧光粉中，红色发光荧光粉主要有Y₂O₃:Eu³⁺荧光粉和(Y，Gd)BO₃:Eu³⁺；绿色荧光粉主要有Zn₂SiO₄:Mn²⁺荧光粉和BaAl₁₂O₁₉:Mn²⁺荧光粉，由于Mn²⁺的自旋禁戒(⁴T₁→⁶A₁)发射，导致绿色发光荧光粉的余辉时间过长，不利于动态画面的显示，不能满足显示器的要求。

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，提供一种色纯度好、余辉时间短的硼酸盐发光材料。

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、成本低廉的硼酸盐发光材料的制备方法。

为了达成上述目的，依据本发明，提供一种硼酸盐发光材料，其化学式为M₃Gd_2-xLn_x(BO₃)₄，其中，M为Ca、Sr或Ba，Ln为Tb或Eu，x的取值范围为0.005≤x≤1.50。

在本发明所述的硼酸盐发光材料中，所述x的取值范围优选为0.05≤x≤0.50。

为了达成上述目的，依据本发明，还提供一种硼酸盐发光材料的制备方法，包括以下步骤：

①以含M化合物、含Gd化合物、含Ln化合物、含B化合物为原料，按照上述化学式中各元素的摩尔比例并使含B化合物按前述摩尔比例过量5～30％称取各原料，并按照与上述化学式的摩尔比例1～10％称取助熔剂，研磨混合均匀形成混合料；

②将混合料先在200～500℃下预烧结，然后在900～1300℃下煅烧；

③将步骤②的煅烧产物冷却至室温，即得到硼酸盐发光材料。

在本发明所述的硼酸盐发光材料的制备方法中，优选地，所述含M化合物为M的氧化物、氢氧化物、硝酸盐、碳酸盐中的至少一种，所述含Gd化合物为Gd的氧化物或硝酸盐，所述含Ln化合物为Ln的氧化物或硝酸盐，所述含B化合物为硼酸，所述助熔剂为硼酸、氟化镁、氟化钡中的至少一种。

在本发明所述的硼酸盐发光材料的制备方法中，优选地，所述步骤②中的预烧结时间为1～5h。

在本发明所述的硼酸盐发光材料的制备方法中，优选地，所述步骤②中的煅烧时间为1～24h。

在本发明所述的硼酸盐发光材料的制备方法中，进一步优选地，所述步骤②中的煅烧温度为1000～1200℃，煅烧时间为5～10h。

在本发明所述的硼酸盐发光材料的制备方法中，当Ln为Tb时，所述步骤②为：将混合料先在200～500℃下预烧结，然后于还原气氛中在900～1300℃下煅烧，优选地，所述还原气氛是指由体积比为95∶5的氮气和氢气混合气体、氢气、一氧化碳气体形成的气氛或碳粉存在的气氛。

在本发明所述的硼酸盐发光材料的制备方法中，优选地，所述步骤②为：将混合料先于200～500℃预烧结，冷却预烧结产物至室温，研磨，然后再于900～1300℃煅烧。