[发明专利]硼酸盐红色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红色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、大面积、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。

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，提供一种发光性能好的硼酸盐红色发光材料。

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、成本低廉的硼酸盐红色发光材料的制备方法。

为了达成上述目的，依据本发明的第一方面，提供一种硼酸盐红色发光材料，其化学式为M₃Ln_1-xRe_x(B0₃)₃，其中，M为Ca、Sr或Ba，Ln为Y、La、Gd中的至少一种，Re为Eu或Sm，x的取值范围为0.005≤x≤0.50。

在本发明所述的硼酸盐红色发光材料中，优选地，所述x的取值范围为0.025≤x≤0.25。

为了达成上述目的，依据本发明的第二方面，提供一种硼酸盐红色发光材料的制备方法，包括以下步骤：

①以含M化合物、含Ln化合物、含Re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化合物按上述摩尔比例过量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200～700℃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，即得到硼酸盐红色发光材料。

在本发明所述的硼酸盐红色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Ln化合物为Ln的氧化物或硝酸盐，所述含Re化合物为Re的氧化物或硝酸盐，所述含B化合物为硼酸。

在本发明所述的硼酸盐红色发光材料的制备方法中，优选地，所述助熔剂为硼酸、氟化钡、氟化镁、氟化钙中的至少一种。

在本发明所述的硼酸盐红色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2～7h。

在本发明所述的硼酸盐红色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红色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红色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200～700℃预烧结，冷却预烧结产物至室温，研磨，然后再于900～1300℃煅烧。

本发明的硼酸盐红色发光材料，以M₃Ln_1-x(BO₃)₃为基质，以Eu³⁺或Sm³⁺为发光离子，其发光机理是：通过M₃Ln_1-x(BO₃)₃为基质对波长为150～175nm的真空紫外光的强吸收，将能量传递给Eu³⁺或Sm³⁺离子，从而发射出红光。

本发明的硼酸盐红色发光材料中，当Ln为Gd时，在M₃Ln_1-x(BO₃)₃基质对波长为150～175nm的真空紫外光的强吸收后，实现基质敏化Gd³⁺高激发态能级，而Gd³⁺的⁶P_J能级与Eu³⁺或Sm³⁺离子之间存在能量传递，将能量传递给Eu³⁺离子，进一步提高了发射出红光的强度。

本发明的硼酸盐红色发光材料中，Eu³⁺或Sm³⁺离子在M₃Ln_1-x(BO₃)₃基质中发射出波长位于600nm附近的红光，具有良好的发光性能，是一种可用于PDP或无汞荧光灯的新型红色发光材料。