[发明专利]一种硅酸盐绿色荧光粉及其制备方法

说明书

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)BO₃:Eu³⁺，YBO₃:Eu³⁺，Y(P,V)O₄:Eu³⁺等红粉；Zn₂SiO₄:Mn²⁺和YBO₃:Tb³⁺等绿粉和BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺，BaMgAl₁₄O₂₃:Eu²⁺，Y₂SiO₅:Ce³⁺和LaPO₄:Tm³⁺等蓝粉。其中，绿色荧光粉主要采用的是Zn₂SiO₄: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Zn₂SiO₄:Mn²⁺的余辉时间，尤洪鹏等人采用提高Mn²⁺掺杂浓度，利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Zn₂SiO₄: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)₂SiO₄: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Zn₂SiO₄: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Zn₂SiO₄:Mn²⁺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Zn₂SiO₄: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： M¹_xZn_2-2x-yM²_xSiO₄:Mn_y，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。

该硅酸盐绿色荧光粉的制备包含以下步骤：

1）按M¹_xZn_2-2x-yM²_xSiO₄:Mn_y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匀，然后放入高温炉，在1100℃~1350℃空气中焙烧1~5小时；

3）将步骤2）得到的产物研磨均匀，然后再在1150℃~1300℃保护性气氛中焙烧1~5小时；