[发明专利]稀土-铝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，特别是涉及稀土-铝酸盐发光材料及其制备方法。

背景技术

20世纪60年代，Ken Shoulder提出了基于场发射阴极阵列(Field EmissiveArrays,FEAs)电子束微型装置的设想，利用FEAs设计和制造平板显示与光源器件。这种新型的场发射器件的工作原理与和传统的阴极射线管(Cathode-Ray Tube,CRT)类似，通过电子束轰击红、绿、蓝三色荧光粉发光实现成像或照明用途，该种器件在亮度、视角、响应时间、工作温度范围、能耗等方面均具有潜在的优势。

获得性能优良的场发射器件的关键因素之一是制备高性能荧光材料。目前场发射器件所采用的荧光材料主要是用于传统阴极射线管和投影电视显象管的硫化物系列、氧化物系列和硫氧化物系列荧光粉。硫化物系列和硫氧化物系列荧光粉具有发光亮度较高，且具有一定的导电性的特性，但在大束流电子束的轰击下容易发生分解，放出单质硫“毒化”阴极针尖，并生成其他沉淀物覆盖在荧光粉表面，降低了荧光粉的发光效率。氧化物、铝酸盐荧光粉稳定性能好，但也具有发光效率不够高的缺点。

发明内容

基于此，有提供一种发光效率较高的稀土-铝酸盐发光材料及其制备方法。

一种稀土-铝酸盐发光材料，具有如下化学通式：Y_3-xAl₅O₁₂:Ln_x,M_y，所述Ln为Ce和Tb中的至少一种，所述M掺杂在Y_3-xAl₅O₁₂:Ln_x中，所述M为银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、钯(Pd)和铜(Cu)金属纳米粒子中的至少一种，0<x≤0.5，y为M与Al的摩尔之比，0<y≤1×10^-2。

在其中一个实施例中，0.01≤x≤0.3。

在其中一个实施例中，1×10^-5≤y≤5×10^-3。

一种稀土-铝酸盐发光材料的制备方法，包括：

将Ag、Au、Pt、Pd和Cu中的至少一种的金属盐溶液与助剂及还原剂混合并反应，从而制得含有M的溶胶；所述M选自Ag、Au、Pt、Pd和Cu金属纳米粒子中的至少一种；

按照M与Al的摩尔之比y，将氧化铝(Al₂O₃)气凝胶溶解至所述含有M的溶胶中，在50℃~75℃温度下搅拌0.5h~3h，超声，干燥，研磨后在600℃~1200℃下煅烧0.5h~4h，得到掺杂M的氧化铝气凝胶，0<y≤1×10^-2；及

按照Y_3-xAl₅O₁₂:Ln_x,M_y各元素的摩尔之比，称取钇(Y)的化合物、Ln的化合物及所述掺杂M的氧化铝气凝胶，研磨后置于还原气氛中，并升温至1300℃~1700℃处理2h~8h，随炉冷却降温至室温，得到化学通式为Y_3-xAl₅O₁₂:Ln_x,M_y的稀土-铝酸盐发光材料，所述Ln为Ce和Tb中的至少一种，所述M掺杂在Y_3-xAl₅O₁₂:Ln_x中，0<x≤0.5。

在其中一个实施例中，所述金属盐溶液中金属离子的浓度为5.5×10^-5mol/L~6×10^-3mol/L。

在其中一个实施例中，所述助剂为聚乙烯砒咯烷酮、柠檬酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠和十二烷基磺酸钠中的至少一种，所述助剂的添加量在所述含有M的溶胶中的浓度为1×10^-4g/mL~5×10^-3g/mL。

在其中一个实施例中，所述还原剂为水合肼、抗坏血酸、柠檬酸钠和硼氢化钠中的至少一种，所述还原剂的添加量与所述金属盐溶液的金属离子的摩尔比为0.4:1~12:1。

在其中一个实施例中，所述制得含有M的溶胶的反应时间为10分钟~45分钟。