[发明专利]一种锰离子掺杂高亮度绿光荧光粉

说明书

技术领域

  本次发明高亮度绿光荧光粉可以应用在半导体照明、如作为场发射显示器荧光材料，生物标示、医学探测、信息存储、高能射线探测等领域。

背景技术

  近年来，荧光粉发光材料得到迅猛发展，已在照明、显示、生物标示、医学探测、信息存储、高能射线探测等领域得到了广泛应用。荧光粉基质材料主要分为以下几类：硫化物系列、铝酸盐系列、硅酸盐系列、镓酸盐系列、锗酸盐系列、氧化物系列、磷酸盐、钛酸盐系列、锡酸盐系列、硫氧化物系列以及硅基氮化物系列等。一般而言，硫化物体系荧光粉具有较强的发光强度，相比于硫化物体系，氧化物荧光粉具有较高的物理化学稳定性，但其发光性能还不够理想，目前发现的发光性能较为理想的有ZnGa₂O₄∶Mn和Zn₂GeO₄∶Mn等。

  随着紫外和近紫外半导体材料的开发，紫外激发荧光材料也得到广泛重视。本发明所研究的荧光粉Zn_3-xGa₂Ge_2+yO₁₀:z Mn²⁺ （x=0.1~0.5，y=0.1~0.5，z=0.1~3），是一种锗镓酸盐基质的荧光粉，在近紫外的激发下，可以发射出高亮度的绿色荧光，具备稳定性好、低电压等优点，是一种理想的可应用在场发射显示方面的荧光材料。

发明内容

  本次发明涉及到一种锰离子掺杂高亮度绿色荧光粉。其化学式为

Zn₃Ga₂Ge₂O₁₀:x Mn²⁺，为了得到此荧光粉，所使用的原料分别是化合物ZnCO₃ (99.9%), Ga₂O₃ (99.9%), GeO₂ (5N) 和 MnCO₃ (99.9%)。在制备中进行了一下步骤：

1）按照设计的荧光粉组成精确称量高纯度的化合物原料，将称量好的原料放入玛瑙研钵中混合均匀，放入氧化铝坩埚中，在马弗炉中900℃下预烧2h以去除水分，原料的预分解。

2）将预烧后的原料自然冷却到室温后，二次在玛瑙研钵中混合均匀，并再次放入马弗炉中二次烧结，温度1200℃，保温不同的时间，随炉冷却到室温。

3) 将二次烧结后的样品在玛瑙研钵中研磨成粉体得到产品。

本发明提供的绿色荧光粉具有较宽的发射峰，在紫外激发下，绿色荧光明显，主发射在520nm附近。

  本发明的优点在于：

1）本发明的荧光粉能被290nm左右的紫外激发，发出高效的主发射峰在520nm左右的绿色光。

2）本发明的荧光粉制备工艺简单，易于操作，且化学性质稳定，具有广泛的应用前景。

附图说明

图1为本发明绿色荧光粉的XRD图谱。

图2为本发明绿色荧光粉的激发、发射光谱。

具体实施方式

  实施例1：Zn₃Ga₂Ge₂O₁₀：0.05Mn²⁺，2h

制备方法：分别称取碳酸锌（ZnCO₃）14.9443g, 氧化镓（Ga₂O₃）11.5621g, 氧化锗（GeO₂）13.952g，碳酸锰（MnCO₃）0.0383g，将上述称量好的原料放入玛瑙研钵中混合均匀，放入氧化铝坩埚中，在马弗炉中900℃下预烧2h以去除水分，原料的预分解。将预烧后的原料自然冷却到室温后，二次在玛瑙研钵中混合均匀，并再次放入马弗炉中二次烧结，温度1200℃，保温2h的时间，随炉冷却到室温。将二次烧结后的样品在玛瑙研钵中研磨成粉体得到产品。该荧光粉的XRD图见附图1，该荧光粉在室温下的激发和发射图见附图2 。在290nm激发下，样品呈现出450nm-550nm较宽的发射峰，主发射峰在520nm。

  实施例2：Zn₃Ga₂Ge₂O₁₀：0.05Mn²⁺，4h