[发明专利]卤硼酸钙绿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制造技术，尤其涉及一种适于等离子平板显示和无汞荧光灯用的卤硼酸钙绿色发光材料及其制备方法。

背景技术

等离子平板显示技术(Plasma Display Panel，PDP)是一种在驱动电路控制下，利用氙(Xe)基稀有气体混合气体等离子体放电产生的紫外线(主要在147纳米和172纳米)激发三基色荧光粉而发光的一种平板显示技术。等离子平板显示技术由于具有视角宽、寿命长、刷新速度快、发光效率及亮度高、易制作大屏幕、工作范围宽等许多优良特性而成为目前重要的大屏幕、超薄显示方式之一。

荧光粉作为关键部件，直接影响到PDP的整体效果，而其中的绿色荧光粉对PDP整屏的亮度影响最大。目前商用PDP绿色荧光粉主要是Zn₂SiO₄:Mn²⁺(ZSM)，尽管ZSM有较好的色纯度，但它10％较长余辉时间(12.5毫秒)被认为是其最主要的缺点之一，会严重影响PDP屏幕快速运动画面的显示效果。

日光灯和冷阴极荧光灯中的汞，是一种对环境有较大的危害、易挥发的液态重金属，荧光灯的生产和废弃都会造成对环境的污染。2003年2月13日，欧盟的《官方公报》L37期公布了欧洲议会和欧盟部长理事会共同批准的《关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质的指令》，该指令要求自2006年7月1日起欧盟市场禁止销售含有汞灯六种有害物质的电子电气设备。

因此，发展无汞照明是目前照明和背光源的发展方向。就无汞荧光灯而言，目前最有效的路径是用稀有气体Xe代替汞，利用Xe基等离子体放电放出真空紫外光(主要是147纳米和172纳米)激发三基色荧光粉来实现白光照明，稀有气体放电灯是一种低成本节能环保的照明方式，代表着目前绿色照明的发展方向。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种余辉时间短、发射强度高以及在无汞激发条件下能发射绿光的卤硼酸钙绿色发光材料及其制备方法，以解决现有技术中的用于PDP绿色发光材料的余辉时间太长从而影响PDP屏幕画面质量以及含汞荧光灯存在重金属汞污染等问题。

解决本发明的技术问题所采用的技术方案是：提供一种卤硼酸钙绿色发光材料，所述卤硼酸钙绿色发光材料的化学组成式为：Ca_5-2x(BO₃)₃X:Tb_x，R_x；X为卤素离子，Tb为三价离子，R为碱金属离子，x为三价Tb离子相对Ca离子所占的摩尔百分含量，取值范围为：0.01≤x≤0.5。

优选地，在本发明卤硼酸钙绿色发光材料中，所述元素X选自F、Cl中的一种。

优选地，在本发明卤硼酸钙绿色发光材料中，所述元素R选自Na、K中的一种。

此外，本发明还提供了一种制备上述卤硼酸钙绿色发光材料的方法，其包括如下步骤：

步骤一：按照化学计量比选取钙离子的源化合物、硼酸根离子的源化合物、卤素离子的源化合物、三价Tb的源化合物和碱金属离子的源化合物，所述化学计量比是按照化学组成式Ca_5-2x(BO₃)₃X:Tb_x，R_x中的相应元素的摩尔比例，其中，x为三价Tb离子相对Ca离子所占的摩尔百分含量，取值范围为：0.01≤x≤0.5；

步骤二：将各源化合物研磨混合；

步骤三：将步骤二制得的混合物置于还原气氛中进行烧结，然后冷却、研磨烧结产物后得到所述卤硼酸钙绿色发光材料。

优选地，在本发明的制备方法中，所述碱金属离子的源化合物为碱金属的碳酸盐，所述硼酸根离子的源化合物为硼酸，所述卤素离子的源化合物来自卤化铵和三价Tb的源化合物为相对应的氧化物。

优选地，在本发明的制备方法中，所述烧结处理的温度为600～1000℃，时间为6～24小时。

优选地，在本发明的制备方法中，所述步骤三中还原气氛为氮气和氢气的混合气体或者含一氧化碳还原气氛。