[发明专利]一种稀土掺杂的硫代镓酸盐荧光粉材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于适用于场发射器件和LED发光器件使用的绿色荧光粉材料及制备方法。

背景技术

稀土参杂的固体无机发光材料的制备方法基本都是固相原材料混合后进行高温合成而得，发光材料中的离子是通过固态氧化物、硫化物或氮化物引入，为了保证原材料的混合均匀需通过研磨、分散和过筛等工艺进行保证，各段工艺都有材料损失，各物质的损失比例不同会造成原预案中的化学计量不准确，对烧成结果造成影响，如果物质以气体形式引入会大大提高混合均匀性，提高材料的烧成过程的稳定性。

Eu²⁺参杂的硫代鎵酸盐荧光粉具有被450-470nm蓝光或阴极射线激发的特性，所发出主波长在530nm绿光适合白光LED和场发射显示器件的制作。LCD液晶电视的LED背光源为了保证较高的NTSE色域，背光LED光源需采用蓝光芯片激发绿粉和红粉进行制作，而Eu²⁺参杂的硫代鎵酸盐荧光粉可被450nm的蓝光芯片激发得到高效率的绿光，是适用于制作LCD显示器件背光用的LED产品的优良材料；场发射的显示器件发射原理是采用阴极射线激发蓝色、绿色和红色发光材料，利用RGB三原色原理进行成像显示，而Eu²⁺参杂的硫代鎵酸盐荧光粉具有被100V以下电压激发出530nm高光效的绿光，是适用于制作场发射显示器件用绿粉的优良材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种稀土掺杂的硫代镓酸盐荧光粉材料，本发明的另一目的是提供Eu²⁺参杂的硫代鎵酸盐荧光粉的制备方法，本荧光材料具有制作简单、易于操作和易于控制硫含量的特点。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

一种稀土掺杂的硫代镓酸盐荧光粉材料，该荧光粉的化学通式为M_1-xGa₂S₄:xR²⁺，其中：

M元素为含有Sr、Ca、Ba或Mg中的一种或多种；

R元素为Tb或Eu中的一种；

X为摩尔系数，其中0＜X≤0.1。

相应地，本发明给出了稀土掺杂的硫代镓酸盐荧光粉材料的制备方法，包括下述步骤：

1)按照通式M_1-xGa₂S₄:xR²⁺，分别按照物质M：Ga：R元素的质量比为(1-x):2:x称取MCO₃、Ga₂O₃、R₂O₃原料，经球磨后充分混合；

2)将混合物在氧化气氛下进行烧成，得到氧化烧成材料；

3)将氧化烧成材料经粉碎、研磨分散后，再按照氧化烧成材料与助熔剂质量比为99.5％～97.5％:0.5％～2.5％的比例添加助熔剂，并充分混合；

4)将混合物通入H₂S气体，在还原气氛下烧成，得到还原烧成材料；

5)将还原烧成材料进行粉碎、球磨分散、洗净、表面处理、干燥和过筛后，即得到所述稀土掺杂的硫代镓酸盐荧光粉材料。

进一步地，所述氧化气氛下进行烧成，是指在900～1400℃的氧化气氛炉进行烧成；所述还原气氛下烧成是指在700～1100℃的还原气氛下烧成。

进一步地，所述助熔剂为溴化物与氯化物的混合物，溴化物与氯化物的质量比范围为1～2:3；所述溴化物为NaBr、KBr或NH₄Br；所述氯化物为NH₄Cl或NaCl。

进一步地，所述还原气氛是以H₂、N₂与通入的H₂S按照1:1比例的混合气氛引入，其中，H₂:N₂＝(5％～10％):(90％～95％)；H₂S流量为：8～12L/min，N₂流量为：0.4～0.6L/min，H₂流量为:4.6～11.4L/min；所述H₂、N₂和H₂S气体纯度均为99.9％。

进一步地，所述洗净是指采用去离子水清洗二次烧成物至电导率小于≤500us/㎝。

进一步地，所述球磨分散是将还原烧成后的材料研磨至10μm以下。

进一步地，所述表面处理要求是指将纳米级SiO₂均匀粘结到硫代镓酸盐荧光粉材料表面。