專利名稱：一種鎵酸釔基三色熒光材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鎵酸釔基三色熒光材料及其制備方法，屬于熒光材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
熒光材料主要應(yīng)用于照明和顯示器件等技術(shù)領(lǐng)域，其中硫化物和氧化物(包括含氧酸鹽)是應(yīng)用最為廣泛的兩大類材料。近些年來在顯示器領(lǐng)域，各種平板顯示(Flat Panel Display，F(xiàn)PD)技術(shù)得到蓬勃發(fā)展，但是在電致發(fā)光顯示(ELD)、場發(fā)射顯示(FED)及真空熒光顯示(VFD)等主動發(fā)光型的顯示技術(shù)中硫化物發(fā)光材料，諸如ZnS:Cu，Al，ZnS:Ag，Cl，GdOS:Tb，SrGa2S4:Eu等目前還在廣泛的使用，但硫化物材料化學(xué)穩(wěn)定性差，在電子轟擊下硫化物分解造成對元器件的損害是長期以來需要解決的一個問題，并且其具有對水汽敏感，長期使用后發(fā)光效率下降等缺點不但對器件的制造工藝提出了更高的要求，而且影響器件的長期穩(wěn)定性。這些缺點是硫化物內(nèi)在的化學(xué)特性所造成的，很難通過研究得到改善。而金屬氧化物發(fā)光材料具有化學(xué)穩(wěn)定性好、材料種類多，容易得到三基色等優(yōu)點，成為取代硫化物材料的極佳候選，是近年來國際上該領(lǐng)域的研究熱點之一。在照明領(lǐng)域，以金屬氧化物為基質(zhì)的稀土熒光粉由于具有窄帶發(fā)射、短紫外(185nm)輻射下穩(wěn)定性好、高溫下發(fā)光強(qiáng)度穩(wěn)定等優(yōu)點在許多新型熒光燈中得到了很好的應(yīng)用，如三基色熒光燈、緊湊型熒光燈、高顯色指數(shù)燈以及一些高質(zhì)量的特殊用燈。因此開發(fā)研究以新型金屬氧化物為基質(zhì)的熒光粉材料對于平板顯示和照明技術(shù)的發(fā)展會起到很大的促進(jìn)作用。
近些年來一批非常具有應(yīng)用前景的新型金屬氧化物熒光材料相繼得到研究開發(fā)，如ZnGa2O4，ZnGa2O4:Mn，SrTiO3:Pr等，但是這些材料在發(fā)光性能方面與傳統(tǒng)應(yīng)用的硫化物材料相比還有差距，尚不能完全市場化，進(jìn)一步探索新型金屬氧化物發(fā)光材料顯得非常有必要。鎵酸釔(Y3Ga5O12)具有A3B5O12型的石榴石結(jié)構(gòu)，具有化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好、與其他金屬氧化物熒光材料相比合成溫度較低等特點，到目前為止還沒有以鎵酸釔為基質(zhì)熒光材料的研究報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是合成一種以鎵酸釔為基質(zhì)的金屬氧化物熒光材料，為不同應(yīng)用環(huán)境下的照明設(shè)備和顯示器件提供一類新的熒光材料。
鎵酸釔基熒光材料的配方如下以Y2O3(分析純)、Ga2O3(分析純)為主要成分，分別以Eu2O3(分析純)或Tb4O7(分析純)或Bi2O3(分析純)為摻雜劑，按照化學(xué)式Y(jié)3(1-x)M3xGa5O12進(jìn)行混合，M為Eu或Tb或Bi，x的變化范圍可以從0.001至0.2。
制備方法如下將原料用行星式球磨機(jī)混料1-5小時后，在1000-1200℃下煅燒2-4小時，再經(jīng)冷卻、研磨、過篩即可得到不同發(fā)光顏色的鎵酸釔基熒光材料。
制備所得的鎵酸釔基熒光材料的化學(xué)式即為Y3(1-x)M3xGa5O12，M為Eu或Tb或Bi，x的變化范圍可以從0.001至0.2。
本發(fā)明制備的鎵酸釔系列熒光材料合成溫度低，不需要助熔劑，工藝簡單，一次灼燒而成，可以在同一基質(zhì)上實現(xiàn)紅、綠、藍(lán)三基色發(fā)光，發(fā)光強(qiáng)度與目前主要應(yīng)用的鋁酸鹽系列熒光粉相當(dāng)，因此具有良好的應(yīng)用前景。
這類材料具有發(fā)光強(qiáng)度高、化學(xué)性能穩(wěn)定、合成溫度低等優(yōu)點，可用作照明設(shè)備和顯示器件用熒光材料。


圖1為鎵酸釔紅粉材料Y2.85Eu0.15Ga5O12在254nm紫外光激發(fā)下的發(fā)射光譜。
圖2為鎵酸釔綠粉材料Y2.85Tb0.15Ga5O12在254nm紫外光激發(fā)下的發(fā)射光譜。
圖3為鎵酸釔藍(lán)粉材料Y2.85Bi0.15Ga5O12在254nm紫外光激發(fā)下的發(fā)射光譜。
具體實施例方式
實施例1.
鎵酸釔紅粉材料按化學(xué)式Y(jié)2.85Eu0.15Ga5O12進(jìn)行配料，稱取Y2O3(分析純)6.44克；Ga2O3(分析純)9.37克；Eu2O3(分析純)0.53克。將它們用行星式球磨機(jī)混料3小時后，在1100℃下燒結(jié)4小時，再通過冷卻、研磨、過篩，就可以得到鎵酸釔基紅色熒光粉，在254nm紫外光激發(fā)下，該熒光粉的主發(fā)光峰在593nm和612nm。
實施例2.
鎵酸釔綠粉材料按化學(xué)式Y(jié)2.85Tb0.15Ga5O12進(jìn)行配料，稱取Y2O3(分析純)6.44克；Ga2O3(分析純)9.37克；Tb4O7(分析純)0.67克。將它們用行星式球磨機(jī)混料3小時后，在1100℃下燒結(jié)4小時，再經(jīng)冷卻、研磨、過篩，就可以得到鎵酸釔基綠色熒光粉，在254nm紫外光激發(fā)下，該熒光粉的主發(fā)光峰在543nm。
實施例3.
鎵酸釔藍(lán)粉材料按化學(xué)式Y(jié)2.85Bi0.15Ga5O12進(jìn)行配料，稱取Y2O3(分析純)6.44克；Ga2O3(分析純)9.37克；Bi2O3(分析純)0.70克。將它們用行星式球磨機(jī)混料3小時后，在1100℃下燒結(jié)4小時，再經(jīng)冷卻、研磨、過篩，就可以得到鎵酸釔基藍(lán)色熒光粉，在254nm紫外光激發(fā)下，該熒光粉的主發(fā)光峰在454nm。
權(quán)利要求
1.一種鎵酸釔基三色熒光材料，其特征在于該材料的化學(xué)式為Y3(1-x)M3xGa5O12，M為Eu或Tb或Bi，x的變化范圍可以從0.001至0.2。
2.按權(quán)利要求1所述的一種鎵酸釔基三色熒光材料的制備方法，包括下述步驟(1)以Y2O3、Ga2O3為主要成分，分別以Eu2O3或Tb4O7或Bi2O3為摻雜劑，按照化學(xué)式Y(jié)3(1-x)M3xGa5O12進(jìn)行配料，M為Eu或Tb或Bi，x的變化范圍從0.001至0.2；(2)配料后的原料經(jīng)混料、煅燒、冷卻、研磨、過篩可得到鎵酸釔基熒光材料。
3.按權(quán)利要求1所述的一種鎵酸釔基三色熒光材料的制備方法，其特征在于混料時間為1-5小時。
4.按權(quán)利要求1所述的一種鎵酸釔基三色熒光材料的制備方法，其特征在于煅燒條件為1000-1200℃下煅燒2-4小時。
5.按權(quán)利要求2或3或4所述的一種鎵酸釔基三色熒光材料的制備方法，其特征在于所用的原料均為分析純級以上。
6.按權(quán)利要求1所述的一種鎵酸釔基三色熒光材料用作照明設(shè)備和顯示器件用熒光材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鎵酸釔(Y
文檔編號C09K11/77GK1594498SQ20041002579
公開日2005年3月16日 申請日期2004年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月6日
發(fā)明者李永祥, 徐志華, 王東, 劉志甫, 葛萬銀 申請人:中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所