專利名稱：一種近紫外熒光粉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一類近紫外發(fā)射的熒光粉，具體地說是一種結(jié)構(gòu)式為(Ca1-x-ySryEux)SO4的近紫外熒光粉的制備方法。
背景技術(shù)：
本發(fā)明所涉及的近紫外熒光粉主要用于正在研制開發(fā)中的光致發(fā)光液晶顯示(Photoluminescent Liquid Crystal Display-PLLCD)器件的背照明光源中。光致發(fā)光液晶顯示是一種全新的顯示模式，有時亦稱作液晶調(diào)制的光致發(fā)光顯示(Liquid Modulated Photoluminescent Display)或熒光粉液晶顯示(Phosphor-Liquid Crystal Display)。該近紫外熒光粉發(fā)光中心為Eu2+離子，所用的激發(fā)光為低壓汞蒸汽放電發(fā)出的以254nm為主的紫外光。
目前關(guān)于(Ca1-x-ySryEux)SO4熒光粉的研究較少，其制備方法主要是利用可溶性鈣鹽和鍶鹽與硫酸反應(yīng)制得(Ca1-ySry)SO4，再與Eu2O3和(NH4)2SO4混合后進行高溫固相反應(yīng)。這樣得到的熒光粉由于激活劑濃度分布不夠均勻，從而影響了這種熒光粉的發(fā)光效率，并有可能使一部分Eu以Eu3+的形式存在，降低了這種熒光粉作為光致發(fā)光液晶顯示器件背照明光源用熒光粉的性能質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種近紫外熒光粉的制備方法。
對用于光致發(fā)光液晶顯示器件背照明光源的熒光粉的要求是，能被低壓汞蒸氣放電有效激發(fā)，產(chǎn)生非?？拷梢妳^(qū)的近紫外光，以保證液晶對它有較高的透過率，且不破壞液晶的結(jié)鉤；但又盡量不進入可見區(qū)，以免影響彩色重現(xiàn)的質(zhì)量。
根據(jù)上述要求，本發(fā)明使用如圖1所示的工藝流程。
本發(fā)明的反應(yīng)物為Eu2O3、CaCl2、SrCl2、(NH4)2SO4和HCl，將Eu2O3溶于鹽酸HCl，得到EuCl3水溶液；將CaCl2、SrCl2、(NH4)2SO4分別溶于去離子水，配制成相應(yīng)的水溶液。適量的EuCl3水溶液與CaCl2水溶液和SrCl2水溶液均勻混合，再與適量的(NH4)2SO4水溶液反應(yīng)，得到Ca、Sr和Eu均勻混合的硫酸鹽共沉淀物。將此共沉淀物，在溫度100～130℃下烘干，待冷卻后，將其粉碎研磨。然后在還原氣氛下，溫度為550℃～750℃灼燒1～2小時，冷卻，粉碎分散后得到近紫外熒光粉。
為便于理解，詳述本發(fā)明的具體工藝過程。
1、共沉淀法制備混合鹽本發(fā)明是通過溶液間的反應(yīng)來制備Eu分布均勻的混合硫酸鹽沉淀。
將Eu2O3溶于鹽酸中，得到EuCl3水溶液；將(NH4)2SO4、CaCl2和SrCl2分別溶于去離子水中，得到(NH4)2SO4水溶液、CaCl2水溶液和SrCl2水溶液。按照激活劑濃度要求，將適量的EuCl3水溶液與CaCl2水溶液和SrCl2水溶液均勻混合，再與適量的(NH4)2SO4水溶液反應(yīng)，邊混合邊攪拌，得到Ca、Sr和Eu均勻混合的硫酸鹽共沉淀物。
2、在還原氣氛下灼燒共沉淀物，制備本發(fā)明的熒光粉將共沉淀物烘干研磨，再在還原氣氛下灼燒，粉碎后即得到本發(fā)明的近紫外熒光粉，結(jié)構(gòu)式為(Ca1-x-ySryEux)SO4。
Eu離子在發(fā)光材料(Ca1-x-ySryEux)SO4中，可以呈現(xiàn)正二價或正三價，本發(fā)明提出的制備方法由于NH4Cl的參與，使發(fā)光材料結(jié)晶更加完美、Eu離子還原得更加徹底、分布更加均勻，加強了Eu2+的發(fā)射，減少了Eu3+的存在，得到的熒光粉能有效地發(fā)出窄帶近紫外光(峰值386nm，半高寬16nm)，更好地滿足了光致發(fā)光液晶顯示背照明光源的要求。相對發(fā)射強度若以現(xiàn)有技術(shù)為100，本發(fā)明達到120以上，因此用本發(fā)明制備的近紫外熒光粉相對發(fā)射強度有很大提高。


圖1為本發(fā)明工藝流程圖。
具體實施例方式
按照圖1所示的工藝流程，通過具體實施方式
和實施例，進一步說明本發(fā)明。
結(jié)構(gòu)式為(Ca1-x-ySryEux)SO4的熒光粉的制備包括以下步驟(1)結(jié)構(gòu)式為(Ca1-x-ySryEux)SO4的熒光粉，式中x值為0.005～0.03，y值為0～0.2。嚴(yán)格按照結(jié)構(gòu)式中各物質(zhì)的摩爾比稱取Eu2O3、CaCl2、SrCl2和(NH4)2SO4，將Eu2O3溶于適量的稀鹽酸中制得透明的EuCl3溶液，將CaCl2、SrCl2和(NH4)2SO4分別溶于去離子水中，得到透明的CaCl2水溶液、SrCl2水溶液和(NH4)2SO4水溶液。然后將CaCl2水溶液、SrCl2水溶液和EuCl3溶液均勻混合，再與(NH4)2SO4水溶液反應(yīng)，即得到Ca、Sr、Eu元素均勻分布的硫酸鹽共沉淀物，待干。
(2)將含有一定量NH4Cl的Ca、Sr、Eu混合硫酸鹽沉淀放入干燥箱內(nèi)，在100℃～130℃下烘干，然后研磨0.5～2小時，減小混合鹽顆粒的粒徑，增大顆粒間的接觸面積，增大各組分的分布均勻性，待燒。
(3)將研磨均勻的混合鹽裝入坩鍋中，加蓋，放入高溫爐，在還原氣氛下，在550℃～750℃灼燒1～2小時，冷卻后粉碎，即得到結(jié)構(gòu)式為(Ca1-x-ySryEux)SO4的熒光粉。
本發(fā)明上述結(jié)構(gòu)式的熒光粉制備步驟(1)中，稀鹽酸用量應(yīng)根據(jù)化學(xué)當(dāng)量計算，并允許適當(dāng)過量。所用的稀鹽酸是用市售優(yōu)級純濃鹽酸與去離子水配制而成，濃鹽酸與去離子水的比例為(1～1.5)∶1。共沉淀時要邊混合邊攪拌。
本發(fā)明上述結(jié)構(gòu)式的熒光粉制備步驟(2)中，為保證混合鹽沉淀含有適量的NH4Cl作為還原劑和助熔劑，混合鹽沉淀不需過濾洗滌，而直接干燥，干燥后亦不需要預(yù)燒。
實施例稱取Eu2O30.088克、無水CaCl25.22克、SrCl2·6H2O0.67克，(NH4)2SO46.61克。將稱好的Eu2O3溶于適量的稀鹽酸中，得到EuCl3水溶液。將CaCl2、SrCl2·6H2O和(NH4)2SO4分別溶于去離子水中，得到相應(yīng)的透明水溶液。然后先將EuCl3水溶液、CaCl2水溶液和SrCl2水溶液均勻混和，再將(NH4)2SO4水溶液慢慢加入到該混合溶液中，邊加邊攪拌，即得Eu、Ca、Sr的均勻混合硫酸鹽共沉淀。將該沉淀物放入干燥箱內(nèi)，在100～130℃下烘干。冷卻后取出，在瑪瑙研缽中研磨1小時，接著放入高溫爐中，在700℃還原氣氛下灼燒1小時，隨爐冷卻，取出粉碎后即得到結(jié)構(gòu)式為(Ca0.94Sr0.05Eu0.01)SO4的熒光粉。
實施例中所用試劑均市售可得，其中Eu2O3的純度為4N，HCl為優(yōu)級純，無水CaCl2、SrCl2·6H2O和(NH4)2SO4為優(yōu)級純或分析純。
權(quán)利要求
1.一種近紫外熒光粉的制備方法，其特征是反應(yīng)物為Eu2O3、CaCl2、SrCl2、(NH4)2SO4和HCl；將Eu2O3溶于HCl，得到EuCl3水溶液，將CaCl2、SrCl2、(NH4)2SO4分別溶于去離子水，配制成相應(yīng)的水溶液；適量的EuCl3水溶液與CaCl2水溶液和SrCl2水溶液混合均勻，再與適量的(NH4)2SO4水溶液反應(yīng)，得到Ca、Sr和Eu均勻混合的硫酸鹽共沉淀物；將此共沉淀物烘干，待冷卻后，將其粉碎研磨；然后在還原氣氛下，灼燒1～2小時，冷卻，粉碎分散后得到結(jié)構(gòu)式為(Ca1-x-ySryEux)SO4近紫外熒光粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的近紫外熒光粉的制備方法，其特征是將含有NH4Cl的Ca、Sr和Eu均勻混合的硫酸鹽共沉淀物，在溫度100～130℃下烘干，冷卻后研磨成細的顆粒；在溫度為550℃～750℃，灼燒1～2小時。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的近紫外熒光粉的制備方法，其特征是按照結(jié)構(gòu)式(Ca1-x-ySryEux)SO4中各物質(zhì)的摩爾比稱取Eu2O3、CaCl2、SrCl2和(NH4)2SO4，式中x值為0.005～0.03，y值為0～0.2；CaCl2水溶液、SrCl2水溶液和EuCl3水溶液混合均勻后，與(NH4)2SO4水溶液混合時，進行攪拌。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的近紫外熒光粉的制備方法，其特征是稀鹽酸用市售優(yōu)級純濃鹽酸與去離子水配制而成，濃鹽酸與去離子水的比例為(1～1.5)∶1。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的近紫外熒光粉的制備方法，其特征是稀鹽酸用量根據(jù)化學(xué)當(dāng)量計算，并允許適當(dāng)過量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的近紫外熒光粉的制備方法，其特征是混合硫酸鹽沉淀含有適量的NH4Cl作為還原劑和助熔劑，混合鹽沉淀不過濾洗滌，而直接干燥，干燥后亦不要預(yù)燒。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的近紫外熒光粉的制備方法，其特征是共沉淀時要邊混合邊攪拌，硫酸鹽共沉淀物放在干燥箱內(nèi)烘干，冷卻后研磨0.5～2小時，研磨均勻的混合鹽裝入坩鍋中灼燒。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的近紫外熒光粉的制備方法，其特征是稱取Eu2O30.088克、無水CaCl25.22克、(NH4)2SO46.61克和SrCl2·6H2O0.67克；在EuCl3水溶液與CaCl2、SrCl2水溶液及與(NH4)2SO4水溶液混合時，邊加入邊攪拌；將沉淀物放入干燥箱內(nèi)烘干，冷卻后取出放在瑪瑙研缽中研磨1小時；裝入坩堝中，加蓋，置于高溫爐中，在700℃，灼燒1小時。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的近紫外熒光粉的制備方法，其特征是按照結(jié)構(gòu)式(Ca1-x-ySryEux)SO4中各物質(zhì)的摩爾比稱取Eu2O3、CaCl2、SrCl2和(NH4)2SO4時，x的較好值為0.009～0.02，y的較好值為0.03～0.05。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的近紫外熒光粉的制備方法，其特征是混合鹽沉淀僅經(jīng)過一次灼燒，灼燒最佳溫度為650℃～720℃。
全文摘要
本發(fā)明屬于發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，是一種近紫外熒光粉的制備方法。本發(fā)明的反應(yīng)物為Eu
文檔編號C09K11/77GK1800304SQ200510016508
公開日2006年7月12日 申請日期2005年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月5日
發(fā)明者張霞, 劉慎薪 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所