專利名稱：：一種硼酸釔釓銪紅色熒光粉及其制備方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于顯示器件用熒光體領域，具體是一種硼酸釔釓銪紅色熒光粉及其制備方法。
背景技術：
：目前，PDP顯示器件中被廣泛使用的紅粉是硼酸鹽紅粉，其化學組成式為(Y，Gd)B03:Eu，并與BaMgAh。On:Eu藍粉和Zn2Si04:Mn綠粉組合使用。以往制備(Y,Gd)B03:Eu紅粉的方法主要是按一定比例將Y203,Gd203，Eu203混合，再與硼酸或者硼氧化合物混合后，進行高溫固相反應。該方法得到的熒光粉由于激活劑Eu3+濃度分布不均勻，從而使其亮度偏低，并且所得熒光粉粒度偏大，需經(jīng)過球磨分散處理，使其晶體形貌表面損傷。中國專利(CN1408812A)采用稀土氧化物共沉體與硼酸混合后進行高溫固相反應工藝。該方法所得熒光粉亮度有一定提高，但由于其合成溫度偏高，所得熒光粉粒度偏大，需要球磨分散處理。中國專利(CN1297964A)提出一種改進工藝方法，將稀土氧化物酸溶，通過共沉淀法轉換成稀土草酸鹽共沉體，再加入過量硼酸混合后進行高溫固相反應。該方法所得到的熒光粉激活劑分布更均勻，從而顯著提高粉體的發(fā)光亮度，提高色純度，但由于其所得熒光粉偏大，需要球磨分散處理。美國專利USP6042747采用溶膠凝膠法制備硼酸釔釓銪紅粉，所得前驅體在低溫(800-90(TC)下焙燒，即可得到稀土硼酸鹽熒光粉。但是溶膠凝膠法操作比較復雜，流程也較長，生產成本高，效率低，所得熒光粉亮度不高，在實際生產中不實用。中國專利(CN1424981A)提出一種稀土硼酸鹽制作方法，將硼酸和稀土元素鹽溶液混合，再與碳酸鹽或者碳酸氫鹽溶液混合得到沉淀物，再將所得沉淀物煅燒即得到稀土硼酸鹽熒光粉。但是該方法比較復雜，流程也較長，生產成本高，效率低，
發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供一種彩色等離子顯示器件用硼酸釔釓銪紅色熒光粉及其制備方法。該工藝制造方法簡單，生產成本低，適合于工業(yè)化生產。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術方案本發(fā)明的一種彩色等離子顯示器件用硼酸釔釓銪紅色熒光體，該熒光粉的化學式為(YLx.y.z，Gdx,My,Euz)B03，其中x=00.5;y=0.00.05;z=0.11.0，M是A1，Ga，In，Sb，Bi中的一種或者幾種。本發(fā)明所涉及的一種彩色等離子顯示器件用硼酸釔釓銪紅色熒光粉的制備方法包括以下步驟1)稀土氧化物共沉體的制備；采用共沉淀使激活劑氧化銪及微量摻雜元素分布更均勻，可以提高熒光粉的發(fā)光亮度；本發(fā)明采用共沉淀法制備稀土氧化物共沉體，通過控制工藝條件，使氧化物共沉體中心粒度在2.0-3.0um，并盡可能減少超大粒子。具體工藝過程如下該熒光粉的化學式為(YLx.y.z,Gdx,My,EUz)B03，其中x=00.5;y=0.00.05;z=0.11.0，M是A1，Ga，In，Sb，Bi中的一種或者幾種。按化學式(Yi-x-y-z,Gdx,My，EUz)B03，其中x=00.5;y=0.00.05;z=0.11.0，M是A1，Ga，In，Sb，Bi中的一種或者幾種。先按照上述的化學式的比例稱取所需稀土金屬氧化物，可溶于水或者溶于酸的鹽類或者氧化物，溶于硝酸或者鹽酸中，形成稀土金屬鹽溶液；在攪拌的同時加熱60-8(TC稀土鹽溶液，將草酸溶液或者碳酸鹽溶液緩慢加入到稀土鹽溶液，得到稀土草酸鹽或者碳酸鹽沉淀物；將所得沉淀物用熱的去離子水充分洗滌至PH=6-7后，沉淀物過濾分離，在烘箱中100-12(TC烘干后，裝入到氧化鋁坩堝中在氧化爐中高溫分解，溫度在800-120(TC,保溫0.5-4小時后，即得到稀土氧化物共沉體；2)稀土氧化物共沉體與硼酸混合；將過量硼酸以稀土氧化物質量的50-70wt。/。計溶于純水，以硼酸水溶液的形式加入到稀土氧化物共沉體中或者將過量的硼酸以稀土氧化物質量的50-70wt。/o計與稀土氧化物混合，再加入水形成糊狀混合物，充分攪拌后，經(jīng)過真空干燥，再粉碎，過160目篩，在形成糊狀混合物條件下，硼酸與稀土氧化物充分混合，在干燥過程中，硼酸均勻富集在稀土氧化物表面；得到稀土氧化物硼酸混合物；3)氧化灼燒形成硼酸釔釓銪燒成體；將上述過篩所得稀土氧化物硼酸混合物裝入氧化鋁坩堝，加蓋，進入氧化爐高溫灼燒，灼燒溫度控制在900-120(TC，保溫時間為3-6小時，燒成后即得到硼酸釔釓銪紅色熒光粉半成品；4)后處理工藝得到硼酸釔釓銪紅色熒光粉；將上述硼酸釔釓銪紅色熒光粉半成品倒入加熱容器中，加入卯-10(TC熱水，加熱并保持溫度在90-100°C,同時攪拌l-3小時，冷卻后將粉漿過500目篩，篩上物微量，篩下物用熱純水充分洗滌若干次，去除其雜質，過濾，將粉塊放入干燥箱中于90-120。C烘干24小時，過160目篩，即得到硼酸釔釓銪紅色熒光粉。在上述所用稀土氧化物屬于熒光級，其純度均在99.99%以上，F(xiàn)e等雜質含量在5ppm以下；其他微量摻雜元素所用氧化物純度均在99.99%以上，所用鹽類均屬于分析純化學試劑。所述的用草酸溶液或者碳酸鹽溶液共沉淀時，在操作過程中控制反應條件，如稀土鹽溶液濃度0.1-0.5mol/L;溶液pH值在2.0-4.0之間(可以使用稀硝酸或者稀氨水調節(jié)沉淀過程中溶液pH在2.0-4.0之間)；溶液體系溫度控制在60-80'C之間，使稀土離子完成沉淀，同時嚴格控制沉淀物的粒度，以控制硼酸釔釓銪紅色熒光粉粒度。以上所說的共沉淀時所用碳酸鹽溶液，具體是指碳酸銨或者碳酸氫銨溶液中的一種或者兩種；所述的硼酸與稀土氧化物的混合方式中硼酸以水溶液形式加入，具體是指將過量的硼酸(過量30-50%)溶解到純水中形成硼酸水溶液，然后以噴霧形式(或者滴加方式)加入到稀土氧化物中，并充分攪拌，形成均勻硼酸-稀土氧化物糊狀物；或者將過量的硼酸與稀土氧化物混合，然后在加入純水，并充分攪拌，形成均勻硼酸-稀土氧化物糊狀物。加入純水量以形成均勻糊狀物為準，在后續(xù)靜置過程中保證固狀物和水不分層；所述的高溫灼燒溫度控制在900-1200。C，保溫時間為3-6小時，具體是指將溫度升至750-85(TC，并保溫l-5小時，再升溫至900-1200°C，保溫時間為3-6小時，隨爐降溫至室溫。所述的加熱并攪拌燒成體粉漿的時間控制，具體時間以粉漿粒度為準，在加熱粉漿過程中，粉漿粒度會降低。粉漿粒度一般可控制在2.0-3.0pm。此外，在洗滌過程中，隨著洗滌次數(shù)增加，粉漿沉降速度會加快。在本發(fā)明的上述結構式中摻雜微量A1，Ga，In，Sb，Bi中的一種或者幾種離子，可得到色純度高，亮度高的硼酸釔釓銪紅色熒光粉。本發(fā)明在傳統(tǒng)硼酸鹽紅色熒光粉的工藝基礎上，改進硼酸與氧化物的混合方法，使硼酸與稀土氧化物混合更均勻，所得熒光粉發(fā)光亮度高，色純度好，晶體形貌完整，粉體中心粒度小，不需要球磨分散工藝。通過改進硼酸和稀土氧化物的混合方式及摻雜微量元素等所得硼酸釔釓銪紅色熒光粉亮度高，色純度好，中心粒度小，微觀形貌優(yōu)良，不需要球磨分散處理。圖1是本發(fā)明按照傳統(tǒng)方法所得紅色熒光粉的SEM照片；圖2按照本發(fā)明方法所得本發(fā)明紅色熒光粉的SEM照片；下面結合附圖對本發(fā)明的內容作進一步詳細說明。具體實施例方式參照圖1所示，稱取Y20364.22g，Gd20327.91g，Eu2037.87g，將三種材料加入到8N濃鹽酸中溶解，形成稀土鹽溶液，在向其加入草酸溶液形成稀土草酸鹽共沉淀物，用熱水洗滌沉淀物至pf^6-7，抽濾，干燥后，再將沉淀物于90(TC焙燒成稀土氧化物共沉淀體。向稀土氧化物共沉淀體中加入硼酸(100.0稀土氧化物加入50.0g硼酸)，混合均勻后，裝入氧化鋁柑堝中，加蓋，放入氧化爐中，升溫至75(TC并保溫2小時，繼續(xù)升溫至IIO(TC并保溫4小時，隨爐冷卻。將燒成體加入水和玻璃球分散后過500目水篩，充分洗滌后，抽濾，干燥，過160目干篩，即得硼酸釔釓銪紅色熒光粉。從圖中可以看出傳統(tǒng)方法所得硼酸釔釓銪紅粉的粒度偏大，表面有損傷。參照圖2所示，從圖中可以看出采用本發(fā)明所得硼酸釔釓銪紅粉的粒度分散性好，均勻一致；實施例1稱取Y20364.22g，Gd20327.91g，Eu2037.87g，將三種材料加入到8N濃鹽酸中溶解，形成稀土鹽溶液，在向其加入草酸溶液形成稀土草酸鹽共沉淀物，用熱水洗滌沉淀物至pI^6-7，抽濾，干燥后，再將沉淀物于90(TC焙燒成稀土氧化物共沉淀體。向稀土氧化物共沉淀體中加入硼酸(100.0稀土氧化物加入50.0g硼酸)，加純水20.0g調和成糊狀混合物，充分攪拌混合均勻后，干燥，過160目篩，將混合料裝入氧化鋁坩堝中，加蓋，放入氧化爐中，升溫至75(TC并保溫2小時，繼續(xù)升溫至110(TC并保溫4小時，隨爐冷卻。將燒成體加入水和玻璃球分散后過500目水篩，充分洗滌后，抽濾，干燥，過160目干篩，即得硼酸釔釓銪紅色熒光粉。實施例2稱取Y20364.22g，Gd20327.91g,Eu2037.87g，將三種材料加入到8N濃鹽酸中溶解，形成稀土鹽溶液，在向其加入草酸溶液形成稀土草酸鹽共沉淀物，用熱水洗滌沉淀物至pH-6-7，抽濾，干燥后，再將沉淀物于90(TC焙燒成稀土氧化物共沉淀體。向稀土氧化物共沉淀體中加入硼酸(100.0稀土氧化物加入55.0g硼酸)，加純水20.0g調和成糊狀混合物，充分攪拌混合均勻后，干燥，過160目篩，將混合料裝入氧化鋁坩堝中，加蓋，放入氧化爐中，升溫至75(TC并保溫2小時，繼續(xù)升溫至110(TC并保溫4小時，隨爐冷卻。將燒成體加入水和玻璃球分散后過500目水篩，充分洗滌后，抽濾，干燥，過160目干篩，即得硼酸釔釓銪紅色熒光粉。實施例3稱取Y20364.22g，Gd20327.91g，Eu2037.87g，將三種材料加入到8N濃鹽酸中溶解，形成稀土鹽溶液，在向其加入草酸溶液形成稀土草酸鹽共沉淀物，用熱水洗滌沉淀物至pH-6-7，抽濾，干燥后，再將沉淀物于卯(TC焙燒成稀土氧化物共沉淀體。向稀土氧化物共沉淀體中加入硼酸(100.0稀土氧化物加入60.0g硼酸)，加純水20.0g調和成糊狀混合物，充分攪拌混合均勻后，干燥，過160目篩，將混合料裝入氧化鋁坩堝中，加蓋，放入氧化爐中，升溫至75(TC并保溫2小時，繼續(xù)升溫至110(TC并保溫4小時，隨爐冷卻。將燒成體加入水和玻璃球分散后過500目水篩，充分洗漆后，抽濾，干燥，過160目干篩，即得硼酸釔釓銪紅色熒光粉。實施例4稱取Y20364.22g，Gd20327.91g，Eu2037.87g，0.50gAl(NO3)3將四種材料加入到8N濃鹽酸中溶解，形成稀土鹽溶液，在向其加入草酸溶液形成稀土草酸鹽共沉淀物，用熱水洗滌沉淀物至pH-6-7，抽濾，干燥后，再將沉淀物于90(TC焙燒成稀土氧化物共沉淀體。向稀土氧化物共沉淀體中加入硼酸(100.0稀土氧化物加入55.0g硼酸)，加純水20.0g調和成糊狀混合物，充分攪拌混合均勻后，干燥，過160目篩，將混合料裝入氧化鋁坩堝中，加蓋，放入氧化爐中，升溫至750。C并保溫2小時，繼續(xù)升溫至1100。C并保溫4小時，隨爐冷卻。將燒成體加入水和玻璃球分散后過500目水篩，充分洗滌后，抽濾，干燥，過160目干篩，即得硼酸釔釓銪紅色熒光粉。實施例5稱取Y20364.22g，Gd20327.91g，Eu2037.87g，O.lOgIn(N03)3將四種材料加入到8N濃鹽酸中溶解，形成稀土鹽溶液，在向其加入草酸溶液形成稀土草酸鹽共沉淀物，用熱水洗滌沉淀物至pH-6-7，抽濾，干燥后，再將沉淀物于90(TC焙燒成稀土氧化物共沉淀體。向稀土氧化物共沉淀體中加入硼酸(100.0稀土氧化物加入55.0g硼酸)，加純水20.0g調和成糊狀混合物，充分攪拌混合均勻后，干燥，過160目篩，將混合料裝入氧化鋁坩堝中，加蓋，放入氧化爐中，升溫至750'C并保溫2小時，繼續(xù)升溫至110(TC并保溫4小時，隨爐冷卻。將燒成體加入水和玻璃球分散后過500目水篩，充分洗滌后，抽濾，干燥，過160目干篩，即得硼酸釔釓銪紅色熒光粉。實施例6稱取Y20364.22g，Gd20327.91g，Eu2037.87g，O.lOgBi203，0.50gAl(NO3)3將五種材料加入到8N濃鹽酸中溶解，形成稀土鹽溶液，在向其加入草酸溶液形成稀土草酸鹽共沉淀物，用熱水洗滌沉淀物至pH-6-7，抽濾，干燥后，再將沉淀物于卯(TC焙燒成稀土氧化物共沉淀體。向稀土氧化物共沉淀體中加入硼酸(100.0稀土氧化物加入55.0g硼酸)，加純水20.0g調和成糊狀混合物，充分攪拌混合均勻后，干燥，過160目篩，將混合料裝入氧化鋁坩堝中，加蓋，放入氧化爐中，升溫至75(TC并保溫2小時，繼續(xù)升溫至1100'C并保溫4小時，隨爐冷卻。將燒成體加入水和玻璃球分散后過500目水篩，充分洗滌后，抽濾，干燥，過160目干篩，即得硼酸釔釓銪紅色熒光粉。<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>注上表中發(fā)光性能是147nm激發(fā)條件下測試結果;上表中粒度是庫爾特粒度儀測試結果。權利要求1.一種硼酸釔釓銪紅色熒光粉，其特征在于，該熒光粉的化學式為(Y1-x-y-z，Gdx，My，Euz)BO3，其中x＝0～0.5；y＝0.0～0.05；z＝0.1～1.0，M是Al，Ga，In，Sb，Bi中的一種或者幾種。2.—種如權利要求書1所述硼酸釔釓銪紅色熒光粉的制備方法，其特征在于，包括以下步驟1)稀土氧化物共沉體的制備；按化學式(YLx.y.z，Gdx,My,EUz)B03進行配料，其中x=00.5;y=0.00.05;z=0.11.0，M是A1，Ga，In，Sb，Bi中的一種或者幾種，先按照上述的化學式的比例稱取稀土氧化物，稀土氧化物溶于硝酸或者鹽酸中，形成稀土鹽溶液；在攪拌的同時加熱60-80'C稀土鹽溶液，將草酸溶液或者碳酸鹽溶液加入到稀土鹽溶液，得到稀土草酸鹽或者碳酸鹽沉淀物；將所得沉淀物用熱的去離子水充分洗滌至pI^6-7后，沉淀物過濾分離，在烘箱中100-12(TC烘干后，裝入到氧化鋁坩堝中在氧化爐中高溫分解，溫度在800-120(TC，保溫0.5-4小時后，即得到稀土氧化物共沉體；2)稀土氧化物共沉體與硼酸混合；將過量硼酸溶于純水，以硼酸水溶液的形式加入到稀土氧化物共沉體中或者將過量的硼酸與稀土氧化物混合，再加入水形成糊狀混合物，充分攪拌后，經(jīng)過真空干燥，再粉碎，過160目篩，在形成糊狀混合物條件下，硼酸與稀土氧化物充分混合，在干燥過程中，硼酸均勻富集在稀土氧化物表面；得到稀土氧化物硼酸混合物；3)氧化灼燒形成硼酸釔釓銪燒成體；將上述過篩所得稀土氧化物硼酸混合物裝入氧化鋁坩堝，加蓋，進入氧化爐高溫灼燒，灼燒溫度控制在900-1200°C，保溫時間為3-6小時，燒成后即得到硼酸釔釓銪紅色熒光粉半成品；4)后處理工藝得到硼酸釔釓銪紅色熒光粉；將上述硼酸釔釓銪紅色熒光粉半成品倒入加熱容器中，加入90-10(TC熱水，加熱并保持溫度在90-100°C，同時攪拌l-3小時，冷卻后將粉漿過500目篩，篩上物微量，篩下物用熱純水充分洗滌若干次，去除其雜質，過濾，放入干燥箱中于90-12(TC烘干24小時，過160目篩，即得到硼酸釔釓銪紅色熒光粉。3.根據(jù)權利要求書2所述硼酸釔釓銪紅色熒光粉的制備方法，其特征在于，所用稀土氧化物屬于熒光級，其純度均在99.99%以上，雜質含量在5ppm以下；其他微量摻雜元素所用氧化物純度均在99.99%以上，所用鹽類均屬于分析純化學試劑。4.根據(jù)權利要求書2所述的硼酸釔釓銪紅色熒光粉的制備方法，其特征在于，用草酸溶液或者碳酸鹽溶液共沉淀時，稀土金屬鹽溶液濃度0.1-0.5mol/L;溶液pH值在2.0-4.0之間；溶液體系溫度控制在60-80。C之間，使稀土離子完成沉淀。5.根據(jù)權利要求書2所述的硼酸釔釓銪紅色熒光粉的制備方法，其特征在于，硼酸與稀土氧化物的混合方式中硼酸以水溶液形式加入，具體是指將過量的硼酸過量30-50%溶解到純水中形成硼酸水溶液，然后以噴霧形式或者滴加方式加入到稀土氧化物中，并充分攪拌，形成均勻硼酸-稀土氧化物糊狀物；或者將過量的硼酸與稀土氧化物混合，然后在加入純水，并充分攪拌，形成均勻硼酸-稀土氧化物糊狀物。6.根據(jù)權利要求書2所述的硼酸釔釓銪紅色熒光粉的制備方法，其特征在于，高溫灼燒溫度控制在卯0-120(TC，保溫時間為3-6小時，具體是指將溫度升至750-850°C，并保溫1-5小時，再升溫至900-1200°C，保溫時間為3-6小時，隨爐降溫至室溫。7.根據(jù)權利說明書2所述的硼酸釔釓銪紅色熒光粉的制備方法，其特征在于，粉漿粒度為2.0-3.0jim。全文摘要本發(fā)明涉及一種硼酸鹽紅色熒光粉及其制造方法。本發(fā)明的硼酸鹽紅色熒光粉化學式為(Y<sub>1-x-y-z</sub>，Gd<sub>x</sub>，M<sub>y</sub>，Eu<sub>z</sub>)BO<sub>3</sub>，其中x＝0～0.5；y＝0.0～0.05；z＝0.1～1.0，M是Al，Ga，In，Sb，Bi中的一種或幾種。采用共沉淀方法形成氧化物共沉體，然后再加入適量的硼酸或者硼酸水溶液，形成硼酸-稀土氧化物混合糊狀物，干燥，燒成溫度900-1200℃，保溫3-6小時。加90-100℃熱水，并攪拌1-3小時，粉漿用熱水充分洗滌，過濾，即得到硼酸釔釓銪紅色熒光粉。本發(fā)明所得硼酸釔釓銪紅色熒光粉，147nm激發(fā)條件下發(fā)光亮度高，中心粒度小，微觀形貌優(yōu)良，制造方法簡單，易于工業(yè)化生產。文檔編號C09K11/80GK101586029SQ20091002305公開日2009年11月25日申請日期2009年6月25日優(yōu)先權日2009年6月25日發(fā)明者席增衛(wèi),李永強,王伍寶,黃毅群申請人:彩虹集團電子股份有限公司