[發明專利]稀土發光材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201010202260.9
• 申請日: 2010-06-13
• 公開（公告）號: CN102277172A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 周明杰;王榮;馬文波
• 申請（專利權）人: 海洋王照明科技股份有限公司;深圳市海洋王照明技術有限公司
• 主分類號: C09K11/87
• 分類號: C09K11/87;C09K11/80;C09K11/02
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 何平

【技術領域】

本發明涉及一種發光材料，尤其涉及一種含有稀土元素的發光材料及其制備方法。

【背景技術】

目前，稀土發光材料作為一種新型高效的發光材料，已經發展為信息顯示、照明光源、光電器件等領域重要的發光材料。通過提高稀土發光材料的發光強度可以有效改善發光器件的性能，同時提高器件的發光效率并有效節能。因此，高發光效率的發光材料的研究和應用一直是材料化學和材料物理學領域的重要研究內容。

傳統的使用稀土發光材料制備的熒光粉，例如Y₃(Al，Ga)₅O₁₂，具有發光強度高、穩定向好，粒度均勻等優點，主要應用于彩色場發射顯示器件、投影電視等產品。然而，上述熒光粉的發光效率有待進一步提高。

【發明內容】

基于此，有必要提供一種發光效率較高的稀土發光材料及其制備方法。

一種稀土發光材料，包括包覆有金屬納米顆粒的稀土-鋁(鎵)酸鹽，其組成通式為Y_3-xLn_x(Al_1-yGa_y)₅O₁₂M，其中：0＜x≤0.5；Ln為鈰(Ce)，鋱(Tb)中的至少一種；0≤y＜1.0；表示包覆；M為金(Au)、銀(Ag)、鉑(Pt)、鈀(Pd)及銅(Cu)金屬納米粒子中的至少一種；M與Al的摩爾比為z，0＜z≤1×10^-2。

其中，0.01≤x≤0.3。

其中，0.2≤y≤0.6。

其中，1×10^-5≤z≤5×10^-3。

一種上述的稀土發光材料的制備方法，包括如下步驟：將金屬納米粒子加入到聚乙烯吡咯烷酮的溶液中，攪拌均勻，其中金屬納米粒子為金(Au)、銀(Ag)、鉑(Pt)、鈀(Pd)及銅(Cu)金屬納米粒子中的至少一種；加入含有Al³⁺的溶液和表面活性劑，攪拌均勻；于0～100℃下加入沉淀劑，攪拌1.5～5h后陳化，將沉淀過濾、洗滌、干燥，其中沉淀劑為NH₄HCO₃、NH₃H₂O、(NH₄)₂CO₃、尿素中的至少一種；將沉淀于500～1200℃下煅燒1～8h得到包覆有金屬納米粒子的Al₂O₃粉末；按照Y_3-xLn_x(Al_1-yGa_y)₅O₁₂M的比例，稱取Y、Ga和Ln對應的化合物及包覆有金屬納米粒子的Al₂O₃，研磨混合均勻；于1300～1700℃、還原氣氛下反應2～8小時，冷卻至室溫，將所得產物研磨為粉末。

其中，含有Al³⁺的溶液為AlCl₃溶液、Al₂(SO₄)₃溶液、Al(NO₃)₃溶液中的至少一種。

其中，表面活性劑為聚乙二醇、乙二醇、異丙醇、聚乙烯醇中的至少一種。

其中，表面活性劑為分子量為2000-10000的聚乙二醇。

其中，還原氣氛為N₂與H₂混合還原氣氛、碳粉還原氣氛、CO還原氣氛、純H₂還原氣氛中的至少一種。

其中，Y、Ga和Ln對應的化合物為Y、Ga和Ln對應的氧化物、氯化物、碳酸鹽、硝酸鹽、草酸鹽中的至少一種。

上述稀土發光材料，由于包覆在稀土-鋁(鎵)酸鹽之外的金屬離子產生了表面等離激元(surface?plasmon，SP)效應，以達到增強發光效率的作用。性能測試結果表明，上述稀土發光材料在引0-580nm的波長區間具有較高的光發射強度。另外，上述制備方法工藝簡單、設備要求低、無污染、易于控制，適于工業化生產。

【附圖說明】

圖1是本發明實施例1制備的Y_2.99Ce_0.01Al₅O₁₂Pt發光材料在加速電壓為3KV下的陰極射線激發下的發光光譜圖，為一較寬的峰，最強處位于540nm。