[發明專利]鎵酸鹽發光材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201210312813.5
• 申請日: 2012-08-29
• 公開（公告）號: CN103627388A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 周明杰;王榮
• 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;深圳市海洋王照明工程有限公司
• 主分類號: C09K11/62
• 分類號: C09K11/62
• 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;劉誠

技術領域

本發明涉及發光材料技術領域，特別是涉及鎵酸鹽發光材料及其制備方法。

背景技術

場發射顯示(Field?Emission?Display,FED)是一種很有發展潛力的平板顯示技術。場發射顯示器件的工作電壓比陰極射線管(Cathode-Ray?Tube,CRT)的工作電壓低，通常小于5kV，而工作電流密度卻相對較大，一般在10~100μA·cm^-2。因此，對用于場發射顯示的發光粉的要求更高，如要具有更好的色品度、在低電壓下的發光效率較高以及在高電流密度下無亮度飽和現象等。目前，對場發射顯示發光粉的研究主要集中在兩個方面：一是利用并改進已有的陰極射線管發光粉；二是尋找新的發光材料。傳統的陰極射線發光粉以硫化物為主，當被用于制作場發射顯示屏時，由于其中的硫會與陰極中微量鉬、硅或鍺等發生反應，從而減弱了其電子發射，進而影響整個器件的性能。

傳統的場發射器件所采用的熒光材料中有一類氧化物系列熒光粉，氧化物熒光粉因其良好的熱穩定性廣泛受到關注，其中的鎵酸鹽發光材料，通過摻雜稀土離子發光，具有穩定性能好的特點。但是，目前一般制備的鎵酸鹽發光材料發光效率不高，限制了其在場發射顯示器和真空熒光顯示器等領域的應用。

發明內容

基于此，有提供一種發光效率較高的鎵酸鹽發光材料及其制備方法。

一種鎵酸鹽發光材料，具有如下化學通式：Zn_1-xGa₂O₄:Mn_x,M_y，所述M為Ag、Au、Pt、Pd、Cu金屬納米粒子中的至少一種，所述Mn和所述M摻雜在鎵酸鹽中，且Mn進入基質Zn_1-xGa₂O₄的晶格中；其中，0<x≤0.1，y為M與Zn_1-xGa₂O₄:Mn_x的摩爾之比，0<y≤0.01。

在其中一種實施方式中，0.001≤x≤0.05。

在其中一種實施方式中，1×10^-5≤y≤5×10^-3。

一種鎵酸鹽發光材料的制備方法，包括：

將金屬鹽溶液與助劑和還原劑混合并反應，從而制得含有金屬納米粒子M的膠體；所述金屬為Ag、Au、Pt、Pd、Cu中的至少一種；

按照所述Zn_1-xGa₂O₄:Mn_x,M_y的摩爾比例，將含有Zn、Ga、Mn的化合物和所述含有金屬納米粒子M的膠體溶解到乙醇和水的混合溶液中，然后加入檸檬酸和聚乙二醇，于60~80℃溫度下攪拌2~6小時，得到前驅體溶膠；其中，Zn離子、Ga離子、Mn離子三者之和與檸檬酸的摩爾比為1:1~1:5，所述聚乙二醇在前軀體溶膠中的濃度為0.05g/mL~0.20g/mL，0<x≤0.1，y為M與Zn_1-xGa₂O₄:Mn_x的摩爾之比，0<y≤0.01；及

將所述前驅體溶膠進行干燥，得到凝膠，研磨所述凝膠，然后在400~600℃溫度下預燒1~6小時，研磨，然后再于600~1200℃溫度下煅燒2~8小時，冷卻后得到化學通式為Zn_1-xGa₂O₄:Mn_x,M_y的鎵酸鹽發光材料，其中所述Mn和所述M摻雜在鎵酸鹽中，且Mn進入基質Zn_1-xGa₂O₄的晶格中。

在其中一種實施方式中，所述金屬鹽溶液的濃度為1×10^-3mol/L~5×10^-2mol/L。

在其中一種實施方式中，所述助劑為聚乙烯砒咯烷酮、檸檬酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基硫酸鈉或十二烷基磺酸鈉中的至少一種，所述助劑的添加量在最終得到的金屬納米粒子膠體中的濃度為1×10^-4g/mL~5×10^-2g/mL。

在其中一種實施方式中，所述還原劑為水合肼、抗壞血酸、檸檬酸鈉或硼氫化鈉中的至少一種，所述還原劑的添加量與所述金屬鹽溶液中的金屬離子的摩爾比為3.6:1~18:1。