[发明专利]稀土铝酸镧发光材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及发光材料技术领域，特别是涉及稀土铝酸镧发光材料及其制备方法。

背景技术

20世纪60年代，Ken Shoulder提出了基于场发射阴极阵列(Field Emissive Arrays,FEAs)电子束微型装置的设想，利用FEAs设计和制造平板显示与光源器件。这种新型的场发射器件的工作原理与和传统的阴极射线管(Cathode-Ray Tube,CRT)类似，通过电子束轰击红、绿、蓝三色荧光粉发光实现成像或照明用途，该种器件在亮度、视角、响应时间、工作温度范围、能耗等方面均具有潜在的优势。

获得性能优良的场发射器件的关键因素之一是制备高性能荧光材料。目前场发射器件所采用的荧光材料主要是用于传统阴极射线管和投影电视显象管的硫化物系列、氧化物系列和硫氧化物系列荧光粉。硫化物系列和硫氧化物系列荧光粉具有发光亮度较高，且具有一定的导电性的特性，但在大束流电子束的轰击下容易发生分解，放出单质硫“毒化”阴极针尖，并生成其他沉淀物覆盖在荧光粉表面，降低了荧光粉的发光效率。氧化物、铝酸盐荧光粉稳定性能好，但也具有发光效率不够高的缺点。

发明内容

基于此，有提供一种发光效率较高的稀土铝酸镧发光材料及其制备方法。

一种稀土铝酸镧发光材料，具有如下化学通式：La_1-xAlO₃:Ln_x,M_y，所述M为Ag、Au、Pt、Pd和Cu金属纳米粒子中的至少一种，所述M掺杂在La_1-xAlO₃:Ln_x中，所述Ln为Tm、Sm和Tb中的一种或Sm和Tb的混合物，0<x≤0.2，y为M与Al的摩尔之比，0<y≤1×10^-2。在其中一个实施例中，所述Ln为Sm和Tb以0.3:1~3:1的摩尔比组成的混合物。

在其中一个实施例中，0.01≤x≤0.3。

在其中一个实施例中，1×10^-5≤y≤5×10^-3。

一种稀土铝酸镧发光材料的制备方法，包括：

将氧化铝气凝胶溶解到Ag、Au、Pt、Pd及Cu中的至少一种的金属盐的乙醇溶液中，在50℃~75℃搅拌0.5小时~3小时，超声后于60℃~150℃干燥，再研磨均匀，于600℃~1200℃下煅烧0.5小时~4小时，得到含有M离子的氧化铝气凝胶；所述M为Ag、Au、Pt、Pd和Cu金属纳米粒子中的至少一种；及

按照化学式La_1-xAlO₃:Ln_x,M_y的化学计量比，分别称取La的化合物、Ln的化合物和所述含有M离子的氧化铝气凝胶，研磨混合均匀，在1200℃~1500℃的还原气氛中处理2小时~10小时，冷却至室温，得到化学通式为La_1-xAlO₃:Ln_x,M_y的铝酸镧发光材料，所述Ln为Tm、Sm和Tb中的一种或Sm和Tb的混合物，所述M掺杂在La_1-xAlO₃:Ln_x中，0<x≤0.2，y为M与Al的摩尔之比，0<y≤1×10^-2。

在其中一个实施例中，所述金属盐的乙醇溶液中金属离子的浓度为5.4×10^-6mol/L~1×10^-2mol/L。

在其中一个实施例中，所述Ln为Sm和Tb的混合物时，所述Ln为Sm和Tb以0.3:1~3:1的摩尔比组成的混合物。

在其中一个实施例中，所述还原气氛为氮气(N₂)与氢气(H₂)的混合气氛、碳粉(C)气氛、一氧化碳(CO)气氛和氢气气氛中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述La的化合物为氧化镧(La₂O₃)、硝酸镧(La(NO₃)₃)、碳酸镧(La₂(CO₃)₃)或草酸镧(La₂(C₂O₄)₃)；所述Ln的化合物为Ln的氧化物、硝酸盐、碳酸盐或草酸盐。