CN1062748A - 红色磷光体及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型红色磷光体及其制备方法， 作为助活化剂的铽和钐的加入量相对于100份(重 量)作为红色磷光体(Y2O2S:Eu)基料的氧化钇分别 为5—20ppm和5—40ppm，作为亮度增强剂的焦磷 酸钠的加入量相对于100份(重量)的氧化钇为12— 20份(重量)，借此获得亮度和彩色纯度改进4.8— 11％的红色磷光体，Y2O2S:Eu xTb，ySm(0.1≤ x/y≤1)。

Description

本发明涉及红色磷光体及其制备方法，具体地说，本发明涉及用于彩色显像管的较常规的红色磷光体有更高亮度的红色磷光体及其制备方法。
通常，铕活化的硫化氧化钆（Gd2O2S∶Eu），铕活化的硫化氧化钇（Y2O2S∶Eu），铕活化的氧化钇（Y2O3∶Eu），铕活化的氧化钇钒（YVO4∶Eu）等用作磷光体，当电子枪射出的电子束碰击磷光体时，它便发出红光。日本专利说明书85-14057描述了铕活化的氧化钇氧化锗（Y2O3GeO38Eu3+）磷光体，日本专利说明书85-14058描述了铕活化的氧化钇氧化铪（Y2O37HfO2∶Eu3+）磷光体。朝鲜专利说明书91-1771描述了制备铕活化的硫化钙磷光体的方法。
包括作为活化剂铕的这些磷光体对彩色显像管是合适的。其中，铕活化的硫化氧化钇（Y2O2S∶Eu）磷光体有最好的亮度，因为即使在制备磷光体层时使用只搅拌24小时的浆液，其光发射的狭缝也会变窄。
这样的磷光体通常按如下方式制备：将作为基料的氧化钇（Y2O3）与作为活化剂的氧化铕（Eu2O3）按预定的比混合，制备一个混合物。化学计量的硫或过量的硫作为硫化剂加到该混合物。预定量的作为融合剂的碳酸钠（Na2CO3）和作为亮度增强 剂的磷酸-氢钾（K2HPO4）、磷酸钾（K3PO4）或磷酸二氢钾（KH2PO4）加到其中并均匀混合。将该混合物放到一个氧化铝坩埚或石英玻璃容器中并加热，在高于1200℃下煅烧几小时。冷却煅烧后的物料并用纯水和盐酸除去剩余的融合剂和副产物。然后这样获得的材料在干燥箱中于120℃干燥约24小时得到红色磷光体。
然而，在上述的常规红色磷光体（Y2O2S∶Eu）中，其本体是黄白色而反射可见光使对比度明显下降，亮度变差，因而对彩色显像管不合适。为解决这个问题，使用附着颜料到磷光体层中以改进对比度的方法。然而这个方法的缺点是使用复杂的附着颜料方法，并在制造磷光体层时由于颜料可以从磷光体层上脱落或在颜料附着在磷光体层上时，两者互相粘结而导致不良结果。
本发明的目的是提供一种用于彩色显像管的大大改进亮度的红色磷光体及其制备方法。
为此，本发明推荐一种成分式如下的红色磷光体：Y2O3S∶Eu xTb，YSm（0.1≤X/Y≤1）。
在本发明优选的实施方案中，也推荐一种制备红色磷光体的方法。预定量的纯水加到作为基料的氧化钇（Y2O3）和作为活化剂的氧化铕（Eu2O3）的混合物中。少量的铽（Tb）和钐（Sm）水溶液作为助活化剂加到其中。搅拌均匀并在干燥箱中干燥。然后将作为融合剂的碳酸钠（Na3CO3），作为硫化剂的硫和作为亮度增强剂的焦磷酸钠（Na4P2O7）加到其中并混合均匀。将这样获得的混合物放入氧化铝坩埚或石英玻璃容器中，加热并在高于1200℃下煅烧2到3小时。冷却煅烧材料并用纯水和盐酸除去剩 余的融合剂和副产物。然后，将这样获得的材料在干燥箱中干燥以获得红色磷光体。
在本发明红色磷光体的制备方法中，相对于100份（重量）氧化钇（Y2O3）分别加入5-20ppm和5-40ppm的作为助活化剂的铽和钐。这会导致最高的亮度。
作为亮度增强剂的焦磷酸钠（Na4P2O7）相对于100份（重量）的红色磷光体基料（Y2O3）最好以12到20份（重量）的量加入。
通过结合下列附图的详细描述，本发明会更清楚，其中，
图1是比较本发明的红色磷光体与常规磷光体的发射光谱图;和
图2是相对亮度随不同的焦磷酸钠（Na4P2O7）量的变化图。
从图中可看出，焦磷酸钠（Na4P2O7）的量在10到20份（重量）时，可获得最高亮度。
结合图2可确定加入焦磷酸钠（Na4P2O7）量的上、下限范围。从图2可看出，当焦磷酸钠（Na4P2O7）的量小于10份（重量）时，并不能获得所希望的亮度改进，而当其量大于20份（重量）时，亮度下降且成本增加。
通过加入有效量的铽（Tb）和钐（Sm）作为助活化剂，同时加入作为亮度增强剂的焦磷酸钠（Na4P2O7）代替通常使用的磷酸盐如磷酸-氢钾（K2HPO4）、磷酸钾（K3PO4）或磷酸二氢钾（KH2PO4），本发明的红色磷光体的亮度有显著的改进。
下面详述本发明的实施例。这些实施例旨在解释本发明而不是对 本发明进行限制。用于下列实施例和对比实施例的所有的份数都以重量计。
实施例1
将100ml纯水加到100g作为基料的氧化钇（Y2O3）和4.4g作为活化剂的氧化铕（Eu2O3）的混合物中。向其中加入5ppm铽（Tb）和25ppm钐（Sm），充分搅拌并在干燥箱中干燥。然后向其中加入60g作为融合剂的碳酸钠（Na2CO3）40g作为硫化剂的硫，17g作为亮度增强剂的焦磷酸钠（Na4P2O7）并均匀混合。将这样获得的混合物放入氧化铝坩埚中并在煅烧箱中于1200℃下煅烧2小时。用纯水和盐酸洗涤这样获得的煅烧材料并在干燥箱中于120℃下干燥的24小时得红色磷光体。
用图1说明这样获得的红色磷光体的化学性能，其亮度较常规技术获得的磷光体亮度增加11%，彩色坐标为X＝0.6348和Y＝0.3551。
实施例2
按与实施例1相同的方法制备红色磷光体，区别仅在于其中加入的作为助活化剂的铽和钐分别为10ppm和25ppm。
用图1来说明这样获得的磷光体的化学性能，其亮度较常规技术获得的红色磷光体的亮度增加8.2%，彩色坐标为X＝0.6354和Y＝0.3541。
实施例3
按与实施例1相同的方法制备红色磷光体，区别仅在于加入其中的作为助活化剂的铽和钐分别为5ppm和30ppm。
用图1来说明这样获得的红色磷光体的化学性能，其亮度较常规技术获得的红色磷光体亮度增加7.6%，彩色坐标为X＝0.6345和Y＝0.3552。
实施例4
按与实施例1相同的方法制备红色磷光体，区别仅在于其中加入的作为助活化剂的铽和钐都为10ppm。
用图1来说明这样获得的磷光体的化学性能，其亮度较常规技术获得的红色磷光体的亮度增加8.4%，彩色坐标为X＝0.6350和Y＝0.3524。
实施例5
按与实施例1相同的方法制备红色磷光体，区别仅在于其中加入的作为助活化剂的铽和钐分别为15ppm和25ppm。
用图1来说明这样获得的红色磷光体的化学性能，其亮度较用常规技术获得的红色磷光体的亮度增加4.8%，彩色坐标为X＝0.6356和Y＝0.3541。
实施例6
按与实施例1相同的方法制备一种红色磷光体，区别仅在于其中加入的作为助活化剂的铽和钐皆为5ppm。
用图1来说明这样获得的红色磷光体的化学性能，其亮度较用常规技术获得的红色磷光体的亮度增加5.6%，彩色坐标为X＝0.6349和Y＝0.3536。
对比实施例1
按与实施例1相同的方法制备一种红色磷光体，区别仅在于其中加入10份焦磷酸钠（Na4P2O7）。
用图1来说明这样获得的红色磷光体的化学性能，其亮度较用常规技术获得的红色磷光体的亮度增加2%，彩色坐标为X＝0.6328和Y＝0.3551。
对比实施例2
按与实施例1相同的方法制备一种红色磷光体，区别仅在于其中不加作为助活化剂的铽和钐而加入17份（重量）的磷酸钾（K2HPO4）作为亮度增强剂。
这样获得的磷光体的相对亮度被视为100%。用图1来说明这样获得的红色磷光体的化学性能，其中彩色坐标为X＝0.6351和Y＝0.3530。
同时，用下表1和图1和2来说明由上述实施例1到6和对比实施例1和2获得的磷光体的发光性能的测量结果。相对亮度（%）以对比实施例2获得的磷光体的相对亮度为基准（100%）。
表1
相对亮度（％） 彩色坐标 磷光体颗粒平均直径
X Y
实施例1 111.0 0.6348 0.3551 8.21
实施例2 108.2 0.6354 0.3541 8.17
实施例3 107.6 0.6345 0.3552 8.09
实施例4 108.4 0.6350 0.3524 8.16
实施例5 104.8 0.6356 0.3541 8.19
实施例6 105.6 0.6349 0.3536 8.24
对比实施例1 102.0 0.6328 0.3551 8.24
对比实施例2 100.0 0.6351 0.3530 8.11
注：1）测量亮度的仪器是PTE（磷光体测试仪），其名称是E.G.&  Gamma  Scientific  Co.的C-9
从表1可看出，使用作为助活化剂的铽（Tb）和钐（Sm）和作为亮度增强剂的焦磷酸钠（Na4P2O7），使得其亮度较用常规技术获得磷光体的亮度增加4.8～11%。从图1可看出，在630nm波长处相对亮度较用常规技术获得的磷光体有显著的增加且彩色纯度也令人满意。
综上所述，在常规制造红色磷光体（Y2O2S∶Eu）时，加入预定量的作为助活化剂的铽（Tb）和钐（Sm）和作为亮度增强剂的焦磷酸钠（Na4P2O7），借此可改进亮度和彩色纯度。

Claims (5)

1、一种具有如下分子式的红色磷光体，
Y2O2S∶EuxTb，ysm(0.1≤x/y≤1)。
2、一种制备具有如下分子式的红色磷光体的方法，Y2O2S∶Eu xTb，ysm（0.1≤x/y≤1），其中将有效量的纯水加到作为基料的氧化钇（Y2O3）和作为活化剂的氧化铕（Eu2O3）中，将作为助活化剂的铽（Tb）和钐（Sm）的水溶液加到其中，搅拌并干燥，将作为融合剂的碳酸钠（Na2CO3），作为硫化剂的硫，作为亮度增强剂的焦磷酸钠（Na4P2O7）加到其中并均匀混合，将所得混合物煅烧、洗涤并干燥。
3、如权利要求2所述的制备红色磷光体的方法，其中作为助活化剂的铽和钐的加入量相对于100份（重量）的氧化钇（Y2O3）分别为5-20ppm和5-40ppm。
4、如权利要求2所述的制备红色磷光体的方法，其中作为亮度增强剂的焦磷酸钠（Na4P2O7）的加入量相对于100份（重量）的氧化钇（Y2O3）为12-20份（重量）。
5、如权利要求2所述的制备红色磷光体的方法，其中煅烧是在氧化铝坩埚或石英玻璃容器中在高于1200℃下进行2到3小时。
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