一种硫化锌荧光粉的制备方法，其特征在于再加工后的硫化锌原料与激活剂和助熔剂充分球磨混匀，在进行固相反应，冷却、洗涤，并经超声处理后，再进行第二次固相反应，退火，制成立方相电致荧光粉；所述的激活剂为Ｃｕ或Ｍｎ，加入量为２００－９００ｐｐｍ；所述的再加工使用是高能球磨或等静压方法，使Ｃｕ原子在荧光粉颗粒的分布有利于电场下发光，超声处理有利于荧光粉晶型转变为具有高电致发光活性的立方相。本方法不只限于绿色荧光粉制备，也适宜于其它颜色荧光粉的制备。
【技术实现步骤摘要】
一种经再加工和超声处理的硫化锌荧光粉的制备方法
本专利技术涉及一种硫化锌荧光粉的制备方法，更确切说涉及硫化锌原料的再加工和中间产物的超声处理，属硫化锌制备领域。
技术介绍
信息时代和电子时代，平面显示器件作为人机交流必不可少的界面扮演着至关重要的角色。在众多现实显示技术中，电致发光显示技术通过电流驱动半导体膜来达到发光和显示的目的。这种显示技术具有更薄、更轻、主动发光、广视角、高清晰、响应快速、能耗低、低温和抗震性能优异，潜在的低制造成本以及柔性和环保设计等信息显示和器件制造所要求的几乎所有的优异特征。电致发光显示技术被业界认为是理想和具发展前景的显示技术。在这些显示器中最关键的组成就是半导体电致发光膜。电致发光材料可以是无机型或有机型材料。无机型材料化学性质相对稳定，可以用于丝网印刷术来制作显示屏，制屏工艺简单，成本低廉；有机型电致发光材料和活泼的金属电极对显示产品的制作要求很高，它们的稳定性在显示器件中是一个值得关注的大问题。无机型电致发光粉目前已经广泛应用在移动电话、广告、紧急标志以及各种交通工具等等的显示设备中。目前国际上正在研发将电致发光用于电视屏和未来的电子报上。通常硫化锌电致荧光粉制备在1000-1300℃煅烧利用氯化物助熔剂固相反应，经机械球磨和退火得到电致硫化锌荧光粉(董国义，林琳，韦志仁，等。发光学报，2005，26：733-736.S.Han，I.Singh，D.Singh，et al.Journal of-->Luminescence，2005，115：97-103.)。这些高温产生的晶型依靠研磨和退火不能全部转换成高电致荧光活性的荧光粉，并且机械研磨往往是有害的，不利于保持高品质的电致荧光寿命和亮度。高亮度和长寿命的硫化锌电致荧光粉是与高百分比的立方晶型硫化锌紧紧关联的，在荧光粉中的硫化锌微晶大小、晶格缺陷和堆积缺陷对荧光粉发光也起着非常重要的作用。硫化锌电致荧光粉，是以铜或锰为激活剂得到ZnS:Cu和ZnS:Cu，Mn荧光粉，能产生兰、兰绿、绿和桔红荧光，颜色主要通过调节激活剂来实现。综上所述，开发良好的硫化锌电致荧光粉制备工艺具有重大的现实意义。
技术实现思路
本专利技术的内容在于提供一种硫化锌电致荧光粉的制备方法，专利技术的核心构思为：质地较软的ZnS原料的再加工和中间产物的超声处理。ZnS原料的再加工(高能球磨或等静压方法)可以造成ZnS颗粒的破碎或内部损伤，在首次固相反应中有利于铜原子分布到特定区间，从而有利于产品粉在电场下发光。中间产物的超声处理可以使粉体中各晶粒产生一些缝隙，从而在退火时有利于荧光粉晶型转换成立方相从而提高电致发光性能。本专利技术中硫化锌电致荧光粉的制造方法，其特征是由再加工后的硫化锌原料与激活剂和助熔剂充分球磨混匀，在1050-1300℃进行固相反应1-5小时，再冷却和洗涤；粉体超声处理20-600min；经进行第二次(500-900℃)，固相反应退火，时间为1-3小时冷却、洗涤、筛分得成品荧光粉。本专利技术所述的助熔剂是NaCl、MgCl2和BaCl2的混合物，其中一种较好的助熔剂NaCl-MgCl2-BaCl2，其化学组成为NaCl∶MgCl2∶BaCl2＝1∶0.5～3∶0.5～3(摩尔比)，约占原料ZnS的5～15％，可以提供荧光粉的生长环境。本专利技术提供的激活剂(即特征发光中心)为Cu或Mn。Cu或Mn源的选择可以是氧化物、硫酸盐、硝酸盐、醋酸盐或氯化物一种，其激活剂(即特性发光中心)常用的为CuSO4。首次固相反应后经冷却和洗涤粉体经超声-->处理有利于荧光粉晶型转变为具有高电致发光活性的立方相。所述的高能球磨设备为Spex·CertiPrep 8000，时间为1-3小时但不只限于此设备；所述等静压法处理的压力为50-250Mpa，保压时间为5-15分钟；所述的ZnS为市售的荧光级纯，激活剂的加入量为200-900ppm。所述的超声处理使用的设备如Sk3300HP，但不也局限于此设备，只要性能相同的设备均可以，使用时间不只局限于20-600min。本专利技术的特点是：(1)与直接使用原料与助熔剂、激活剂混合相比较，铜原子在荧光粉颗粒中的分别有所不同，便于形成梯度化的Cu富集区和贫乏区，有利于电场下发光(表1)。(2)本专利技术不仅适合于所述实施例所述的绿色荧光粉而且也适用于其它颜色电致荧光粉的制备。附图说明图1(a)原始和(b)球磨再加工后的ZnS原料及(c)实施例1方法制备的电致荧光粉成品的SEM照片图2按实施例2方法制备的ZnS电致荧光粉的XRD，(a)首次固相反应后的粉末，(b)超声后的粉末，(c)电致荧光粉成品，(d)立方ZnS的理论图谱。图3为实施例1所制备的ZnS荧光粉的光致荧光性能具体实施方式对比例：实施例中的对比试验是将原料ZnS、CuSO4(600ppm)和助熔剂(以ZnS重量计8％，NaCl∶MgCl2∶BaCl2＝1∶1∶1)通过球磨混和，置于加盖石英坩埚中在1100℃炉中煅烧3小时后冷却至室温，然后用去离子水清洗过滤除去助熔剂，在烘箱中烘干，筛分得到粉末。得到的粉末球磨2个小时，在750℃-->退火2个小时，在空气中冷却，分别经稀盐酸、去离子水、氰化钠和去离子水清洗，最后过滤、烘干和筛分得到成品绿色荧光粉。测试结果见表1。实施例1、首先将原料每10g ZnS高能球磨2小时(Spex CertiPrep 8000)，再和CuSO4(600ppm)及助熔剂(以ZnS重量计8％，NaCl∶MgCl2∶BaCl2＝1∶1∶1)通过高能球磨混和，置于加盖石英坩埚中在1100℃炉中煅烧3小时后冷却至室温，然后用去离子水清洗过滤除去助熔剂，在烘箱中烘干，筛分得到粉末。得到的粉末球磨2个小时，在750℃退火2个小时，在空气中冷却，分别经稀盐酸、去离子水、氰化钠和去离子水清洗，最后过滤、烘干和筛分得到成品绿色荧光粉。测试结果见表1。实施例2、将原料ZnS、CuSO4(600ppm)和助熔剂(以ZnS重量计8％，NaCl∶MgCl2∶BaCl2＝1∶1∶1)通过球磨混和，置于加盖石英坩埚中在1100℃炉中煅烧3小时后冷却至室温，然后用去离子水清洗过滤除去助熔剂，在烘箱中烘干，筛分得到粉末。得到的粉末超声处理(SK3300HP)2个小时，再于750℃退火2个小时，在空气中冷却后，分别经稀盐酸、去离子水、氰化钠和去离子水清洗，最后过滤、烘干和筛分得到成品绿色荧光粉。测试结果见表1。实施例3首先将原料每10g ZnS高能球磨2小时(Spex CertiPrep 8000)，再和CuSO4(600ppm)及助熔剂(以ZnS重量计8％，NaCl∶MgCl2∶BaCl2＝1∶1∶1)通过球磨混和，置于加盖石英坩埚中在1100℃炉中煅烧3小时后冷却至室温，然后用去离子水清洗过滤除去助熔剂，在烘箱中烘干，筛分得到粉末。得到的粉末超声处理(SK3300HP)2个小时，再于750℃退火2个小时，在空气中冷却后，分别经稀盐酸、去离子水、氰化钠和去离子水清洗，最后过滤、烘干和筛分得到成品绿色荧光粉。测试结果见表1。实施例4-->首先将原料ZnS经200MPa冷等静压10分钟，再和CuSO4(600ppm)及助熔剂(以ZnS重量计8％，NaCl∶MgCl2∶BaCl2＝1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种硫化锌荧光粉的制备方法，其特征在于再加工后的硫化锌原料与激活剂和助熔剂充分球磨混匀，在进行首次固相反应，冷却、洗涤，并经超声处理后，再进行第二次固相反应，退火，制成立方相电致荧光粉；所述的激活剂为Ｃｕ或Ｍｎ，加入量为２００－９０ ０ｐｐｍ；所述的助熔剂的化学组成摩尔比是ＮａＣｌ∶ＭｇＣｌ↓［２］∶ＢａＣｌ↓［２］＝１∶０．５～３∶０．５～３；加入量为原料ＺｎＳ质量的５～１５％。
【技术特征摘要】
1、一种硫化锌荧光粉的制备方法，其特征在于再加工后的硫化锌原料与激活剂和助熔剂充分球磨混匀，在进行首次固相反应，冷却、洗涤，并经超声处理后，再进行第二次固相反应，退火，制成立方相电致荧光粉；所述的激活剂为Cu或Mn，加入量为200-900ppm；所述的助熔剂的化学组成摩尔比是NaCl∶MgCl2∶BaCl2＝1∶0.5～3∶0.5～3；加入量为原料ZnS质量的5～15％。2、按权利要求1所述的硫化锌荧光粉的制备方法，其特征在于所述的原料再加工方法为高能球磨或等静压法。3、按权利要求2所述的硫化锌荧光粉的制备方法，其特征在于所使用的高能球磨设备为Spex·CertiPrep 8000，但不只限于此设备；高能球磨时间为1-3小时。4、按权利要求2所述的硫化锌荧光粉的制备方法，其特征在于所述等静压法处理的压力为5...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄富强，王文邓，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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