本發(fā)明屬于熒光材料及其制備領域，特別涉及一種氮化物熒光粉/低熔點玻璃粉復合熒光片層及其制備方法。

背景技術：

新世紀以來，顯示技術發(fā)展日新月異，其中激光顯示具有色域覆蓋率高、亮度和對比度高、可靠性高、壽命長、功耗低、無縫拼接、畫面一致性好等優(yōu)點，有望成為未來高亮度和大屏幕顯示主要采用的方式。激光光源是激光顯示系統(tǒng)中必不可少的部分，其發(fā)展水平直接影響著激光顯示的發(fā)展。激光光源主要有三種發(fā)光形式：一是紅、綠、藍三色激光作為光源；二是利用藍色激光激發(fā)熒光粉產(chǎn)生紅光、綠光和未被熒光粉吸收的藍光作為光源，即LPD(Laser phosphor display，激光激發(fā)熒光粉顯示技術)；三是激光與LED混合光源。其中第二種方式減少了激光器的數(shù)量，降低了成本，也減小了體積；同時散斑效應降低，降低了消除散斑的成本和難度。因此，LPD是目前激光顯示中主要采用的光源技術之一。

熒光粉色輪是LPD光源技術的核心部件。熒光粉色輪的發(fā)光部分的制備，即熒光片層的制備，通常是將熒光粉分散在硅膠或環(huán)氧樹脂中，制成薄片。然而由于激光能量較高，因此當其長時間照射在上述熒光片層上時，會使硅膠或環(huán)氧樹脂變黃、裂解，影響熒光片層的發(fā)光性能，進而影響整個系統(tǒng)的顯示效果。為此，科研工作者提出了將熒光粉分散在低熔點玻璃基質中，制備成為熒光粉/低熔點玻璃粉復合熒光片層。這種復合熒光片層既能保持熒光粉的發(fā)光性能，又具備無機玻璃耐熱穩(wěn)定性高的優(yōu)勢，因而正成為解決上述問題的主要途徑。但是，制備這種熒光片層也存在一定的問題，如在低熔點玻璃熔融過程中，玻璃液會對熒光粉產(chǎn)生較大的腐蝕作用，降低其發(fā)光性能。

因此，如何降低玻璃液對熒光粉的腐蝕作用，從而提高復合熒光片層的發(fā)光性能是亟需解決的一個難題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種氮化物熒光粉/低熔點玻璃粉復合熒光片層及其制備方法，本發(fā)明具有簡單易行，對設備要求比較低，易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)點；制備得到的氮化物熒光粉/低熔點玻璃粉復合熒光片層有效地降低了玻璃液對熒光粉的腐蝕作用，發(fā)光性能得到很大提高。

本發(fā)明的一種氮化物熒光粉/低熔點玻璃粉復合熒光片層，按質量百分比，原料組分包括：

SiO₂包覆的氮化物熒光粉40～60％，低熔點玻璃粉60～40％。

所述低熔點玻璃粉為鉍硼酸鹽玻璃粉；SiO₂包覆的氮化物熒光粉，其中氮化物熒光粉為

CaAlSiN₃:Eu²⁺。

所述鉍硼酸鹽玻璃粉的組分為60％Bi₂O₃-30％B₂O₃-4％Al₂O₃-6％ZnO(wt％)。

本發(fā)明的一種氮化物熒光粉/低熔點玻璃粉復合熒光片層的制備方法，包括：

(1)室溫下，將氮化物熒光粉加入溶劑中，然后調節(jié)pH值，攪拌并緩慢滴加正硅酸乙酯，滴加完畢后，離心，洗滌，烘干，得到SiO₂包覆的氮化物熒光粉；其中氮化物熒光粉與正硅酸乙酯的比例為0.5～2g:1ml；

(2)將上述SiO₂包覆的氮化物熒光粉和低熔點玻璃粉混合，壓片，然后將薄片在500～600℃條件下，熱處理0.5～1.5h并隨爐冷卻，即得氮化物熒光粉/低熔點玻璃粉復合熒光片層。

所述步驟(1)中溶劑為異丙醇和無水乙醇的混合溶液，其中異丙醇與無水乙醇的體積比

為1：4～1：3；氮化物熒光粉加入溶劑中得到氮化物熒光粉分散液，濃度為25～50mg/mL。

所述步驟(1)中調節(jié)pH值為：用稀鹽酸和/或氨水調節(jié)pH值為10～11。

所述步驟(1)中攪拌并滴加正硅酸乙酯為：磁力攪拌器攪拌并用注射泵推進的方式滴加正硅酸乙酯。

所述磁力攪拌器攪拌攪拌速率為1000～1500rpm，時間為2～4h；注射泵推進速率為0.25～1mL/h。

所述步驟(1)中離心速率在500～2000r/min，洗滌為：依次用無水乙醇和去離子水清洗；

在真空烘箱中烘干，烘干溫度為60～120℃。

所述步驟(2)中得到的氮化物熒光粉/低熔點玻璃粉復合熒光片層厚度為90～150μm。

本發(fā)明在氮化物熒光粉顆粒表面包覆一層SiO₂；然后將包覆SiO₂后的氮化物熒光粉和低熔點玻璃粉混合均勻，使用壓片機壓成薄片，將薄片在一定溫度下進行燒結，即可得到復合材料熒光片層。

有益效果

(1)本發(fā)明的制備方法簡單，對設備要求比較低，易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；

(2)本發(fā)明制備得到的復合熒光片層降低了玻璃液對熒光粉的腐蝕作用，發(fā)光性能得到了很大提高，適用于當前的LPD顯示領域。

附圖說明

圖1為SiO₂包覆氮化物熒光粉的場發(fā)射掃描電鏡圖像；

圖2為氮化物熒光粉/低熔點玻璃粉復合熒光片層的數(shù)碼照片；

圖3為氮化物熒光粉/低熔點玻璃粉復合熒光片層的場發(fā)射電鏡圖像；其中a為未使用SiO₂包覆；b為SiO₂包覆；

圖4為氮化物熒光粉/低熔點玻璃粉復合熒光片層的熒光光譜圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。

實施例1

(1)SiO₂包覆氮化物熒光粉

在室溫下，量取異丙醇6ml、無水乙醇15ml，置于50mL燒杯中，加入1g氮化物熒光粉，用稀鹽酸和氨水調節(jié)上述溶液的pH值至10.5，然后用磁力攪拌器攪拌，轉速為1200rpm，同時用注射泵推進的方式以0.5ml/h緩慢滴加正硅酸乙酯1mL。待其滴加完畢后，將上述混合液以1000r/min進行離心，依次用無水乙醇和去離子水清洗，在80℃真空烘箱中烘干，即可得到SiO₂包覆的氮化物熒光粉。

(2)制備氮化物熒光粉/低熔點玻璃粉復合熒光片層

將鉍酸鹽玻璃粉(60％Bi₂O₃-30％B₂O₃-4％Al₂O₃-6％ZnO(wt％))與上述熒光粉按質量比4:6均勻混合，在模具中鋪平、壓片，在550℃條件下，熱處理0.5h，隨爐冷卻，即得到氮化物熒光粉/低熔點玻璃粉復合熒光片層，厚度為95μm。

圖1為SiO₂包覆CaAlSiN₃:Eu²⁺熒光粉的場發(fā)射掃描電鏡圖像，可以看出，熒光粉顆粒表面均勻地包覆了一層無定形的SiO₂微球，SiO₂微球的直徑大約200nm。

圖2為使用SiO₂包覆和未使用SiO₂包覆的熒光粉制備的復合熒光片層的數(shù)碼照片。由圖可知，復合熒光片層寬度為1cm，長度為2cm，表面光滑，基本沒有裂紋，有利于發(fā)光均勻性。

圖3使用SiO₂包覆和未使用SiO₂包覆的熒光粉制備的復合熒光片層的場發(fā)射掃描電鏡圖像。分析表明：在一定溫度熱處理下，低熔點玻璃粉熔融，起到粘結熒光粉作用。與未使用SiO₂包覆的熒光粉制備的復合熒光片層的微觀結構相比，使用SiO₂包覆的熒光粉制備的復合熒光片層的微觀結構變得更致密，表明低熔點玻璃熔融時更容易潤濕表面包覆氧化物的熒光粉，同時氧化物SiO₂也避免了玻璃液和熒光粉的直接接觸，降低了玻璃液對熒光粉晶相的不利影響。

圖4使用SiO₂包覆和未使用SiO₂包覆的熒光粉制備的復合熒光片層的熒光光譜對比圖?？梢钥闯?，經(jīng)SiO₂包覆后的熒光粉制備的復合熒光片層發(fā)光強度明顯增強，大約提高了1倍，在波長λ＝470nm激發(fā)下，發(fā)射峰位于637nm左右，即適合運用于LDP顯示。

實施例2

(1)SiO₂包覆氮化物熒光粉

在室溫下，量取異丙醇6ml、無水乙醇20ml，置于50mL燒杯中，加入1g氮化物熒光粉，用稀鹽酸和氨水調節(jié)上述溶液的pH值至11，然后用磁力攪拌器攪拌，轉速為1100rpm，同時用注射泵推進的方式以0.5ml/h緩慢滴加正硅酸乙酯2mL。待其滴加完畢后，將上述混合液以1500r/min進行離心，依次用無水乙醇和去離子水清洗，在100℃真空烘箱中烘干，即可得到SiO₂包覆的氮化物熒光粉。

(2)制備氮化物熒光粉/低熔點玻璃粉復合熒光片層

將鉍酸鹽玻璃粉(60％Bi₂O₃-30％B₂O₃-4％Al₂O₃-6％ZnO(wt％))與上述熒光粉按質量比4:6均勻混合，在模具中鋪平、壓片，在550℃條件下，熱處理0.5h，隨爐冷卻，即得到氮化物熒光粉/低熔點玻璃粉復合熒光片層，厚度為100μm。

復合熒光片層的掃描電鏡圖像表明，低熔點玻璃粉熔融時對熒光粉的潤濕性變得更好，微觀結構更加致密；但是熒光光譜表明，其發(fā)光強度是實施例1的52％，可能是包覆SiO₂的量過多的緣故。

實施例3

(1)SiO₂包覆氮化物熒光粉

在室溫下，量取異丙醇6ml、無水乙醇15ml，置于50mL燒杯中，加入1g氮化物熒光粉，用稀鹽酸和氨水調節(jié)上述溶液的pH值至10.5，然后用磁力攪拌器攪拌，轉速為1250rpm，同時用注射泵推進的方式以0.25ml/h緩慢滴加正硅酸乙酯1mL。待其滴加完畢后，將上述混合液以800r/min進行離心，依次用無水乙醇和去離子水清洗，在70℃真空烘箱中烘干，即可得到SiO₂包覆的氮化物熒光粉。

(2)制備氮化物熒光粉/低熔點玻璃粉復合熒光片層

將鉍酸鹽玻璃粉(60％Bi₂O₃-30％B₂O₃-4％Al₂O₃-6％ZnO(wt％))與上述熒光粉按質量比6:4均勻混合，在模具中鋪平、壓片，在550℃條件下，熱處理0.5h，隨爐冷卻，即得到氮化物熒光粉/低熔點玻璃粉復合熒光片層，厚度為102μm。

復合熒光片層的掃描電鏡圖像表明，低熔點玻璃粉熔融時對熒光粉的潤濕較好，微觀結構與實施例1基本相同。熒光光譜表明，其發(fā)光強度比實施例1下降12％，這是由于復合熒光片層中玻璃粉含量增多，熒光粉含量減少的緣故；但發(fā)光強度比相同比例下未使用SiO₂包覆的熒光粉制備的復合片層發(fā)光強度提高73％，即可運用于LDP顯示中。