荧光粉及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种荧光粉及其制备方法，荧光粉的化学式为Re′2-xRe″xP4O13，其中Re′为Y、La、Gd中的至少一种，Re″为Eu、Tb、Dy、Tm、Sm、Er、Ce中的一种或两种，x的取值范围为0＜x≤0.50。制备方法为：按比例称取各原料充分研磨后先于低温预烧结，然后再研磨于900～1350℃煅烧4～25h，冷却得到本发明专利技术的荧光粉。本发明专利技术制备方法工艺简单、成本低廉，利于工业化生产，得到的荧光粉具有余辉时间短、光衰低、稳定性好、色纯度高等优点，可广泛应用于照明显示领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发光材料
，尤其涉及一种受真空紫外光激发的。
技术介绍
在传统照明和显示领域中，常用荧光粉多以低压汞蒸气放电作为激发光源。然而， 不仅汞蒸气有毒，吸入人体后影响健康，甚至会威胁到人的生命，而且汞对土壤的污染是不可逆转的。近年来，随着对真空紫外波段激发的稀土荧光粉的深入研究，人们将稀有气体)(e 的准分子放电(172nm或147nm)作为激发光源应用于平板显示技术(PDP)，从而克服了汞蒸气作为激发光源引起的弊端，在生产、使用和回收的过程中也不会对环境和人造成危害。目前，商用荧光粉主要有红色荧光粉t03:Eu3+、(Y，Gd)B03:Eu3+，绿色荧光粉 Zn2SiO4:Mn2\ BaAl12O19 = Mn2+和蓝色荧光粉 4Si05:Ce3+、BaMgAlltlO17:Eu2+。然而，红色荧光粉和绿色荧光粉的余辉时间过长，不利于动态画面的显示和色彩的一致性。蓝色荧光粉的光衰很快，特别是在涂覆烘烤过程，亮度可降低20%左右。另外，对于红色荧光粉(Y，Gd) B03:Eu3+来讲，由于Eu3+处于严格对称的格位，其发射主峰位于593nm，对应于Eu3+的特征跃迁5Dtl — %，但发光颜色偏橙，色纯度远低于NTSC标准。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种余辉时间短、 光衰低、稳定性好、色纯度高的荧光粉。本专利技术进一步要解决的技术问题在于，还提供一种工艺简单、无污染的上述荧光粉的制备方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种荧光粉，其化学式为 Re' 2_xRe XP4013，其中 Re'为 Y、La、Gd 中的至少一种，Re 〃为 Eu、Tb、Dy、Tm、Sm、Er、 Ce中的一种或两种，χ的取值范围为0 < χ < 0.50。进一步地，χ的取值范围优选为 0. 005 ^ χ ^ 0. 20。—种荧光粉的制备方法，包括以下步骤①以含Re'化合物、含Re化合物、含P化合物为原料，按照上述化学式中各元素的摩尔比例并使含P化合物按前述摩尔比例过量5 30%称取各原料，研磨混合均勻形成混合料；②将步骤①中的混合料于300 500°C预烧结1 他，冷却至室温，研磨；③将步骤②的研磨产物于900 1350°C煅烧4 25h，冷却至室温，即得到荧光粉。其中，所述Re'化合物优选为Re'的氧化物、硝酸盐或草酸盐，所述含Re “化合物优选为Re的氧化物、硝酸盐或草酸盐，所述含P化合物优选为磷酸氢二铵或磷酸二氢铵；所述步骤③中，煅烧温度优选为950 1250°C，煅烧时间优选为6 15h ；为了方便应用，在步骤③中的煅烧产物冷却至室温后，研磨得到本专利技术的荧光粉。在本专利技术所述的荧光粉的制备方法中，当荧光粉组成中含有Tb或Ce时，在步骤③ 中要在还原气氛下进行煅烧。还原气氛可以是由体积比为95 5或90 10的氮气和氢气混合气体、氢气或一氧化碳气体形成的气氛。本专利技术中选择具有低对称中心格位的多磷酸盐作为基质，使Eu3+掺杂进入多磷酸盐基质中的低对称中心格位。由于Eu3+处于低对称中心格位或无对称中心格位时，以5Dtl-7F2 跃迁发射红光为主，故得到了具有高色纯度的红色荧光粉。本专利技术选择Tb3+作为绿色荧光粉的稀土掺杂离子，Tb3+的特征跃迁％ — 7F5会发射出波长为M3nm的绿光，由于其自旋耦合对自旋禁戒的屏蔽，使之具有较短的余晖时间， 且淬灭浓度高，克服了绿色荧光粉余辉时间长的缺点。本专利技术选择Dy3+作为白色荧光粉的稀土掺杂离子，Dy3+具有的4F9/2 — 6H1572 (470 500nm)和4F9/2 — 6H1372 (560 580nm)发射跃迁可以产生白光，有利于色彩的一致性。本专利技术选择Tm3+作为蓝色荧光粉的稀土掺杂离子，Tm3+离子的掺杂解决了蓝光荧光粉光衰快的问题，是一种极有发展前途的蓝色发光离子。本专利技术与现有技术相比，有以下优点1.与商用红色荧光粉相比，本专利技术的荧光粉中的红色荧光粉的发射主峰位于 611nm，色纯度高；2.本专利技术的荧光粉不仅具有稳定的物理化学特性以及良好的耐真空紫外光辐射和抗离子轰击的能力，而且光衰低，余辉寿命短；3.本专利技术的荧光粉在波长为172nm的紫外光激发下有较强的发光性能，适合用于等离子显示平板和无汞荧光灯中；4.本专利技术的制备方法工艺简单、操作容易、无污染、易于控制，利于工业化生产。 附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中图1是本专利技术实施例1的GcU5Euatl5P4O13红色荧光粉的激发光谱图，监控波长为 6Ilnm ；图2是本专利技术实施例1的GcU5Euatl5P4O13红色荧光粉的发射光谱图，激发波长为 172nm ；图3是本专利技术实施例2的Yu5Euatl5P4O13红色荧光粉的X射线衍射图谱(XRD)与 Y2P4O13的标准卡NO :35-0079的比较图；图4是本专利技术实施例2的Yu5Euatl5P4O13红色荧光粉的荧光寿命测试图，激发波长为394nm，监控波长为611nm ；图5是本专利技术实施例8的GduJbaitlP4O13绿色荧光粉的发光光谱图，激发波长为 172nm ；图6是本专利技术实施例8的GduJba 10P4013绿色荧光粉的荧光寿命测试图，激发波长为378nm，监控波长为M3nm ；图7是本专利技术实施例9的Gdu5Smatl5P4O13红色荧光粉的发光光谱图，激发波长为 172nm。具体实施例方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步的详细说明。但是，应当理解，本专利技术的保护范围不受这些实施例的限制。以下实施例使用的原料中，Re'或Re的氧化物、硝酸盐或草酸盐，其纯度为4N 以上，磷酸氢二铵或磷酸二氢铵为化学纯。在制备含有Tb或Ce的荧光粉时，应在还原气氛下进行煅烧，还原气氛可以是由体积比为95 5或90 10的氮气和氢气混合气体、氢气或一氧化碳气体形成的气氛。为了方便应用，可将本专利技术制备的荧光粉研磨成粉末。实施例1组成为Gd1. 95Eu0. O5P4O13的红色荧光粉称取氧化钆Gd2O3 0. 7069g、氧化铕 Eu2O3 0. 0176g 和磷酸氢二铵(NH4) 2ΗΡ04 1. 3734g(磷酸氢二铵的质量按照Gdu5Euaci5P4O13中P元素的摩尔当量过量30%计算而得， 以下实施例中的计算方法均同本实施例)。将上述原料置于玛瑙研钵中充分研磨后，放入刚玉坩埚中在300°C下预烧结证，然后自然冷却至室温，取出再次充分研磨。最后，将再次研磨产物在1000°C下煅烧8h，自然冷却至室温，取出研磨后即得白色粉状Gc^95Eua J4O13的红色荧光粉。图1是本专利技术实施例1的Gdu5Euaci5P4O13红色荧光粉的激发光谱图，监控波长为611nm，图2是本专利技术实施例1的GcU5Euatl5P4O13红色荧光粉的发射光谱图，激发波长为 172nm。如图1和图2所示，本实施例的Gc^95Euatl5P4O13红色荧光粉在波长为172nm的激发光激发下，发射出较强的窄带红光，具有高的色纯度。实施例2组成为Y1. 95Eu0. O5P4O13的红色荧光粉称取氧化钇Y2O3 0. 4403g、氧化铕本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种荧光粉，其特征在于，其化学式为Ｒｅ′２－ｘＲｅ″ｘＰ４Ｏ１３，其中Ｒｅ′为Ｙ、Ｌａ、Ｇｄ中的至少一种，Ｒｅ″为Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｔｍ、Ｓｍ、Ｅｒ、Ｃｅ中的一种或两种，ｘ的取值范围为０＜ｘ≤０．５０。

【技术特征摘要】
1.一种荧光粉，其特征在于，其化学式为Re' 2-xRe〃 XP4013，其中Re'为Y、La、Gd中的至少一种，Re为Eu、Tb、Dy、Tm、Sm、Er、Ce中的一种或两种，χ的取值范围为0 < χ≤0. 50。2.根据权利要求1所述的荧光粉，其特征在于，所述χ的取值范围为 0. 005 ≤ χ ≤ 0. 20。3.一种荧光粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤①以含Re'化合物、含Re化合物、含P化合物为原料，按照Re'2_xRe XP4013中各元素的摩尔比例并使含P化合物按其摩尔比例过量5 30%称取各原料，研磨混合均勻形成混合料，其中，其中Re'为Y、La、Gd中的至少一种，Re为Eu、Tb、Dy、Tm、Sm、Er、Ce中的一种或两种，χ的取值范围为0 < χ≤ 0. 50 ；②将步骤①中的混合料于300 500°C预烧结1 他，冷却至室温，研磨；③将步骤②的研磨产物于900 1350°C煅烧4 25h，冷却至室温，即得到荧光粉。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：周明杰，刘军，廖秋荣，梁小芳，田梓峰，
申请(专利权)人：海洋王照明科技股份有限公司，深圳市海洋王照明技术有限公司，
类型：发明
国别省市：94