发光材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种发光材料，其结构式为：Re′1-xRe″x(PO3)3，其中，Re′为Y、Sc或两者的组合；Re″为Tb、Gd、Sm、Eu、Dy中的至少一种，x＝0.005-0.4。本发明专利技术还提供上述发光材料的制备方法，其包括如下步骤：按照化学计量比选取Re′离子和Re″离子的源化合物以及偏磷酸根离子的源化合物，化学计量比为按照上述结构式中的相应元素的摩尔比例，其中，偏磷酸根离子的源化合物按摩尔分数过量1％～30％；将各源化合物混合；将混合物进行烧结预处理，冷却；取出烧结物进行研磨，再将研磨后产物进行煅烧，冷却后得到发光材料。在该发光材料中，Re′(PO3)3具有较强的耐真空紫外辐射能力，而且，(PO3)33-基团对真空紫外光有很好的吸收作用，可有效地将能量传递给发光中心，提高真空紫外光的利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于发光材料
，具体涉及一种真空紫外光激发的发光材料及其制 备方法。
技术介绍
近年来，稀有气体Xe等作为激发光源已经广泛应用于平板显示技术(PDP)或 无汞荧光灯等发光装置中，其发光机理是在真空状态下，利用气辐射产生的147nm或 172nm的真空紫外光来激发发光材料，首先通过基质对真空紫外光的吸收，然后将能量传 递给发光中心，从而发出红、绿、蓝等不同颜色的光。其中，广泛使用的三基色发光材料 主要有红粉 L03:Eu3+，(Y，Gd)B03:Eu3+，绿色发光材料 Zn2Si04:Mn2+，BaAl12O19 = Mn2+和蓝粉 BaMgAl10017:Eu2+o然而，红色发光材料和绿色发光材料不仅余辉时间有点长，不利于动画的 显示和色彩的一致性，而且，它们不易制备，需要较高温度(ΙΟΟΟ 以上)，耗能多。因此，为 了克服以上的缺点，适应显色和绿色照明的需要，有必要寻求一种新的材料来代替这两种 发光材料。同时，有研究表明，通过提高真空紫外激发绿色发光材料的发光强度可以进一步 提高白光的亮度，这说明研发高强度的绿色发光材料有着很大的应用价值。另外，从PDP或无汞荧光灯用发光材料的发光机理可以得知所用的发光材料必 须要求其既要能承受能量较高的真空紫外光的辐射，又要对147nm或172nm波长的真空紫 外光有强吸收，并能将所吸收的能量有效传递给激活离子以提高发光效率。所以，提高基质 真空紫外光的吸收能力和基质与发光离子之间的能量传递效率，对于开发新型PDP或无汞 荧光灯用发光材料具有重要的指导意义。目前，五磷酸盐，二磷酸盐基质的吸收位于120 140nm附近，然而对147nm或172nm光的吸收较弱，降低了真空紫外光的利用率，而且这些发 光材料的的耐真空紫外辐射能力较弱。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种光利用率高、耐真空紫外辐射能力强的发光材料。以及，提供一种制备工艺简单、成本低的发光材料制备方法。一种发光材料，其结构式为Re' ^xRe" x (PO3) 3，其中，Re ‘为Y、&或两者的组 合；Re"为 Tb、Gd、Sm、Eu、Dy 中的至少一种，χ = 0. 005-0. 4。以及，一种发光材料制备方法，其包括如下步骤按照化学计量比选取稀土离子的源化合物、偏磷酸根离子的源化合物以及稀土离 子的源化合物，所述化学计量比为按照结构式Re' hRe" x(PO3)3中的相应元素的摩尔比 例，所述偏磷酸根离子的源化合物按摩尔分数过量1 % 30%，其中，Re‘为Y、Sc或两者的 组合；Re"为 Tb、Gd、Sm、Eu、Dy 中的至少一种，χ = 0. 005-0. 4 ；将各源化合物混合；将混合物进行烧结预处理，冷却；取出烧结物进行研磨，再将研磨后产物进行煅烧，冷却后得到所述发光材料。在上述发光材料中，Re' (PO3)3作为一种偏磷酸盐，具有较强的耐真空紫外辐射 能力，而且，偏磷酸根离子(PO3):基团对真空紫外光(例如150 175nm)有很好的吸收作 用，能量可有效地传递给发光中心即Re"离子并由其发光，进而明显提高对真空紫外光的 利用率。在发光材料制备方法中，通过烧结和煅烧处理，即可获得发光材料，从而使得制备 工艺具有操作简单、无污染、工艺条件易控制、制备温度低等优点，节约能源，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为本专利技术实施例I(Sca95Tbatl5(PO3)3)的发光材料的激发光谱图，监控波长为 543nm ；图2是本专利技术实施例4 (ScQ. Jdatl2Euatl5 (PO3)3)的发射光谱图(激发波长为172nm) 和激发光谱图(监控波长为591nm)；图3是本专利技术实施例S(Sca88Gdatl2Tbaitl(PO3)3)的发光材料和典型的BaAl12O19 = Mn 的发射光谱图，激发波长为172nm ；图4 是本专利技术实施例 S(Sca88Gdatl2Tbaitl(PO3)3)与实施例 3 (Sca9tlTbtl. 1(1 (PO3) 3)的发 射光谱图，激发波长为172nm;图5是本专利技术实施例7的发光材料Sca9tlTbaitl(PO3)3与实施例10的发光材料 Sc0.88Y0.02Tb0^0(PO3) 3的激发光谱图(监控波长为M3nm)，以及上述两种发光材料的发射光 谱图(激发波长为172nm)。图6是本专利技术实施例的发光材料制备方法流程图。 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详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并 不用于限定本专利技术。本专利技术实施例的发光材料，其结构式为Re' ^xRe “ x (PO3) 3，其中，Re ‘为Y、 &或两者的组合，Re"是自发光的稀土元素，其为Tb、Gd、Sm、Eu、Dy中的至少一种，χ = 0. 005-0. 4。在该发光材料中，以Re' (PO3)3为基质，其作为一种偏磷酸盐，具有较强的耐真空 紫外辐射能力，而且，偏磷酸根离子(PO3):基团对真空紫外光(例如150 175nm)有很好 的吸收作用，能量可有效地传递给发光中心即Re"并由其发光，进而明显提高对真空紫外 光的利用率。所以，本实施例采用Re' (PO3)3作为真空紫外激发发光材料的基质材料。Re"离子为稀土离子，具有和Re'离子相似的性质，例如电荷相同和半径相近，这 样稀土离子Re"可以很好地取代部分Re'离子而进入到Re' (PO3)3(Re' = y、&或两者 的组合)的晶格中而不改变其晶体结构，使Re"离子能很好地结合于Re' (PO3)3晶体结构 中，实现了离子的均勻掺杂，有利于发光强度的提高。由于该发光材料是以Re' (PO3)3为基质，掺入发光离子Re"，其发光机理是在真 空紫外光激发下，通过阴离子(PO3)广基团对真空紫外光(150 175nm)的强吸收以后，将大部分能量传递给发光离子Re"，使稀土离子Re"发光，从而提高发光效率。该发光材料 可用于例如等离子平板显示技术(PDP)或无汞荧光灯等发光装置中。在本专利技术的一个实施例中，稀土元素Re"可以是包含Gd元素，还包含Tb、Sm、Eu、 Dy中的至少一种。这样，可通过稀土 Gd3+离子的敏化作用，将能量再传递给其他发光离子， 如Tb、Sm、Eu、Dy，使其发光。在本专利技术的另一个实施例中，Re'优选为Y和&的组合，在该组合中Y的摩尔分 数为小于50%，较佳为10-20%，Sc的摩尔分数较佳为80-90%。Y和&的组合比例可以 根据实际需要调整，通过调整这两种离子在基质材料Re' (PO3)3中的比例，可调整Re"的 电荷迁移带和f_d跃迁带发生的移动，更有利于发光强度的提高。请参阅图1，为下面实施例1的Sca 95Tb0.05 (PO3) 3的激发光谱，监控波长为^3nm。由 图可知，本专利技术实施例1的Sca 95Tb0.05 (PO3) 3具有两个激发波峰，两激发波峰的位置在150 250nm之间，^a95Tbatl5(PO3)3可吸收在此波峰附近的真空紫外光。请参阅图2，为下面实施例8中的Sc0.88Gd0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种发光材料，其特征在于，所述发光材料的结构式为：Ｒｅ′１－ｘＲｅ″ｘ（ＰＯ３）３，其中，Ｒｅ′为Ｙ、Ｓｃ或两者的组合；Ｒｅ″为Ｔｂ、Ｇｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｄｙ中的至少一种，ｘ＝０．００５－０．４。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周明杰，刘军，梁小芳，刘世良，
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