[发明专利]一种磷酸盐绿色荧光粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可在冷阴极灯和节能灯中广泛应用的，具有特定形貌和分 散系数、热稳定性好的高效磷酸盐绿色荧光粉及其制备方法。

背景技术

自1974年稀土三基色荧光粉问世以来，铝酸盐在三基色荧光粉中便一直占 有主导地位。然而随着日本、荷兰等国家相继研制成功了磷酸盐系稀土三基色荧 光粉，铝酸盐系的一统局面被打破，磷酸盐系得到开发，并出现蓬勃发展的势头。 特别是日亚、化成等大公司在冷阴极灯用荧光粉中已用磷酸盐系代替铝酸盐系荧 光粉。

磷酸盐系较之铝酸盐系三基色荧光粉，其在量子效率和光输出上都有进一 步提高。两个体系绿粉受到254nm激发时，磷酸盐绿粉((La，Ce，Tb)PO₄)较铝 酸盐绿粉((Ce，Tb)MgAl₁₁O₁₉)的量子效率在300-400nm(紫外)区高2％，在 400-740nm(可见)区高1％，整个光谱区的量子效率，(La，Ce，Tb)PO₄达到0.93， 而(Ce，Tb)MgAl₁₁O₁₉为0.90，当这两种绿粉分别与同样的红粉和蓝粉组合成混合 粉，制成T8(36W，4000K)的三基色荧光灯时，采用(La，Ce，Tb)PO₄制得的荧 光灯其光输出较高。此外，(La，Ce，Tb)PO₄合成温度比(Ce，Tb)MgAl₁₁O₁₉低得多， 可大大节约电耗和氧化铝坩埚、电炉加热材料的消耗。

而作为液晶显示背光源——冷阴极灯用的绿色荧光粉材料，人们对 (La，Ce，Tb)PO₄除对光效和光衰有较高的要求外，对其形貌也要求严格。光滑的 颗粒表面可降低粉体的活性，减少颗粒之间自发形成大块团聚体的趋势，在提高 涂敷性的同时也可增强抗氧化性；而3～6μm的中心粒径以及低分散系数是制灯 的需要，以增加涂管的致密性，提高发光效率。本发明所说的分散系数定义为如 下比值：

σ/m＝(D₉₀-D₁₀)/2D₅₀

其中：D₉₀是累计粒度分布百分数达到90％时所对应的粒径；

D₅₀是累计粒度分布百分数达到50％时所对应的粒径；

D₁₀是累计粒度分布百分数达到10％时所对应的粒径；

该粒径采用激光粒度分析仪测定，采用体积百分数分布。

研究表明稀土正磷酸盐LnPO₄存在两种同质异构体。离子半径较小的稀土 元素形成的正磷酸盐(Ln＝Sc，Y，Dy……)，具有磷钇矿结构，属四方晶系；另 一种是离子半径较大的稀土元素形成的正磷酸盐(Ln＝La，Ce，Pr……)具有独 居石结构，属单斜晶系；介于两类元素之间的元素Tb的正磷酸盐被认为是两相 化合物。稀土磷酸盐绿粉(La，Ce，Tb)PO₄及其变体属单斜晶系结构。对LaPO₄来 说，La原子与9个PO₄四面体上O原子相连，PO₄四面体为不规则四面体，其 晶格常数：a＝0.68366nm，b＝0.7076nm，c＝0.65095nm，β＝103.237°，D_x＝ 5.07g·cm^-3。由于LaPO₄具有高度畸变结构特征导致其晶格可以容纳多种价态 相同或不同的离子，形成具有独居石结构的固熔体，其晶体结构不发生变化。

专利文献US5746944中提到(La，Ce，Tb)PO₄中可包含Li、Na、K、Th、B 等元素，但这种单一掺杂势必造成电荷的不平衡，影响结构的稳定性，在发光上 也将产生寿命短等问题。