[发明专利]荧光粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及发光材料技术领域，尤其涉及一种受真空紫外光激发的荧光粉及其制备方法。

背景技术

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Xe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Y₂O₃:Eu³⁺、(Y，Gd)BO₃:Eu³⁺，绿色荧光粉Zn₂SiO₄:Mn²⁺、BaAl₁₂O₁₉:Mn²⁺和蓝色荧光粉Y₂SiO₅:Ce³⁺、BaMgAl₁₀O₁₇: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)BO₃: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⁵D₀→⁷F₁，但发光颜色偏橙，色纯度远低于NTSC标准。

发明内容

本发明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。

本发明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。

本发明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″_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。进一步地，x的取值范围优选为0.005≤x≤0.20。

一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，研磨混合均匀形成混合料；

②将步骤①中的混合料于300～500℃预烧结1～6h，冷却至室温，研磨；

③将步骤②的研磨产物于900～1350℃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℃，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，研磨得到本发明的荧光粉。

在本发明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。

本发明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⁵D₀-⁷F₂跃迁发射红光为主，故得到了具有高色纯度的红色荧光粉。