[发明专利]一种磷酸盐荧光粉及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种磷酸盐荧光粉及其制备方法和应用。该磷酸盐荧光粉的化学式为Re₃PO₇，其中Re为稀土元素。本发明的磷酸盐荧光粉以基质发光的形式存在，通过磷酸根化合物和稀土元素化合物按照不同的摩尔比例采用高温固相法制备得到，其稀土元素含量高达75%~78%，克服了荧光粉中激活离子浓度低的缺陷，且量子饱和吸收率可以达到95%，具备优异的抗猝灭性能与高量子饱和吸收率。本发明的制备方法简单，重复性好，利于工业化生产，制备的磷酸盐荧光粉能够在紫外光区到可见光区范围内被激发，基质即可发蓝/蓝绿/红光，化学性质稳定，发光强度高，可广泛应用于激光照明和LED照明领域。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种磷酸盐荧光粉及其制备方法和应用。

背景技术

照明技术对人类的发展至关重要，与LED照明技术相比，激光照明的发光面积更小，发光效率更高，感官上更容易聚焦且照射距离更远，可以广泛应用于汽车车头灯及其他特殊领域，例如投影机、数字影院、电视、舞台灯、大屏拼接等，由此可见，激光照明技术有更为广阔的应用前景，将成为未来显示产业的一个发展趋势。目前，实现激光照明的最为简便低廉的方法是采用蓝光激发黄色荧光粉实现白光照明，其中黄色荧光粉作为将蓝光激光转换为荧光的关键部分，其发光性能直接影响激光白光的光色品质与流明效率。目前，应用较多的黄色荧光粉有铝酸盐Y₃Al₅O₁₂: Ce³⁺荧光粉、氮氧化合物（α-SiAlON: Eu²⁺，α-CaSiAlON:Eu²⁺）荧光粉等，这类黄色荧光粉主要是通过向基质中掺杂微量的稀土元素致使荧光粉发光，然而，其激活离子掺杂浓度往往较低，而重掺杂则会导致荧光粉发生浓度猝灭，致使物质发光强度大幅度减小甚至不发光。另外，普通商用荧光粉容易在高激发密度下达到饱和，吸收的能量一部分会转化为热量而导致发热，最终导致荧光粉的发光效率降低。

因此，提供一种具有抗猝灭性能与高量子饱和吸收率的荧光粉具有重要意义。

发明内容

本发明为克服上述现有技术中荧光粉的浓度猝灭和饱和吸收率低的缺陷，提供了一种磷酸盐荧光粉，所述磷酸盐荧光粉以基质发光的形式存在，通过稀土元素Re和含(PO)₄^3-化合物以非掺杂形式结合得到，其稀土元素含量高达75%~78%，且量子饱和吸收率可以达到95%，具备优异的抗猝灭性能与高量子饱和吸收率。

本发明的另一个目的在于提供一种磷酸盐荧光粉的制备方法。

本发明的又一目的在于提供一种所述磷酸盐荧光粉在激光照明和LED照明中的应用。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种磷酸盐荧光粉，其化学式为Re₃PO₇，其中Re为稀土元素。

本发明的磷酸盐荧光粉通过稀土元素Re和含(PO)₄^3-化合物以非掺杂形式结合得到，其稀土元素含量可达75~78%，相比于掺杂形式结合的稀土磷酸盐荧光粉，本发明的磷酸盐荧光粉以基质发光的形式存在，不存在浓度猝灭的问题，具备优异的抗猝灭性能，且本发明所述磷酸盐荧光粉的量子饱和吸收率可以达到95%，饱和阈值高，即在高的激发密度下也未达到饱和，具备高量子饱和吸收率的优点。

优选地，所述Re为Eu、Dy、Tb、Tm、Pr中的一种。

一种磷酸盐荧光粉的制备方法，包括以下步骤：

将Re化合物和含(PO)₄^3-化合物用研钵研磨混合，用固相法烧结得到所述磷酸盐荧光粉，其中烧结温度为1100~1250℃。

优选地，烧结温度为1250℃。

优选地，烧结时间为4~6h。