[發明專利]一種紅色或綠色稀土磷酸鹽熒光粉材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201610153362.3
• 申請日: 2016-03-17
• 公開（公告）號: CN105586038B
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 蔡格梅;張靜;金展鵬
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C09K11/70
• 分類號: C09K11/70;H01L33/50
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所43114
• 代理人: 魏娟

技術領域：

本發明涉及稀土發光材料領域，尤其是涉及可以應用于三基色熒光燈的一種紅色或綠色稀土磷酸鹽基熒光粉及其制備方法。

背景技術：

當前商用光源大部分需要使用熒光粉作光轉換，由稀土三基色熒光粉制備的熒光燈是非常高效節能的新型光源，是世界照明光源的重點發展方向，每年以15％的速度增長，對應的三基色熒光粉需求量很大，基本處于供不應求的狀態。稀土三基色熒光粉則具備紫外輻射穩定性能好、熱猝溫度高等優點，其成品稀土三基色熒光燈具有高光效、低光衰、長壽命的特點。上世紀80年代后期以來，隨著地球資源和環境保護在國際上引起越來越多的關注和重視，節能且環保的稀土三基色熒光燈得到了廣泛認可及快速發展，同白熾燈相比，在整個生產和使用循環中，產生同等的照明其消耗的地球資源可降低四分之三，而對環境的污染(這指發電廢氣排放和照明燈具廢場)則降低三分之二，因而被稱為綠色照明光源。作為世界第一大稀土資源國以及全球最大的稀土熒光燈生產基地，使得我國的稀土三基色熒光粉產業還具有廣闊的發展前景。磷酸鹽因其聲子能量適中，在真空紫外-紫外(VUV-UV)區域有較強吸收帶，適合稀土摻雜發光，并且具有發光效率高、物理化學性能穩定、原料易得且價格低廉、制備工藝簡單等優點，具有很高的應用價值。以磷酸鹽為基質，摻入稀土離子作為激發劑即可制得稀土磷酸鹽熒光粉。從以往各類體系熒光粉的研究中不難發現，Eu³⁺是應用較多的紅光激活離子，Tb³⁺則是應用較多的綠光激活離子。自上世紀六七十年代以來，國內外對以磷酸鹽為基質的熒光粉的探索也在不斷進行，制備了一系列可用于不同領域的稀土磷酸鹽熒光粉(LaPO₄:Ce³⁺,Tb³⁺、(Sr,Mg)₂P₂O₇:Eu²⁺)，并顯示出了很好的光學性能。

發明內容：

本發明的目的旨在提供一種紅色或綠色稀土磷酸鹽熒光粉材料，具有良好的光學性能，且可以很好滿足三基色熒光燈的要求。

本發明的另一目的在于，提供上述材料的簡單的工藝制備方法。

本發明的紅色或綠色稀土磷酸鹽熒光粉的化學式為Mg_14～19(In_1-xLn_x)_23～32P_54～62O_y，Ln＝Eu或Tb，x、y為摩爾數，其中x＝0.02～0.11，y＝183～222。

發明人通過研究發現Mg_14～19(In_1-xEu_x)_23～32P_54～62O_y的有效激發波長位于210～270nm范圍內，用于紅色熒光粉。Mg_14～19(In_1-xTb_x)_23～32P_54～62O_y的有效激發波長位于210～270nm范圍內，用于綠色熒光粉。

本發明也首次將一種新磷酸鹽基質，用于熒光粉，該基質成分表達式Mg_14～19In_23～32P_54～62O_y(y＝183～222)。該晶體屬于單斜晶系，C2/c(No.15)空間群。摻入少量激活離子Ln³⁺(Ln＝Eu或Tb)替代部分In³⁺，即可制得紅色或綠色Mg_14～19(In_1-xLn_x)_23～32P_54～62O_y(x＝0.02～0.11，y＝183～222)熒光粉。