高色純度稀土釩磷酸釔釓銪紅色螢光體及其製造方法

2024-03-28 23:34:05 1

專利名稱：高色純度稀土釩磷酸釔釓銪紅色螢光體及其製造方法
技術領域：
本發明屬於發光材料技術領域，涉及一種在真空紫外線或紫外線激發下發射紅色螢光的稀土釩磷酸鹽紅色螢光體及其製造方法。
背景技術：
近幾年，在世界平板顯示市場中，等離子體平板顯示(PDP)以它獨特的優點，正在迅猛地發展。PDP顯示器是利用氣體放電產生真空紫外線激發螢光粉發光，實現彩色顯示，因此螢光粉是關鍵。不僅要求螢光粉發光亮度高，餘輝短，而且要具有較高的色純度。目前，國內外普遍使用的PDP紅色螢光粉主要是(Y1-x-yGdxEuy)BO3，這種螢光粉雖然發光亮度佔優勢，但因主發射波長為593nm，色純度較差，影響PDP的顯示色域。作為PDP紅粉除採用(Y1-x-yGdxEuy)BO3外，有時也採用Y2O3Eu(主發射波長為619nm)來擴大PDP的顯示色域，但是Y2O3Eu要比(Y1-x-yGdxEuy)BO3發光亮度低很多，無疑會帶來亮度的損失，影響PDP顯示器的應用，因此人們要求提供性能更為優良的發光材料。

發明內容
本發明的目的是提供一種在真空紫外線激發下，發光亮度高，並具有高色純度螢光體的稀土釩磷酸釔釓銪紅色螢光體及其製造方法，該種螢光體不僅適用於彩色等離子體平板顯示器(PDP)，而且也適用與紫外線或電子束激發的光致發光材料或陰極射線發光材料。
本發明稀土釩磷酸釔釓銪紅色螢光體的化學表達式如下(Y1-x-yGdxEuy)(P1-zVz)O4式中0＜x≤0.9，0.01≤y≤0.4，0＜z≤0.9本發明稀土釩磷酸釔釓銪紅色螢光體的激活劑材料為含Eu3+的氧化物，濃度範圍y為0.01-0.4摩爾。
本發明的高亮度高色純度的紅色螢光體的製備工藝步驟如下
1、備料按本發明稀土釩磷酸釔釓銪紅色螢光體化學表達式(Y1-x-yGdxEuy)(P1-zVz)O4計量比稱取一定量99.99％純度的Y2O3、Gd2O3、Eu2O3，以及分析純度以上的(NH4)2HPO4、NH4VO3或V2O5和Na2CO3、K2CO3、Li3PO4、H3BO3、BaF2、KF中的1-3種。
2、混料將上述原料裝入球磨罐中，放入瑪瑙球，球與原料的重量比為1∶1，球磨時間10小時以上，至原料磨均勻為止。
3、燒成本發明採用一步燒成法。
具體作法是，將上述混勻後的原料裝入氧化鋁坩堝中，加蓋放入高溫燒結爐中，原料在室溫放入。原料放入後，高溫燒結爐升至1200-1400℃，恆溫2-3小時，停止升溫，隨爐降至室溫將產物取出。
4、後處理將得到的產物白色粉末破碎，裝入球磨罐中，加入水和φ3mm玻璃球，粉料∶水∶球≈1∶1∶1，球磨2小時，把粉漿裝入燒杯中，用2％(NH4)2CO3溶液攪拌2小時，而後用70-80℃熱去離子水洗至中性，經400目過篩，抽濾後於烘箱中120℃烘乾，將烘乾的螢光粉再經260目過篩，並進行檢測，即得到本發明的紅色螢光粉。
本發明的特點是(1)本發明的稀土釩磷酸釔釓銪紅色螢光體是一種高色純度的紅色螢光粉；(2)基質中適量的釓取代釔，改善螢光體的抗VUV輻射性能；(3)提出滿意的激活劑Eu3+的濃度範圍，實驗結果顯示，最佳濃度為0.04mol；(4)提出滿意的釓、釔配比和釩、磷配比，實驗結果顯示，Gd3+的最佳濃度為0.2mol，Y3+的最佳濃度為0.76mol；
(5)選用少量金屬碳酸鹽作為助熔劑，不僅降低了灼燒溫度，而且提高發光亮度，促進晶體生長；(6)製造工藝簡單，易於操作，適宜批量生產。
具體實施例方式
實施例1稱取Y2O3100g，Eu2O36.50g，(NH4)2HPO485.30g，NH4VO332.40g，H3BO33.40g，將上述原料裝入球磨罐中，放入瑪瑙球，球與原料的重量比為1∶1，球磨時間10小時以上。將混勻的物料裝入氧化鋁坩堝內並放入高溫燒結爐中，將燒結爐溫度升到1250℃，恆溫2小時，待爐溫降至室溫取出坩堝。將出爐物料破碎，裝入球磨罐中，加入水和φ3mm玻璃球，粉料∶水∶球≈1∶1∶1，慢速球磨2小時，把粉漿裝入燒杯中，用2-5％(NH4)2CO3溶液攪拌2小時，而後用70-80℃熱去離子水洗至中性，經400目過篩，抽濾後於烘箱中120℃烘乾，將烘乾的螢光粉再經260目過篩，經檢測即得到(Y1-xEux)(P1-yVy)O4紅色螢光體，在147nm激發下相對發光強度為100。
實施例2稱取Y2O3100g，Gd2O342.20g，Eu2O38.20g，(NH4)2HPO4100.00g，NH4VO354.50g，Na2CO310.70g，其餘條件同實施例1，經檢測即得到(Y1-x-yGdxEuy)(P1-zVz)O4紅色螢光體，在147nm激發下相對發光強度為105.4。
實施例3稱取Y2O3100g，Gd2O343.98g，Eu2O314.90g，(NH4)2HPO496.10g，V2O544.10g，Na2CO315.00g，其餘條件同實施例1，經檢測即得到(Y1-x-yGdxEuy)(P1-zVz)O4紅色螢光體，在147nm激發下相對發光強度為75.6。
實施例4稱取Y2O3100g，Gd2O3160.50g，Eu2O334.60g，(NH4)2HPO4155.95g，V2O571.60g，Na2CO326.10g，其餘條件同實施例1，經檢測即得到(Y1-x-yGdxEuy)(P1-zVz)O4紅色螢光體，在147nm激發下相對發光強度為90.9。
實施例5稱取Y2O3100g，Gd2O342.20g，Eu2O38.20g，(NH4)2HPO492.30g，NH4VO354.50g，Na2CO310.40g，其餘條件同實施例1，經檢測即得到(Y1-x-yGdxEuy)(P1-zVz)O4紅色螢光體，在147nm激發下相對發光強度為92.5。
實施例6稱取Y2O3100g，Gd2O342.20g，Eu2O38.20g，(NH4)2HPO492.30g，V2O542.40g，Na2CO310.95g，Li3PO40.025g，KF0.008g，其餘條件同實施例1，經檢測即得到(Y1-x-yGdxEuy)(P1-zVz)O4紅色螢光體，在147nm激發下相對發光強度為84.5。
實施例7稱取Y2O3100g，Gd2O342.20g，Eu2O38.20g，(NH4)2HPO492.30g，V2O542.40g，Na2CO314.30g，其餘條件同實施例1，經檢測即得到(Y1-x-yGdxEuy)(P1-zVz)O4紅色螢光體，在147nm激發下相對發光強度為90.9。
實施例8其它條件同實施例7，燒結爐溫度為1350℃，恆溫2小時，經檢測即得到(Y1-x-yGdxEuy)(P1-zVz)O4紅色螢光體，在147nm激發下相對發光強度為86.9。
實施例9、稱取Y2O3100g，Gd2O342.20g，Eu2O38.20g，(NH4)2HPO4123.10g，V2O521.20g，Na2CO314.70g，其餘條件同實施例1，經檢測即得到(Y1-x-yGdxEuy)(P1-zVz)O4紅色螢光體，在147nm激發下相對發光強度為57.3。
權利要求
1.一種高亮度高色純度稀土釩磷酸釔釓銪紅色螢光體，其特徵是化學表達式為(Y1-x-yGdxEuy)(P1-zVz)O4式中0＜x≤0.9，0.01≤y≤0.4，0＜z≤0.9。
2.根據權利要求1所述的高亮度高色純度稀土釩磷酸釔釓銪紅色螢光體，其特徵是其激活劑材料為含Eu3+的氧化物，濃度範圍y為0.01-0.4mol。
3.根據權利要求2所述的高亮度高色純度稀土釩磷酸釔釓銪紅色螢光體，其特徵是y最佳值為0.04mol，x最佳值為0.2mol。
4.根據權利要求2所述的高亮度高色純度稀土釩磷酸釔釓銪紅色螢光體的製備方法，其特徵是包括如下步驟1)備料按本發明稀土釩磷酸釔釓銪紅色螢光體化學表達式(Y1-x-yGdxEuy)(P1-zVz)O4計量比稱取一定量99.99％純度的Y2O3、Gd2O3、Eu2O3，以及分析純度以上的(NH4)2HPO4、NH4VO3或V2O5和Na2CO3、K2CO3、Li3PO4、H3BO3、BaF2、KF中的1-3種。2)混料將上述原料裝入球磨罐中，放入瑪瑙球，球與原料的重量比為1∶1，球磨時間10小時以上，至原料磨均勻為止。3)燒成將上述混勻後的原料裝入氧化鋁坩堝中，加蓋放入高溫燒結爐中，原料放入後，高溫燒結爐升至1200-1400℃，恆溫2-3小時，停止升溫，隨爐降至室溫將產物取出。4)後處理將得到的產物白色粉末破碎，裝入球磨罐中，加入水和φ3mm玻璃球，粉料∶水∶球≈1∶1∶1，球磨2小時，把粉漿裝入燒杯中，用2％(NH4)2CO3溶液攪拌2小時，而後用70-80℃熱去離子水洗至中性，經400目過篩，抽濾後於烘箱中120℃烘乾，將烘乾的螢光粉再經260目過篩，得到本發明的紅色螢光粉。
5.根據權利要求4所述的高亮度高色純度稀土釩磷酸釔釓銪紅色螢光體的製備方法，其特徵是稱取Y2O3100g，Eu2O36.50g，(NH4)2HPO485.30g，NH4VO332.40g，H3BO33.40g；將上述原料裝入球磨罐中，放入瑪瑙球，球與原料的重量比為1∶1，球磨時間10小時以上；將混勻的物料裝入氧化鋁坩堝內並放入高溫燒結爐中，將燒結爐溫度升到1250℃，恆溫2小時，待爐溫降至室溫取出坩堝；將出爐物料破碎，裝入球磨罐中，加入水和φ3mm玻璃球，粉料∶水∶球≈1∶1∶1，慢速球磨2小時，把粉漿裝入燒杯中，用2-5％(NH4)2CO3溶液攪拌2小時，而後用70-80℃熱去離子水洗至中性，經400目過篩，抽濾後於烘箱中120℃烘乾，將烘乾的螢光粉再經260目過篩，得到(Y1-xEux)(P1-yVy)O4紅色螢光體。
6.根據權利要求4所述的高亮度高色純度稀土釩磷酸釔釓銪紅色螢光體的製備方法，其特徵是稱取Y2O3100g，Gd2O342.20g，Eu2O38.20g，(NH4)2HPO4100.00g，NH4VO354.50g，Na2CO310.70g；將上述原料裝入球磨罐中，放入瑪瑙球，球與原料的重量比為1∶1，球磨時間10小時以上；將混勻的物料裝入氧化鋁坩堝內並放入高溫燒結爐中，將燒結爐溫度升到1250℃，恆溫2小時，待爐溫降至室溫取出坩堝；將出爐物料破碎，裝入球磨罐中，加入水和φ3mm玻璃球，粉料∶水∶球≈1∶1∶1，慢速球磨2小時，把粉漿裝入燒杯中，用2-5％(NH4)2CO3溶液攪拌2小時，而後用70-80℃熱去離子水洗至中性，經400目過篩，抽濾後於烘箱中120℃烘乾，將烘乾的螢光粉再經260目過篩，得到(Y1-x-yGdxEuy)(P1-zVz)O4紅色螢光體。
7.根據權利要求4所述的高亮度高色純度稀土釩磷酸釔釓銪紅色螢光體的製備方法，其特徵是稱取Y2O3100g，Gd2O343.98g，Eu2O314.90g，(NH4)2HPO496.10g，V2O544.10g，Na2CO315.00g；將上述原料裝入球磨罐中，放入瑪瑙球，球與原料的重量比為1∶1，球磨時間10小時以上；將混勻的物料裝入氧化鋁坩堝內並放入高溫燒結爐中，將燒結爐溫度升到1250℃，恆溫2小時，待爐溫降至室溫取出坩堝；將出爐物料破碎，裝入球磨罐中，加入水和φ3mm玻璃球，粉料∶水∶球≈1∶1∶1，慢速球磨2小時，把粉漿裝入燒杯中，用2-5％(NH4)2CO3溶液攪拌2小時，而後用70-80℃熱去離子水洗至中性，經400目過篩，抽濾後於烘箱中120℃烘乾，將烘乾的螢光粉再經260目過篩，得到(Y1-x-yGdxEuy)(P1-zVz)O4紅色螢光體。
8.根據權利要求4所述的高亮度高色純度稀土釩磷酸釔釓銪紅色螢光體的製備方法，其特徵是稱取Y2O3100g，Gd2O342.20g，Eu2O38.20g，(NH4)2HPO492.30g，V2O542.40g，Na2CO310.95g，Li3PO40.025g，KF0.008g；將上述原料裝入球磨罐中，放入瑪瑙球，球與原料的重量比為1∶1，球磨時間10小時以上；將混勻的物料裝入氧化鋁坩堝內並放入高溫燒結爐中，將燒結爐溫度升到1250℃，恆溫2小時，待爐溫降至室溫取出坩堝；將出爐物料破碎，裝入球磨罐中，加入水和φ3mm玻璃球，粉料∶水∶球≈1∶1∶1，慢速球磨2小時，把粉漿裝入燒杯中，用2-5％(NH4)2CO3溶液攪拌2小時，而後用70-80℃熱去離子水洗至中性，經400目過篩，抽濾後於烘箱中120℃烘乾，將烘乾的螢光粉再經260目過篩，得到(Y1-x-yGdxEuy)(P1-zVz)O4紅色螢光體。
9.根據權利要求4所述的高亮度高色純度稀土釩磷酸釔釓銪紅色螢光體的製備方法，其特徵是稱取Y2O3100g，Gd2O342.20g，Eu2O38.20g，(NH4)2HPO492.30g，V2O542.40g，Na2CO314.30g；將上述原料裝入球磨罐中，放入瑪瑙球，球與原料的重量比為1∶1，球磨時間10小時以上；將混勻的物料裝入氧化鋁坩堝內並放入高溫燒結爐中，將燒結爐溫度升到1350℃，恆溫2小時，待爐溫降至室溫取出坩堝；將出爐物料破碎，裝入球磨罐中，加入水和φ3mm玻璃球，粉料∶水∶球≈1∶1∶1，慢速球磨2小時，把粉漿裝入燒杯中，用2-5％(NH4)2CO3溶液攪拌2小時，而後用70-80℃熱去離子水洗至中性，經400目過篩，抽濾後於烘箱中120℃烘乾，將烘乾的螢光粉再經260目過篩，得到(Y1-x-yGdxEuy)(P1-zVz)O4紅色螢光體。
全文摘要
本發明屬於發光材料技術領域，是一種高色純度稀土釩磷酸釔釓銪紅色螢光體及其製造方法。本發明稀土釩磷酸釔釓銪紅色螢光體的化學表達式為(Y
文檔編號C09K11/83GK1546605SQ200310115899
公開日2004年11月17日 申請日期2003年12月5日 優先權日2003年12月5日
發明者謝宜華, 王曉君, 陳寶玖 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所, 中國科學院長春光學精密機械與物理研