专利名称：高色纯度稀土钒磷酸钇钆铕红色荧光体及其制造方法
技术领域：
本发明属于发光材料技术领域，涉及一种在真空紫外线或紫外线激发下发射红色荧光的稀土钒磷酸盐红色荧光体及其制造方法。
背景技术：
近几年，在世界平板显示市场中，等离子体平板显示(PDP)以它独特的优点，正在迅猛地发展。PDP显示器是利用气体放电产生真空紫外线激发荧光粉发光，实现彩色显示，因此荧光粉是关键。不仅要求荧光粉发光亮度高，余辉短，而且要具有较高的色纯度。目前，国内外普遍使用的PDP红色荧光粉主要是(Y1-x-yGdxEuy)BO3，这种荧光粉虽然发光亮度占优势，但因主发射波长为593nm，色纯度较差，影响PDP的显示色域。作为PDP红粉除采用(Y1-x-yGdxEuy)BO3外，有时也采用Y2O3Eu(主发射波长为619nm)来扩大PDP的显示色域，但是Y2O3Eu要比(Y1-x-yGdxEuy)BO3发光亮度低很多，无疑会带来亮度的损失，影响PDP显示器的应用，因此人们要求提供性能更为优良的发光材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种在真空紫外线激发下，发光亮度高，并具有高色纯度荧光体的稀土钒磷酸钇钆铕红色荧光体及其制造方法，该种荧光体不仅适用于彩色等离子体平板显示器(PDP)，而且也适用与紫外线或电子束激发的光致发光材料或阴极射线发光材料。
本发明稀土钒磷酸钇钆铕红色荧光体的化学表达式如下(Y1-x-yGdxEuy)(P1-zVz)O4式中0＜x≤0.9，0.01≤y≤0.4，0＜z≤0.9本发明稀土钒磷酸钇钆铕红色荧光体的激活剂材料为含Eu3+的氧化物，浓度范围y为0.01-0.4摩尔。
本发明的高亮度高色纯度的红色荧光体的制备工艺步骤如下
1、备料按本发明稀土钒磷酸钇钆铕红色荧光体化学表达式(Y1-x-yGdxEuy)(P1-zVz)O4计量比称取一定量99.99％纯度的Y2O3、Gd2O3、Eu2O3，以及分析纯度以上的(NH4)2HPO4、NH4VO3或V2O5和Na2CO3、K2CO3、Li3PO4、H3BO3、BaF2、KF中的1-3种。
2、混料将上述原料装入球磨罐中，放入玛瑙球，球与原料的重量比为1∶1，球磨时间10小时以上，至原料磨均匀为止。
3、烧成本发明采用一步烧成法。
具体作法是，将上述混匀后的原料装入氧化铝坩埚中，加盖放入高温烧结炉中，原料在室温放入。原料放入后，高温烧结炉升至1200-1400℃，恒温2-3小时，停止升温，随炉降至室温将产物取出。
4、后处理将得到的产物白色粉末破碎，装入球磨罐中，加入水和φ3mm玻璃球，粉料∶水∶球≈1∶1∶1，球磨2小时，把粉浆装入烧杯中，用2％(NH4)2CO3溶液搅拌2小时，而后用70-80℃热去离子水洗至中性，经400目过筛，抽滤后于烘箱中120℃烘干，将烘干的荧光粉再经260目过筛，并进行检测，即得到本发明的红色荧光粉。
本发明的特点是(1)本发明的稀土钒磷酸钇钆铕红色荧光体是一种高色纯度的红色荧光粉；(2)基质中适量的钆取代钇，改善荧光体的抗VUV辐射性能；(3)提出满意的激活剂Eu3+的浓度范围，实验结果显示，最佳浓度为0.04mol；(4)提出满意的钆、钇配比和钒、磷配比，实验结果显示，Gd3+的最佳浓度为0.2mol，Y3+的最佳浓度为0.76mol；
(5)选用少量金属碳酸盐作为助熔剂，不仅降低了灼烧温度，而且提高发光亮度，促进晶体生长；(6)制造工艺简单，易于操作，适宜批量生产。
具体实施例方式
实施例1称取Y2O3100g，Eu2O36.50g，(NH4)2HPO485.30g，NH4VO332.40g，H3BO33.40g，将上述原料装入球磨罐中，放入玛瑙球，球与原料的重量比为1∶1，球磨时间10小时以上。将混匀的物料装入氧化铝坩埚内并放入高温烧结炉中，将烧结炉温度升到1250℃，恒温2小时，待炉温降至室温取出坩埚。将出炉物料破碎，装入球磨罐中，加入水和φ3mm玻璃球，粉料∶水∶球≈1∶1∶1，慢速球磨2小时，把粉浆装入烧杯中，用2-5％(NH4)2CO3溶液搅拌2小时，而后用70-80℃热去离子水洗至中性，经400目过筛，抽滤后于烘箱中120℃烘干，将烘干的荧光粉再经260目过筛，经检测即得到(Y1-xEux)(P1-yVy)O4红色荧光体，在147nm激发下相对发光强度为100。
实施例2称取Y2O3100g，Gd2O342.20g，Eu2O38.20g，(NH4)2HPO4100.00g，NH4VO354.50g，Na2CO310.70g，其余条件同实施例1，经检测即得到(Y1-x-yGdxEuy)(P1-zVz)O4红色荧光体，在147nm激发下相对发光强度为105.4。
实施例3称取Y2O3100g，Gd2O343.98g，Eu2O314.90g，(NH4)2HPO496.10g，V2O544.10g，Na2CO315.00g，其余条件同实施例1，经检测即得到(Y1-x-yGdxEuy)(P1-zVz)O4红色荧光体，在147nm激发下相对发光强度为75.6。
实施例4称取Y2O3100g，Gd2O3160.50g，Eu2O334.60g，(NH4)2HPO4155.95g，V2O571.60g，Na2CO326.10g，其余条件同实施例1，经检测即得到(Y1-x-yGdxEuy)(P1-zVz)O4红色荧光体，在147nm激发下相对发光强度为90.9。
实施例5称取Y2O3100g，Gd2O342.20g，Eu2O38.20g，(NH4)2HPO492.30g，NH4VO354.50g，Na2CO310.40g，其余条件同实施例1，经检测即得到(Y1-x-yGdxEuy)(P1-zVz)O4红色荧光体，在147nm激发下相对发光强度为92.5。
实施例6称取Y2O3100g，Gd2O342.20g，Eu2O38.20g，(NH4)2HPO492.30g，V2O542.40g，Na2CO310.95g，Li3PO40.025g，KF0.008g，其余条件同实施例1，经检测即得到(Y1-x-yGdxEuy)(P1-zVz)O4红色荧光体，在147nm激发下相对发光强度为84.5。
实施例7称取Y2O3100g，Gd2O342.20g，Eu2O38.20g，(NH4)2HPO492.30g，V2O542.40g，Na2CO314.30g，其余条件同实施例1，经检测即得到(Y1-x-yGdxEuy)(P1-zVz)O4红色荧光体，在147nm激发下相对发光强度为90.9。
实施例8其它条件同实施例7，烧结炉温度为1350℃，恒温2小时，经检测即得到(Y1-x-yGdxEuy)(P1-zVz)O4红色荧光体，在147nm激发下相对发光强度为86.9。
实施例9、称取Y2O3100g，Gd2O342.20g，Eu2O38.20g，(NH4)2HPO4123.10g，V2O521.20g，Na2CO314.70g，其余条件同实施例1，经检测即得到(Y1-x-yGdxEuy)(P1-zVz)O4红色荧光体，在147nm激发下相对发光强度为57.3。
权利要求
1.一种高亮度高色纯度稀土钒磷酸钇钆铕红色荧光体，其特征是化学表达式为(Y1-x-yGdxEuy)(P1-zVz)O4式中0＜x≤0.9，0.01≤y≤0.4，0＜z≤0.9。
2.根据权利要求1所述的高亮度高色纯度稀土钒磷酸钇钆铕红色荧光体，其特征是其激活剂材料为含Eu3+的氧化物，浓度范围y为0.01-0.4mol。
3.根据权利要求2所述的高亮度高色纯度稀土钒磷酸钇钆铕红色荧光体，其特征是y最佳值为0.04mol，x最佳值为0.2mol。
4.根据权利要求2所述的高亮度高色纯度稀土钒磷酸钇钆铕红色荧光体的制备方法，其特征是包括如下步骤1)备料按本发明稀土钒磷酸钇钆铕红色荧光体化学表达式(Y1-x-yGdxEuy)(P1-zVz)O4计量比称取一定量99.99％纯度的Y2O3、Gd2O3、Eu2O3，以及分析纯度以上的(NH4)2HPO4、NH4VO3或V2O5和Na2CO3、K2CO3、Li3PO4、H3BO3、BaF2、KF中的1-3种。2)混料将上述原料装入球磨罐中，放入玛瑙球，球与原料的重量比为1∶1，球磨时间10小时以上，至原料磨均匀为止。3)烧成将上述混匀后的原料装入氧化铝坩埚中，加盖放入高温烧结炉中，原料放入后，高温烧结炉升至1200-1400℃，恒温2-3小时，停止升温，随炉降至室温将产物取出。4)后处理将得到的产物白色粉末破碎，装入球磨罐中，加入水和φ3mm玻璃球，粉料∶水∶球≈1∶1∶1，球磨2小时，把粉浆装入烧杯中，用2％(NH4)2CO3溶液搅拌2小时，而后用70-80℃热去离子水洗至中性，经400目过筛，抽滤后于烘箱中120℃烘干，将烘干的荧光粉再经260目过筛，得到本发明的红色荧光粉。
5.根据权利要求4所述的高亮度高色纯度稀土钒磷酸钇钆铕红色荧光体的制备方法，其特征是称取Y2O3100g，Eu2O36.50g，(NH4)2HPO485.30g，NH4VO332.40g，H3BO33.40g；将上述原料装入球磨罐中，放入玛瑙球，球与原料的重量比为1∶1，球磨时间10小时以上；将混匀的物料装入氧化铝坩埚内并放入高温烧结炉中，将烧结炉温度升到1250℃，恒温2小时，待炉温降至室温取出坩埚；将出炉物料破碎，装入球磨罐中，加入水和φ3mm玻璃球，粉料∶水∶球≈1∶1∶1，慢速球磨2小时，把粉浆装入烧杯中，用2-5％(NH4)2CO3溶液搅拌2小时，而后用70-80℃热去离子水洗至中性，经400目过筛，抽滤后于烘箱中120℃烘干，将烘干的荧光粉再经260目过筛，得到(Y1-xEux)(P1-yVy)O4红色荧光体。
6.根据权利要求4所述的高亮度高色纯度稀土钒磷酸钇钆铕红色荧光体的制备方法，其特征是称取Y2O3100g，Gd2O342.20g，Eu2O38.20g，(NH4)2HPO4100.00g，NH4VO354.50g，Na2CO310.70g；将上述原料装入球磨罐中，放入玛瑙球，球与原料的重量比为1∶1，球磨时间10小时以上；将混匀的物料装入氧化铝坩埚内并放入高温烧结炉中，将烧结炉温度升到1250℃，恒温2小时，待炉温降至室温取出坩埚；将出炉物料破碎，装入球磨罐中，加入水和φ3mm玻璃球，粉料∶水∶球≈1∶1∶1，慢速球磨2小时，把粉浆装入烧杯中，用2-5％(NH4)2CO3溶液搅拌2小时，而后用70-80℃热去离子水洗至中性，经400目过筛，抽滤后于烘箱中120℃烘干，将烘干的荧光粉再经260目过筛，得到(Y1-x-yGdxEuy)(P1-zVz)O4红色荧光体。
7.根据权利要求4所述的高亮度高色纯度稀土钒磷酸钇钆铕红色荧光体的制备方法，其特征是称取Y2O3100g，Gd2O343.98g，Eu2O314.90g，(NH4)2HPO496.10g，V2O544.10g，Na2CO315.00g；将上述原料装入球磨罐中，放入玛瑙球，球与原料的重量比为1∶1，球磨时间10小时以上；将混匀的物料装入氧化铝坩埚内并放入高温烧结炉中，将烧结炉温度升到1250℃，恒温2小时，待炉温降至室温取出坩埚；将出炉物料破碎，装入球磨罐中，加入水和φ3mm玻璃球，粉料∶水∶球≈1∶1∶1，慢速球磨2小时，把粉浆装入烧杯中，用2-5％(NH4)2CO3溶液搅拌2小时，而后用70-80℃热去离子水洗至中性，经400目过筛，抽滤后于烘箱中120℃烘干，将烘干的荧光粉再经260目过筛，得到(Y1-x-yGdxEuy)(P1-zVz)O4红色荧光体。
8.根据权利要求4所述的高亮度高色纯度稀土钒磷酸钇钆铕红色荧光体的制备方法，其特征是称取Y2O3100g，Gd2O342.20g，Eu2O38.20g，(NH4)2HPO492.30g，V2O542.40g，Na2CO310.95g，Li3PO40.025g，KF0.008g；将上述原料装入球磨罐中，放入玛瑙球，球与原料的重量比为1∶1，球磨时间10小时以上；将混匀的物料装入氧化铝坩埚内并放入高温烧结炉中，将烧结炉温度升到1250℃，恒温2小时，待炉温降至室温取出坩埚；将出炉物料破碎，装入球磨罐中，加入水和φ3mm玻璃球，粉料∶水∶球≈1∶1∶1，慢速球磨2小时，把粉浆装入烧杯中，用2-5％(NH4)2CO3溶液搅拌2小时，而后用70-80℃热去离子水洗至中性，经400目过筛，抽滤后于烘箱中120℃烘干，将烘干的荧光粉再经260目过筛，得到(Y1-x-yGdxEuy)(P1-zVz)O4红色荧光体。
9.根据权利要求4所述的高亮度高色纯度稀土钒磷酸钇钆铕红色荧光体的制备方法，其特征是称取Y2O3100g，Gd2O342.20g，Eu2O38.20g，(NH4)2HPO492.30g，V2O542.40g，Na2CO314.30g；将上述原料装入球磨罐中，放入玛瑙球，球与原料的重量比为1∶1，球磨时间10小时以上；将混匀的物料装入氧化铝坩埚内并放入高温烧结炉中，将烧结炉温度升到1350℃，恒温2小时，待炉温降至室温取出坩埚；将出炉物料破碎，装入球磨罐中，加入水和φ3mm玻璃球，粉料∶水∶球≈1∶1∶1，慢速球磨2小时，把粉浆装入烧杯中，用2-5％(NH4)2CO3溶液搅拌2小时，而后用70-80℃热去离子水洗至中性，经400目过筛，抽滤后于烘箱中120℃烘干，将烘干的荧光粉再经260目过筛，得到(Y1-x-yGdxEuy)(P1-zVz)O4红色荧光体。
全文摘要
本发明属于发光材料技术领域，是一种高色纯度稀土钒磷酸钇钆铕红色荧光体及其制造方法。本发明稀土钒磷酸钇钆铕红色荧光体的化学表达式为(Y
文档编号C09K11/83GK1546605SQ200310115899
公开日2004年11月17日 申请日期2003年12月5日 优先权日2003年12月5日
发明者谢宜华, 王晓君, 陈宝玖 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 中国科学院长春光学精密机械与物理研