专利名称：一种荧光粉的制备方法
技术领域：
本发明属于荧光粉的制备方法，特别属于LaP04:Ce，Tb荧光粉的制备方法。
背景技术：
荧光粉是一种无机发光材料，它在外界能量的激发下可以发出各种颜色的光，因 此可用于多种照明和显示，如普通荧光灯，冷阴极荧光灯，普通阴极射线电视，等离子显示， 场发射显示等。根据激发能量的不同，可应用于不同的领域，如紫外线激发的荧光粉用于荧 光灯，等离子体显示；阴极射线激发的荧光粉用于普通电视机，场发射显示；蓝光或近紫外 线激发的荧光粉用于白光发光二极管等。荧光粉的开发利用大约有近百年的历史，但现在使用的大多数荧光粉还是30多 年前发现的，如灯用三基色荧光粉(Y2O3 = Eu红粉，CeMgAl11O19 = Tb绿粉，LaPO4:Ce, Tb绿粉， BaMgAl10O17 Eu 蓝粉)，等离子体荧光粉((Y，Gd) BO3 Eu 红粉，ZnSiO4 Mn 绿粉，BaMgAlltlO17 Eu 蓝粉)，白光发光二极管用荧光粉((Y，Gd) 3 (Al，Ga) 5012 Ce黄粉，(Ba，Sr) SiO4: Eu绿粉)，目 前制备荧光粉的方法很多，主要分为固相法和软化学方法。固相法为高温固相反应法，软化 学方法有多种方法，主要有溶液沉淀法(共沉淀或均相沉淀)，溶胶-凝胶法，气相法(喷雾 热解法)，燃烧合成法等。高温固相反应法工艺简单，容易放大，为工业上主要生产荧光粉的 方法，该法的缺点是易形成团聚体，难以生产细颗粒，容易产生杂相和杂质，粒度分布较宽。 溶液沉淀法化学均勻性好，可以得到小粒度的荧光粉，但还需要一个高温结晶和晶粒长大 的过程，才能得到发光良好的荧光粉。
发明内容
本发明的目的是提供一种LaP04:Ce，Tb绿色荧光粉的制备方法。特备是控制上述 荧光粉粒度大小和颗粒形貌的制备方法。本发明解决技术问题的技术方案为一种荧光粉的制备方法以市售LaP04:Ce， Tb前驱体为原料，加入助熔剂，然后研细并混合均勻，在还原性气氛中加热至900-1100°C， 保温，冷却至室温后取出，将烧结块置于80°C的水中搅拌至烧结块粉碎并分散于水中，洗涤 到溶液电导率小于10 μ S/cm，然后过滤烘干即可，LaP04:Ce, Tb前驱体与助熔剂的重量比 1 0. 01-0. 2。所述的助熔剂可以是碱金属、碱土金属盐、极性氧化物一种或数种的混合物，如卤 化物，碳酸盐，硼酸盐(NaPO3)，磷酸盐，硅酸盐，H3BO3, B2O3，P2O5，GeO2, Li3PO4, LiF, Li2CO30优选的助熔剂为NaP03、Η3Β03。当以NaPO3为助熔剂，得到中心粒径为3. 9-7 μ m的荧光粉，颗粒为多面体形貌；上 述形貌的荧光粉特别适用于荧光反射型发光器件，如等离子体显示。当以H3BO3为助熔剂，得到中心粒径为4. 4-6. 2μπι的荧光粉，颗粒为球形形貌，上 述形貌的荧光粉特别适用于荧光穿透型发光器件，如荧光灯，白光发光二极管等。本着上述目的，分别以NaPO3 (代表盐类助熔剂)和H3BO3 (代表极性氧化物)为助熔剂制备了 LaP04:Ce，Tb荧光粉，同时还采用了以NaPO3或H3BO3为主，组合其它助熔剂如 Li3PO4, LiF, Li2CO3 等。助熔剂法是生长单晶的主要方法，而荧光粉是多晶粉末，需要晶粒结晶良好，尽管 工业上生产荧光粉时会加入少量助熔剂，但只是利用助熔剂来降低固相反应温度和促进结 晶。本发明采用助熔剂法制备荧光粉不仅降低固相反应温度和促进结晶，更主要的是控制 荧光粉的粒径大小，获得细粒径荧光粉，同时控制荧光粉的形貌，以满足不同的应用。本发明与现有技术相比，以助熔剂作为介质，通过对合成荧光粉的反应物的传质， 形成荧光粉组成化合物并不断长大成晶粒。通过洗涤荧光粉晶粒除去助熔剂，从而得到纯 净的荧光粉颗粒；通过采用不同类型的助熔剂来获得不同形貌的荧光粉颗粒，如多面体形 貌和球形形貌；通过增加或减小助熔剂的用量来得到不同粒度大小的荧光粉，由此可得到 细颗粒荧光粉。
图1是LaPO4: Ce，Tb荧光粉中心粒径随助熔剂NaPO3相对于荧光粉质量的加入量 的变化。图2是LaP04:Ce，Tb荧光粉中心粒径随助熔剂H3BO3相对于荧光粉质量的加入量 的变化。图3是LaP04:Ce，Tb荧光粉的放大10000倍的扫描电镜照片，以NaPO3为助熔剂， 加入量为相对于荧光粉质量的10%，制备温度为1100°C。图4是LaP04:Ce，Tb荧光粉的放大20000倍的扫描电镜照片，以10% H3BO3+1 % Li3PO4S助熔剂，制备温度为1100°C。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作详细的说明。实施例1 分别称取12克LaPO4: Ce，Tb前驱体，每12克前驱体分别加入0. 12克，0. 6克，1. 2 克，1. 7克，2. 4克NaPO3助熔剂，分别在玛瑙研钵研细并混合均勻，在弱CO还原性气氛加热 至900°C，保温2小冷却至室温后，将烧结块置于80°C的热水中搅拌至烧结块粉碎并分散于 水中，经数次洗涤至洗涤液电导率小于10μ S/cm，然后过滤、120°C烘干即得样品。实施例2 除加热温度为1000°C外，其余与实施例1相同。实施例3 除加热温度为1100°C外，其余与实施例1相同。实施例1-3的结果如图1所示荧光粉的中心粒径为3. 9 μ m至7 μ m。在同一烧结温度下，中心粒径随助熔剂的 用量增加开始减小，随后又逐渐增加；当NaPO3助熔剂的用量为荧光粉的10%时，烧结温度 为1000°C可以得到中心粒径为4μ m左右的LaP04:Ce，Tb荧光粉。该荧光粉的扫描电镜照 片如图3所示，颗粒为多面体形貌。实施例4
分别称取12克LaPO4: Ce，Tb前驱体，每12克前驱体分别加入0. 12克，0. 6克，1. 2 克，1. 7克，2. 4克H3BO3助熔剂，分别在玛瑙研钵研细并混合均勻，在弱CO还原性气氛加热 至900°C，保温2小时，冷却至室温后，将烧结块置于80°C的热水中搅拌至烧结块粉碎并分 散于水中，经多次洗涤至洗涤液电导率小于10 μ S/cm，然后过滤、120°C烘干即得样品。样品 中心粒径为4. 4 μ m至6. 2 μ m，颗粒形貌为球形。实施例5 除加热温度为1000°C外，其余与实施例1相同。实施例6 除加热温度为1100°C外，其余与实施例1相同。实施例4-6的结果如图2所示颗粒为中心粒径为4. 4-6. 2 μ m的荧光粉；在同一 烧结温度下，中心粒径随助熔剂的用量增加开始减小，随后又逐渐增加。实施例7 称取12克LaPO4:Ce，Tb前驱体，加入1. 2克H3BO3和0. 12克Li3PO4助熔剂，在玛 瑙研钵研细并混合均勻，在弱CO还原性气氛加热至iioo°c，保温2小时，冷却至室温后，将 烧结块置于80°c的热水中搅拌至烧结块粉碎并分散于水中，经数次洗涤至洗涤液电导率小 于lOyS/cm，然后过滤、120°C烘干即得样品。如图4所示样品中心粒径为3. 8 μ m，颗粒形 貌为类球形。
权利要求
一种荧光粉的制备方法，其特征在于以市售LaPO4:Ce，Tb前驱体为原料，加入助熔剂，然后研细并混合均匀，在还原性气氛中加热至900-1100℃，保温，冷却至室温后取出，将烧结块置于80℃的水中搅拌至烧结块粉碎并分散于水中，洗涤到溶液电导率小于10μS/cm，然后过滤烘干即可，LaPO4:Ce，Tb前驱体与助熔剂的重量比1∶0.01-0.2。
2.根据权利要求1所述的一种荧光粉的制备方法，其特征在于所述的助熔剂可以是 碱金属、碱土金属盐、极性氧化物一种或数种的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种荧光粉的制备方法，其特征在于所述的助熔剂为 NaPO3、H3BO3。
4.权利要求1所述的荧光粉在荧光反射型发光器件、荧光穿透型发光器件的应用。
全文摘要
本发明公开了一种荧光粉的制备方法，以市售LaPO4∶Ce，Tb前驱体为原料，加入助熔剂，然后研细并混合均匀，在还原性气氛中加热至900-1100℃，保温，冷却至室温后取出，将烧结块置于80℃的水中搅拌至烧结块粉碎并分散于水中，洗涤到溶液电导率小于10μS/cm，然后过滤烘干即可，LaPO4∶Ce，Tb前驱体与助熔剂的重量比1∶0.01-0.2。本发明与现有技术相比，通过采用不同类型的助熔剂来获得不同形貌的荧光粉颗粒，如多面体形貌和球形形貌；通过增加或减小助熔剂的用量来得到不同粒度大小的荧光粉，由此可得到细颗粒荧光粉。
文档编号C09K11/81GK101818066SQ20101017417
公开日2010年9月1日 申请日期2010年4月30日 优先权日2010年4月30日
发明者曾小青 申请人:芜湖旭普荧光材料科技有限公司