[发明专利]一种钒酸盐红色荧光粉、制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明属无机发光材料技术领域，涉及一种钒酸盐，特别涉及一种铕离子Eu³⁺激活的钒酸盐红色荧光粉、制备方法及应用。

背景技术

钒酸盐基质可以很好地容纳掺杂的稀土离子，其晶格中的VO₄基团在紫外区域具有良好的吸收，作为稀土离子激活的材料可以通过有效的能量传递把基质吸收的能量传递给稀土离子，得到稀土离子的发光。以YVO₄:Eu³⁺为代表的三价铕离子激活的钒酸盐红色发光粉是一种优良荧光材料，广泛使用于高压汞灯、等离子平板显示PDP、阴极射线管CRT以及医疗闪烁材料。随着现代科技的发展，荧光粉的应用领域也越来越多，传统的钒酸盐红色荧光粉如YVO₄:Eu³⁺已不能适应需要。例如，由于在近紫外和蓝色区域的激发效率很低，使之在当今迅速发展的白光LED照明中作为红色发光粉已经不能满足需要。

20世纪九十年代，随着高亮度GaN蓝色二极管LED在技术上的突破，白光LED成了人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一次技术突破，是21世纪最具有发展前景的高技术之一。目前，商业化的主要是蓝色LED芯片与Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺荧光粉的黄光组合而成的单芯片型白光LED，但是，该产品存在自身的缺陷，如由于缺少红光而导致显色性不好，解决办法是可以在其中加入红色荧光粉获得高的显色指数。另外一种制备白光LED的方法是利用近紫外LED芯片配合红、蓝、绿色三基色荧光粉的方式，它具有更广阔的应用前景。这是因为该方式可得到很高的显色性能，色温是在2500～10000K范围之内可任意匹配。

三价铕离子Eu³⁺激活的钒酸盐红色荧光粉如YVO₄:Eu³⁺虽然在紫外区域有很好的光吸收并可以实现有效的红发光，但是，在近紫外区域吸收效率很低，很难与近紫外和蓝光LED芯片匹配，不能满足作为白光LED照明红色荧光粉基本要求。

Eu³⁺离子激活的钒酸盐是氧化物发光材料中重要的一类，其开发和应用日益受到人们的重视，研究和利用最多的是稀土钒酸盐，例如中国发明专利CN1563269“纳米钒酸钇铕荧光粉的制备方法”公开了纳米钒酸钇铕荧光粉的制备方法；中国发明专利CN101591540“一种稀土钒酸盐LaVO₄:Eu红色荧光粉的制备方法”公开了一种稀土钒酸盐LaVO₄:Eu红色荧光粉的制备方法。

还有一些钒酸盐红色荧光粉是基于YVO₄中阳离子钇Y³⁺的替换，例如中国发明专利CN102191060A“一种钒酸盐荧光粉及其制备方法”公开了一种钒酸盐荧光粉，结构式为(Y_1-x,M_x)VO₄，x值为0.001≤x≤0.10，M为稀土元素；中国发明专利CN101157858“一种高发光率红光荧光粉及其制备方法”公开了一种高发光率红光荧光粉，化学式是YVO₄:Eu³⁺,Li⁺；也有一些钒酸盐红色荧光粉是基于YVO₄之中阴离子钒V⁵⁺的替换，例如中国发明专利CN101302427“一种稀土钒磷酸盐红色荧光粉及其制备方法”公开了一种稀土钒磷酸盐红色荧光粉及其制备方法，结构式为GdP_XV_1-XO₄:5mol%Eu³⁺，X为0.1、0.5或0.9；中国发明专利CN101381603“一种钒酸钇掺杂铟的白色荧光粉及其制备方法和应用”公开了一种钒酸钇掺杂铟的荧光粉，组成通式为Y_1-XIn_XVO₄，所述X为激活剂铟的摩尔比值；中国发明专利CN1528857 “一种制备高效红色小颗粒荧光粉的方法”公开了一种制备高效红色小颗粒荧光粉方法，化学式为Y_1-xP_1-yV_yO₄:xEu³⁺，其中x=0.06-0.15，y=0.2-0.8。