[发明专利]一种钒酸盐单基质黄色荧光粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钒酸盐单基质黄色荧光粉材料的发光及其制备方法，该荧光粉适用于发光二极管、显示器、白光LED、生物探针、纳米光电器件，属于发光材料技术领域。

背景技术

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，1996年出现了用蓝色LED芯片与荧光粉((Y, Gd)₃Al₅O₁₂: Ce³⁺)组合而成的白光LED，被认为是人类照明历史上继白炽灯、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。

采用荧光粉产生白光有三种方法：蓝光LED芯片配合黄色荧光粉；蓝光LED配合红色和绿色荧光粉；UV-LED芯片配合红、蓝、绿色三基色荧光粉。目前商业化的主要是蓝色LED芯片与YAG: Ce³⁺荧光粉的黄光组合而成的单芯片型白光LED，但YAG:Ce³⁺荧光粉的知识产权为日本Nichia公司所有。为了规避专利，各国研究者纷纷致力于开发新型的荧光粉材料；同时，许多从YAG:Ce³⁺衍生而来的黄色荧光粉材料也应运而生，其中最具代表性的就是Osram的 FAG: Ce³⁺及有研稀土开发的黄色荧光粉材料。

钒酸盐作为无机荧光材料越来越受到人们的关注，它具有很好的化学稳定性和热稳定性，同时也是具有高发光效率的荧光合成材料，且有较高的结晶性和可见光透过性，是一种比较优良的发光材料，因此具有非常广泛的应用。目前钒酸盐荧光材料多为稀土掺杂材料，例如：Yb: YVO₄、Yb: GdVO₄、YVO₄: Ce³⁺、YVO: Ga³⁺和M₃(VO₄)₂: Eu (M=Mg, Ca, Sr, Ba)。但单基质的钒酸盐黄色荧光粉材料却少有报导。

发明内容

本发明的目的是提供一种发光性能好，稳定性高，显色性好的钒酸盐单基质黄色荧光粉，且制备工艺简单，操作安全、方便，生产条件容易控制，能有效节省能源，降低成本的钒酸盐单基质黄色荧光粉的制备方法。

实现本发明目的的技术方案是提供一种钒酸盐单基质黄色荧光粉，它的化学通式为Zn_2-2xM^II_2xV₂O₇；式中，M^II为碱土金属离子钙离子Ca²⁺，锶离子Sr²⁺，钡离子Ba²⁺中的一种或多种；0.0001≤x≤1。

一种钒酸盐单基质黄色荧光粉的制备方法，步骤如下：

（1）按化学式Zn_2-2xM^II_2xV₂O₇中的原子摩尔比例，以含有锌离子Zn²⁺、碱土金属离子M^II、钒离子V⁵⁺的化合物为原料，研磨并混合均匀；式中，M^II为碱土金属离子钙离子Ca²⁺，锶离子Sr²⁺，钡离子Ba²⁺中的一种或多种，0.0001≤x≤1；

（2）步骤（1）得到的混合物预煅烧一次或多次，预煅烧温度为200～500℃，预煅烧时间为1～10小时；

（3）混合物自然冷却后，研磨并混合均匀，在空气气氛中煅烧，煅烧温度为600～800℃，煅烧时间为1～10小时，得到一种钒酸盐单基质黄色荧光粉。

所述的含有锌离子Zn²⁺的化合物为锌Zn²⁺的氧化物、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐、草酸盐中的一种或多种组合。

所述的含有碱土金属离子M^II的化合物，包括：M^II的氧化物、碳酸盐、氢氧化物、硝酸盐、草酸盐、硫酸盐、有机络合物中的一种或它们的组合。

所述的含有钡离子Ba²⁺的化合物为钡Ba²⁺的氧化物、硝酸盐、碳酸盐、硫酸盐中一种或它们的组合。