[发明专利]一种二价锰离子激活荧光粉的制备方法及应用

说明书

本发明提供了一种二价锰离子激活荧光粉的制备方法及应用。本发明方法，以碱金属碳酸盐、氧化锌或氧化镁、二氧化锰、磷酸二氢铵为原料，按化学计量比称取后充分研磨，置于马弗炉中经低温初次预烧、高温二次煅烧，利用基质化合物具有的特殊刚性的三维网状结构在非还原性气氛下实现四价锰离子到二价锰离子的自还原，并得到无机磷酸盐红色和黄色荧光粉；可用于暖白光LED的红色和黄色荧光粉的应用。本发明方法通过在空气条件下直接煅烧，实现四价锰离子到二价锰离子的自还原，原料简单易得，成本低廉，制作工艺简单，同时制备得到的红色和黄色荧光粉不会在高温环境下被氧化，色度坐标不会偏移，是一种利用锰离子自还原得到二价锰激活荧光粉的方法。

技术领域

本发明涉及荧光粉技术领域，具体而言，涉及一种二价锰离子激活荧光粉的制备方法及应用。

背景技术

光致发光是指物体依赖外界光源进行照射，并获得能量，从而激发发光材料导致发光的现象，紫外光、可见光以及红外辐射均可以引发光致发光。第四代绿色照明光源LED(光致发光二极管)，就是利用光致发光的原理制成的(徐舒瑢，苏勉曾，《发光学与发光材料》，化学工业出版社， 2004)。

目前，主要是通过三基色LED混色法以及光转换法以得到白光LED，其中，光转换白光LED是现阶段国际上白光照明的主流方案，而实现白光转换的关键技术之一就是高效广转换材料的合成(X.Q.Piao,T.Horikawa, H.Hanzawa,et al.,Appl.Phys.Lett.88(2007)161908)。

已有现有技术证明二价锰离子可以作为激活离子，从而制备光致发光材料，并能够发射多种波长的光(参阅文献：J.C.Zhang,L.Z.Zhao,Y. Z.Long,et al.,Chem.Mater.27(2015)7481)。然而，现有技术中，二价锰离子激活的荧光粉的制备，均需要在还原性气氛下进行(D. Haranath,S.Mishra,S.Yadav,et al.,Appl.Phys.Lett.101(2012) 221905)。而还原气氛下制备的荧光粉会在长期使用过程中，由于高温氧化而导致色度坐标偏移(JongSeong Bae Won and Jung Hyun Jeon,Appl. Phys.B.95(2009)715)。因此，能够在非还原气氛下制备出二价锰离子激活的荧光粉，不仅能够降低制备成本，还能够进一步提高荧光粉在高温以及氧化条件下的使用效果。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种二价锰离子激活荧光粉的制备方法，所述方法在非还原气氛下反应即能够制得荧光粉，并通过在空气条件下直接煅烧，实现四价锰离子到二价锰离子的自还原，并得到具有二价锰离子的激活荧光粉，从而解决了现有技术中荧光粉制备必须在还原性气氛中进行，反应操作复杂且成本高，同时所制得的荧光材料易于高温氧化等的技术问题。本发明方法具有制备方法便捷，所制得的荧光粉发光性能好、耐高温氧化优点。

本发明的第二目的在于提供一种由本发明所述方法制备的荧光粉，本发明荧光粉具有发光性能好，且荧光粉不会在高温环境下被氧化，色度坐标不会偏移等优点。

本发明的第三目的在于提供一种所述的荧光粉的用途，本发明荧光粉具有良好的发光性能，因而能够作为红色和黄色荧光粉而用于暖白光LED 光致发光器件中。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种二价锰离子激活荧光粉的制备方法，所述方法包括如下步骤：将碱金属碳酸盐，氧化锌或氧化镁，二氧化锰和磷酸二氢铵混合后加热并保温反应；然后，待反应体系冷却后，将产物研磨均匀，并再次加热并保温烧结反应，待反应体系冷却后，即得所述二价锰离子激活荧光粉；

其中，所述保温反应以及保温烧结反应都是在非还原气氛下进行的。

可选的，本发明中，所述碱金属碳酸盐为碳酸钠或碳酸锂。