[发明专利]一种Mn2+

说明书

本发明公开了一种Mn²⁺离子掺杂的硅酸盐红色荧光粉、制备方法及应用。荧光粉的化学通式为Na₂Mg_5(1‑x)Si₁₂O₃₀:5xMn²⁺，其中，x为Mn²⁺掺杂的摩尔比，0.001≤x≤0.2，采用高温固相合成法制得。本发明制备得到的荧光材料在紫外、近紫外或蓝光等激发光源激发时，能发射波长范围在520～750纳米的红色荧光，激发光谱范围较宽，且在355纳米及420纳米处有强吸收，与商业紫外‑蓝光芯片完美吻合。本发明提供的Mn²⁺离子掺杂的硅酸盐红色荧光粉，生产成本低，是一种发光性能好的红色荧光材料，可应用于制造紫外‑蓝光激发的白光LED荧光粉。

技术领域

本发明涉及一种Mn²⁺掺杂的硅酸盐红色荧光粉材料、制备方法及应用，属于固体荧光材料技术领域。

背景技术

发光二极管（LED），因其具有寿命长、能量转换效率高、稳定性良好、价格低廉等优点，已经被公认为是具有高性能和长期稳定性的高效技术之一。目前，商业化的白光LED是由蓝光InGaN芯片与黄色荧光粉YAG：Ce³⁺组合而成，通过荧光粉YAG：Ce³⁺吸收芯片发出的部分蓝光（440-460纳米）后发射出黄色荧光（490-550纳米），并与未吸收的蓝光混合形成白光。然而，在实际应用中，由于缺少红光成分，导致器件显色指数（CRI）低、相关色温（CCT）高，难以满足室内照明以及宽色域液晶显示（LCD）背光源的要求。为了避免上述缺点，迫切需要开发新型的发光性能好的红色荧光粉。

目前商用的红色荧光粉主要是Eu²⁺掺杂的氮化物，例如Sr₂Si₅N₈:Eu²⁺（参见文献：Van Duong Luong et al., Preparation of Sr₂Si₅N₈:Eu²⁺ for white light-emittingdiodes by multi-step heat treatment, Journal of Alloys and Compounds, 509,7525-7528）或CaAlSiN₃:Eu²⁺（参见文献：Hyo Sung Kim et al., Luminescenceproperties of CaAlSiN₃:Eu²⁺ phosphor prepared by direct-nitriding method usingfine metal hydride powders, Journal of Alloys and Compounds, 633, 97-103）等。Eu²⁺掺杂的氮化物红色荧光粉具有物理化学性质稳定，热稳定性好，发光效率高等优点。但是发射光谱过宽，与绿、黄色荧光粉混合时易发生再吸收的现象，且发射峰部分超过人眼敏感区域，降低器件的辐射流明效率，除此以外，氮化物荧光粉的制备条件过于苛刻，原料昂贵，生产成本较高，从而限制了氮化物荧光粉的广泛应用。近几年，稀土离子掺杂的红色荧光粉被广泛地报道，如Eu³⁺，Sm³⁺。但是稀土离子的资源短缺，价格昂贵，使用上受到极大的限制。