[发明专利]一种Mn4+激活的白光LED用双钙钛矿红色荧光粉及制备方法

说明书

本发明提供了一种Mn⁴⁺激活的白光LED用双钙钛矿红色荧光粉及制备方法，所述的红色荧光粉的化学式为Y₂MgTi_1‑xO₆：xMn⁴⁺；其中，x为激活剂Mn⁴⁺的掺杂浓度，x的范围为0.0005≤x≤0.02。该方法通过溶胶‑凝胶法进行合成，原料为可溶性含钇化合物、含镁化合物、含猛化合物，钛酸正丁酯，乙醇或乙二醇，柠檬酸。本发明以四价锰离子作为激活剂，采用具有双钙钛矿结构的钇镁钛酸盐为基质材料，获得一种红色荧光粉Y₂MgTi_1‑xO₆：xMn⁴⁺(0.0005≤x≤0.02)，发出的红光发色稳定，流明效率高，耐湿、热性能优异。

技术领域

本发明无机光致发光材料领域，涉及白光LED用红色荧光粉，具体涉及一种Mn⁴⁺激活的白光LED用双钙钛矿红色荧光粉及制备方法。

背景技术

白光LED由于具有节能、环保、体积小、长寿命、响应速度快、全固态、抗震性及安全性能好等诸多优点而被广泛应用在照明和显示领域。

目前，商业化的白光LED器件的实现方式主要有两种：一种是在GaInN蓝光芯片上涂覆以Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺为代表的黄色荧光粉，利用荧光粉的黄光和芯片的蓝光而复合形成白光。这种器件的发光颜色随荧光粉厚度以及驱动电流的变化而变化，色彩还原性、发色稳定性差，发光较刺眼，显色指数低，对显示物体颜色高的场合无法使用。第二种是在近紫外(350～410nm)芯片上涂覆红、绿、蓝三基色荧光粉，调和荧光粉发出的三基色光而得到白光。相比于第一种，这种器件的显色效果只由荧光粉决定而受芯片的影响很小，因此其显色指数较好。

作为三基色荧光粉其中之一的红色荧光粉，目前主要有三价铕离子(Eu³⁺)激活的钼酸盐、硫氧化物，二价铕离子(Eu²⁺)激活的硫化物、氮化物，以及四价锰离子(Mn⁴⁺)激活的氟化物等几类。其中Eu³⁺激活的钼酸盐、硫氧化物荧光粉，由于其在近紫外光和蓝光区的吸收源于Eu³⁺离子的f-f跃迁，强度较弱，使得这类荧光粉发光亮度较低。Eu²⁺激活的硫化物荧光粉，其耐湿、热性能较差，无法满足应用要求。Eu²⁺激活的氮化物荧光粉，如Ca(Sr，Ba)₂Si₅N₈:Eu²⁺、CaAlSiN₃:Eu²⁺等，具有良好的发光强度和热、湿稳定性，但是不易制备，需要高温(1600℃以上)、高压等苛刻条件。近年来，四价锰离子(Mn⁴⁺)激活的氟化物荧光粉，如K₂TiF₆:Mn⁴⁺、K₂SiF₆:Mn⁴⁺、Na₂TiF₆:Mn⁴⁺、Cs₂GeF₆:Mn⁴⁺、Cs₂SnF₆:Mn⁴⁺等，由于具有量子效率高、无自吸收、窄带发射、色纯度高、热稳定性优异等优点，被广泛研究。然而，这类荧光粉存在两个明显的问题：一是氟化物的耐湿性能很差，二是制备过程中需要使用对环境有害的氢氟酸。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种Mn⁴⁺激活的白光LED用双钙钛矿红色荧光粉及制备方法，解决现有技术中白光LED用红色荧光粉发出的红光发色不稳定，流明效率低及其环境耐受程度低的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案予以实现：