[发明专利]一种具有同质核壳结构的四价锰掺杂氟化物红色荧光材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有同质核壳结构的四价锰掺杂氟化物红色荧光材料及其制备方法，该荧光材料的化学式为Ksubgt;2/subgt;Tasubgt;1‑x/subgt;Insubgt;x/subgt;Fsubgt;7/subgt;:ymol％Mnsupgt;4+/supgt;@Ksubgt;2/subgt;Tasubgt;1‑x/subgt;Insubgt;x/subgt;Fsubgt;7/subgt;，其中0x≤5，0y≤8，其发光中心为过渡金属Mnsupgt;4+/supgt;离子。本发明以具有非对称八面体结构的Ksubgt;2/subgt;TaFsubgt;7/subgt;为基质，Mnsupgt;4+/supgt;为发光中心，通过引入Insupgt;3+/supgt;取代基质中的Tasupgt;5+/supgt;，合成了一系列无壳Ksubgt;2/subgt;Tasubgt;1‑x/subgt;Insubgt;x/subgt;Fsubgt;7/subgt;:ymol％Mnsupgt;4+/supgt;红色荧光材料。该同质核壳结构的红色荧光材料具有发射效率高、色纯度高及良好的耐水性，在商用蓝光LED芯片激发下具有优异的红色发光性能，是一种潜在的、可应用于暖白光LED器照明和显示领域的高色纯度的的红色荧光粉。

技术领域

本发明属于固体发光材料技术领域，具体涉及一种应用于暖白光LED器件照明和显示领域的具有同质核壳结构的Mn⁴⁺掺杂氟化物红色荧光材料及其制备方法。

背景技术

暖白光LED(WLED)作为煤气灯、白炽灯、荧光灯等类型的第四代光源，具有亮度高，使用寿命长，材料硬度高，环境友好等优点，最重要的是，相较于其他照明器件，WLED可以节省大量能源。实现白光的一般方法是用蓝色LED芯片激发YAG:Ce³⁺黄色荧光粉，该方法易操作且获得的WLED有良好的发光效率、优异的耐用性、高效率和环境友好性，取得了广泛的商业应用。但YAG:Ce³⁺光谱中缺乏红光成分，使这种WLED表现出低显色指数和高色温，通过添加合适的红色荧光粉可以解决这一问题。以往红色荧光粉的研究主要集中在稀土掺杂红色荧光粉体系上，特别是掺杂Eu²⁺的氮化物，如CaAlSiN₃:Eu²⁺and Sr₂Si₅N₈:Eu²⁺。但这种荧光粉的吸收延伸到绿波长区域，蓝光区域吸收不强；宽带发射，部分发射光波长超过700nm，甚至超过了人眼的长波灵敏度极限，这限制了WLED的最大发光效率，造成能量损失。因此依旧需要探索一种在蓝光区能表现出良好荧光性能且稳定高效的红色荧光粉。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中的荧光粉显色指数低、发光效率较低、成本高、掺Mn⁴⁺氟化物耐水性差的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种具有同质核壳结构的Mn⁴⁺掺杂氟化物红色荧光材料，该荧光材料的化学式为K₂Ta_1-xIn_xF₇:ymol％Mn⁴⁺@K₂Ta_1-xIn_xF₇，其中0x≤5，0y≤8，其发光中心为过渡金属离子Mn⁴⁺。

本发明还提供了上述基于同质核壳结构的Mn⁴⁺掺杂氟化物红色荧光材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将KHF₂、K₂MnO₇溶解在装有HF的塑料烧杯中，在冰水浴(0～10℃)超声的条件下，滴入H₂O₂，充分反应后可获得黄色沉淀K₂MnF₆，用乙醇洗涤并放入烘箱中烘干；