[发明专利]一种LED用红色荧光粉的制备方法

说明书

技术领域

本发明采用了化学合成反应直接制备LED用Mn⁴⁺离子掺杂氟化物的红色荧光粉，属于功能材料制备领域。

背景技术

随着科学技术的发展，当今社会越来越追求节能环保的能源材料。近几年白光LED照明领域已经开始受到人们的日益重视，主要是由于其采用了具有能量存储功能强、寿命长以及环境友好型材料。目前，成熟的白光LED器件主要是通过蓝光芯片结合YAG:Ce³⁺黄色荧光粉来制备，然而由于在发射光谱中缺少红色组分，人们很难制备出具有高显指、低色温的暖白光LED器件。

为了能够实现从LED器件中获得暖白光，许多科研工作者投入到红色荧光粉的研发工作中。目前，比较成熟的红色荧光粉主要有稀土掺杂氮化物粉体(如CaAlSiN₃:Eu²⁺)。这种材料尽管已经开始商业化，然而依旧存在几个明显的缺陷：(1)发射带比较宽，发射峰主要位于>650nm的位置，人眼不够敏感；(2)吸收峰位于200～650nm范围，会产生明显的重吸收现象从而导致效率降低；(3)需要高温制备样品，成本高等。因此，人们开始慢慢关注具有窄带宽的吸收和发射谱，高量子产率和低成本等特征的红色荧光粉的研究。

目前Mn4+离子掺杂氟化物荧光粉被认为是一种理想的红色荧光粉，由于Mn⁴⁺的能级结构特征使得这种材料具有宽的激发谱和窄的发射谱，其独特的光谱特征非常符合理想的红色荧光粉的要求。然而，由于Mn离子的化学价态比较多(+7，+5，+4,+3，+2)，因此合成Mn⁴⁺掺杂的氟化物粉体的技术难度比较大。

发明内容

本发明的目的在于采用化学合成工艺直接制备出Mn⁴⁺离子掺杂氟化物的红色荧光粉，这种荧光粉的量子效率高。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明涉及一种LED用红色荧光粉的制备方法，其包括如下步骤：

制备K₂MnF₆粉体；

将所述K₂MnF₆粉体溶于HF水溶液中后，加入AO₂粉体或H₂AF₆溶液搅拌再加入KHF₂粉体或KF粉体，反应后得到黄色沉淀，即为LED用红色荧光粉。

作为优选方案，所述K₂MnF₆粉体的制备方法为：将KHF₂粉体溶于HF水溶液中，搅拌混合均匀后加入KMnO₄粉体，再次搅拌混合均匀后冷却至冰点温度，加入H₂O₂水溶液，直至当反应物溶液颜色变为棕黄色即得到四价态K₂MnF₆悬浊液，将所述K₂MnF₆悬浊液进行抽滤、洗涤、烘干后，得到K₂MnF₆粉体。

作为优选方案，所述KHF₂粉体和KMnO₄粉体的质量比为20:1～2:1。

作为优选方案，所述AO₂粉体、K₂MnF₆粉体、KHF₂粉体或KF粉体的质量比为4：(1～3)：(8～12)。

作为优选方案，所述H₂AF₆溶液、K₂MnF₆粉体、KHF₂粉体或KF粉体的质量比为(35～45)：1：(5～8)。

作为优选方案，所述AO₂为能够溶于氢氟酸溶液的第IVA族，第IVB族以及镧系稀土元素的正四价氧化物。

作为优选方案，所述H₂AF₆为第IVA族，第IVB族以及镧系稀土元素的正四价氟化物酸性溶液。

作为优选方案，所述AO₂为SiO₂、TiO₂、GeO₂、SnO₂、CeO₂中的一种。