[发明专利]一种四价锰离子掺杂的铵盐红光材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及发光材料，特别是涉及一种能用于白光LED的红光材料；具体涉及一种激发波长位于蓝光区域，发射波长位于红光区域的氟钛酸铵盐发光材料及其制备方法。

背景技术

白光LED因其显著的节能效果，日益受到人们的青睐。日前白光LED市场上的主导产品是由黄色荧光粉YAG:Ce与蓝光LED封装而成的双色白光LED，由于此类白光LED光谱中缺少红光成分，使其色温偏高，显色指数偏低，无法满足室内照明要求。

在黄色荧光粉YAG:Ce中混入能同样被蓝光芯片激发的红光成份，能有效提高提高白光LED显色指数。目前能达到商业化应用要求的双色WLED用红光材料普遍采用二价铕掺杂的氮化物体系，如Sr_2‐x‐yBa_xCa_ySi₅N₈:Eu²⁺，其基质稳定性高、吸收带宽、色纯度高、发光效率高、温度猝灭不明显，能有效优化双色WLED的显色指数与色温，在465nm激发下的量子效率达到80％，发光强度在150℃只降低百分之几[X.Q.Piao,T.Horikawa,H.Hanzawa,K.Machida,“Characterization and luminescence properties of Sr₂Si₅N₈:Eu²⁺phosphor for white light‐emitting‐diode illumination”,Appl.Phys.Lett.88(2006)161908.Y.Q.Li,De With G,H.T.Hintzen,“The effect of replacement of Sr by Ca on the structural and luminescence properties of the red‐emitting Sr₂Si₅N₈:Eu²⁺LED conversion phosphor”,J.Solid State Chem.181(2008)515‐524.]。由于用于制备该体系红光材料的碱土氮化物、氮化硅等原料非常昂贵，且混料与制备的全过程需避水避氧，使得氮化物红光材料的价格高昂。

近年来开发的四价锰掺的铝酸盐研究者们的极大兴趣，如在1550℃烧结得到的红光材料CaMg₂Al₁₆O₂₇:Mn⁴⁺，[B.Wang,Ha.Lin,J.Xu,H.Chen,Y.S.Wang,“CaMg₂Al₁₆O₂₇:Mn⁴⁺‐based red phosphor:a potential color converter for high‐powered warm W‐LED”,ACS Appl.Mater.Interfaces,DOI:10.1021/am507316b.]，因其激发光谱位于蓝光区域，而发射出650nm的红光。从涂LED管实验发现，不加该红光材料的双基色白光LED的色温为6674K、显色指数为70.0，为冷白光，无法用于室内照明，当加了红光材料CaMg₂Al₁₆O₂₇:Mn⁴⁺，得到的白光LED的色温为3896K、显色指数为85.5，为暖白光。由此可见，在YAG‐GaN LED中加 入红光材料CaMg₂Al₁₆O₂₇:Mn⁴⁺，能有效补充了LED中的红光成份，从而提高白光LED的显色指数，得到低色温高显色的暖白光。但此类红光材料的烧结温度高达1500℃以上，工业生产时耗能且对合成设备有较高的要求。(NH₄)₂TiF₆:Mn⁴⁺。