[发明专利]一种Mn(IV)激活的氟氧化物红色荧光粉及其制备方法

说明书

本发明公开了一种Mn(IV)激活的氟氧化物红色荧光粉及其制备方法，该荧光粉用通式A_2‑xB_x(MoO₂F₄)H₂O:Mn⁴⁺_y表示的材料组成，式中A、B各自独立的代表Na、K、Cs或Rb，且A、B不相同，x的取值为0～1，y的取值为0.03～0.16，其是将K₂MnF₆和MoO₃、A_2‑xHF₂、B_xHF₂的混合物在密闭条件下100～180℃保温12～24小时制备而成。本发明制备过程原料容易混合均匀，无氢氟酸，无污染，工艺过程简单，激活剂含量可控，且所制备的荧光粉发光强度高、粉体粒度可控、发光性能良好，适合白光LED照明器件和背光源等对发光材料要求较高的领域。

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，具体涉及一种Mn(IV)激活的氟氧化物红色荧光粉及其制备方法。

背景技术

目前，发光材料已经成为信息显示、照明光源、光电器件等领域的支撑材料，荧光粉的高发光强度和良好的微观形状可以有效地改善显示器的性能，因此，新型荧光材料的研究和应用一直是材料化学和材料物理学的重要研究领域之一。

白色发光二极管(WLEDs)自1996年发明以来，其节能和环境友好的特点使人们对其寄于了无限的希望，发光材料对于WLEDs的各项性质，例如色坐标、相关温度系数等具有非常重要的作用。YAG:Ce³⁺最早与LED的蓝色芯片组合产生白光而成为WLEDs中广泛使用的商业黄色荧光粉，但如此组合而成的WLEDs中由于缺乏红色发光成分，存在低色纯度、高相关温度系数等缺点，难以应用于普通照明和显示器件的背光源。

尽管研究人员有针对性地开发了例如氮化物、氟化物等红色荧光粉，但制备条件苛刻使其制造成本居高不下，而且氮化物红色荧光粉的宽带发射和低的色纯度严重制约了其在显示器件背光源中的应用。氟化物荧光粉的组成、热处理时间和温度是决定荧光粉发光性能的重要因素。通过控制荧光粉的组成、热处理温度、时间，可以制备发光强度高、粉末颗粒规则、颗粒表面光滑的氟化物荧光粉。近年来，一系列Mn(IV)激活的氟化物红色荧光粉(通式为A_a-xB_xMX₆:Mn⁴⁺_y表示的材料组成，式中M代表Si、Ge、Ti、Sn或Zr，X代表卤素，y代表Mn⁴⁺的摩尔数，y的取值为0.03～0.16，a＝1或2，其中a＝1时，x的取值为0～1，A、B各自独立的代表Na、K、Cs或Rb，a＝2时，x的取值为0～2，A、B各自独立的代表Mg、Ba或Zn，且A、B不相同)红色荧光粉引起了人们的关注。例如Mn⁴⁺激活的K₂TiF₆的激发光谱能很好地与LED紫外和蓝色芯片发光相匹配，且在500K时无明显光衰。

现有Mn(IV)激活的氟化物红色荧光粉的通式为A_a-xB_xMX₆:Mn⁴⁺_y，在合成这类红色荧光粉的过程中，无一例外地是都使用HF作为溶剂。大量使用HF存在安全隐患。再者在荧光粉的制备过程中，所合成荧光粉中激活剂的比例是不确定的，相当一部分激活剂离子Mn⁴⁺存在于液相当中，势必会造成激活剂原料浪费。而且产物中的激活剂离子的浓度依靠后续分析才能确定。因此开发一种无HF的合成体系，且能够准确控制激活剂含量、且操作简单Mn(IV)激活的红色荧光粉成为了行业所急需。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种发光强度高、粒度可控、使用寿命长的Mn(IV)激活的氟氧化物红色荧光粉，并为该红色荧光粉提供一种操作简单、无HF污染，激活剂离子可控的制备方法。