[发明专利]一种四价锰离子掺杂的双碱金属阳离子氟锗酸盐红色荧光材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种四价锰离子掺杂的双碱金属阳离子氟锗酸盐红色荧光材料及其制备方法，该红光材料的化学组成为CsDGeF₆:xMn⁴⁺，其中D＝Na、Rb或K,x的取值为0.5％≤x≤5.0％；其激发光谱在近紫外区(360nm左右)与蓝光区(460nm左右)有较强吸收峰，发射光谱位于红光区域。其制备方法如下：先将氧化锗溶于HF溶液，随后加入碳酸铯Cs₂CO₃与硝酸盐DNO₃(D＝Na、Rb或K)，将混合物在塑料反应器中搅拌15～60分钟，即得结晶完好的双碱金属阳离子氟锗酸盐红光材料。该材料可用于暖白光LED与背光源，制备工艺简易安全，反应条件温和，对设备要求低，生产成本低。

技术领域

本发明涉及发光材料，特别涉及一种发白光LED用红光材料，具体涉及一种激发波长位于蓝色光区域、发射波长位于红光区域的四价锰离子掺杂的双碱金属阳离子氟锗酸盐红光材料及其制备方法。可用于提高白光LED显色指数，而且性价比远高于商业氮化物红光材料。

背景技术

用于白光LED红光材料，主要为氮化物红光材料，但作为商业用途的红色荧光粉则还存在着诸多性能上的不足，因此在发光领域当中，对于高性能红色荧光粉的研发一直是研究的重点。将红色的Mn⁴⁺掺杂到铝酸盐类荧光粉中，能够提高白光LED的显色指数。通过把Mn⁴⁺掺杂到CaMg₂Al₁₆O₂₇红光荧光粉中，使得白光LED的显色指数从70.0提高到85.5，并且把色温从6674K降到3896K[B.Wang,H.Lin,J.Xu,H.Chen and Y.S.Wang,CaMg₂Al₁₆O₂₇:Mn⁴⁺-based Red Phosphor:A Potential Color Coverter for High-Powered Warm W-LED.ACSAppl.Mater.Inter.,2014,6,22905-22913.]。

尽管Mn⁴⁺掺杂铝酸盐的合成方法相比于市场销售的Eu²⁺掺杂基于氮化物的红色荧光粉简单很多，但是高的焙烧温度(超过1500℃)以及随后的研磨过程使得它们的颗粒形状和大小很难控制[Hu,J.M.；Yang,T.M.；Lu,J.；Wang,J.G.；Pan,Y.X.ImprovedLuminescence of Red Phosphor CaAl₁₂O₁₉:Mn⁴⁺by Modification of SynthesisProcess.Sci.Adv.Mater.2017,9(3-4),480-484.]。