[发明专利]一种深红色发光荧光体及合成方法

说明书

本发明提供一种深红色发光荧光体及合成方法，该荧光体为四价锰离子掺杂钽酸镧锂，其化学分子式为Li₅La₃Ta₂O₁₂:Mn⁴⁺，Li﹕La﹕Ta﹕Mn＝5﹕3﹕(2–x)﹕x，其中0.001≤x≤0.1。本发明还公开了此荧光体的合成方法：准确称取原材料包括锂、镧、钽和锰的化合物，研磨混匀后，在空气中控制温度550‑750℃，预烧5‑15小时，将预烧后的样品再次研磨混匀后，在空气中控制温度1000‑1300℃，煅烧10‑20小时，冷至室温，即可制得四价锰离子掺杂钽酸镧锂。本发明的荧光体在220‑580nm区域内存在吸收，能将紫外、近紫外与蓝光转化为640‑800nm区域的红光，发光中心为714nm，在固态LED照明中具有潜在的应用前景。

技术领域

本发明涉及红色荧光材料领域，特别涉及一种四价锰离子掺杂钽酸镧锂荧光材料及其合成方法。

背景技术

LED作为第四代新型固态照明光源，具有许多不同于其他电光源的特点和明显优势，如：体积小、寿命长、节能环保、坚固、容易设计多种产品、无紫外和红外光等辐射、驱动电源安全，这使其成为新一代光源的首选。目前，固态LED照明已经在人们日常生活中得到了很多应用，如：路灯照明、家用照明、手机、显示、电视和植物生长照明等。固态LED照明的主流技术是由LED芯片+荧光粉组合制备的，其中红色荧光粉是一重要组分。

非稀土离子Mn⁴⁺的外层电子排布为d³结构，Mn⁴⁺离子掺杂氧化物在激发波长为紫外至蓝光区域的光激发下，可在红光区域(640-800nm)内产生红色至深红色的发光，这正好与固态LED照明特性相匹配。目前，Mn⁴⁺离子掺杂氧化物已经有许多报道，但是Mn⁴⁺离子氧化物在固态LED照明中的实际应用性还不是很理想。为了得到合格的固态照明LED，研究新型Mn⁴⁺离子掺杂氧化物红色荧光粉具有特殊意义。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种四价锰离子掺杂钽酸镧锂，其在紫外光和蓝光谱区具有吸收，在紫外至蓝光区域内的光激发下，具有覆盖640-800nm区间和发光中心在～714nm的红色荧光，其荧光具有良好的抗热淬灭特性。

本发明的另一目的在于提供上述深红色发光荧光体及合成方法。本发明是利用非稀土四价锰离子作为激活离子，可以在空气气氛下，采用高温固相法制备具有良好的抗热淬灭特性的四价锰离子掺杂钽酸镧锂红色荧光材料。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

该荧光材料为四价锰离子掺杂钽酸镧锂，其晶体结构为立方晶系，化学组成分子式为Li₅La₃Ta₂O₁₂:Mn⁴⁺，激活离子为Mn⁴⁺离子，元素摩尔比为：Li﹕La﹕Ta﹕Mn＝5﹕3﹕(2–x)﹕x，其中0.001≤x≤0.1。

四价锰离子掺杂钽酸镧锂荧光材料的合成方法，包括以下步骤：

(1)称取原料：按元素摩尔比Li﹕La﹕Ta﹕Mn＝5﹕3﹕(2–x)﹕x，其中0.001≤x≤0.1，准确称取含锂化合物、含镧化合物、含钽化合物及含锰化合物为原料；

(2)预烧：将步骤(1)称取的原料经过研磨混匀后，在温度为550-750℃下预烧5～15小时；

(3)烧制：将步骤(2)预烧后的样品取出，再次研磨混匀后，在温度为1000-1300℃下烧制15-20小时，随炉冷却至室温，即可制得四价锰离子掺杂钽酸镧锂红色荧光材料，其化学组成为Li₅La₃Ta₂O₁₂:Mn⁴⁺。