[发明专利]一种以氟钛锗酸为基质的白光LED用红光材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种以氟钛锗酸为基质的白光LED用红光材料及其制备方法。该红光材料化学式为ABGe_0.5Ti_0.5F₆:xMn⁴⁺，其中A与B为Li、Na、K、Rb、Cs中的任何一种，A与B可以相同也可以不同，Mn⁴⁺部分取代Ge⁴⁺与Ti⁴⁺，总的取代量为0.1%≤x≤10%。本发明的Mn⁴⁺掺氟钛锗酸红光材料具有良好的发光效率，能被蓝光高效转化为红光，发射出明亮的红光，可有效改善现有白光LED的显色性能，可应用于白光LED照明及背光源显示领域。本发明采用常温常压阳离子交换法制备以氟钛锗酸为基质的白光LED用红光材料，制备工艺简单易行、条件温和、成本低，有利于大规模工业化生产。

技术领域

本发明涉及白光LED用发光材合成技术领域，具体涉及一种一种以氟钛锗酸为基质的白光LED用红光材料及其制备方法。

背景技术

近年来，用蓝色GaN芯片和黄色荧光粉YAG:Ce制作的固态照明引起了相当大的关注，因其具备寿命长、无污染、节能并且可代替传统照明等特点。不过白光LED灯目前还存在一些问题，如显色指数低，这是因为荧光粉YAG:Ce的发光中缺少红色组分造成的，这限制了其在室内照明与背光源中的应用。改进的石榴衍生物（比如(YGd)₃Al₅O₁₂:Ce）有更好的发射功率分布在红色区域，但是这一改进需要降低发光效率为代价［Shang, M. M.; Li, C.X.; Lin, J., How to produce white light in a single-phase host ChemicalSociety Reviews 2014, 43 (5), 1372-1386.］。

研发在蓝色区域能激发红色荧光粉，以提高白色LED灯的显色指数，成为最近的研究热点。掺杂Eu²⁺氮化物的红色荧光粉的制，因为蓝色区域的高量子效率和强吸收，已经实现商用。然而，苛刻的合成要求和氮化物荧光粉起始材料的稀缺，导致掺杂Eu²⁺氮化物的红色荧光粉的价格有昂贵［Zhang, X. J.; Tsai, Y. T.; Wu, S. M.; Lin, Y. C.; Lee,J. F.; Sheu, H. S.; Cheng, B. M.; Liu, R. S., Facile Atmospheric PressureSynthesis of High Thermal Stability and Narrow-Band Red-Emitting SrLiAl₃N₄:Eu²⁺ Phosphor for High Color Rendering Index White Light-Emitting Diodes. ACS Appl. Mater. Inter. 2016,8 (30), 19612-19617.］。因此，人们期待合成一系列以Mn⁴⁺为发光中心的红色荧光粉作为替代品，这是因为该荧光粉不包含稀土元素，更重要的是，掺杂Eu²⁺氮化物的红色荧光粉发射光谱太宽，色纯度不够，而Mn⁴⁺的发光为窄带，集中于红光区域，在电子产品背景光源领域具有无可比拟的优势。