[发明专利]一种耐湿型氟化物红色荧光粉及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐湿型氟化物红色荧光粉，包括Mn⁴⁺掺杂氟化物红色荧光粉和碱土金属氟化物防水层，碱土金属氟化物防水层包覆在Mn⁴⁺掺杂氟化物红色荧光粉的表面；所述碱土金属氟化物防水层为CaF₂、SrF₂、BaF₂中的一种或一种以上的混合物。其制备流程为：将Mn⁴⁺掺杂氟化物红色荧光粉置于氟氢化钾水溶液中，充分搅拌，逐滴加入碱土金属盐的水溶液，静置、过滤，将得到的沉淀物洗涤、干燥，得到耐湿型氟化物红色荧光粉。本发明在不明显降低发光效率的基础上，显著提高Mn⁴⁺掺杂氟化物红色荧光粉在高湿度环境下的稳定性。

技术领域

本发明涉及LED荧光粉制备技术领域，尤其涉及一种耐湿型氟化物红色荧光粉及其制备方法。

技术背景

白光LED具有高效、节能、响应快、无频闪、寿命长等突出优点，被誉为新一代的绿色固态照明光源。当前，主流商用白光LED是由InGaN蓝光芯片与Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺(YAG:Ce³⁺)黄色荧光粉组合而成。YAG:Ce³⁺吸收芯片发出的蓝光后发射黄光，与未被吸收的蓝光混合形成白光。由于YAG:Ce³⁺光谱中缺少红光成分，导致器件的光色性能(如色温、显色指数等)难以满足室内外照明以及宽色域液晶显示背光源的高质量要求。因此，需要在器件中添加适量的红色荧光粉。

Eu²⁺掺杂氮化物(如Sr₂Si₅N₈:Eu²⁺、CaAlSiN₃:Eu²⁺)是常见的商用红色荧光粉，其物理及化学性质稳定，热稳定性好，但是吸收峰过宽，与YAG:Ce³⁺混合时容易发生重吸收，且发射光谱过宽，主发射峰超出人眼敏感区域，影响白光LED的光效和色纯度。此外，原料较为昂贵，制备条件苛刻，导致氮化物荧光粉的价格较高。

Mn⁴⁺掺杂氟化物是目前红色荧光粉领域的研究热点，包括A₂MF₆:Mn⁴⁺、BMF₆:Mn⁴⁺、A₃NF₆:Mn⁴⁺(A为碱金属元素，B为碱土金属元素，M为Ti、Zr、Si、Ge元素，N为Al、Ga元素)等。Mn⁴⁺具有独特的3d₃外层电子构型，使得该类荧光粉通常呈现宽带吸收(分别位于300～400nm近紫外区和400～500nm蓝光区)和窄带红光(610～650nm)发射的特征。由于最强激发峰与LED蓝光芯片的发射峰匹配，发射峰位于肉眼敏感的红光区，Mn⁴⁺掺杂氟化物是理想的LED红色荧光粉。