[发明专利]一种锰掺杂微球形荧光粉及其制备方法

说明书

本发明公开一种四价锰掺杂微球形荧光粉及其制备方法，该荧光粉的化学式为Ca_1‑xY_xAl_12‑y‑zGe_yO_{19+x/2+y/2+z/2}:zMn⁴⁺，x＝0～1，y＝0～1.2，z＝0～0.12；得到的荧光粉是微球形结构，其中，Ca_1‑xY_xAl_12‑y‑zGe_yO_{19+x/2+y/2+z/2}:zMn⁴⁺以CaCl₂、YCl₃·6H₂O、AlCl₃·6H₂O、GeO₂、氨水、MnCl₂为原料，在合适的水醇比下，采用环氧丙烷驱动的溶胶‑凝胶法制备得到前驱体微球，经后续氧气气氛高温热处理制得红色Ca_1‑xY_xAl_12‑y‑zGe_yO_{19+x/2+y/2+z/2}:zMn⁴⁺荧光微球。所发明的球形荧光粉形貌规整、单分散性好、发光性能优异，可以配合紫外LED芯片和绿色、蓝色荧光粉应用于白光LED照明。

技术领域

本发明涉及一种过渡金属元素掺杂的铝酸盐荧光粉及其制备方法，即一种Ca_1-xY_xAl_12-y-zGe_yO_{19+x/2+y/2+z/2}:zMn⁴⁺，x＝0～1，y＝0～1.2，z＝0～0.12微球形荧光粉及其制备方法。

背景技术

四价锰离子(Mn⁴⁺)掺杂的红色发光铝酸盐荧光粉由于发射谱有明显的窄带特征，在LED照明和显示领域应用广泛。这种荧光粉大多数采用传统的高温固相法来制备，但是，这种方法有明显的弊端：一是制备过程需要很高的烧结温度和长时间的热处理，烧结能耗高；二是产物得到的粗大颗粒或者密实的块体，需要经过球磨粉碎才能获得微米尺寸的颗粒，易引入杂质，最终产物形状不规则，粒径分布宽。采用环氧丙烷驱动的快速溶胶-凝胶的方法获得的荧光粉具有球形形貌规则、单分散性好、易于实现过渡金属元素均匀分布的优点。因此，可以采用环氧丙烷驱动的快速溶胶-凝胶的方法来克服上述高温固相法的缺点。

影响Mn⁴⁺掺杂荧光粉的因素主要有配位环境化学键的共价性、格位的电荷是否平衡、格位的晶体学对称性等。配位环境的共价性越强，Mn⁴⁺红光发射波长越长，接近深红色；反之，离子性越强的环境Mn⁴⁺发射波长越短，在人眼能感受到的红光范围。格位电荷要尽量平衡，从而抑制间隙氧的产生，减小浓度猝灭，增强量子效率。Mn⁴⁺所在格位的晶体学对称性被破坏后，八面体配位产生拉长或压缩等晶格畸变，引入奇对称场，Mn⁴⁺跃迁禁阻被打破，吸收增加，实现发光增强。

发明内容

本发明的目的是提供一种能应用于半导体照明的红光发光效率高、具有微球形貌的锰掺杂微球形荧光粉及其制备方法。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

一种锰掺杂微球形荧光粉，所述荧光粉的化学式为Ca_1-xY_xAl_12-y-zGe_yO_{19+x/2+y/2+z/2}:zMn⁴⁺，其中：x＝0～1，y＝0～1.2，z＝0～0.12；所述荧光粉为微球形结构，其尺度为1～3μm。其中，优选地，x＝0～1，y＝0.24～1.2。更优选地，x＝0.25～0.75，y＝0.48～0.96。

一种所述锰掺杂微球形荧光粉的制备方法，包括以下步骤：