[发明专利]碱金属电荷补偿型铝磷酸盐红色发光材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种碱金属电荷补偿型的Mn⁴⁺激活铝磷酸盐红色发光材料，其特征在于，该Mn⁴⁺激活铝磷酸盐红色发光材料的化学通式为：CaAl_11.9-x-yP_0.1O_19.1:xMn⁴⁺,yR⁺；其中，Mn⁴⁺为发光中心，0.001≤x≤0.2；R是电荷补偿剂，0≤y≤1.0；

R为Li、Na、K、Rb和Cs中的任意一种。

2.根据权利要求1所述的碱金属电荷补偿型的Mn⁴⁺激活铝磷酸盐红色发光材料，其特征在于，Mn⁴⁺激活铝磷酸盐红色发光材料在紫外光或蓝光的激发下，在600～750nm范围内显示荧光强度为10⁵～10⁷的深红色发射光。

3.一种权利要求1或2所述的碱金属电荷补偿型的Mn⁴⁺激活铝磷酸盐红色发光材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1)按照权利要求1中的化学通式中各元素的化学计量比称取原料，并将原料混合研磨，得到混合物；

原料包括含有Mn⁴⁺的化合物、含有Ca²⁺的化合物、含有Al³⁺的化合物和含有P⁵⁺的化合物，还包括锂盐、钠盐、钾盐、铷盐或铯盐；

步骤2)利用高温固相法处理步骤1)得到的混合物，冷却后研磨均匀，得到碱金属电荷补偿型的Mn⁴⁺激活铝磷酸盐红色发光材料。

4.根据权利要求3所述的碱金属电荷补偿型的Mn⁴⁺激活铝磷酸盐红色发光材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，

含有Mn⁴⁺的化合物为碳酸锰、二氧化锰和乙酸锰中的任意一种；

含有Ca²⁺的化合物为氧化钙或碳酸钙；

含有A1³⁺的化合物为氧化铝、氢氧化铝或硝酸铝中的一种或几种；

含有P⁵⁺的化合物为磷酸二氢铵或磷酸；

锂盐为碳酸锂或氟化锂；

钠盐为碳酸钠或氟化钠；

钾盐为碳酸钾或氟化钾；

铷盐为碳酸铷或氟化铷；

铯盐为碳酸铯或氟化铯。

5.根据权利要求3所述的碱金属电荷补偿型的Mn⁴⁺激活铝磷酸盐红色发光材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，原料混合研磨过程中还添加有无水乙醇和硼酸；

无水乙醇的质量为原料混合物总质量的0.2～6倍；

硼酸的质量为x的2～30倍。

6.根据权利要求3所述的碱金属电荷补偿型的Mn⁴⁺激活铝磷酸盐红色发光材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中的研磨时间为0.3～1h。

7.根据权利要求3所述的碱金属电荷补偿型的Mn⁴⁺激活铝磷酸盐红色发光材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中的高温固相法包括煅烧过程，煅烧温度为1000～1400℃，煅烧时间为2～4h。

8.根据权利要求7所述的碱金属电荷补偿型的Mn⁴⁺激活铝磷酸盐红色发光材料的制备方法，其特征在于，步骤2)的具体操作为：先将步骤1)得到的混合物于室温下以5℃/min升温80～100min，再以1℃/min升温到1000～1400℃，之后进行高温煅烧，煅烧结束后再以2℃/min降至室温，得到碱金属电荷补偿型Mn⁴⁺激活的铝磷酸盐红色发光材料。

9.一种权利要求1或2所述的碱金属电荷补偿型的Mn⁴⁺激活铝磷酸盐红色发光材料在制备植物生长发光二极管中的应用，其特征在于，将该铝磷酸盐发光材料喷涂在发光二极管的内壁上。

10.一种权利要求1或2所述的碱金属电荷补偿型的Mn⁴⁺激活铝磷酸盐红色发光材料在制备LED照明设备和LED显示器件中的应用，其特征在于，将该铝磷酸盐发光材料喷涂在LED照明设备或LED显示器件的内壁上。