[发明专利]一种Mn4+

说明书

一种Mn⁴⁺激活的深红色荧光粉及其制备方法与应用，其化学式为：K₂NaTa_0.5Nb_2.5‑2.5xMn_2.5xW₂O₁₅，其中x为Mn⁴⁺掺杂Nb⁵⁺位的摩尔比，0.005≤x≤0.05。本发明的基质材料是K₂NaTa_0.5Nb_2.5W₂O₁₅，该基质晶格中阳离子都有复杂的混合占位，Mn⁴⁺掺杂在Nb⁵⁺的晶格位置，使得激活中心得到了高度扰动，实现高量子效率的发光；该荧光粉在近紫外‑蓝光波段表现出有效的激发，且在近紫外‑蓝光波段激发下发射波长在600～750纳米、且主峰在655纳米的深红色荧光，可广泛应用于发光照明和显示器件中。制备时采用高温固相法，该方法简单易行、原料易得、无任何污染。

技术领域

本发明涉及一种荧光材料及其制备方法，具体是一种Mn⁴⁺激活的深红色荧光粉及其制备方法与应用，属于固体发光材料技术领域。

背景技术

近年来，固态白光发光二极管以其低能耗、长寿命、高效率而备受关注并逐渐替代传统白炽灯和荧光灯的应用。随着固态白光发光二极管的迅速发展，对发光材料和照明显示性能的要求也逐渐增加。商用的固态白光发光二极管是结合YAG:Ce³⁺黄色荧光粉和InGaN蓝色芯片而得到白光。然而，由于YAG:Ce³⁺荧光粉的发射光谱缺少红光成分，导致这种白光封装装置具有低显色指数和高色温的不足。因此，有必要在发光材料中使用一些红发光材料。然而，目前可用的红发光材料多是昂贵的Eu²和/或Eu³⁺掺杂的氮化物，如Sr₂Si₅N₈:Eu²⁺和CaAlSiN₃:Eu²⁺，或化学性质不稳定的(氧)硫化物，如CaS:Eu²⁺和Y₂O₂S:Eu³⁺等。相对于这些红发光材料，廉价的Mn⁴⁺离子激活的发光材料备受关注。

当Mn⁴⁺被引入晶格之中八面体晶格位时，它会在蓝光或紫外光的激发下产生深红色发射。特别是，Mn⁴⁺激活的红色荧光粉价格便宜，可以替代昂贵的Eu²⁺和Eu³⁺激活的红色荧光粉。据文献报道，有些Mn⁴⁺激活的氟化物荧光粉如K₂SiF₆:Mn⁴⁺有望得到实际应用。然而，这种氟化物荧光粉在空气中不稳定，易水解产生的HF，对环境有害，制备工艺复杂且有污染。相比之下，Mn⁴⁺激活的氧化物荧光粉在空气中可以稳定存在，并且合成成本低廉，没有污染，成为红发光材料中研发的重要对象。因此，开发出一种制备简单、环境友好、经济型和发光效率好的Mn⁴⁺激活的荧光粉对发光领域具有现实的意义。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种色度纯正、发光效率高、热稳定性好的Mn⁴⁺激活的深红色荧光粉，拓展Mn⁴⁺掺杂其他无机盐制备荧光粉的应用范围。

本发明的另一目的在于提供上述Mn⁴⁺激活的深红色荧光粉的制备方法，该方法简单易行、原料易得、无任何污染。

本发明的另一目的在于提供上Mn⁴⁺激活的深红色荧光粉的应用。