[发明专利]一种形貌和粒径可控锰掺杂氟化物发光材料的制备方法

说明书

本发明涉及“一种形貌和粒径可控锰掺杂氟化物发光材料的制备方法”，其主要特点为通过两步法合成可以制备形貌均匀、粒径可控的锰掺杂氟化物发光材料A_x(M_1‑zN_w)F_y:Mn⁴⁺，属于LED发光材料制备领域。两步法合成特点为第一步采用液相合成方式制备粒径<10μm锰掺杂氟化物发光材料原晶，第二步将原晶置于第一步反应溶液中通过控制饱和度和配比，进而控制二次晶体生长量，得到粒径可控，形貌均匀的类球形产品；通过有机硅对锰掺杂氟化物发光材料进行表面处理，提高其在高温、高湿环境中的稳定性能。

技术领域

本发明涉及一种形貌和粒径可控四价锰(Mn⁴⁺)掺杂的氟化物发光材料制备方法，其主要特点为通过两步法合成可以制备形貌均匀、粒径可控，高稳定性的类球形锰掺杂氟化物发光材料，属于功能材料领域。

背景技术

20世纪90年代中期，人类突破了制造蓝光发光二极管(LED)的关键技术，并由此开发出了以蓝光激发黄色发光材料来混合合成白光的技术；半导体照明具有绿色环保、节能高效、结构简单、体积小等优点而被誉为继白炽灯、日光灯和节能灯之后的第四代照明光源；现今白光LED照明已经广泛应用于普通照明和背光显示等多个领域；做为合成白光的LED用发光材料近些年得到迅速发展，现阶段用于显示器用背光模组的LED发光器件，使用的发光材料主要是红、绿色发光材料搭配蓝光芯片。其中红色发光材料的色纯度、色度等参数对背光模组的NTSC(National Television Standards Committee)有显著影响。现在已经商业化的氮化物(SCASN)红色发光材料由于其发射光谱较宽，不适用于封装高色域(NTSC&gt;90)背光模组。

Mn⁴⁺掺杂的A₂MF₆氟化物发光材料的研究备受人们关注，由于四价态Mn⁴⁺的离子半径为r＝0.053nm，与Ge⁴⁺(r＝0.054nm)、Si⁴⁺(r＝0.042nm)、Ti⁴⁺(r＝0.068nm)、Sn⁴⁺(r＝0.071nm)十分接近，因此Mn⁴⁺很容易取代Ge⁴⁺、Si⁴⁺、Ti⁴⁺、Sn⁴⁺，其中以Ge⁴⁺最为接近；该类材料均可在400-500nm范围内有效激发，其发射峰带宽较窄，波长分布在610-650nm范围内，可搭配绿色发光材料配合蓝光GaN芯片封装NTSC&gt;90的高色域背光器件；

1950年Williams等最早合成出了掺杂Mn⁴⁺的氟锗酸盐。Mn⁴⁺掺杂的A₂MF₆氟化物发光材料中，专利WO2012/128837报道的关于A₂MF₆:Mn⁴⁺合成方法中用到多温结晶和等温结晶等方法，该方法中均会用到HF浓度较高的溶液，而且合成过程导致HF会挥发，操作安全性较低，高浓度氟化氢危害大难以处理，产品颗粒形貌难以控制，很难实现大批量的连续生产；

发明内容

本发明提供了一种形貌和粒径可控锰掺杂氟化物发光材料的制备方法，通过两步法合成可以制备形貌均匀、粒径可控的锰掺杂氟化物发光材料，再经过有机硅进行表面处理，提高了其在高温、高湿特殊环境中的稳定性能。