[发明专利]一种蓝光激发Mn4+掺杂的氟氧化物红色荧光粉及制备方法

说明书

本发明涉及无机发光材料领域，公开了蓝光半导体发光二极管用氟氧化物红色荧光粉及其制备方法。本发明新型蓝光半导体发光二极管用Mn⁴⁺激活的红色氟氧化物荧光粉的化学组成为A₂Nb_1‑xOF₅:xMn⁴⁺；A为Cs、Rb或Na；x为相应掺杂Mn⁴⁺离子相对Nb⁵⁺离子所占的摩尔百分比系数，0<x≤0.10。本发明所涉及的红色荧光粉在蓝光激发下，以632 nm左右的红光发射为主，发光效率高。本发明所涉及的蓝光激发的高色纯度红色氟氧化物发光材料是在溶液中进行的。该制备方法合成工艺简单，适用于工业化大规模生产。

技术领域

本发明涉及一种能被蓝光有效激发的Mn⁴⁺掺杂的氟氧化物红色荧光粉及其制备方法, 具体而言，是一种应用于蓝光发光二极管（发射波长约为460 nm）的氟氧化物红色荧光粉及其制备方法。属于无机功能材料制备领域。

背景技术

进入二十一世纪以下，能源危机以及环境保护等问题日趋严重。新型白光LED照明由于及节能、环保等优点引起人们的广泛重视。当前商用白光LED器件主要是通过黄色荧光粉YAG:Ce³⁺吸收蓝光LED芯片产生黄光发射，与芯片的蓝光一起组合得到白光。但这种商业化的白光LED具有很多缺点，例如色温偏高、显色指数偏低。为此在白光LED器件制作过程中还需要加入适量的红色荧光粉来改善白光LED器件的发光性能。当前适用于蓝光LED的红色荧光粉种类不多，目前主要集中于稀土离子Eu²⁺/Ce³⁺掺杂的一些硫化物及氮（氧）化物。但这类荧光粉也存在价格昂贵等一些缺点，因此研制新型高效的能被蓝光激发的荧光粉具有重要的研究意义和应用前景。

近几年来，Mn⁴⁺掺杂的氟化物红色荧光粉由于其高效的红色窄带发射，从而蓝光LED芯片上表现出远大的应用前景。当前有关Mn⁴⁺掺杂的氟化物荧光粉种类很多，如A₂MF₆（A为Na, K, Rb等；M为Ti, Si, Sn, Ge）等红色荧光粉。Mn⁴⁺掺杂的一些氧化物或复合氧化合物也表现出很强的红光发射。

在本项发明中，我们研究了新型Mn⁴⁺激活的氟氧化物红色荧光粉A₂Nb_1-xOF₅:xMn⁴⁺（A 为Cs、Rb或Na；x为相应掺杂Mn⁴⁺离子相对Nb⁵⁺离子所占的摩尔百分比系数，0 < x ≤0.10）制备方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种发光效率高、稳定性好、适合于蓝光激发的氟氧化物红色荧光粉。

本发明的另一个目的是提供上述红色发光材料的制备方法。

为了实现上述目的，本发明所涉及的适用于蓝光激发的红色荧光粉，其化学组成为：A₂Nb_1-xOF₅:xMn⁴⁺；A为Cs、Rb或Na；x为相应掺杂Mn⁴⁺离子相对Nb⁵⁺离子所占的摩尔百分比系数，0 < x ≤ 0.10。本发明所使用的原料的种类为：六氟锰酸钾；五氧化二铌；氢氟酸；氟化铯、氟化铷或氟化钠。

本发明所述的蓝光波长为440～480nm。

上述红色荧光粉的制备方法是采用离子交换法，各种原料是按上述化学计量比。具体包括如下步骤：先将五氧化二铌加入氢氟酸溶液中反应30～60分钟，直溶解完全。然后加入六氟锰酸钾于20~80℃水浴条件下反应10～30分钟，再加入氟化铯、氟化铷或氟化钠固体继续搅拌30～60分钟。所得沉淀物用无水乙酸和无水甲醇各洗3次，最后于真空干燥箱中干燥24小时，得到的橙红色粉末为最终产品。