[发明专利]一种提高Mn4+

说明书

本发明公开了一种提高Mn⁴⁺掺杂氟化物红色荧光粉材料耐湿性能的方法。该方法包括如下步骤：将Mn⁴⁺掺杂氟化物红色荧光粉置于过氧化氢溶液中，充分搅拌均匀，静置，过滤，将得到的沉淀物洗涤、干燥，得到耐湿性能提高的Mn⁴⁺掺杂氟化物红色荧光粉。所述Mn⁴⁺掺杂氟化物红色荧光粉的化学式为A₂M_1‑xF₆:_xMn⁴⁺、A₃T_1‑xF₆:_xMn⁴⁺或BM_1‑xF₆:_xMn⁴⁺。本发明方法简单易行，绿色环保，成本低廉，改性条件温和，能有效提高Mn⁴⁺掺杂的氟化物红色荧光粉材料的耐湿性能，显著提高其在高温、高湿环境下的稳定性。

技术领域

本发明涉及LED用荧光粉材料制备技术领域，具体涉及一种提高白光LED 照明及背光源用Mn⁴⁺掺杂氟化物红色荧光粉材料耐湿性能的方法。

背景技术

与传统的照明光源白炽灯和荧光灯相比，白光LED具有发热量低、耗电量小、响应快、无频闪、寿命长等突出优点，被誉为新一代的固态照明光源。当前，主流商用白光LED是由蓝光InGaN芯片与黄色荧光粉 Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺(YAG:Ce³⁺)组合而成，其原理为荧光粉YAG:Ce³⁺吸收芯片发出的部分蓝光(440～460nm)后发射黄光(490～550nm)，并与未被吸收的蓝光混合形成白光。由于黄色荧光粉YAG:Ce³⁺光谱中缺少红光成分，导致器件色温较高(CCT4000K)、显色指数较低(CRI,Ra80)，难以满足室内照明以及宽色域液晶显示 (LCD)背光源的要求。为改善白光LED的光色性能，需要向器件中添加适量的红色荧光粉。

目前商用红色荧光粉主要是Eu²⁺掺杂的氮化物，包括Sr₂Si₅N₈:Eu²⁺或 CaAlSiN₃:Eu²⁺。此类荧光粉物理及化学性质稳定、热稳定性好，但发射光谱过宽，与绿/黄色荧光粉混合时易发生重吸收现象，且主发射峰超出人眼敏感区域，影响白光LED器件的辐射流明效率。此外，氮化物荧光粉合成条件苛刻，原料较昂贵，生产成本较高。

过渡金属离子Mn⁴⁺具有独特的3d³外层电子构型，Mn⁴⁺激活的荧光粉通常呈现宽带吸收和窄带红光发射的特征。Mn⁴⁺掺杂的氟化物红色荧光粉在300～400 nm近紫外区和400～500nm蓝光区有较强的吸收，在610～650nm范围有多处锐线窄带发射。其最强吸收峰与LED蓝光芯片发射峰(450～470nm)相匹配，发射峰位于肉眼敏感的红光区，是理想的白光LED用红光材料，可以广泛应用于白光LED领域。

目前，关于Mn⁴⁺掺杂氟化物红色荧光粉已有许多报道，主要包括 A₂MF₆:Mn⁴⁺、BMF₆:Mn⁴⁺或A₃NF₆:Mn⁴⁺系列类型，大部分都具有较高的发光强度、良好的热稳定性。但是Mn⁴⁺掺杂氟化物红色荧光粉在高湿度环境下不稳定，影响白光LED的使用寿命。如何在不明显降低发光效率的基础上，提高荧光粉的抗湿性能有待进一步的研究。