[發(fā)明專利]一種白光LED用Mn離子摻雜的紅色發(fā)光材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710944630.8
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107722977B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金亞洪;謝冠明;胡義華;王學(xué)鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C09K11/67
• 分類號: C09K11/67;C09K11/66;H01L33/50
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務(wù)所 44329
• 代理人: 張燕玲;楊曉松

本發(fā)明屬于無機發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種白光LED用Mn離子摻雜的紅色發(fā)光材料及其制備方法和應(yīng)用。該發(fā)光材料的化學(xué)組成為Li₂Mg₄M_1?xO₇：xMn⁴⁺，其中M為Ti⁴⁺、Zr⁴⁺、Hf⁴⁺和Sn⁴⁺中的一種，x為Mn⁴⁺離子的摻雜量，0<x≤0.01。氟化鋰的質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍為0?20％。本發(fā)明合成條件較低，工藝流程簡單，適合大規(guī)模生產(chǎn)。本發(fā)明的優(yōu)點是合成了能被藍(lán)光或近紫外LED芯片激發(fā)的紅色發(fā)光材料，減少稀土的消耗。另外，氟化鋰的加入，大大降低了合成溫度，從而降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明所得產(chǎn)品發(fā)射紅光可實現(xiàn)低色溫、高顯色指數(shù)的白光，滿足白光LED照明以及植物生長領(lǐng)域的需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無機發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種白光LED用Mn離子摻雜的紅色發(fā)光材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

新型光源白光LED由于具有體積小、能耗低、壽命長、無污染等諸多優(yōu)點而具有重要的應(yīng)用價值和廣闊的市場前景。目前，白光LED備受世界各國的大力推廣，有望取代傳統(tǒng)的照明光源如熒光燈和白熾燈，成為新一代綠色照明光源。

然而，當(dāng)前白光LED的制造還面臨著一大問題：由于藍(lán)光芯片+黃色熒光粉(YAG:Ce³⁺)合成的白光中缺少紅光成分從而導(dǎo)致高色溫、低顯色指數(shù)的冷白光。這直接造成此類白光LED在照明上，人眼感覺光線陰冷，顯色性差。為了滿足室內(nèi)照明的需求，需要加入合適比例的紅色熒光粉來改善LED的色溫和顯色指數(shù)。目前市場上已經(jīng)有一些Eu²⁺摻雜的氮化物高效紅色熒光粉和Mn⁴⁺摻雜的氟化物紅色熒光粉等。但是，氮化物紅色熒光粉制備條件苛刻，需要高溫高壓，成本較高；氟化物紅色熒光粉制備工藝復(fù)雜且制備過程所要用到的試劑對環(huán)境污染較大。

因此，有必要開發(fā)一種制備簡單、廉價且環(huán)保的紅色熒光粉，以實現(xiàn)高顯色指數(shù)，低色溫白光LED照明。利用Mn⁴⁺作為發(fā)光中心，避免了稀土離子的使用，可以降低成本。將其摻雜到合適的金屬氧化物中可實現(xiàn)較好的紅光發(fā)射。同時，本發(fā)明提供了一種通過加入助熔劑使用一步法在較低溫度(低于1000℃)下合成Mn⁴⁺摻雜新型金屬氧化物基質(zhì)，并實現(xiàn)紅光發(fā)射的紅色熒光粉。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點和不足，解決當(dāng)前白光LED紅光成分所面臨的瓶頸問題，本發(fā)明的首要目的在于提供一種白光LED用Mn離子摻雜的紅色發(fā)光材料；該材料可被藍(lán)光或近紫外LED芯片激發(fā)產(chǎn)生紅色發(fā)射。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述白光LED用Mn離子摻雜的紅色發(fā)光材料的制備方法；該方法簡單易行，通過加入氟化鋰作為助溶劑在反應(yīng)較低的溫度進行合成。

本發(fā)明的再一目的在于提供一種上述白光LED用Mn離子摻雜的紅色發(fā)光材料的應(yīng)用。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種白光LED用Mn離子摻雜的紅色發(fā)光材料，該發(fā)光材料的化學(xué)組成為Li₂Mg₄M_1-xO₇：xMn⁴⁺，其中M為Ti⁴⁺、Zr⁴⁺、Hf⁴⁺和Sn⁴⁺中的一種，x為Mn⁴⁺離子的摻雜量，0<x≤0.01。

上述的一種白光LED用Mn離子摻雜的紅色發(fā)光材料的制備方法，包括以下操作步驟：