[發明專利]近紫外激發的雙鈣鈦礦單基質白光熒光材料及制備與應用

有效

• 申請號: 201810622237.1
• 申請日: 2018-06-15
• 公開（公告）號: CN108659827B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 唐江;胡青松;牛廣達;羅家俊;李順然;劉婧;張成
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;深圳華中科技大學研究院
• 主分類號: C09K11/62
• 分類號: C09K11/62;C09K11/85;H01L33/50;H01L33/56
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 許恒恒;李智

本發明公開了一種近紫外激發的雙鈣鈦礦單基質白光熒光材料及制備與應用，該雙鈣鈦礦材料的化學式滿足A₂B_1?xC_xB′_1?yLn_yX₆，其中，A、B和C為正一價陽離子或者陽離子基團中的一種或幾種的組合，A、B、C三者互不相同；B′為Al、Bi、In正三價陽離子或者陽離子基團中的一種或幾種的組合；Ln為正三價的各種稀土元素中的一種或幾種的組合。雙鈣鈦礦材料尤其可作為白光熒光材料的應用。本發明通過對雙鈣鈦礦中的兩類B位元素的組成進行改進，將部分B被C取代，部分B′被稀土元素Ln取代，并通過控制取代對應的摩爾分數x、y，對應得到的近紫外激發的雙鈣鈦礦單基質白光熒光材料與YAG:Ce³⁺相比發射光譜范圍更寬、制備簡單，尤其適用于白光LED器件中。

技術領域

本發明屬于發光材料技術領域，更具體地，涉及一種近紫外激發的雙鈣鈦礦單基質白光熒光材料及制備與應用，該近紫外激發的雙鈣鈦礦單基質白光熒光材料可以是通過稀土離子摻雜得到的鹵化物無機雙鈣鈦礦熒光粉，發射光譜范圍寬且制備簡單，可作為無機熒光粉材料應用于半導體照明(如白光LED)。

背景技術

隨著社會的發展，人們物質生活極大豐富的同時，也對生活品質提出了更高的要求。當今社會，人們的照明理念已經從對亮度的需求提升到對色溫、顯色指數的需求。目前，實現白光LED主要有以下兩種方法：(1)藍光LED芯片組合下轉換黃光熒光粉；(2)采用紫外InGaN芯片激發多光色混合相熒光粉。然而，由于紅光成分不足導致按照第一種方法生產的產品存在顯色指數(CRI)低和相關色溫(CCT)高的缺點，因此，這種白光LED的應用受到了一定的限制。通過第二種方法獲得的產品又存在著不同熒光粉之間降解率不同和配比調控困難的缺陷。市場迫切需要新型高效的白光LED產品以實現更新換代。

在國家政策的大力引導和市場的巨大需求下，學界積極探索新型的白光LED發光材料，促使LED產業規模不斷壯大。尤其是近年來，鈣鈦礦材料因其發射光譜隨尺寸可調、斯托克斯位移大、發光效率高、發光穩定性好等一系列獨特的光學性而成為近年來研究的焦點，并取得了重大進展。鈣鈦礦材料以其優越的光學性能而被認為是未來很有潛力的LED發光材料。

但不可忽略的是，現有的鈣鈦礦材料往往存在發射光譜范圍窄的問題。寬光譜發射僅僅存在于有機-無機雜化鈣鈦礦材料中，但是通常這類材料對光、熱和水汽都極為敏感。而本發明通過探索研發，得到了對光、熱和水汽穩定的寬光譜發射雙鈣鈦礦材料，這一材料及發光現象目前尚未見報道。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明的目的在于提供一種近紫外激發的雙鈣鈦礦單基質白光熒光材料及制備與應用，通過選取具有特定組成的雙鈣鈦礦材料作為白光熒光材料(尤其是單基質白光熒光材料)來應用，并進一步通過對雙鈣鈦礦中的兩類B位元素的組成進行改進，將部分B被C取代，部分B′被稀土元素Ln取代，并通過控制取代對應的摩爾分數x、y，與現有技術相比能夠有效解決白光LED顯色指數低、相關色溫高、抑或不同熒光粉之間降解率不同和配比調控困難的問題，對應得到的近紫外激發的雙鈣鈦礦單基質白光熒光材料與YAG:Ce³⁺相比制備簡單，發射光譜范圍更寬且可用紫外光激發，尤其適用于紫外光激發的白光LED器件中。本發明中的雙鈣鈦礦材料A₂B_1-xC_xB′_1-yLn_yX₆(0≤x≤1；0≤y≤0.6)，能夠在近紫外波段下激發，發射區域從400nm到750nm，覆蓋幾乎整個可見光范圍，是一種非常具有潛力的單基質白光熒光材料。