[發明專利]一種Mn4+

有效

• 申請號: 201811005459.5
• 申請日: 2018-08-30
• 公開（公告）號: CN109097031B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 朱夢夢;潘躍曉;張磊;賈欣;孔亦楠;魏旭南
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: C09K11/64
• 分類號: C09K11/64
• 代理公司: 溫州名創知識產權代理有限公司 33258
• 代理人: 陳加利

本發明公開了一種Mn⁴⁺摻雜氟鋁酸鍶鋰紅光材料及其制備方法。該材料的基質化學成分為：LiSrAlF₆:xMn，摻雜的Mn⁴⁺取代Al³⁺格位的濃度為x＝0.5～16mol％。制備方法如下：以AlF₃、LiF、SrF₂為基質原料，以K₂MnF₆為激活劑離子錳源，以濃度為5～40wt％的HF酸溶液為介質及氟化劑，在室溫條件下攪拌1～5小時，抽濾，乙醇洗滌，自然晾干，即可得到產品。產品在紫外燈下發明亮的紅光，最大激發波長位于藍光區467nm處，與氮化鎵芯片所發藍光完全匹配，其發射波長位于紅光區，可以彌補目前商用白光LED紅光成分缺失的不足。產品不含稀土，制備方法簡單，適應于工業化生產。

技術領域

本發明涉及無機發光材料，特別涉及一種Mn⁴⁺摻雜氟鋁酸鍶鋰紅光材料及其制備方法。具體涉及一種激發波長位于藍光區域，發射波長位于紅光區域的氟鋁酸鹽發光材料。

背景技術

半導體白光LED具有優良特性，如節電、耐振動、瞬時啟動、無閃頻、使用壽命長、環保等，這些都是傳統光源無法比擬的。與熒光燈相比，半導體白光LED商品設計的自由度更加廣闊，可小型化和輕薄化、可平面封裝、可繞式安裝。由藍光氮化鎵芯片與黃色熒光粉組成的白光 LED如今受到人們的高度關注，已應用于液晶顯示屏的背光源、低端工藝品裝飾、表演示范、景觀照明等領域得到廣泛應用。此類二基色白光LED是在迄今為止發明的白光照明中能量損失最小的轉換白光，因為氮化鎵芯片位于450～470nm的電致藍光激發熒光粉YAG:Ce，產生550nm 的黃光，而芯片本身的電致藍光與熒光粉的黃光互補成白光。而且，唯有在這種光源中，激發光本身成為白光的互補色。加之藍光氮化鎵芯片本身的電致發光效率高，使得白光LED的效率遠高于傳統光源(目前大功率白光LED普遍達150流明/瓦)。

目前二基色氮化鎵基WLED因缺少紅光成份，而使得顯色指數偏低與色溫偏高，滿足不了高端照明應用要求，尤其在低色溫區域，難以得到高顯色性的暖白光。研究發現，氮化鎵Mn⁴⁺摻雜的紅光材料最大激發波長位于藍光區域與氮化鎵芯片相匹配，而且具有較高的發光效率，而且原料廉價易得，合成工藝簡，將它們與黃色熒光粉共同封裝于氮化鎵芯片，得到顯色指數大于 90的暖白光。[M.M.Zhu,Y.X.Pan,X..Chen,H.Z.Lian and J.Lin,Formation mechanism and optimized luminescence of Mn4+-doped unequal dual-alkaline hexafluorosilicate Li0.5Na1.5SiF6.J. Am.Chem.Soc.,2018,6,491-499.]Mn⁴⁺摻雜的復合氧化物，包括鋁酸鹽、鍺酸鹽和鈦酸鹽。其中 Mn⁴⁺占據由六個氧離子配位的八面體中心，發出紅光。其次是A₂XF₆(A＝Na,K,Cs；X＝Si,Ti,Ge 和Zr)Mn⁴⁺摻雜的六氟化物[L.L.Wei,C.C.Lin,M.H.Fang,M.G.Brik,S.F.Hu,H.Jiao and R.S. Liu,J.Mater.Chem.C,2015,3,1655-1660.H.Z.Lian,Q.M.Huang,Y.Q.Chen,K.Li,S.S.Liang, M.M.Shang,M.M.Liu and J.Lin,Inorg.Chem.,2017,56,11900-11910.]和BaYF₆(Y＝Si和Ti)[X.Y.Jiang,Y.X.Pan,S.M.Huang,X.Chen,J.G.Wang and G.K.Liu,J.Mater.Chem.C,2014,2,2301-2306.X.L.Gao,Y.Song,G.X.Liu,X.T.Dong,J.Wang and W.S.Yu,Dalton Trans.,2016,45, 17886-17895.]。將Mn⁴⁺離子摻雜的復合氟化物紅光材料與黃色商業粉YAG:Ce共同封于白光 LED，在保持高發光效率的前提下，能有效提高LED在低色溫區的顯色性。