[發明專利]一種錳摻雜微球形熒光粉及其制備方法

有效

• 申請號: 202110012349.7
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN112795382B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 喬旭升;樊先平;何夢婷;章偉
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C09K11/80
• 分類號: C09K11/80;H01L33/50
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

本發明公開一種四價錳摻雜微球形熒光粉及其制備方法，該熒光粉的化學式為Ca_1?xY_xAl_12?y?zGe_yO_{19+x/2+y/2+z/2}:zMn⁴⁺，x＝0～1，y＝0～1.2，z＝0～0.12；得到的熒光粉是微球形結構，其中，Ca_1?xY_xAl_12?y?zGe_yO_{19+x/2+y/2+z/2}:zMn⁴⁺以CaCl₂、YCl₃·6H₂O、AlCl₃·6H₂O、GeO₂、氨水、MnCl₂為原料，在合適的水醇比下，采用環氧丙烷驅動的溶膠?凝膠法制備得到前驅體微球，經后續氧氣氣氛高溫熱處理制得紅色Ca_1?xY_xAl_12?y?zGe_yO_{19+x/2+y/2+z/2}:zMn⁴⁺熒光微球。所發明的球形熒光粉形貌規整、單分散性好、發光性能優異，可以配合紫外LED芯片和綠色、藍色熒光粉應用于白光LED照明。

技術領域

本發明涉及一種過渡金屬元素摻雜的鋁酸鹽熒光粉及其制備方法，即一種Ca_1-xY_xAl_12-y-zGe_yO_{19+x/2+y/2+z/2}:zMn⁴⁺，x＝0～1，y＝0～1.2，z＝0～0.12微球形熒光粉及其制備方法。

背景技術

四價錳離子(Mn⁴⁺)摻雜的紅色發光鋁酸鹽熒光粉由于發射譜有明顯的窄帶特征，在LED照明和顯示領域應用廣泛。這種熒光粉大多數采用傳統的高溫固相法來制備，但是，這種方法有明顯的弊端：一是制備過程需要很高的燒結溫度和長時間的熱處理，燒結能耗高；二是產物得到的粗大顆粒或者密實的塊體，需要經過球磨粉碎才能獲得微米尺寸的顆粒，易引入雜質，最終產物形狀不規則，粒徑分布寬。采用環氧丙烷驅動的快速溶膠-凝膠的方法獲得的熒光粉具有球形形貌規則、單分散性好、易于實現過渡金屬元素均勻分布的優點。因此，可以采用環氧丙烷驅動的快速溶膠-凝膠的方法來克服上述高溫固相法的缺點。

影響Mn⁴⁺摻雜熒光粉的因素主要有配位環境化學鍵的共價性、格位的電荷是否平衡、格位的晶體學對稱性等。配位環境的共價性越強，Mn⁴⁺紅光發射波長越長，接近深紅色；反之，離子性越強的環境Mn⁴⁺發射波長越短，在人眼能感受到的紅光范圍。格位電荷要盡量平衡，從而抑制間隙氧的產生，減小濃度猝滅，增強量子效率。Mn⁴⁺所在格位的晶體學對稱性被破壞后，八面體配位產生拉長或壓縮等晶格畸變，引入奇對稱場，Mn⁴⁺躍遷禁阻被打破，吸收增加，實現發光增強。

發明內容

本發明的目的是提供一種能應用于半導體照明的紅光發光效率高、具有微球形貌的錳摻雜微球形熒光粉及其制備方法。

本發明的目的是通過如下技術方案實現的：

一種錳摻雜微球形熒光粉，所述熒光粉的化學式為Ca_1-xY_xAl_12-y-zGe_yO_{19+x/2+y/2+z/2}:zMn⁴⁺，其中：x＝0～1，y＝0～1.2，z＝0～0.12；所述熒光粉為微球形結構，其尺度為1～3μm。其中，優選地，x＝0～1，y＝0.24～1.2。更優選地，x＝0.25～0.75，y＝0.48～0.96。

一種所述錳摻雜微球形熒光粉的制備方法，包括以下步驟：