[發明專利]一種高濕熱穩定性的高效紅色熒光材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202210048014.5
• 申請日: 2022-01-17
• 公開（公告）號: CN114479857A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 張樂;楊聰聰;李延彬;張曦月;黃國燦;王忠英;邵岑;康健;周春鳴;李明;周天元;陳浩
• 申請（專利權）人: 江蘇師范大學
• 主分類號: C09K11/78
• 分類號: C09K11/78
• 代理公司: 北京淮海知識產權代理事務所(普通合伙) 32205
• 代理人: 李妮

一種高濕熱穩定性的高效紅色熒光材料及其制備方法，其化學式為Lu₃(Ga_1?2xMg_xMn_x)₂Ga₃O₁₂，其中x為Mn⁴⁺和Mg²⁺分別摻雜Ga³⁺位的摩爾比，0.05≤x≤0.1。制備方法：按化學式中對應元素的化學計量比稱取氧化镥、氧化鎵、氧化鎂和碳酸錳作為原料粉體；將上述各種原料粉體加入到研磨缽中，研磨直至混合均勻得到混合粉體；將混合粉體放入馬弗爐中在空氣氣氛下煅燒，燒結溫度為1450～1550℃，保溫時間為4～6h，自然冷卻至室溫后得到呈淺紅色的粉末狀熒光材料。本發明制備得到的熒光材料具有高濕熱穩定性，可實現高效紅光發射，該方法使用原料種類少，環保節能，易于實現工業化生產。

技術領域

本發明涉及發光材料技術領域，具體涉及一種高濕熱穩定性的高效紅色熒光材料及其制備方法。

背景技術

白光發光二極管(w-LED)具有發光效率高、能耗低、環保、使用壽命長等優點，目前已廣泛應用于各個照明領域。到目前為止，市場上最受歡迎的w-LED是熒光粉轉換LED(pc-LEDs)，它通常由藍色的芯片和黃色的熒光粉YAG：Ce³⁺組成。然而，YAG：Ce³⁺的發射光譜較窄，發光顏色比例失調，缺乏足夠的紅光成分，封裝的w-LED面臨著顯色性能較差(CRI～60)、光色品質低下的難題。因此，為了彌補紅光成分的缺失，設計和開發具有高效的紅光材料極其重要。

基于Eu²⁺摻雜的氮化物/氧氮化物熒光粉是紅色熒光粉的代表，但是其生產成本高，發射光譜窄，且其熱穩定性較差，這在很大程度上限制了其廣泛應用；氟化物體系材料的合成過程中使用的氟化氫溶液有毒，這對環境和工人健康都有危害，同時熒光粉耐濕性差，也極大地限制了其實際應用和大規模生產。眾所周知，耐濕性差、熱穩定性差的熒光材料，將導致其熒光壽命降低，降低器件的使用壽命。因此，開發環保節能、高濕熱穩定性的高效紅色熒光材料是大勢所趨。而過渡金屬紅色發光離子Mn⁴⁺具有成本低、光譜寬、發光性能優異的特點，已逐步成為人們的研究熱點。結合Mn⁴⁺開發環保節能、高濕熱穩定性的高效紅色熒光材料，具有重大的現實意義。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種高濕熱穩定性的高效紅色熒光材料，該熒光材料作為發光材料具有高濕熱穩定性，可實現高效紅光發射。

本發明的目的之二是提供上述高濕熱穩定性的高效紅色熒光材料的制備方法，該方法使用原料種類少，環保節能，易于實現工業化生產。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種高濕熱穩定性的高效紅色熒光材料，其化學式為Lu₃(Ga_1-2xMg_xMn_x)₂Ga₃O₁₂，其中x為Mn⁴⁺和Mg²⁺分別摻雜Ga³⁺位的摩爾比，0.05≤x≤0.1。

本發明還提供上述高濕熱穩定性的高效紅色熒光材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)以氧化镥、氧化鎵、氧化鎂和碳酸錳作為原料粉體，按化學式Lu₃(Ga_1-2xMg_xMn_x)₂Ga₃O₁₂中對應元素的化學計量比稱取各原料，其中x為Mn⁴⁺和Mg²⁺分別摻雜Ga³⁺位的摩爾比，0.05≤x≤0.1；

(2)將上述各種原料粉體加入到研磨缽中，研磨直至混合均勻得到混合粉體；