[發(fā)明專利]耐濕型氟化物紅色熒光粉及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310247489.1
• 申請日: 2023-03-14
• 公開（公告）號: CN116376540A
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹永革;麻朝陽;常琛;申小飛
• 申請（專利權(quán)）人: 松山湖材料實驗室;中國科學(xué)院物理研究所
• 主分類號: C09K11/61
• 分類號: C09K11/61;C09K11/67;C09K11/02;H01L33/50;C09D5/22;B42D25/36
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 呂露

一種耐濕型氟化物紅色熒光粉及其制備方法和應(yīng)用，屬于發(fā)光材料領(lǐng)域。耐濕型氟化物紅色熒光粉包括Mnsupgt;4+/supgt;激活全無機(jī)氟化物紅色熒光粉以及胺類包覆層，胺類包覆層包覆于Mnsupgt;4+/supgt;激活全無機(jī)氟化物紅色熒光粉的表面，胺類包覆層的厚度為納米級，其能夠有效緩解Mnsupgt;4+/supgt;激活全無機(jī)氟化物紅色熒光粉易水解失效，使用壽命短及制備難度大、工藝復(fù)雜的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及發(fā)光材料領(lǐng)域，具體而言，涉及一種耐濕型氟化物紅色熒光粉及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

Mn⁴⁺激活的氟化物A₂XF₆(A＝Na,K,Rb,Cs；X＝Si,Ge,Sn,Ti,Zr)是目前紅色熒光粉領(lǐng)域的研究重點，得益于Mn⁴⁺獨(dú)特的3d3外層電子結(jié)構(gòu)，該類熒光粉具有寬帶吸收(300-500nm)和窄帶發(fā)射(610-650nm)的特征，其激發(fā)峰與藍(lán)光芯片的發(fā)射峰匹配，發(fā)射峰位于人眼敏感的高能紅光區(qū)，因此在白光LED、植物照明、高色域顯示等領(lǐng)域有著現(xiàn)實的應(yīng)用需求(Nat.Comm.5,2014,4312；J.Am.Ceram.Soc.103,2020,1018.)。但是，因為其離子晶體的特性，空氣中存在的極性水分子可使熒光粉中的Mn⁴⁺水解失效，導(dǎo)致發(fā)光效率下降，以及燈具使用壽命變短(ACS?Appl.Mater.Interfaces?10,2018,18082；Angew.Chem.Int.Ed.19,2021,3986.)。目前，常用的提高其耐水侵蝕的方法包括有機(jī)包覆、無機(jī)同質(zhì)包覆、無機(jī)異質(zhì)包覆、表面退激活等。然而這些方法存在如下問題：

1.無機(jī)異質(zhì)包覆的案例中，Al₂O₃,TiO₂,CaF₂和SrF₂(ECS?Journal?of?Solid?StateScience?and?Technology,2019,8(6):R88；Chemistry?of?Materials,2019,31(18):7192-202；Materials?Research?Bulletin,2019,115:98-104；International?Journal?ofApplied?Ceramic?Technology,2021,18(4):1106-13；專利CN1122512129)等均被成功包覆在熒光粉外側(cè)。然而無機(jī)異質(zhì)包覆或工藝流程復(fù)雜(如包覆Al₂O₃,TiO₂需要用到原子層沉積技術(shù))，制備效率低；或需要高濃度氫氟酸環(huán)境(CaF₂和SrF₂等)，對設(shè)備、操作人員和環(huán)境的安全均造成隱患。同時無機(jī)包覆層與熒光粉基質(zhì)具有不同的晶格結(jié)構(gòu)、折射率，這通常會導(dǎo)致界面產(chǎn)生缺陷，降低輻射躍遷幾率，同時界面處光散射增強(qiáng)，從而降低熒光強(qiáng)度。

2.無機(jī)同質(zhì)包覆，即利用熒光粉基質(zhì)材料作為包覆層，在原始熒光粉表面形成無激活劑離子的基質(zhì)保護(hù)層，可表示為A₂XF₆:Mn⁴⁺@A₂XF₆。與無機(jī)異質(zhì)包覆相比，同質(zhì)包覆層與內(nèi)部熒光粉具有絕對相同的晶格常數(shù)、折射率等，因此不會通常不會降低其發(fā)光強(qiáng)度，但由于氟化物基質(zhì)均溶于水，因此基質(zhì)保護(hù)層在使用中會被不斷溶解，其使用壽命較低，無法循環(huán)利用(專利CN201910630976；Journal?of?Materials?Chemistry?C,2019,7(20):6077-84；Angewandte?Chemie,2019,131(12):3883-7；Journal?of?Luminescence,2021,234:117968)。且其制備過程通常也需要高濃度氫氟酸環(huán)境，對設(shè)備安全性提出了更高要求，增加了成本。