微乳液法制备形貌均一的Mn制造技术

技术编号:14688809 阅读:301 留言:0更新日期:2017-02-23 11:11
本发明专利技术涉及白光发光二极管领域,公开了一种适用于蓝光激发、高色纯度、Mn

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种Mn4+激活的高色纯度氟化物红色发光材料制备新方法,具体而言,是一种蓝光半导体发管二极管(LED)用的氟化物红色发光材料及其新的制备方法。属于无机功能材料制备领域。
技术介绍
目前市场上的白光LED照明光源主要是通过将商业用黄色荧光粉YAG:Ce3+涂布在GaN基蓝光LED芯片上来获得,但由于YAG:Ce3+黄粉在红光区发射较弱,导致这类白光LED色温偏高、显色指数差。为了提高白光LED器件的红光组份发射强度,一个有效的方法就是在白光LED器件制作过程中加入适量的红色荧光粉,从而可以提高白光LED器件的发光性能。Mn4+激活的氟化物红色荧光粉便是这样一类可以被蓝光LED芯片有效率激发并产生很强的红光发射的红色荧光粉。专利U.SPaternt,2009/7497973公开了A2MF6(A为Na,K,Rb等;M为Ti,Si,Sn,Ge等)制备方法。即将各种原料溶于高浓度的氢氟酸中,然后结晶得到样品。这种制备方法操作时间长,氢氟酸用量过大,产品形貌不均一。专利CN103980896A也公开了A2MF6(A为Li,Na,K,Rb,Cs中的一种或几种组合;M为Ti,Si,Sn,Ge,Zr中的一种或几种组合)新的制备方法,即采用离子交换法。此法以六氟锰酸钾或六氟锰酸钠为Mn4+源,通过与已制备好的A2MF6基质材料在溶液中进行交换。但此法需要先制备出A2MF6基质材料,然后再通过离子交换得到样品。此种制备方法所获得的样品颗粒大小不一、形貌不可控。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有Mn4+激活的氟化物红色荧光粉制备方法不足,提供Mn4+激活的氟化物红色荧光粉新的合成方法。为了实现上述目的,本专利技术所涉及的适用于蓝光激发的红色发光材料,其化学组成为:A2X1-xF6:xMn4+;A为Na,K,Rb,Cs中的一种或两种组合;M为Ti,Si,Ge,Zr中的一种或两种;x为相应掺杂Mn4+离子相对X4+离子所占的摩尔百分比系数,0<x≤0.10。本专利技术所使用的原料种类及各原料的质量百分含量分别为:氟化钾:50.0~65.0%;氟化钠:50.0~58.0%;氟化铷:70.0~76.0%;氟化铯:85.0~90.0%;六氟锰酸钾:2.0~10.0%;六氟锰酸钠:2.0~10.0%;二氧化硅:10.0~42.0%;二氧化锗:11.0~45.0%;二氧化钛:13.0~47%;二氧化锆:10.0~50.0%;氢氟酸:1.0~10.0%;十二烷基苯磺酸:1.0~5.0%。本专利技术所述的蓝光波长为420~480nm。上述红色发光材料的制备方法是采用微乳液法,各种原料是按上述化学计量比。具体包括如下步骤:先将十二烷基苯磺酸加入到六氟锰酸钾或六氟锰酸钠的氢氟酸溶液中搅拌10~30分钟,然后将二氧化硅、二氧化锗、二氧化钛或二氧化锆中的一种或两种溶于氢氟酸溶液中并加入上述溶液中继续搅拌10~30分钟。最后加入氟化钠、氟化钾、氟化铷或氟化铯中的一种或两种继续搅拌60~120分钟。所得沉淀物用无水甲醇清洗,并于真空干燥箱中干燥24小时得所需产品。本专利技术的红色发光材料在蓝光激发下具有很强的红光发射(发射峰位于627nm左右或634nm左右),发光效率高。样品的发射光谱CIE值接近于红光NTSC(NationalTelevisionStandardCommittee)标准值(x=0.67,y=0.33)。附图说明图1为实例1中红色发光材料的XRD衍射图;图2为实例1中红色发光材料的扫描电镜图片图3为实例1中红色发光材料的室温激发光谱(监测波长为627nm)和发射光谱(激发波长为460nm);图4为实例1中红色发光材料与蓝光LED芯片所制作成的白光LED在20mA电流激发下的电致发光光谱图具体实施方式实施例1:先将0.20g十二烷基苯磺酸加入到含0.12g六氟锰酸钠的10ml氢氟酸溶液中搅拌10~30分钟,然后将0.20g二氧化硅溶于5ml氢氟酸溶液中并加入上述溶液中继续搅拌10~30分钟。最后加入0.50g氟化钠继续搅拌60~120分钟。所得沉淀物用无水甲醇清洗,并于真空干燥箱中干燥24小时得所需Na2SiF6:Mn4+产品。此荧光粉的XRD衍射图如附图1所示,与标准卡片JCPDS33-1280(Na2SiF6)相对照,两者完全一致,没有观察到任何杂相的衍射峰,这表明我们所合成的样品具有单一晶相。附图2所示为样品的扫描电镜图片。该样品形貌均一,粒径约为10μm。附图3所示为样品的室温激发光谱(监测波长为627nm)和发射光谱(激发波长为460nm)。样品在紫外光区和蓝色光区均具有很强的宽带激发。在460nm光激发下,样品的发射是以627nm左右的红光发射为主,这对应于的Mn4+的2Eg-4A2g跃迁。光谱CIE坐标值为:x=0.684,y=0.315。我们的样品CIE值接近于红光NTSC(NationalTelevisionStandardCommittee)标准值(x=0.67,y=0.33)附图4为利用我们合成的样品和商业用黄粉YAG:Ce3+涂布在蓝光LED芯片上的白光LED器件在20mA电流激发下的发光光谱。图中~460nm的发射峰为GaN芯片所发出的蓝光,从500nm到600nm的发射峰为YAG:Ce3+的黄光发射。我们样品的发射位于红光区域,最强发射位于627nm处。此白光LED色温低,显色指数高。实施例2:先将0.20g十二烷基苯磺酸加入到含0.12g六氟锰酸钠的10ml氢氟酸溶液中搅拌10~30分钟,然后将0.40g二氧化钛溶于5ml氢氟酸溶液中并加入上述溶液中继续搅拌10~30分钟。最后加入0.50g氟化钠继续搅拌60~120分钟。所得沉淀物用无水甲醇清洗,并于真空干燥箱中干燥24小时得所需Na2TiF6:Mn4+产品。实施例3:先将0.20g十二烷基苯磺酸加入到含0.12g六氟锰酸钠的10ml氢氟酸溶液中搅拌10~30分钟,然后将0.53g二氧化锗溶于5ml氢氟酸溶液中并加入上述溶液中继续搅拌10~30分钟。最后加入0.50g氟化钠继续搅拌60~120分钟。所得沉淀物用无水甲醇清洗,并于真空干燥箱中干燥24小时得所需Na2GeF6:Mn4+产品。实施例4:先将0.10g十二烷基苯磺酸加入到含0.13g六氟锰酸钾的10ml氢氟酸溶液中搅拌10~30分钟,然后将0.40g二氧化钛溶于5ml氢氟酸溶液中并加入上述溶液中继续搅拌10~30分钟。最后加入0.60g氟化钾继续搅拌60~120分钟。所得沉淀物用无水甲醇清洗,并于真空干燥箱中干燥24小时得所需K2TiF6:Mn4+产品。实施例5:先将0.30g十二烷基苯磺酸加入到含0.13g六氟锰酸钾的10ml氢氟酸溶液中搅拌10~30分钟,然后将0.53g二氧化锗溶于5ml氢氟酸溶液中并加入上述溶液中继续搅拌10~30分钟。最后加入0.70g氟化铯继续搅拌60~120分钟。所得沉淀物用无水甲醇清洗,并于真空干燥箱中干燥24小时得所需Cs2GeF6:Mn4+产品。实施例6:先将0.30g十二烷基苯磺酸加入到含0.065g六氟锰酸钾的10ml氢氟酸溶液中搅拌10~30分钟,然后将0.27g二氧化锗和0.10g二氧化硅溶于5ml氢氟酸溶液中并加入上述溶液中继续搅拌10本文档来自技高网...
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【技术保护点】
一种适用于蓝光激发的高色纯度的红色发光材料,其化学组成为:A2X1‑xF6:xMn4+; A为Na, K, Rb, Cs中的一种或两种组合;M为Ti, Si, Ge, Zr中的一种或两种; x为相应掺杂Mn4+离子相对X4+离子所占的摩尔百分比系数,0 < x ≤ 0.10。

【技术特征摘要】
1.一种适用于蓝光激发的高色纯度的红色发光材料,其化学组成为:A2X1-xF6:xMn4+;A为Na,K,Rb,Cs中的一种或两种组合;M为Ti,Si,Ge,Zr中的一种或两种;x为相应掺杂Mn4+离子相对X4+离子所占的摩尔百分比系数,0<x≤0.10。2.如权利要求1所述的适用于蓝光激发的高色纯度红色发光材料,其特征在于所述蓝光是指波长为420~480nm的光。3.如权利要求1所述的适用于蓝光激发的高色纯度红色发光材料,其特征在于所述的高色纯度是指样品的发射光谱CIE值接近于红光NTSC(National...

【专利技术属性】
技术研发人员:汪正良周亚运周强刘永谭慧英张秋函苏长伟郭俊明
申请(专利权)人:云南民族大学
类型:发明
国别省市:云南;53

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